Страница 12 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

7. Согласно теории химического строения, свойства веществ зависят

1) только от их количественного и качественного состава

2) только от порядка соединения атомов в молекуле

3) от наличия функциональных групп

4) от состава и химического строения вещества

Решение

Вопрос касается основных положений теории химического строения, разработанной А. М. Бутлеровым. Основной постулат этой теории гласит, что свойства веществ определяются не только их качественным и количественным составом, но и порядком соединения атомов в молекулах, то есть их химическим строением.

Проанализируем предложенные варианты ответов:

1) только от их количественного и качественного состава
Это утверждение неверно. Оно опровергается существованием явления изомерии. Изомеры — это вещества, имеющие одинаковый количественный и качественный состав (одинаковую молекулярную формулу), но разное строение и, как следствие, разные свойства. Например, этиловый спирт ($CH_3-CH_2-OH$) и диметиловый эфир ($CH_3-O-CH_3$) имеют одинаковый состав $C_2H_6O$, но из-за разного порядка соединения атомов их свойства кардинально различаются.

2) только от порядка соединения атомов в молекуле
Это утверждение также неполное. Порядок соединения атомов (химическое строение) является ключевым фактором, но он неразрывно связан с составом вещества (какие именно атомы и в каком количестве соединены). Свойства этанола ($C_2H_5OH$) и пропанола ($C_3H_7OH$) различны, в первую очередь, из-за их разного состава, хотя порядок соединения атомов в функциональной группе у них схож.

3) от наличия функциональных групп
Наличие функциональных групп является важнейшим аспектом химического строения и в значительной мере определяет принадлежность вещества к определенному классу и его химические свойства. Однако это лишь часть общей картины. Свойства вещества зависят также от строения и размера углеводородного радикала, связанного с функциональной группой, и от взаимного влияния атомов в молекуле.

4) от состава и химического строения вещества
Этот вариант является наиболее полным и правильным. Он включает в себя и состав (информацию о том, какие атомы и в каком количестве образуют вещество), и химическое строение (информацию о том, в какой последовательности эти атомы соединены и как они влияют друг на друга). Именно совокупность этих двух факторов — состава и строения — однозначно определяет физические и химические свойства вещества.

Ответ: 4

8. Наиболее сходные химические свойства должны проявлять вещества, формулы которых

А) $\text{CH}_3\text{-CH}=\text{CH}_2$

Б) $\text{CH}_3\text{-CH}_2\text{-OH}$

В) $\text{CH}_3\text{-CH}_2\text{-O-CH}_3$

Г) $\text{CH}_3\text{-CH}_2\text{-CH}_2\text{-OH}$

1) А, Б

2) Б, Г

3) В, Г

4) А, В

Решение

Сходство химических свойств органических соединений определяется их принадлежностью к одному классу, то есть наличием одинаковых функциональных групп. Вещества, имеющие одинаковые функциональные группы и отличающиеся на одну или несколько групп $-CH_2-$, называются гомологами и обладают схожими химическими свойствами.

Проанализируем представленные вещества и определим их классы:

А) $CH_3-CH=CH_2$ (пропен) – это алкен, так как содержит двойную углерод-углеродную связь ($C=C$).

Б) $CH_3-CH_2-OH$ (этанол) – это одноатомный спирт, так как содержит гидроксильную функциональную группу ($-OH$), связанную с алкильным радикалом.

В) $CH_3-CH_2-O-CH_3$ (метоксиэтан или метилэтиловый эфир) – это простой эфир, характеризуется наличием эфирной связи ($C-O-C$).

Г) $CH_3-CH_2-CH_2-OH$ (пропанол-1) – это также одноатомный спирт, так как содержит гидроксильную функциональную группу ($-OH$).

Из анализа видно, что вещества Б (этанол) и Г (пропанол-1) принадлежат к одному и тому же классу соединений – одноатомным предельным спиртам. Они являются гомологами. Следовательно, именно они будут проявлять наиболее сходные химические свойства (например, вступать в реакции с активными металлами, образовывать сложные эфиры, подвергаться дегидратации).

Соответствующий вариант ответа – Б, Г.

Ответ: 2

9. Укажите формулы изомеров соединения $\text{CH}_3-\text{CH}=\text{CH}-\text{CH}_3$.

1) $\text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{CH}_3$

2) $\text{CH}_2=\text{C} \underset{\text{CH}_3}{|} \text{CH}_3$

3) $\text{CH}_3-\text{CH}=\text{CH}_2$

4) $\text{CH}_3-\text{CH}=\text{CH}-\text{CH}_2-\text{CH}_3$

5) $\text{CH}_2=\text{CH}-\text{CH}_2-\text{CH}_3$

Изомеры — это химические соединения, которые имеют одинаковый качественный и количественный состав (то есть одинаковую молекулярную формулу), но разное строение и, следовательно, разные свойства.

Чтобы найти изомеры для заданного соединения, необходимо сначала определить его молекулярную формулу, а затем сравнить с формулами предложенных соединений.

Исходное соединение: $CH_3—CH=CH—CH_3$ (бут-2-ен).

Подсчитаем количество атомов углерода (C) и водорода (H) в этом соединении:
Атомов углерода: 4
Атомов водорода: 3 + 1 + 1 + 3 = 8
Молекулярная формула бут-2-ена — $C_4H_8$.

Теперь проанализируем каждое из предложенных соединений.

1) $CH_3—CH_2—CH_2—CH_3$ (бутан)

Это алкан. Подсчитаем атомы:
Атомов углерода: 4
Атомов водорода: 3 + 2 + 2 + 3 = 10
Молекулярная формула — $C_4H_{10}$. Она не совпадает с $C_4H_8$.

Ответ: Не является изомером.

2) $CH_2=C(CH_3)—CH_3$ (2-метилпропен)

Это алкен с разветвленной цепью. Подсчитаем атомы:
Атомов углерода: 1 + 1 + 1 + 1 = 4
Атомов водорода: 2 + 3 + 3 = 8
Молекулярная формула — $C_4H_8$. Она совпадает с формулой исходного соединения. Это изомер углеродного скелета.

Ответ: Является изомером.

3) $CH_3—CH=CH_2$ (пропен)

Это алкен. Подсчитаем атомы:
Атомов углерода: 3
Атомов водорода: 3 + 1 + 2 = 6
Молекулярная формула — $C_3H_6$. Она не совпадает с $C_4H_8$. Это гомолог, а не изомер.

Ответ: Не является изомером.

4) $CH_3—CH=CH—CH_2—CH_3$ (пент-2-ен)

Это алкен. Подсчитаем атомы:
Атомов углерода: 5
Атомов водорода: 3 + 1 + 1 + 2 + 3 = 10
Молекулярная формула — $C_5H_{10}$. Она не совпадает с $C_4H_8$. Это гомолог, а не изомер.

Ответ: Не является изомером.

5) $CH_2=CH—CH_2—CH_3$ (бут-1-ен)

Это алкен. Подсчитаем атомы:
Атомов углерода: 4
Атомов водорода: 2 + 1 + 2 + 3 = 8
Молекулярная формула — $C_4H_8$. Она совпадает с формулой исходного соединения. Это изомер положения двойной связи.

Ответ: Является изомером.

10. Установите соответствие между фамилией учёного и его ролью в становлении органической химии.

ФАМИЛИЯ УЧЁНОГО

А) Бутлеров

Б) Бертло

В) Берцелиус

РОЛЬ УЧЁНОГО

1) синтезировал аналог природного сахара

2) ввёл понятие «органические вещества»

3) впервые получил органическое вещество

4) предложил научную теорию строения органических соединений

5) синтезировал аналоги природных жиров

Для установления соответствия между фамилией учёного и его ролью в становлении органической химии, необходимо рассмотреть вклад каждого из них.

А) Бутлеров
Александр Михайлович Бутлеров — русский химик, создатель теории химического строения органических веществ. В 1861 году он сформулировал основные положения этой теории, согласно которым свойства веществ определяются не только их составом, но и порядком соединения атомов в молекулах. Эта теория легла в основу современной органической химии. Также Бутлеров в 1861 году осуществил синтез сахаристого вещества («метиленитана») из формальдегида, что соответствует пункту 1. Однако его главным и фундаментальным вкладом является именно теория строения, что соответствует пункту 4. В контексте наиболее значимой роли для становления всей органической химии выбираем теорию строения.
Ответ: 4

Б) Бертло
Марселен Бертло — французский химик, внёсший огромный вклад в органический синтез. Он осуществил синтез множества органических соединений из неорганических веществ, тем самым нанеся сокрушительный удар по теории витализма. Одним из его знаменитых синтезов был синтез жиров (триглицеридов) из глицерина и жирных кислот в 1854 году, что полностью соответствует пункту 5.
Ответ: 5

В) Берцелиус
Йёнс Якоб Берцелиус — шведский химик, один из основоположников химии в её современном виде. В 1807 году он ввёл сам термин «органическая химия» для раздела химии, изучающего вещества, полученные из живых организмов. Он же был автором виталистической теории, согласно которой для синтеза органических веществ необходима особая «жизненная сила». Таким образом, именно он ввёл в научный оборот понятие «органические вещества».
Ответ: 2