Химия ЕГЭ — решения заданий ФИПИ с ответами

В двойной связи присутствуют одна σ- и одна π-связь. Поэтому вещества с карбонильной группой содержат π-связь.

В глицине есть карбоксильная группа с фрагментом $\mathrm{C=O}$, в формальдегиде — связь $\mathrm{C=O}$, в ацетоне — также карбонильная группа. В их молекулах присутствуют π-связи.

В молекуле аланина есть атом углерода в группе $-CH_3$ и атом углерода в группе $-CH-$; они имеют $sp^3$-гибридизацию. В молекуле глицина атом углерода группы $-CH_2-$ также имеет $sp^3$-гибридизацию.

В анилине все атомы углерода входят в бензольное кольцо, поэтому каждый из них имеет $sp^2$-гибридизацию.

Цис-бутен-2 и транс-бутен-2 имеют одинаковое строение углеродного скелета и отличаются пространственным расположением заместителей. Это геометрические, а не структурные изомеры.

Н-бутан и изобутан имеют одинаковую молекулярную формулу $\mathrm{C_4H_{10}}$, но различное строение углеродного скелета.$$\mathrm{CH_3-CH_2-CH_2-CH_3} \quad и \quad \mathrm{(CH_3)_3CH}$$

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

Бензол и толуол относятся к ароматическим углеводородам. Формулы бензола и толуола: $\mathrm{C_6H_6}$ и $\mathrm{C_7H_8}$.$$\mathrm{C_7H_8} - \mathrm{C_6H_6} = \mathrm{CH_2}$$

Метилацетат и метилформиат относятся к классу сложных эфиров.$$\mathrm{CH_3COOCH_3},\ \mathrm{HCOOCH_3}$$

Составы этих веществ отличаются на одну группу $\mathrm{CH_2}$, поэтому они являются гомологами.$$\mathrm{C_3H_6O_2} - \mathrm{C_2H_4O_2} = \mathrm{CH_2}$$

В этилене присутствует двойная связь $\mathrm{C=C}$, поэтому атомы углерода имеют $sp^2$-гибридизацию.

В толуоле углеродные атомы бензольного кольца входят в сопряжённую систему и имеют $sp^2$-гибридизацию.

Определяем молекулярные формулы веществ. Бутин-1 и бутин-2 имеют формулу $\mathrm{C_4H_6}$ и являются структурными изомерами алкинов.

Диэтиловый эфир имеет формулу $\mathrm{C_4H_{10}O}$ и относится к простым эфирам.

В молекуле этилена атомы углерода находятся в состоянии $sp^2$-гибридизации. Все атомы молекулы лежат в одной плоскости.$$2\mathrm{C}(sp^2) + 4\mathrm{H} \Rightarrow \text{плоская молекула }\mathrm{C_2H_4}$$

В молекуле бензола все атомы углерода $sp^2$-гибридизованы, поэтому бензольное кольцо и связанные с ним атомы водорода лежат в одной плоскости.$$\mathrm{C_6H_6}: \text{ все атомы лежат в одной плоскости}$$

Цис-транс-изомерия возможна у алкенов, если каждый из двух атомов углерода при двойной связи связан с двумя различными заместителями.

В 1,2-дибромэтене каждый атом углерода двойной связи связан с атомом водорода и атомом брома. Поэтому возможны цис- и транс-формы.

Этилформиат имеет строение $\mathrm{HCOOCH_2CH_3}$ и молекулярную формулу $\mathrm{C_3H_6O_2}$.

Проверим формулы предложенных веществ. Вещество 3, метилацетат $\mathrm{CH_3COOCH_3}$, имеет формулу $\mathrm{C_3H_6O_2}$.

Гомологи имеют одинаковую функциональную группу и относятся к одному гомологическому ряду.

Этанол и пентанол-1 являются одноатомными спиртами.$$\mathrm{C_2H_5OH} \text{ и } \mathrm{C_5H_{11}OH}$$

Геометрическая изомерия характерна для соединений с двойной связью $\mathrm{C{=}C}$, поскольку вращение вокруг неё невозможно.

У каждого атома углерода при двойной связи должны быть два разных заместителя. Это условие выполняется у бут-2-ена $\mathrm{CH_3CH{=}CHCH_3}$.

Карбонильная группа — это функциональная группа $\mathrm{C=O}$.

Бутанон относится к кетонам, поэтому содержит фрагмент $\mathrm{C=O}$.

Пентанон-2 — кетон с пятью атомами углерода. Его молекулярная формула:$$\mathrm{C_5H_{10}O}$$

2-метилбутаналь содержит пять атомов углерода и имеет формулу $\mathrm{C_5H_{10}O}$. Это изомер пентанона-2.$$\mathrm{C_5H_{10}O}$$

Пропаналь содержит три атома углерода. Для соединений с тремя атомами углерода разветвлённый углеродный скелет невозможен.$$\mathrm{CH_3CH_2CHO}$$

Изобутан имеет молекулярную формулу $\mathrm{C_4H_{10}}$; ему соответствует изомер с неразветвлённым скелетом — бутан.$$\mathrm{C_4H_{10}}$$

В толуоле есть бензольное кольцо, поэтому атомы углерода кольца имеют $sp^2$-гибридизацию.

В этилацетате присутствует карбонильная группа $\mathrm{C=O}$, атом углерода которой имеет $sp^2$-гибридизацию.

Метилпропиловый эфир состоит из метильной и пропильной групп, соединённых атомом кислорода. Поэтому его молекулярная формула — $\mathrm{C_4H_{10}O}$.

2-метилпропанол-2 имеет четыре атома углерода, десять атомов водорода и один атом кислорода: $\mathrm{C_4H_{10}O}$. Это изомер исходного эфира.

Изопрен — это 2-метилбутадиен-1,3, его молекулярная формула $\mathrm{C_5H_8}$.$$\mathrm{CH_2=C(CH_3)-CH=CH_2}$$

Метилциклобутан и 2-метилбутен-2 имеют формулу $\mathrm{C_5H_{10}}$, а 3-метилпентен-1 — формулу $\mathrm{C_6H_{12}}$. Они не являются изомерами изопрена.$$\mathrm{C_5H_{10}},\ \mathrm{C_6H_{12}} \ne \mathrm{C_5H_8}$$

Этилформиат имеет строение $\mathrm{HCOOCH_2CH_3}$ и молекулярную формулу $\mathrm{C_3H_6O_2}$.$$\mathrm{HCOOCH_2CH_3} \rightarrow \mathrm{C_3H_6O_2}$$

Метилацетат имеет формулу $\mathrm{CH_3COOCH_3}$, то есть $\mathrm{C_3H_6O_2}$. Это структурный изомер этилформиата.$$\mathrm{CH_3COOCH_3} = \mathrm{C_3H_6O_2}$$

В молекуле пентадиена-1,4 имеются две двойные связи. Каждая двойная связь содержит одну $\pi$-связь.$$2\times 1=2\ \pi\text{-связи}$$

В молекуле ацетилена имеется одна тройная связь. Тройная связь состоит из одной $\sigma$- и двух $\pi$-связей.$$1\times 2=2\ \pi\text{-связи}$$