Тапсырма 11 ЕГЭ по химия: ФИПИ шешімдері қадамдық жауаптарымен

При наличии только одинарных связей атомы углерода находятся в состоянии $sp^3$-гибридизации.

В молекулах гексена-1 и гексена-2 есть двойная связь, поэтому соответствующие атомы углерода имеют $sp^2$-гибридизацию.

Определим молекулярную формулу метилацетата. В его молекуле три атома углерода, шесть атомов водорода и два атома кислорода:$$\mathrm{CH_3COOCH_3} = \mathrm{C_3H_6O_2}$$

Пропановая кислота имеет формулу:$$\mathrm{CH_3CH_2COOH} = \mathrm{C_3H_6O_2}$$

Гомологи имеют одинаковую функциональную группу и относятся к одному гомологическому ряду; их состав отличается на одну или несколько групп $\mathrm{CH_2}$.

Бутановая кислота и уксусная кислота являются предельными одноосновными карбоновыми кислотами. Их молекулярные формулы — $\mathrm{C_4H_8O_2}$ и $\mathrm{C_2H_4O_2}$.$$\mathrm{C_4H_8O_2} - \mathrm{C_2H_4O_2} = 2\mathrm{CH_2}$$

Изомеры положения функциональной группы должны иметь одинаковую молекулярную формулу, одинаковый углеродный скелет и отличаться положением функциональной группы.

Пропанол-1 и изопропиловый спирт имеют формулу $\mathrm{C_3H_8O}$ и линейный скелет из трёх атомов углерода. В пропаноле-1 группа $\mathrm{-OH}$ находится у первого атома углерода, а в изопропиловом спирте — у второго.

Гомологи имеют одинаковую функциональную принадлежность и отличаются друг от друга на одну или несколько групп $\mathrm{CH_2}$. Гомологами бензола являются арены — ароматические углеводороды.

Толуол — метилбензол, а этилбензол содержит этильный заместитель у бензольного кольца. Оба вещества относятся к гомологическому ряду бензола.

В бензольном кольце все атомы углерода имеют $sp^2$-гибридизацию. Атомы углерода при двойных связях также имеют $sp^2$-гибридизацию.

В толуоле $\mathrm{C_6H_5CH_3}$ атом углерода метильной группы связан только одинарными связями и имеет $sp^3$-гибридизацию. Остальные атомы углерода входят в бензольное кольцо и имеют $sp^2$-гибридизацию.

Гомологи — это вещества одного класса, сходные по строению и свойствам, молекулы которых отличаются на одну или несколько групп $\mathrm{-CH_2-}$.

Аланин и глицин относятся к аминокислотам. Строение глицина можно представить как $\mathrm{NH_2CH_2COOH}$, а аланина — как $\mathrm{NH_2CH(CH_3)COOH}$.

При $sp^2$-гибридизации находится атом углерода, участвующий в двойной связи. В карбонильной группе $\mathrm{C=O}$ атом углерода также имеет $sp^2$-гибридизацию.$$sp^2: \text{три гибридные орбитали и одна негибридная } p\text{-орбиталь}$$

В молекуле этилацетата есть одна карбонильная группа $\mathrm{C=O}$, следовательно, только один атом углерода имеет $sp^2$-гибридизацию.

В молекуле анилина есть бензольное кольцо, атомы углерода которого находятся в состоянии $sp^2$-гибридизации.

В молекулах аланина и глицина есть карбоксильная группа $\mathrm{-COOH}$. Углерод карбонильной группы $\mathrm{C=O}$ имеет $sp^2$-гибридизацию.

Цис-транс-изомерия возможна, если каждый атом углерода при двойной связи соединён с двумя различными заместителями.

В бутене-2 структура двойной связи имеет вид $\mathrm{CH_3-CH=CH-CH_3}$. У каждого атома углерода при двойной связи заместители различны: атом водорода и метильная группа.

$n$-Гексан является предельным углеводородом, то есть алканом. Общая формула алканов:$$C_nH_{2n+2}$$

Гомологи алканов также должны быть ациклическими насыщенными углеводородами и отличаться от гексана на несколько групп $\mathrm{CH_2}$.

Бутановая кислота имеет неразветвлённый углеродный скелет и молекулярную формулу $\mathrm{C_4H_8O_2}$.

2-метилпропановая кислота имеет разветвлённый углеродный скелет, но ту же молекулярную формулу $\mathrm{C_4H_8O_2}$.

Цис-транс-изомерия возможна для алкенов, если у каждого атома углерода двойной связи имеются два различных заместителя.

В бутене-$2$ у каждого атома двойной связи находятся атом водорода и метильная группа. Поэтому он существует в виде цис- и транс-изомеров.$$\mathrm{CH_3-CH=CH-CH_3}$$

В молекуле дивинила $\mathrm{CH_2{=}CH{-}CH{=}CH_2}$ все атомы углерода участвуют в двойных связях, поэтому имеют $sp^2$-гибридизацию.

В молекуле ацетилена углерод имеет $sp$-гибридизацию, поэтому вещество не подходит.

Уксусная кислота имеет формулу $\mathrm{CH_3COOH}$ и относится к предельным одноосновным карбоновым кислотам.

Муравьиная кислота $\mathrm{HCOOH}$ и стеариновая кислота $\mathrm{C_{17}H_{35}COOH}$ имеют ту же карбоксильную группу и отличаются от уксусной кислоты на одну или несколько групп $\mathrm{CH_2}$.

Гомологами называют вещества одного класса, имеющие одинаковую функциональную группу и отличающиеся по составу на одну или несколько групп $\mathrm{CH_2}$.

Этиленгликоль — двухатомный спирт с двумя группами $\mathrm{-OH}$ и двумя атомами углерода. Пропандиол-1,2 — двухатомный спирт с двумя группами $\mathrm{-OH}$ и тремя атомами углерода.$$\mathrm{HOCH_2CH_2OH} \rightarrow \mathrm{HOCH_2CH(OH)CH_3}$$

Гидроксильная группа имеет вид $\mathrm{-OH}$. Этанол является одноатомным спиртом, поэтому содержит одну гидроксильную группу.

Глицерин является трёхатомным спиртом, поэтому содержит три гидроксильные группы.

Метилацетат и этилформиат содержат карбонильную группу $\mathrm{C=O}$, поэтому в каждом из них присутствует $\pi$-связь.$$\mathrm{C=O}=\sigma+\pi$$

В этилбензоле есть бензольное кольцо с сопряжёнными $\pi$-связями.

Определим молекулярные формулы веществ и их принадлежность к классам органических соединений.

Ацетон — кетон с формулой $\mathrm{C_3H_6O}$, а пропаналь — альдегид с формулой $\mathrm{C_3H_6O}$.$$\mathrm{C_3H_6O} = \mathrm{C_3H_6O}$$

$n$-пропиловый спирт — это пропан-1-ол с молекулярной формулой $\mathrm{C_3H_8O}$.$$\mathrm{CH_3CH_2CH_2OH}$$

Пропанол-2 имеет ту же молекулярную формулу, но отличается положением гидроксильной группы.$$\mathrm{CH_3CHOHCH_3}$$