Тапсырма 32 ЕГЭ по химия: ФИПИ шешімдері қадамдық жауаптарымен

Кальций вытесняет водород из воды. Образуются новое сложное вещество и простое вещество:$$\mathrm{Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2}$$

Водород восстанавливает оксид меди(II), вытесняя медь из сложного вещества:$$\mathrm{CuO + H_2 \rightarrow Cu + H_2O}$$

При нагревании в присутствии катализатора три молекулы ацетилена образуют бензол. Поэтому $X_1$ — бензол.$$3\,\mathrm{HC\equiv CH}\xrightarrow{t,\ \mathrm{кат.}}\mathrm{C_6H_6}$$

Бензол гидрируется водородом на никелевом катализаторе с образованием циклогексана. Поэтому $X_2$ — циклогексан.$$\mathrm{C_6H_6}+3\,\mathrm{H_2}\xrightarrow{\mathrm{Ni},\ t,\ p}\mathrm{C_6H_{12}}$$

Реакция разложения должна иметь один исходный сложный реагент и несколько продуктов. Все пять приведённых уравнений являются реакциями разложения.

В реакции 1 степени окисления элементов не изменяются: кальций остаётся $+2$, углерод $+4$, кислород $-2$. Это не окислительно-восстановительная реакция.

При жёстком окислении бутена-2 двойная связь разрывается. Поскольку оба атома углерода при двойной связи связаны с атомом водорода, образуются две молекулы уксусной кислоты. Следовательно, $X_1$ — уксусная кислота.$$\mathrm{CH_3-CH{=}CH-CH_3 + 4[O] \rightarrow 2CH_3-COOH}$$

Уксусная кислота реагирует с гидроксидом кальция с образованием ацетата кальция.$$\mathrm{2CH_3-COOH + Ca(OH)_2 \rightarrow (CH_3COO)_2Ca + 2H_2O}$$

Взаимодействие белого фосфора с кислородом — это горение, поэтому реакция экзотермическая, а не эндотермическая.

Фосфор и кислород являются различными фазами исходных веществ: белый фосфор — твёрдое вещество, кислород — газ. Следовательно, реакция гетерогенная.

Для шешімдер тапсырмалар необходимо видеть схему превращений или перечень исходных веществ и продуктов.

На предоставленном изображении присутствует только общая инструкция; область, где должны быть указаны превращения, пуста.

Записываем уравнение реакции взаимодействия карбида кальция с водой:$$\mathrm{CaC_2 + 2H_2O \rightarrow C_2H_2 + Ca(OH)_2}$$

В реакции происходит обмен составными частями исходных веществ: образуются ацетилен и гидроксид кальция. Следовательно, это реакция обмена.

Гидрирование ацетальдегида является реакцией присоединения водорода по карбонильной группе с образованием этанола.$$\mathrm{CH_3CHO + H_2 \rightarrow CH_3CH_2OH}$$

Гидратация пропина является реакцией присоединения воды по тройной связи с последующим образованием карбонильного соединения.$$\mathrm{CH_3C\equiv CH + H_2O \rightarrow CH_3COCH_3}$$

При каталитическом дегидрировании $n$-бутана образуется бута-1,3-диен. Это вещество принимаем за $X_1$.$$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH_3 \xrightarrow{t,\ кат.} CH_2{=}CH{-}CH{=}CH_2 + 2H_2}$$

К бута-1,3-диену присоединяется одна молекула брома. При температуре $40\,^{\circ}\mathrm{C}$ преимущественно протекает 1,4-присоединение.$$\mathrm{CH_2{=}CH{-}CH{=}CH_2 + Br_2 \xrightarrow{40\,^{\circ}C} BrCH_2CH{=}CHCH_2Br}$$

При окислении пропан-1-ола дихроматом калия в сернокислой среде образуется пропановая кислота. Поэтому $X_1$ — пропан-1-ол, а $X_2$ — пропановая кислота.$$\mathrm{CH_3-CH_2-CH_2OH + 2[O] \xrightarrow{K_2Cr_2O_7,\ H_2SO_4} CH_3-CH_2-COOH + H_2O}$$

Пропан-1-ол превращают в 1-хлорпропан действием хлороводорода.$$\mathrm{CH_3-CH_2-CH_2OH + HCl \rightarrow CH_3-CH_2-CH_2Cl + H_2O}$$

Н-гептан подвергают дегидроциклизации с образованием 1-метилциклогексена.$$\mathrm{CH_3-(CH_2)_5-CH_3 \xrightarrow[\Delta]{Pt,\ Al_2O_3} 1\text{-}метилциклогексен + 4H_2}$$

Гидрированием двойной связи получают метилциклогексан.$$\mathrm{1\text{-}метилциклогексен + H_2 \xrightarrow{Ni,\ \Delta} метилциклогексан}$$

Этилбензол получают алкилированием бензола бромэтаном в присутствии безводного хлорида алюминия.$$\mathrm{C_6H_6 + C_2H_5Br \xrightarrow{AlCl_3} C_6H_5C_2H_5 + HBr}$$

При жёстком окислении боковая цепь этилбензола превращается в карбоксильную группу. Поэтому $X_1$ — бензойная кислота.$$\mathrm{C_6H_5CH_2CH_3 + 6[O] \xrightarrow[ t^\circ]{KMnO_4,\ H_2SO_4} C_6H_5COOH + CO_2 + 2H_2O}$$

Рассмотрим разложение нитрита аммония: в исходном веществе степени окисления азота равны $-3$ в ионе аммония и $+3$ в нитрит-ионе. При образовании азота $\mathrm{N_2}$ оба значения переходят в $0$.$$\mathrm{NH_4NO_2 \rightarrow N_2 + 2H_2O}$$

Одновременно один атом азота окисляется, а другой восстанавливается. Поэтому разложение $\mathrm{NH_4NO_2}$ является окислительно-восстановительной реакцией.

Реакция нейтрализации — это взаимодействие кислоты с основанием, в результате которого образуются соль и вода.$$\mathrm{кислота + основание \rightarrow соль + вода}$$

Сероводород является слабой кислотой и реагирует с гидроксидом натрия с образованием соли и воды.$$\mathrm{H_2S + 2NaOH \rightarrow Na_2S + 2H_2O}$$

Реакция соединения — это реакция, в которой из двух или более исходных веществ образуется одно сложное вещество.$$A + B \rightarrow AB$$

В реакции 1 образуется одна соль — сульфат аммония:$$2\mathrm{NH_3} + \mathrm{H_2SO_4} \rightarrow (\mathrm{NH_4})_2\mathrm{SO_4}$$

Из $\mathrm{1}$-бромбутана элиминируем бромоводород спиртовым раствором щёлочи. Образуется бут-$\mathrm{1}$-ен, поэтому $X_1=\mathrm{CH_2{=}CHCH_2CH_3}$.$$\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH_2Br + KOH \xrightarrow[\Delta]{ спиртовой\ раствор} CH_2{=}CHCH_2CH_3 + KBr + H_2O}$$

К бут-$\mathrm{1}$-ену присоединяем бромоводород по правилу Марковникова.$$\mathrm{CH_2{=}CHCH_2CH_3 + HBr \rightarrow CH_3CH(Br)CH_2CH_3}$$

При взаимодействии 1-хлорпропана с избытком аммиака происходит замещение атома хлора на аминогруппу. Образуется пропиламин; в качестве побочного продукта образуется хлорид аммония.$$\mathrm{CH_3CH_2CH_2Cl + 2NH_3 \rightarrow CH_3CH_2CH_2NH_2 + NH_4Cl}$$

Промежуточным веществом $X_1$ можно считать соль пропиламмония, образующуюся при присоединении аммиака к 1-хлорпропану. При действии основания из неё выделяется свободный пропиламин.$$\mathrm{CH_3CH_2CH_2NH_3Cl + NaOH \rightarrow CH_3CH_2CH_2NH_2 + NaCl + H_2O}$$

При разложении оксида ртути(II) изменяются степени окисления ртути и кислорода: ртуть восстанавливается, а кислород окисляется. Реакция является окислительно-восстановительной.$$2\mathrm{HgO} \rightarrow 2\mathrm{Hg} + \mathrm{O_2}$$

При разложении гидрокарбоната кальция степени окисления элементов не изменяются: это неокислительно-восстановительная реакция.$$\mathrm{Ca(HCO_3)_2} \rightarrow \mathrm{CaCO_3} + \mathrm{CO_2} + \mathrm{H_2O}$$

Этиленгликоль дегидратируют при нагревании в присутствии концентрированной серной кислоты с образованием этилена.$$\mathrm{HOCH_2CH_2OH \xrightarrow[\ t\ ]{H_2SO_4} CH_2{=}CH_2 + H_2O}$$

К этилену присоединяют бром, получая 1,2-дибромэтан. Следовательно, $X_1 = \mathrm{CH_2{=}CH_2}$, $X_2 = \mathrm{BrCH_2CH_2Br}$.$$\mathrm{CH_2{=}CH_2 + Br_2 \rightarrow BrCH_2CH_2Br}$$

Хлороводород взаимодействует с аминогруппой глицина с образованием хлоридной соли глициния:$$\mathrm{NH_2CH_2COOH + HCl \rightarrow [NH_3CH_2COOH]Cl}$$

Из двух исходных веществ образуется одно сложное вещество, поэтому реакцию относят к реакциям соединения.