Метаналь HCHO — альдегид, поэтому окисляется по альдегидной группе. Муравьиная кислота HCOOH — единственная карбоновая кислота с альдегидным фрагментом (H‑CO‑OH), поэтому тоже даёт реакции, характерные для альдегидов. Нужны реагенты, с которыми взаимодействуют оба вещества.
1) Медь — малоактивный металл (после H2 в ряду активности); не реагирует ни с кислотой, ни с альдегидом. Не подходит.
2) Хлорид натрия — соль сильной кислоты; не реагирует ни с одним из веществ. Не подходит.
4) Оксид меди(II) реагирует с муравьиной кислотой как с кислотой, но с метаналем не взаимодействует. Реагирует только одно вещество — не подходит.
5) Гидроксид меди(II) — окисление альдегидной группы при нагревании, идёт с обоими веществами: HCHO + 4Cu(OH)2 CO2 + 2Cu2O↓ + 5H2O HCOOH + 2Cu(OH)2 CO2 + Cu2O↓ + 3H2O
Следовательно, с обоими веществами взаимодействуют аммиачный раствор оксида серебра и гидроксид меди(II) — ответ 3, 5
Задание №2
Из предложенного перечня веществ выберите все вещества, с которыми вступают в реакцию как бутин-1, так и бутаналь:
Бутин-1 CH≡C‑C2H5 — алкин с концевой тройной связью: присоединяет водород, окисляется KMnO4, а за счёт подвижного атома водорода при тройной связи реагирует с аммиачным раствором оксида серебра (этот водород замещается на серебро). Бутаналь C2H5‑CH2‑CHO — альдегид: присоединяет водород, окисляется KMnO4, даёт реакцию «серебряного зеркала» и реагирует с Cu(OH)2. Нужны реагенты, с которыми взаимодействуют оба вещества.
1) H2 — присоединяется к обоим веществам (по тройной связи и по карбонильной группе): CH≡C‑C2H5 + 2H2 CH3‑CH2‑CH2‑CH3 C2H5‑CH2‑CHO + H2 C2H5‑CH2‑CH2OH
2) BaSO4 — нерастворимая соль, химически инертна, не реагирует ни с одним из веществ. Не подходит.
3) Cu(OH)2 — с бутаналем как с альдегидом реагирует (окисление при нагревании), но бутин-1 со свежеосаждённым Cu(OH)2 не взаимодействует. Реагирует только одно вещество — не подходит.
4) KMnO4 — окисляет оба вещества: тройную связь бутина-1 и альдегидную группу бутаналя (происходит обесцвечивание раствора). Реагируют оба вещества, поэтому вариант подходит.
5) Ag2O (NH3 р-р) — реагирует с обоими веществами: бутаналь даёт реакцию «серебряного зеркала», а у бутина-1 подвижный атом водорода при концевой тройной связи замещается на серебро: C2H5‑CH2‑CHO + 2[Ag(NH3)2]OH C2H5‑CH2‑COONH4 + 2Ag↓ + 3NH3 + H2O CH≡C‑C2H5 + [Ag(NH3)2]OH → AgC≡C‑C2H5↓ + 2NH3 + H2O
Следовательно, с обоими веществами взаимодействуют H2, KMnO4 и аммиачный раствор Ag2O — ответ 1, 4, 5
Задание №3
Из предложенного перечня выберите все вещества, с которыми вступают в реакцию как бутан, так и этиленгликоль:
Бутан CH3‑CH2‑CH2‑CH3 — предельный углеводород: кратных связей нет, поэтому реакции присоединения (H2, HBr, Br2) для него невозможны; он способен на горение, радикальное замещение со свободными галогенами на свету и нитрование азотной кислотой (реакция Коновалова). Этиленгликоль HO‑CH2‑CH2‑OH — двухатомный предельный спирт: тоже без кратных связей, горит и реагирует с азотной кислотой (этерификация по гидроксильным группам). Нужны реагенты, с которыми взаимодействуют оба вещества.
1) Кислород — оба вещества горят: 2CH3‑CH2‑CH2‑CH3 + 13O2 8CO2 + 10H2O 2(CH2OH)2 + 5O2 4CO2 + 6H2O
2) Бромоводород — в этих условиях не реагирует ни с одним из веществ. К бутану HBr не присоединяется (нет кратной связи), и в реакцию замещения с HBr алканы не вступают; этиленгликоль с бромоводородом в условиях ЕГЭ как типовая реакция не рассматривается. Не подходит.
3) Водород — присоединяется по кратным связям и к карбонильной группе. Ни у бутана, ни у этиленгликоля таких групп нет, поэтому ни одно из веществ с H2 не реагирует. Не подходит.
4) Бром (водн.) — бромная вода реагирует только по кратным связям (а также с альдегидами и фенолом), которых нет ни у бутана, ни у этиленгликоля. Радикальное замещение в бутане идёт лишь со свободным бромом на свету, а не с его водным раствором. Поэтому с бромной водой ни одно из веществ не реагирует. Не подходит.
5) Азотная кислота — реагирует с обоими веществами. С бутаном идёт замещение атома водорода на нитрогруппу (реакция Коновалова), с этиленгликолем — этерификация гидроксильных групп: CH3‑CH2‑CH2‑CH3 + HNO3 CH3‑CH(NO2)‑CH2‑CH3 + H2O (CH2OH)2 + 2HNO3 → (CH2ONO2)2 + 2H2O
Следовательно, с обоими веществами взаимодействуют кислород и азотная кислота — ответ 1, 5
Задание №4
Из предложенного перечня выберите все вещества, которые реагируют с гидроксидом меди(II):
Гидроксид меди(II) Cu(OH)2 реагирует с тремя типами органических веществ: с карбоновыми кислотами (реакция нейтрализации), с многоатомными спиртами (образуется ярко-синий раствор комплексного соединения) и с альдегидами (окисление альдегидной группы при нагревании с выпадением кирпично-красного осадка Cu2O). Кетоны и алкины с Cu(OH)2 не реагируют.
1) Уксусная кислота CH3‑COOH — карбоновая кислота, реагирует с Cu(OH)2 как с основанием (нейтрализация): 2CH3‑COOH + Cu(OH)2 → (CH3COO)2Cu + 2H2O. Подходит.
2) Ацетон CH3‑CO‑CH3 — кетон. Карбонильная группа кетона не окисляется Cu(OH)2, кислотных и многоатомно-спиртовых свойств у ацетона нет. Не реагирует, не подходит.
3) Ацетилен CH≡CH — алкин. С гидроксидом меди(II) не взаимодействует (реакции по тройной связи с Cu(OH)2 не идут). Не подходит.
4) Этиленгликоль HO‑CH2‑CH2‑OH — двухатомный спирт, реагирует с Cu(OH)2 с образованием ярко-синего раствора (качественная реакция на многоатомные спирты). Подходит.
Нужно вещество, которое реагирует одновременно с аммиаком, цинком и метанолом. Все три реакции характерны для карбоновых кислот: с аммиаком кислота даёт аммонийную соль, с цинком (металл стоит в ряду активности до водорода) — соль и водород, с метанолом — реакцию этерификации (сложный эфир). Поэтому ищем в перечне карбоновые кислоты. Ниже для компактности уравнения записаны в общем виде через обозначение углеводородного радикала R; в самом ЕГЭ так писать нельзя — там нужны полные структурные формулы.
1) Этиленгликоль HO‑CH2‑CH2‑OH — двухатомный спирт. С цинком многоатомный спирт не реагирует, реакции с аммиаком тоже нет. Не подходит.
2) Пропиламин CH3‑CH2‑CH2‑NH2 — амин (основание). С аммиаком, цинком и метанолом не реагирует (амин сам проявляет основные свойства). Не подходит.
3) 2-метилбутановая кислота C2H5‑CH(CH3)‑COOH — карбоновая кислота. Реагирует со всеми тремя веществами: с аммиаком: R‑COOH + NH3 → R‑COONH4; с цинком: 2R‑COOH + Zn → (R‑COO)2Zn + H2↑; с метанолом: R‑COOH + CH3OH R‑COOCH3 + H2O. Подходит.
4) Этиловый эфир пропановой кислоты C2H5‑COO‑C2H5 — сложный эфир. С аммиаком, цинком и метанолом в условиях ЕГЭ как с набором реагентов не реагирует (для него характерен гидролиз). Не подходит.
5) Муравьиная кислота H‑COOH — карбоновая кислота. Реагирует со всеми тремя веществами: с аммиаком: H‑COOH + NH3 → H‑COONH4; с цинком: 2H‑COOH + Zn → (H‑COO)2Zn + H2↑; с метанолом: H‑COOH + CH3OH H‑COOCH3 + H2O. Подходит.
Следовательно, со всеми тремя веществами реагируют 2-метилбутановая и муравьиная кислоты — ответ 3, 5
Задание №6
Из предложенного перечня выберите все вещества, которые вступают в реакцию как с водородом в присутствии катализатора, так и с подкисленным раствором перманганата калия:
Нужны вещества, которые отвечают обоим требованиям сразу. Водород в присутствии катализатора присоединяется по кратным связям C=C и C≡C, к карбонильной группе C=O, а также раскрывает малые циклы — трёх- и четырёхчленные (циклопропан, циклобутан). Подкисленный раствор перманганата калия (сильный окислитель) окисляет кратные связи C=C, C≡C, а также альдегиды и спирты; при этом раствор обесцвечивается. Бензольное кольцо устойчиво к действию подкисленного KMnO4.
1) Ацетальдегид CH3‑CHO: присоединяет водород по карбонильной группе и окисляется KMnO4 по альдегидной группе: CH3‑CHO + H2 CH3‑CH2OH. Реагирует с обоими реагентами, поэтому подходит.
2) Этанол CH3‑CH2OH: окисляется подкисленным KMnO4, но все связи в молекуле одинарные, кратных связей и карбонильной группы нет, поэтому водород к нему не присоединяется. Первое требование не выполняется, поэтому вещество не подходит.
3) Изопрен CH2=C(CH3)‑CH=CH2: содержит две двойные связи C=C, поэтому присоединяет водород и окисляется подкисленным KMnO4 (раствор обесцвечивается). Реагирует с обоими реагентами, поэтому подходит.
4) Ацетилен CH≡CH: содержит тройную связь, поэтому присоединяет водород и окисляется подкисленным KMnO4. Реагирует с обоими реагентами, поэтому подходит.
5) Бензол C6H6: водород присоединяет (в жёстких условиях, на катализаторе), но бензольное кольцо устойчиво и подкисленным раствором перманганата калия не окисляется. Второе требование не выполняется, поэтому вещество не подходит.
Следовательно, с обоими реагентами взаимодействуют ацетальдегид, изопрен и ацетилен — ответ 1, 3, 4
Задание №7
Из предложенного перечня выберите все вещества, каждое из которых будет взаимодействовать как с гидроксидом натрия, так и с натрием.
Различаем два реагента. С металлическим натрием реагируют все вещества, содержащие подвижный атом водорода в группе O‑H, — это спирты, фенолы и карбоновые кислоты (выделяется водород). С гидроксидом натрия (основанием) реагируют только вещества, которые проявляют кислотные свойства сильнее воды, — это фенолы и карбоновые кислоты; спирты с NaOH не реагируют, так как они более слабые кислоты, чем вода. Значит, нужны вещества, проявляющие кислотные свойства: фенолы и карбоновые кислоты — они реагируют и с Na, и с NaOH.
1) Метанол CH3OH — спирт. С натрием реагирует (2CH3OH + 2Na → 2CH3ONa + H2↑), но с гидроксидом натрия не взаимодействует, так как спирт — более слабая кислота, чем вода. Второе требование не выполняется, поэтому вещество не подходит.
2) Диэтиловый эфир C2H5‑O‑C2H5 — простой эфир. Подвижного атома водорода в группе O‑H нет, поэтому не реагирует ни с натрием, ни с гидроксидом натрия. Не подходит.
4) Толуол C6H5‑CH3 — ароматический углеводород. Подвижного атома водорода в группе O‑H нет, кислотных свойств не проявляет, поэтому не реагирует ни с натрием, ни с гидроксидом натрия. Не подходит.
Метанол CH3OH — предельный одноатомный спирт. Он реагирует: с активными металлами (выделяется водород), с галогеноводородами (замещение группы OH на галоген) и с карбоновыми кислотами (этерификация). Со щелочами спирты не реагируют. С солями сильных кислот и оснований (например, NaCl) спирт также не взаимодействует.
1) Гидроксид натрия (р-р) — спирты со щелочами не реагируют. Не подходит.
2) Хлороводород — реагирует с метанолом с замещением гидроксильной группы на атом хлора: CH3OH + HCl CH3Cl + H2O. Подходит.
3) Уксусная кислота — реагирует с метанолом с образованием сложного эфира (этерификация): CH3‑COOH + CH3OH CH3‑COOCH3 + H2O. Подходит.
4) Калий — активный металл, реагирует с метанолом по подвижному атому водорода группы OH с выделением водорода: 2CH3OH + 2K → 2CH3OK + H2↑. Подходит.
5) Хлорид натрия — соль сильной кислоты и сильного основания, с метанолом не реагирует. Не подходит.
Следовательно, с метанолом реагируют хлороводород, уксусная кислота и калий — ответ 2, 3, 4
Задание №9
Из предложенного перечня выберите все вещества, с которыми взаимодействует пропанол-1:
Пропанол-1 CH3‑CH2‑CH2OH — первичный предельный одноатомный спирт. Для него характерны: этерификация с карбоновыми кислотами, замещение гидроксильной группы на галоген при действии галогеноводородов и окисление по группе CH2OH (до альдегида, а затем до кислоты). С водой спирт не реагирует, а водород он не присоединяет, так как кратных связей и карбонильной группы в молекуле нет.
1) HCOOH — муравьиная кислота вступает с пропанолом-1 в реакцию этерификации: H‑COOH + CH3‑CH2‑CH2OH H‑COO‑CH2‑CH2‑CH3 + H2O. Подходит.
2) H2O — предельный спирт с водой не реагирует. Не подходит.
3) HCl — хлороводород замещает гидроксильную группу на атом хлора: CH3‑CH2‑CH2OH + HCl CH3‑CH2‑CH2Cl + H2O. Подходит.
4) K2Cr2O7 — дихромат калия (в кислой среде) окисляет первичный спирт по группе CH2OH до альдегида, а при избытке окислителя — до карбоновой кислоты. Реакция идёт, поэтому вещество подходит.
5) H2 — водород присоединяется только по кратным связям и к карбонильной группе, которых у пропанола-1 нет. Не подходит.
Следовательно, с пропанолом-1 взаимодействуют HCOOH, HCl и K2Cr2O7 — ответ 1, 3, 4
Задание №10
Из предложенного перечня выберите все вещества, которые могут реагировать с каждым из веществ: водой, хлороводородом, водородом.
Все три реагента — вода, хлороводород и водород — присоединяются по кратным связям C=C и C≡C (гидратация, гидрогалогенирование и гидрирование). Значит, нужны непредельные углеводороды, содержащие двойные или тройные связи. Предельные углеводороды и устойчивое бензольное кольцо в реакции присоединения воды и хлороводорода не вступают. Для краткости ниже для каждого подходящего вещества показано присоединение по одной кратной связи.
1) Бутан CH3‑CH2‑CH2‑CH3 — предельный углеводород, кратных связей нет, поэтому ни вода, ни хлороводород, ни водород к нему не присоединяются. Не подходит.
2) 2-метилбутадиен-1,3 (изопрен) CH2=C(CH3)‑CH=CH2 — диен с двумя двойными связями, присоединяет водород и хлороводород: CH2=C(CH3)‑CH=CH2 + 2H2 CH3‑CH(CH3)‑CH2‑CH3 CH2=C(CH3)‑CH=CH2 + HCl → CH3‑CCl(CH3)‑CH=CH2 Взаимодействие с водой тоже протекает, но даёт смесь продуктов с большим выходом смолоподобных веществ, поэтому единым уравнением его представить сложно. Реагирует со всеми тремя, поэтому подходит.
3) Бензол C6H6 — ароматический углеводород. Водород присоединяет только в жёстких условиях, но воду и хлороводород по реакции присоединения не присоединяет (кольцо устойчиво). Не со всеми тремя реагирует, поэтому не подходит.
4) Пентен-2 CH3‑CH=CH‑CH2‑CH3 — алкен с двойной связью, присоединяет воду, хлороводород и водород: CH3‑CH=CH‑CH2‑CH3 + H2O CH3‑CH2‑CH(OH)‑CH2‑CH3 CH3‑CH=CH‑CH2‑CH3 + H2 CH3‑CH2‑CH2‑CH2‑CH3 Реагирует со всеми тремя, поэтому подходит.
5) Бутин-1 CH≡C‑CH2‑CH3 — алкин с тройной связью, присоединяет воду (по Кучерову), хлороводород и водород: CH≡C‑CH2‑CH3 + H2O CH3‑CO‑CH2‑CH3 CH≡C‑CH2‑CH3 + 2H2 CH3‑CH2‑CH2‑CH3 Реагирует со всеми тремя, поэтому подходит.
Следовательно, со всеми тремя веществами реагируют изопрен, пентен-2 и бутин-1 — ответ 2, 4, 5
Задание №11
Из предложенного перечня выберите все вещества, с каждым из которых взаимодействует толуол:
Толуол C6H5‑CH3 — гомолог бензола: ароматическое кольцо с метильной группой. Для него характерны реакции замещения в кольце (нитрование, галогенирование на катализаторе), замещение в боковой цепи (галогенирование на свету) и горение. Реакции присоединения воды и галогеноводородов для ароматического кольца толуола не идут.
1) Вода — толуол с водой не реагирует (ароматическое кольцо устойчиво, кратных связей для присоединения нет). Не подходит.
2) Азотная кислота — нитрование кольца с замещением атома водорода на нитрогруппу; метильная группа направляет в орто- и пара-положения (показан пара-изомер): Допустима также запись с образованием орто-изомера (2-нитротолуола). Подходит.
3) Бромоводород — присоединяется только по кратным связям, которых у толуола нет, а в реакцию замещения с HBr толуол не вступает. Не подходит.
4) Хлор — реагирует с толуолом по двум направлениям в зависимости от условий: на свету замещение идёт в боковую (метильную) цепь, на катализаторе — в ароматическое кольцо: C6H5‑CH3 + Cl2 C6H5‑CH2Cl + HCl. Подходит.
Метанол CH3OH — предельный одноатомный спирт. Он реагирует с активными металлами, с галогеноводородами (замещение группы OH на галоген), с карбоновыми кислотами (этерификация), а также окисляется оксидом меди(II) при нагревании до альдегида. С солями (хлоридом кальция, карбонатом калия) и с алкенами метанол не взаимодействует.
1) Хлорид кальция (р-р) — соль; с метанолом не реагирует. Не подходит.
2) Карбонат калия (р-р) — соль; спирт не вытесняет из неё ничего и не реагирует с ней (метанол не проявляет кислотных свойств в водном растворе). Не подходит.
3) Этилен CH2=CH2 — алкен; с метанолом напрямую не реагирует. Не подходит.
4) Оксид меди(II) — окисляет метанол при нагревании до формальдегида (метаналя): CH3OH + CuO HCHO + Cu + H2O. Подходит.
5) Хлороводород — замещает гидроксильную группу на атом хлора: CH3OH + HCl CH3Cl + H2O. Подходит.
Следовательно, с метанолом реагируют оксид меди(II) и хлороводород — ответ 4, 5
Задание №13
Из предложенного перечня выберите схемы всех реакций, для определения продуктов которых следует применить правило Марковникова.
Правило Марковникова определяет направление присоединения полярной молекулы (галогеноводорода HX или воды) к двойной связи: водород присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода при двойной связи (где больше атомов водорода), а другая часть молекулы — к менее гидрогенизированному. Правило нужно применять только тогда, когда выполняются оба условия: алкен несимметричный (атомы углерода при двойной связи различаются по числу водородов) и присоединяется полярная молекула. Если алкен симметричный или присоединяется неполярная молекула (например, H2), продукт единственный и правило не требуется.
1) Пропен — несимметричный алкен, вода — полярная молекула. Возможны два продукта, направление присоединения определяется правилом Марковникова (образуется пропанол-2): Подходит.
2) Пропен несимметричный, бромоводород полярный. Направление присоединения определяется правилом Марковникова (образуется 2-бромпропан): Подходит.
3) Бутен-1 — несимметричный алкен (у одного атома при двойной связи два водорода, у другого — один), хлороводород полярный. Направление присоединения определяется правилом Марковникова (образуется 2-хлорбутан): Подходит.
4) Бутен-2 — симметричный алкен: оба атома углерода при двойной связи имеют по одному атому водорода и равноценны. Куда бы ни присоединился водород, получается один и тот же продукт (2-хлорбутан), поэтому правило Марковникова не требуется: Не подходит.
5) Присоединяется водород — неполярная молекула. К каждому атому двойной связи присоединяется по одинаковому атому водорода, продукт единственный (пропан), правило Марковникова неприменимо: Не подходит.
Следовательно, правило Марковникова нужно применить в схемах 1, 2 и 3 — ответ 123
Задание №14
Из предложенного перечня выберите все вещества, с каждым из которых взаимодействует муравьиная кислота.
Муравьиная кислота H‑COOH проявляет общие свойства кислот: реагирует с основными оксидами, основаниями и солями более слабых или летучих кислот (например, карбонатами — с выделением CO2). С несолеобразующими оксидами (CO) кислота не взаимодействует.
1) Карбонат кальция — соль угольной кислоты; более сильная муравьиная кислота вытесняет из неё углекислый газ: 2H‑COOH + CaCO3 → (H‑COO)2Ca + CO2↑ + H2O. Подходит.
Метанол CH3OH — предельный одноатомный спирт. Он реагирует с активными металлами (выделяется водород) и с кислотами, способными к этерификации: это карбоновые кислоты, а из неорганических в рамках ЕГЭ — только серная и азотная. С гидроксидом меди(II) реагируют только многоатомные спирты (метанол одноатомный — не реагирует), с бромной водой реагируют вещества с кратными связями, альдегидной группой или малыми циклами (трёх- и четырёхчленными), которых у метанола нет, а сероводородная кислота к кислотам, образующим со спиртами сложные эфиры, не относится.
1) Гидроксид меди(II) — даёт характерное ярко-синее окрашивание только с многоатомными спиртами. Метанол одноатомный, поэтому не реагирует. Не подходит.
2) Бромная вода — реагирует с веществами, имеющими кратные связи, альдегидную группу или малый цикл (трёх- и четырёхчленный), которых у метанола нет. Не подходит.
3) Бутановая кислота — карбоновая кислота, вступает с метанолом в реакцию этерификации: CH3‑CH2‑CH2‑COOH + CH3OH CH3‑CH2‑CH2‑COOCH3 + H2O. Подходит.
4) Калий — активный металл, реагирует с метанолом по подвижному атому водорода группы OH с выделением водорода: 2CH3OH + 2K → 2CH3OK + H2↑. Подходит.
5) Сероводородная кислота H2S — не относится к кислотам, образующим со спиртами сложные эфиры (в ЕГЭ это карбоновые, а из неорганических — серная и азотная), поэтому в реакцию этерификации со спиртом не вступает. Не подходит.
Следовательно, с метанолом реагируют бутановая кислота и калий — ответ 3, 4
Задание №16
Из предложенного перечня выберите все вещества, каждое из которых взаимодействует с уксусной кислотой.
Уксусная кислота CH3‑COOH проявляет общие свойства кислот (реагирует с основаниями, основными оксидами, солями более слабых кислот) и характерную для карбоновых кислот реакцию этерификации со спиртами. С углеводородами, в частности с бензолом, она не взаимодействует.
Бромная вода при обычных условиях обесцвечивается веществами, имеющими кратные связи C=C или C≡C (присоединение по кратной связи), а также фенолом (замещение в активированном кольце с выпадением осадка). Предельные углеводороды и устойчивое бензольное кольцо (в толуоле) с бромной водой при обычных условиях не реагируют.
1) Толуол C6H5‑CH3 — ароматический углеводород без кратных связей вне кольца; бромирование кольца идёт только с катализатором, а не с бромной водой при обычных условиях. Не подходит.
2) Пропен CH2=CH‑CH3 — алкен; присоединяет бром по двойной связи, бромная вода обесцвечивается: CH2=CH‑CH3 + Br2 → CH2Br‑CHBr‑CH3. Подходит.
3) Фенол C6H5‑OH — гидроксильная группа является сильным ориентантом I рода, который активирует орто‑ и пара‑положения бензольного кольца для реакций замещения. Благодаря этому фенол реагирует с бромной водой уже при обычных условиях с образованием белого осадка 2,4,6-трибромфенола: Подходит.
4) Стирол C6H5‑CH=CH2 — содержит двойную связь в винильной группе; присоединяет бром по ней, бромная вода обесцвечивается: C6H5‑CH=CH2 + Br2 → C6H5‑CHBr‑CH2Br. Подходит.
5) Циклогексан — насыщенный шестичленный цикл без кратных связей; при обычных условиях с бромной водой не реагирует (шестичленный цикл устойчив, в отличие от малых циклов). Не подходит.
Следовательно, с бромной водой при обычных условиях взаимодействуют пропен, фенол и стирол — ответ 234
Задание №18
Из предложенного перечня выберите все вещества, каждое из которых взаимодействует с толуолом.
Толуол C6H5‑CH3 — гомолог бензола. Для него характерны реакции замещения: в кольце (нитрование, галогенирование на катализаторе; метильная группа — ориентант I рода, направляет в орто‑ и пара‑положения) и в боковой цепи (галогенирование на свету). Реакции присоединения воды и галогеноводородов для ароматического кольца не идут, со щёлочью толуол тоже не реагирует.
1) HNO3 — нитрование кольца с замещением атома водорода на нитрогруппу (показан пара‑изомер; допустима также запись с орто‑изомером): Подходит.
2) H2O — толуол с водой не реагирует (ароматическое кольцо устойчиво, кратных связей для присоединения нет). Не подходит.
3) Cl2 — реагирует с толуолом в зависимости от условий: на свету замещение идёт в боковую (метильную) цепь, на катализаторе — в кольцо: C6H5‑CH3 + Cl2 C6H5‑CH2Cl + HCl. Подходит.
4) HCl — хлороводород присоединяется только по кратным связям, которых у толуола нет, а в реакцию замещения с HCl толуол не вступает. Не подходит.
5) NaOH — толуол не проявляет кислотных свойств и со щёлочью не реагирует. Не подходит.
Следовательно, с толуолом взаимодействуют HNO3 и Cl2 — ответ 13
Задание №19
Из предложенного перечня выберите все вещества, каждое из которых будет взаимодействовать и с азотной кислотой, и с гидроксидом меди(II).
Нужно вещество, реагирующее и с азотной кислотой, и с гидроксидом меди(II). Ключевой признак — реакция с Cu(OH)2 при обычных условиях с образованием ярко-синего раствора характерна для многоатомных спиртов. Эти же спирты вступают с азотной кислотой в реакцию этерификации. Поэтому нужно отобрать из перечня многоатомные спирты.
1) Фенол C6H5‑OH — реагирует с азотной кислотой (нитрование кольца), но с гидроксидом меди(II) ярко-синего раствора не даёт (это не многоатомный спирт). Второе условие не выполняется, поэтому не подходит.
2) Глицерин HO‑CH2‑CH(OH)‑CH2‑OH — трёхатомный спирт. С гидроксидом меди(II) даёт ярко-синий раствор, с азотной кислотой образует сложный эфир (тринитрат глицерина). Реагирует с обоими реагентами, поэтому подходит.
3) Этанол CH3‑CH2OH — одноатомный спирт; с гидроксидом меди(II) не реагирует. Не подходит.
4) Бензальдегид C6H5‑CHO — ароматический альдегид; ярко-синего раствора с Cu(OH)2 при обычных условиях не образует (это не многоатомный спирт). Не подходит.
5) Этандиол-1,2 (этиленгликоль) HO‑CH2‑CH2‑OH — двухатомный спирт. С гидроксидом меди(II) даёт ярко-синий раствор, с азотной кислотой образует сложный эфир. Реагирует с обоими реагентами, поэтому подходит.
Следовательно, и с азотной кислотой, и с гидроксидом меди(II) реагируют глицерин и этандиол-1,2 — ответ 245
Задание №20
Из предложенного перечня выберите все вещества, с каждым из которых реагирует как бутан, так и бензол.
1) кислород 2) бромная вода 3) водород 4) хлороводород 5) хлор
Бутан CH3‑CH2‑CH2‑CH3 — предельный углеводород: горит и вступает в реакции замещения со свободными галогенами (на свету), но не присоединяет H2, HCl, Br2. Бензол C6H6 — арен: горит и замещает водород при действии хлора (на катализаторе), присоединяет водород только в жёстких условиях, но с бромной водой и хлороводородом не реагирует. Нужны реагенты, с которыми взаимодействуют оба вещества.
1) Кислород — оба вещества горят: 2CH3‑CH2‑CH2‑CH3 + 13O2 8CO2 + 10H2O 2C6H6 + 15O2 12CO2 + 6H2O
2) Бромная вода — реагирует с кратными связями, альдегидами и фенолом, которых нет ни у бутана, ни у бензола. Ни одно из веществ не реагирует. Не подходит.
3) Водород — бензол присоединяет водород (в жёстких условиях, на катализаторе), но бутан как предельный углеводород с водородом не реагирует. Реагирует только одно вещество — не подходит.
4) Хлороводород — присоединяется только по кратным связям, которых нет ни у бутана, ни у бензола; в реакцию замещения с HCl они не вступают. Не подходит.
5) Хлор — реагирует с обоими веществами по реакции замещения: с бутаном на свету, с бензолом на катализаторе: CH3‑CH2‑CH2‑CH3 + Cl2 C4H9Cl + HCl C6H6 + Cl2 C6H5Cl + HCl
Следовательно, с обоими веществами реагируют кислород и хлор — ответ 15
Задание №21
Из предложенного перечня выберите все вещества, которые реагируют с фенолом.
Фенол C6H5‑OH проявляет слабые кислотные свойства (реагирует со щелочами), даёт качественную реакцию с хлоридом железа(III) (фиолетовое окрашивание), а активированное гидроксильной группой кольцо легко вступает в реакции замещения (нитрование). С сильными кислотами (HCl) фенол не реагирует, а сложный эфир с карбоновой кислотой напрямую (этерификацией) не образует.
1) HCl (р-р) — фенол сам проявляет слабые кислотные свойства, поэтому с сильной соляной кислотой не реагирует. Не подходит.
2) FeCl3 (р-р) — качественная реакция на фенол: раствор приобретает характерное фиолетовое окрашивание. Реакция идёт, поэтому подходит.
3) HNO3 — нитрование кольца. Гидроксильная группа как ориентант I рода активирует орто‑ и пара‑положения, поэтому при действии концентрированной азотной кислоты образуется 2,4,6-тринитрофенол (пикриновая кислота): Подходит.
4) CH3COOH — фенол со слабой карбоновой кислотой в реакцию этерификации напрямую не вступает (для получения сложных эфиров фенолов нужны более активные реагенты — ангидриды или хлорангидриды кислот). Не подходит.
5) NaOH (р-р) — фенол проявляет слабые кислотные свойства и реагирует со щёлочью с образованием фенолята натрия: C6H5‑OH + NaOH → C6H5‑ONa + H2O. Подходит.
Следовательно, с фенолом реагируют FeCl3, HNO3 и NaOH — ответ 235
Задание №22
Из предложенного перечня выберите все вещества, которые реагируют с бензолом.
Бензол C6H6 — арен. Для него характерны реакции замещения в кольце (нитрование, галогенирование на катализаторе, алкилирование), а также некоторые реакции присоединения в жёстких условиях (гидрирование, присоединение хлора на свету). Кислотных и основных свойств бензол не проявляет, поэтому со щёлочью не реагирует.
1) Водород — присоединяется к бензолу на катализаторе с образованием циклогексана: Подходит.
2) Этилен — алкилирование бензола (присоединение по кольцу алкильной группы) с образованием этилбензола: C6H6 + CH2=CH2 C6H5‑C2H5. Подходит.
3) Хлор — реагирует с бензолом по двум направлениям: на свету идёт присоединение (образуется гексахлорциклогексан), на катализаторе — замещение в кольцо: C6H6 + Cl2 C6H5Cl + HCl. Подходит.
4) Азотная кислота — нитрование бензола с замещением атома водорода на нитрогруппу: C6H6 + HNO3 C6H5‑NO2 + H2O. Подходит.
5) Гидроксид натрия — бензол не проявляет кислотных свойств и со щёлочью не реагирует. Не подходит.
Следовательно, с бензолом реагируют водород, этилен, хлор и азотная кислота — ответ 1234
Задание №23
Из предложенного перечня выберите все вещества, которые вступают в реакцию присоединения с бромом.
В реакцию присоединения с бромом вступают вещества с кратными связями C=C или C≡C (бром присоединяется по кратной связи), а также малые циклы — трёх- и четырёхчленные (бром раскрывает напряжённый цикл). Предельные углеводороды дают с бромом только реакцию замещения (на свету), но не присоединения, а спирты с бромом не реагируют.
1) Этан CH3‑CH3 — предельный углеводород; в реакцию присоединения с бромом не вступает (возможно только замещение на свету). Не подходит.
Уксусная кислота CH3‑COOH проявляет общие свойства кислот: реагирует с металлами, стоящими в ряду активности до водорода, с основаниями и основными оксидами, с солями более слабых кислот. В этом задании нужно выбрать вещества, с которыми кислота не реагирует.
1) Cu — медь стоит в ряду активности после водорода, поэтому уксусная кислота её не растворяет и водород не вытесняет. Реакции нет — вещество подходит под условие.
2) HCl — соляная кислота; две кислоты между собой, как правило, не реагируют. Реакции нет — вещество подходит под условие.
3) Cu(OH)2 — нерастворимое основание; уксусная кислота реагирует с ним (нейтрализация), образуя ацетат меди(II) и воду. Реакция идёт, поэтому под условие «не взаимодействует» не подходит.
4) Na2CO3 — карбонат соли более слабой угольной кислоты; уксусная кислота вытесняет из него углекислый газ. Реакция идёт, поэтому под условие не подходит.
5) Na2SO4 — соль сильной серной кислоты; более слабая уксусная кислота её не разлагает и в реакцию не вступает. Реакции нет — вещество подходит под условие.
Следовательно, уксусная кислота не взаимодействует с Cu, HCl и Na2SO4 — ответ 125
Задание №25
Из предложенного перечня выберите все вещества, с которыми реагирует циклопропан в отличие от пропана.
Пропан CH3‑CH2‑CH3 — предельный углеводород: горит и вступает в реакции замещения, но реакций присоединения не даёт. Циклопропан — трёхчленный напряжённый цикл, который, помимо горения и замещения, способен на реакции присоединения с раскрытием цикла (с H2, галогенами и галогеноводородами). Нужно выбрать реагенты, с которыми реагирует именно циклопропан, а пропан — нет.
1) H2S — с сероводородом не реагирует ни циклопропан, ни пропан. Различия нет, поэтому не подходит.
2) O2 — горят оба вещества (и циклопропан, и пропан), поэтому реакция с кислородом не является отличием. Не подходит.
3) HBr — циклопропан присоединяет бромоводород с раскрытием цикла, образуя 1-бромпропан: Пропан с HBr не реагирует, поэтому это отличие — подходит.
4) Cl2 — с хлором реагируют оба вещества (реакция замещения на свету), поэтому это не является отличием. Не подходит.
5) H2 — циклопропан присоединяет водород с раскрытием цикла, образуя пропан: Пропан с водородом не реагирует, поэтому это отличие — подходит.
Следовательно, циклопропан в отличие от пропана реагирует с HBr и H2 — ответ 35
Задание №26
Из предложенного перечня выберите все вещества, с которыми взаимодействует уксусная кислота.
Уксусная кислота CH3‑COOH проявляет общие свойства кислот (реагирует с основаниями, основными оксидами, металлами до водорода, солями более слабых кислот), вступает в этерификацию со спиртами, а в присутствии красного фосфора при нагревании способна к замещению атома водорода в углеводородном радикале при действии хлора. С металлами, стоящими после водорода (Ag), кислота не реагирует.
3) Cl2 — в присутствии красного фосфора при нагревании хлор замещает атом водорода в углеводородном радикале кислоты с образованием хлоруксусной кислоты: CH3‑COOH + Cl2 Cl‑CH2‑COOH + HCl. Подходит.
4) Ag — серебро стоит в ряду активности после водорода, поэтому уксусная кислота с ним не реагирует. Не подходит.
5) NaHCO3 — гидрокарбонат соли более слабой угольной кислоты; уксусная кислота вытесняет из него углекислый газ: CH3‑COOH + NaHCO3 → CH3‑COONa + CO2↑ + H2O. Подходит.
Следовательно, с уксусной кислотой взаимодействуют CH3OH, Ca(OH)2, Cl2 и NaHCO3 — ответ 1235
Задание №27
Из предложенного перечня выберите все вещества, которые подвергаются гидролизу.
Гидролизу подвергаются углеводы, молекулы которых построены из нескольких остатков моносахаридов, — это дисахариды и полисахариды. При гидролизе они распадаются на молекулы моносахаридов. Сами моносахариды гидролизу не подвергаются, так как дальше уже не расщепляются.
1) Крахмал (C6H10O5)n — полисахарид; при гидролизе через промежуточные стадии образуется глюкоза: (C6H10O5)n + (n-1)H2O nC6H12O6. Подходит.
2) Целлюлоза (C6H10O5)n — полисахарид; при гидролизе также образуется глюкоза: (C6H10O5)n + (n-1)H2O nC6H12O6. Подходит.
3) Глюкоза C6H12O6 — моносахарид; гидролизу не подвергается (дальше не расщепляется). Не подходит.
4) Сахароза C12H22O11 — дисахарид; при гидролизе дает глюкозу и фруктозу: C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6. Подходит.
5) Рибоза C5H10O5 — моносахарид; гидролизу не подвергается. Не подходит.
Следовательно, гидролизу подвергаются крахмал, целлюлоза и сахароза — ответ 124
Задание №28
Из предложенного перечня выберите все вещества, с которыми взаимодействует толуол.
Толуол C6H5‑CH3 — гомолог бензола. Для него характерны замещение в кольце (нитрование, галогенирование на катализаторе; метильная группа — ориентант I рода, направляет в орто‑ и пара‑положения) и окисление боковой метильной группы сильными окислителями. Кислотных и основных свойств толуол не проявляет, поэтому с раствором аммиака и со щёлочью не реагирует.
1) NH3 (р-р) — толуол не проявляет кислотных свойств и с раствором аммиака не реагирует. Не подходит.
2) NaOH (р-р) — толуол со щёлочью не реагирует. Не подходит.
3) HNO3 (конц.) — нитрование кольца с замещением атома водорода на нитрогруппу (показан пара‑изомер; допустима также запись с орто‑изомером): Подходит.
Уксусный альдегид CH3‑CHO содержит альдегидную группу, для которой характерны реакции присоединения водорода (восстановление до спирта) и окисления (аммиачным раствором оксида серебра, дихроматом калия, гидроксидом меди(II)). С простыми эфирами альдегид не реагирует.
1) H2 — присоединяется по карбонильной группе, альдегид восстанавливается до этанола: CH3‑CHO + H2 CH3‑CH2OH. Подходит.
2) CH3OCH3 — диметиловый эфир, простой эфир; с альдегидом не реагирует. Не подходит.
Бутадиен-1,3 CH2=CH‑CH=CH2 — сопряжённый диен с двумя двойными связями. Для него характерны реакции присоединения по кратным связям (водорода, галогенов, галогеноводородов; нередко по 1,4-положениям) и горение. С азотом и щёлочью бутадиен-1,3 не реагирует.
1) Азот N2 — для ЕГЭ азот вообще не реагирует со сложными, в частности, органическими веществами (молекула N2 очень прочна и малоактивна), поэтому и с бутадиеном-1,3 не взаимодействует. Не подходит.
2) Бромоводород — присоединяется по сопряжённой системе двойных связей. При обычных условиях преобладает 1,4-присоединение, при сильном охлаждении — 1,2-присоединение: