Химия ЕГЭ - 1000 заданий с ответами и решениями - 2018 год
Типы связей в молекулах органических веществ. Гибридизация атомных орбиталей углерода. Радикал. Функциональная группа - ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Тесты с выбором ответа с решениями
1. В молекулах бутина-2 имеются связи углерод — углерод
1) только простые
2) только двойные
3) простые и двойные
4) простые и тройные
2. Число σ-связей в молекуле толуола равно
1) 15
2) 9
3) 6
4) 3
3. Число π-связей в молекуле винилбензола равно
1) 3
2) 4
3) 7
4) 1
4. В молекуле (СН3)3С-СН(СН3)-СН2-СН3 выделенный атом углерода
1) первичный
2) вторичный
3) третичный
4) четвертичный
5. В молекуле 2-метилбутана число первичных атомов углерода равно
1) 3
2) 4
3) 6
4) 2
6. Сколько орбиталей атома углерода участвуют в sp3-гибридизации?
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
7. В молекуле пропена СН2=СН-СН3 выделенный атом углерода находится в состоянии
1) sp-гибридизации
2) sp3-гибридизации
3) sp2-гибридизации
4) dsp2-гибридизации
8. Карбоксильную группу содержат молекулы
1) спиртов
2) альдегидов
3) карбоновых кислот
4) сложных эфиров
9. В карбонильной группе атом углерода находится в состоянии гибридизации
1) sp
2) sp2
3) sp3
4) sp3d2
10. Тетраэдрическое окружение имеет атом углерода в молекуле
1) этина
2) этена
3) этана
4) бутадиена-1,3
Тесты с выбором ответа для самостоятельного решения
11. В молекулах 1,3-диметилциклопентана имеются связи углерод — углерод
1) только простые
2) только двойные
3) простые и двойные
4) простые и тройные
12. Число σ-связей в молекуле бутадиена-1,3 равно
1) 2
2) 4
3) 9
4) 11
13. Две π-связи имеются в молекуле
1) стирола
2) бензола
3) бутена-2
4) бутина-2
14. В молекуле (СН3)3С-СН(СН3)-СH2-СН3 выделенный атом углерода
1) первичный
2) вторичный
3) третичный
4) четвертичный
15. В молекуле 2,2,4-триметилпентана число первичных атомов углерода равно
1) 2
2) 3
3) 4
4) 5
16. Сколько валентных орбиталей углерода не участвуют в гибридизации в sр2-гибридизованном атоме углерода?
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
17. В молекуле пропина СН≡С-СН3 выделенный атом углерода находится в состоянии гибридизации
1) sp
2) sp2
3) sp3
4) dsp2
18. Гидроксильную группу содержат молекулы
1) простых эфиров
2) кетонов
3) спиртов
4) сложных эфиров
19. Все атомы углерода находятся в состоянии sр2-гибридизации в молекуле
1) толуола
2) фенола
3) изопрена
4) пропена
20. Единая π-электронная система образуется в молекуле
1) циклобутана
2) бутена-1
3) пентадиена-1,4
4) бензола
Ответы на тесты раздела 3.2
1. 4 2. 1 3. 2 4. 3 5. 1 6. 4 7. 2 8. 3 9. 2 10. 3 11. 1 12. 3 13. 4 14. 2 15. 4 16. 1 17. 1 18. 3 19. 2 20. 4
Решения тестов раздела 3.2
Решение 1. Алканы — это предельные насыщенные углеводороды с общей формулой СnН2n+2, в молекулах которых атомы связаны простыми одинарными связями. В алкенах и алкинах обычно помимо простых связей имеются соответственно двойные и тройные связи углерод — углерод. В молекуле бутина-2 СН3-С≡С-СН3 имеются восемь простых одинарных связей и одна тройная связь.
Ответ: 4.
Решение 2. Простая одинарная связь — это всегда σ-связь. Двойная связь, например в этилене СН2=СН2, построена из одной a-связи и одной π-связи. Тройная связь, например в ацетилене СH≡СН, построена из одной σ-связи и двух π-связей. Электронная плотность σ-связи лежит на линии, соединяющей ядра двух атомов. Электронная плотность π-связи состоит из двух частей, симметрично расположенных относительно линии, соединяющей ядра двух атомов. Для выполнения задания следует изобразить графическую формулу молекулы толуола. Видно, что в этой молекуле имеются семь σ-связей С-С и восемь σ-связей С-Н, то есть всего 15 σ-связей.
Решение 3. Для выполнения задания следует изобразить графическую формулу молекулы винилбензола — стирола. Видно, что в молекуле есть четыре π-связи. При этом π-облака атомов углерода образуют общую сопряженную систему. Вследствие этого длины связей С-С бензольного кольца выравниваются по длине. В бензольном цикле нет трех простых и трех двойных связей, а есть шесть полуторных связей. В молекуле стирола есть только одна экзоциклическая двойная связь, которая предопределяет наличие свойств, характерных для алкенов: обесцвечивание бромной воды, полимеризацию и т.д. В молекуле стирола есть 16 σ-связей.
Ответ: 2.
Решение 4. Атом углерода в алканах называют: первичным, вторичным, третичным, четвертичным, в зависимости от числа атомов углерода, с которыми данный атом соединен. Тип водородного атома (первичный, вторичный или третичный) определяется типом атома углерода, с которым он соединен. Видно, что выделенный атом углерода соединен с одним атомом водорода и тремя атомами углерода. Это третичный атом углерода.
Ответ: 3.
Решение 5. Из формулы 2-метилбутана СН3-СН(СН3)-СН2-СН3 видно, что имеются три первичных атома углерода, один вторичный и один третичный атомы углерода.
Ответ: 1.
Решение 6. Гибридизация атомных орбиталей (АО) — это смешивание АО разных подуровней, электроны которых участвуют в образовании эквивалентных σ-связей. Если атом углерода в углеводороде образует четыре, три или две σ-связи, то гибридизация АО этого атома будет sp3, sp2 или sp соответственно. Образующиеся гибридные орбитали имеют одинаковые форму, энергию и эквивалентное расположение в пространстве: линейное расположение имеют sp-гибридные орбитали, треугольное расположение имеют sp2-гибридные орбитали, тетраэдрическое расположение имеют sp3-гибридные орбитали. В sp3-гибридизации АО углерода участвуют одна s-орбиталь и три р-орбитали, то есть всего четыре АО. При этом образуются четыре sр3-гибридные орбитали.
Ответ: 4.
Решение 7. В молекуле пропена СН2=СН-СН3 выделенный атом углерода не образует π-связей, а образует четыре одинарные связи, то есть четыре σ-связи. Поэтому он находится в состоянии sр3-гибридизации.
Ответ: 2.
Решение 8. Функциональные группы: гидроксильная -ОН (в спиртах), альдегидная -СНО (в альдегидах), карбонильная -СО- (в кетонах), карбоксильная -СООН (в карбоновых кислотах), нитрогруппа -NO2 (в нитросоединениях), аминогруппа -NH2 (в аминах). Карбоксильную группу -СООН содержат молекулы карбоновых кислот, например муравьиная кислота Н-СООН и уксусная кислота СН3-СООН.
Ответ: 3.
Решение 9. В карбонильной группе, например в молекуле ацетона СН3-СО-СН3, атом углерода образует двойную связь с атомом кислорода и две одинарные связи с заместителями. Таким образом, атом углерода образует три σ-связи и одну π-связь. Этот атом находится в состоянии sр2-гибридизации с тригональным (под углом 120°) расположением связей.
Ответ: 2.
Решение 10. Расположение связей около атома углерода определяется его гибридизацией. Если атом углерода имеет тетраэдрическое окружение, это значит, что он находится в состоянии sр3-гибридизации. Такая гибридизация характерна для атомов углерода, образующих четыре σ-связи и не образующих π-связей. Такие атомы есть в молекуле этана.
Ответ: 3.