Страница 134 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

12. Установите соответствие между формулой вещества и классом органических соединений, к которому это вещество принадлежит.

ФОРМУЛА

А) $C_4H_{10}$

Б) $CH_3-CH_2-OH$

В) $CH_3-O-CH_3$

Г) $\text{H}-\text{C}(=\text{O})\text{H}$

КЛАСС СОЕДИНЕНИЯ

1) одноатомный спирт

2) простой эфир

3) алкан

4) сложный эфир

5) альдегид

А) Молекулярная формула $C_4H_{10}$ соответствует общей формуле насыщенных углеводородов (алканов) $C_n H_{2n+2}$. В данном случае $n=4$, и число атомов водорода равно $2 \cdot 4 + 2 = 10$. Следовательно, это вещество является алканом.
Ответ: 3

Б) В формуле вещества $CH_3—CH_2—OH$ (этанол) присутствует одна функциональная гидроксильная группа (—OH), соединенная с углеводородным радикалом. Органические соединения, содержащие одну гидроксильную группу, относятся к классу одноатомных спиртов.
Ответ: 1

В) Формула $CH_3—O—CH_3$ (диметиловый эфир) показывает, что два углеводородных радикала (метильные группы) соединены между собой через атом кислорода. Такая структура (R—O—R') характерна для класса простых эфиров.
Ответ: 2

Г) В представленной структурной формуле $H-\overset{\Large O}{\overset{||}{C}}-H$ (формальдегид или метаналь) имеется карбонильная группа ($C=O$), связанная с атомом водорода. Функциональная группа —CHO является альдегидной группой, поэтому данное соединение относится к классу альдегидов.
Ответ: 5

Задания с развёрнутым ответом

13. Дан перечень понятий: аминокислота (1), органическое соединение (2), глицин (3), сложное вещество (4). Расположите понятия от более частного к более общему, записав в клетки соответствующие цифры в нужной последовательности.

Предложите более общее понятие (5), достройте схему.

Решение

Для выполнения задания необходимо установить иерархическую связь между предложенными понятиями, двигаясь от самого конкретного (частного) к самому абстрактному (общему).

1. Самым частным понятием является глицин (3). Это название конкретного химического вещества, которое является простейшей аминокислотой. Его химическая формула $NH_2-CH_2-COOH$.

2. Понятие аминокислота (1) является более общим, так как оно обозначает целый класс веществ, одним из представителей которого является глицин.

3. Все аминокислоты, в свою очередь, относятся к классу органических соединений (2), поскольку содержат в своем составе углерод. Таким образом, «органическое соединение» — это более широкая категория, чем «аминокислота».

4. Любое органическое соединение состоит из атомов нескольких разных химических элементов (как минимум углерода и водорода), а значит, является сложным веществом (4). Это понятие шире, чем «органическое соединение», так как включает в себя и неорганические сложные вещества (например, воду $H_2O$ или поваренную соль $NaCl$).

Таким образом, последовательность понятий от более частного к более общему выглядит следующим образом: глицин → аминокислота → органическое соединение → сложное вещество. Соответствующая последовательность цифр: 3 → 1 → 2 → 4.

Чтобы завершить схему, необходимо добавить еще более общее понятие (5). Все вещества в химии делятся на простые и сложные. Следовательно, категория, объединяющая и те, и другие, — это вещество. Это и будет искомым понятием (5).

Полная схема: глицин (3) → аминокислота (1) → органическое соединение (2) → сложное вещество (4) → вещество (5).

Ответ:

Последовательность цифр: 3124.
Более общее понятие (5): вещество.

14. Прочитайте текст, определите вещества 1—4. С помощью формул составьте схему превращений веществ 1—4. Укажите названия веществ.

Твёрдое вещество 1 полимерного строения является строительным материалом растительных клеток. При полном его гидролизе образуется вещество 2, которое называют сахаром крови. При брожении вещества 2 может образоваться жидкое бесцветное вещество с характерным запахом 3, которое способно угнетать деятельность головного мозга. При окислении вещества 3 в организме образуется промежуточный продукт 4, вызывающий тяжёлое отравление.

Решение

Определите вещества 1–4.

На основе анализа данных из текста задачи, последовательно определим каждое вещество.

• Вещество 1: Описано как "твёрдое вещество полимерного строения" и "строительный материал растительных клеток". Этими характеристиками обладает природный полимер целлюлоза (клетчатка). Её общая формула — $(C_6H_{10}O_5)_n$.
• Вещество 2: Образуется в результате полного гидролиза вещества 1 и известно как "сахар крови". Продуктом гидролиза целлюлозы является моносахарид глюкоза. Глюкоза является основным углеводом в крови человека. Её формула — $C_6H_{12}O_6$.
• Вещество 3: Образуется при брожении вещества 2, представляет собой "жидкое бесцветное вещество с характерным запахом", которое "способно угнетать деятельность головного мозга". В результате спиртового брожения глюкозы образуется этанол (этиловый спирт), обладающий всеми перечисленными свойствами. Его формула — $C_2H_5OH$.
• Вещество 4: Является "промежуточным продуктом" окисления вещества 3 в организме и "вызывает тяжёлое отравление". При окислении этанола в печени под действием ферментов образуется высокотоксичный уксусный альдегид (этаналь), который и является причиной многих симптомов отравления алкоголем. Его формула — $CH_3CHO$.

Ответ: Вещество 1 — целлюлоза; вещество 2 — глюкоза; вещество 3 — этанол (этиловый спирт); вещество 4 — уксусный альдегид (этаналь).

С помощью формул составьте схему превращений веществ 1–4. Укажите названия веществ.

Общая схема превращений, отражающая последовательность реакций, выглядит следующим образом:

$(C_6H_{10}O_5)_n \xrightarrow{1} C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{2} C_2H_5OH \xrightarrow{3} CH_3CHO$

Расшифровка схемы с указанием названий веществ:

Целлюлоза $\rightarrow$ Глюкоза $\rightarrow$ Этанол $\rightarrow$ Уксусный альдегид

Уравнения химических реакций для этой цепи превращений:

1. Гидролиз целлюлозы: $(C_6H_{10}O_5)_n + nH_2O \xrightarrow{H^+} nC_6H_{12}O_6$
2. Спиртовое брожение глюкозы: $C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{дрожжи} 2C_2H_5OH + 2CO_2$
3. Окисление этанола: $C_2H_5OH + [O] \xrightarrow{фермент} CH_3CHO + H_2O$

Ответ: Схема превращений: $(C_6H_{10}O_5)_n$ (целлюлоза) $\rightarrow$ $C_6H_{12}O_6$ (глюкоза) $\rightarrow$ $C_2H_5OH$ (этанол) $\rightarrow$ $CH_3CHO$ (уксусный альдегид).

1. Вещества, содержащие функциональную группу $—\text{OH}$, относят к классу

1) спиртов

2) альдегидов

3) аминов

4) карбоновых кислот

Решение
В органической химии классы соединений определяются наличием в их молекулах определённых функциональных групп. Функциональная группа — это атом или группа атомов, которая определяет характерные химические свойства данного класса соединений.
Рассмотрим функциональные группы для каждого из предложенных классов веществ:
1) Спирты — это органические соединения, содержащие одну или несколько гидроксильных групп ( $—ОН$ ), соединённых с углеводородным радикалом.
2) Альдегиды содержат альдегидную группу ( $—СНО$ ), в которой атом углерода связан двойной связью с атомом кислорода и одинарной с атомом водорода.
3) Амины — это производные аммиака ( $NH_3$ ), в молекуле которого один или несколько атомов водорода замещены на углеводородные радикалы. Их функциональная группа — аминогруппа ( $—NH_2$ ).
4) Карбоновые кислоты содержат карбоксильную группу ( $—СООН$ ), которая состоит из карбонильной ( $>C=O$ ) и гидроксильной ( $—ОН$ ) групп. Хотя в карбоновых кислотах есть группа $—ОН$, она является частью более сложной карбоксильной группы, которая определяет свойства этого класса, отличные от свойств спиртов.
Таким образом, вещества, для которых именно гидроксильная группа $—ОН$ является определяющей функциональной группой, относятся к классу спиртов.
Ответ: 1) спиртов.