Химия ЕГЭ — решения заданий ФИПИ с ответами

Бензол относится к аренам — ароматическим углеводородам. Его гомологи должны иметь бензольное кольцо и углеводородный заместитель.

Толуол имеет формулу $\mathrm{C_6H_5CH_3}$ и отличается от бензола на группу $\mathrm{CH_2}$, поэтому является его гомологом.

Ацетон и бутанон содержат карбонильную группу $>\!\mathrm{C=O}$, расположенную внутри углеродной цепи, поэтому относятся к кетонам.

Ацетон имеет формулу $\mathrm{CH_3COCH_3}$, а бутанон — $\mathrm{CH_3COCH_2CH_3}$. Они отличаются на одну группу $\mathrm{CH_2}$ и являются соседними членами гомологического ряда предельных кетонов.$$\mathrm{CH_3COCH_3} + \mathrm{CH_2} \rightarrow \mathrm{CH_3COCH_2CH_3}$$

Определяем молекулярную формулу пропаналя: альдегид с тремя атомами углерода имеет формулу $\mathrm{C_3H_6O}$.

Ацетон является кетоном с тремя атомами углерода и также имеет формулу $\mathrm{C_3H_6O}$.

Определим молекулярные формулы предложенных веществ.

Метилэтиламин и изопропиламин имеют одинаковую молекулярную формулу, но различное строение углеродного скелета.

Карбонильная группа представляет собой фрагмент $\mathrm{C=O}$.

Глюкоза в открытой форме содержит альдегидную группу $\mathrm{-CHO}$, включающую карбонильный фрагмент.

У пропанола-1 гидроксильная группа находится у первого атома углерода. При её перемещении ко второму атому углерода образуется пропанол-2.$$\mathrm{CH_3CH_2CH_2OH} \rightleftarrows \mathrm{CH_3CH(OH)CH_3}$$

У пентанона-2 карбонильная группа находится у второго атома углерода. Её перенос к третьему атому углерода приводит к образованию пентанона-3.$$\mathrm{CH_3COCH_2CH_2CH_3} \rightleftarrows \mathrm{CH_3CH_2COCH_2CH_3}$$

Определяем молекулярную формулу метилацетата: $\mathrm{CH_3COOCH_3 = C_3H_6O_2}$.$$\mathrm{CH_3COOCH_3 \rightarrow C_3H_6O_2}$$

Определяем молекулярную формулу этилформиата: $\mathrm{HCOOC_2H_5 = C_3H_6O_2}$.$$\mathrm{HCOOC_2H_5 \rightarrow C_3H_6O_2}$$

В бензойной кислоте все атомы углерода бензольного кольца имеют $sp^2$-гибридизацию, а карбонильный атом углерода в карбоксильной группе также имеет $sp^2$-гибридизацию.

В феноле все атомы углерода входят в состав бензольного кольца, поэтому находятся в состоянии $sp^2$-гибридизации.

Определяем молекулярную формулу бутаналя: это альдегид с четырьмя атомами углерода, поэтому его формула — $\mathrm{C_4H_8O}$.$$\mathrm{C_4H_8O}$$

Метилпропаналь имеет ту же молекулярную формулу $\mathrm{C_4H_8O}$, но другое строение углеродного скелета, поэтому является изомером бутаналя.$$\mathrm{C_4H_8O}$$

Атом углерода имеет $sp^2$-гибридизацию, если участвует в образовании двойной связи, в том числе карбонильной связи $\mathrm{C=O}$.

В этилене оба атома углерода связаны двойной связью, поэтому $sp^2$-гибридизацию имеют два атома углерода.

Гомологи — это вещества одного класса органических соединений, сходные по строению и химическим свойствам, но отличающиеся друг от друга на одну или несколько групп $\mathrm{CH_2}$.

Гексан и этан являются алканами. Они входят в один гомологический ряд и соответствуют общей формуле алканов $\mathrm{C_nH_{2n+2}}$.$$\mathrm{C_6H_{14}} - \mathrm{C_2H_6} = 4\mathrm{CH_2}$$

Атомы углерода, участвующие в двойной связи, находятся в состоянии $sp^2$-гибридизации. Поэтому нужно выбрать вещества, в которых каждый атом углерода входит в двойную связь.

В дивиниле все четыре атома углерода входят в две двойные связи, поэтому все они имеют $sp^2$-гибридизацию.$$\mathrm{CH_2{=}CH{-}CH{=}CH_2}$$

Определим молекулярные формулы веществ из списка.

Изопрен имеет строение 2-метилбутадиена-1,3, а пентадиен-1,3 имеет неразветвлённый углеродный скелет. Их молекулярные формулы совпадают, но строение различается.

Изомеры имеют одинаковую молекулярную формулу, но различное строение молекул.

Для вещества 1 подсчитаем атомы: $\mathrm{CH_3CH(NH_2)COOH}$ соответствует формуле $\mathrm{C_3H_7NO_2}$.$$\mathrm{CH_3CH(NH_2)COOH} \rightarrow \mathrm{C_3H_7NO_2}$$

Стирол содержит бензольное кольцо и двойную связь в боковой цепи, поэтому в его молекуле есть π-связи.

Толуол содержит бензольное кольцо, в котором имеются сопряжённые π-связи.

Пропен имеет формулу $\mathrm{C_3H_6}$. Ему соответствует изомер циклопропан.

$n$-Бутан имеет формулу $\mathrm{C_4H_{10}}$. Его изомер — изобутан, или 2-метилпропан.

Бутанол-2 — одноатомный насыщенный спирт с четырьмя атомами углерода, поэтому его молекулярная формула имеет вид $\mathrm{C_4H_{10}O}$.$$\mathrm{C_4H_{10}O}$$

2-Метилпропанол-1 имеет четыре атома углерода и одну гидроксильную группу, поэтому его формула также $\mathrm{C_4H_{10}O}$.$$\mathrm{C_4H_{10}O}$$

Определим молекулярные формулы веществ: бутанол-1 имеет формулу $\mathrm{C_4H_{10}O}$, а диэтиловый эфир — также $\mathrm{C_4H_{10}O}$.$$\mathrm{C_4H_9OH} = \mathrm{C_4H_{10}O};\quad \mathrm{C_2H_5OC_2H_5} = \mathrm{C_4H_{10}O}$$

Бутанол-1 относится к классу предельных одноатомных спиртов, а диэтиловый эфир — к классу простых эфиров. Следовательно, это межклассовые изомеры.

В молекуле бутена-1 имеется одна двойная связь, поэтому содержится одна $\pi$-связь.

В молекуле бутадиена-1,2 имеются две двойные связи. Каждая двойная связь содержит одну $\pi$-связь.$$2 \cdot 1 = 2$$

Ацетилен содержит тройную связь, в состав которой входят две π-связи.

Ацетон содержит карбонильную связь $\mathrm{C=O}$, включающую одну π-связь.