30 задач в формате КИМ. Решите сами, затем откройте ответ и разбор — или проходите их по одной в тренажёре выше, с проверкой и подсказками.
Задача 1 · базовый уровень
Из предложенного перечня выберите два вещества, с которыми реагирует этилен.
- Br₂ (водный раствор)
- H₂ (кат. Ni)
- NaOH (р-р)
- NaCl (р-р)
Ответ и разбор
Ответ: 12
Для алкенов характерны реакции присоединения по двойной связи: галогенов, водорода, галогеноводородов, воды. Со щелочами и солями углеводороды не реагируют.
- Br₂ (р-р) — реагирует. Присоединение по двойной связи, бромная вода обесцвечивается. CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂Br–CH₂Br
- H₂ (Ni, t) — реагирует. Гидрирование до этана. CH₂=CH₂ + H₂ → CH₃–CH₃
- NaOH (р-р) — не реагирует. Углеводороды со щелочами не взаимодействуют.
- NaCl (р-р) — не реагирует. Реакция не идёт.
Задача 2 · базовый уровень
Для алканов наиболее характерны реакции:
- Присоединения
- Замещения
- Полимеризации
- Гидратации
Ответ и разбор
Ответ: 2
В алканах все связи одинарные и насыщенные, присоединять нечего. Поэтому идут реакции замещения — прежде всего галогенирование на свету.
CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl (hv (освещение))
Реакция идёт по цепному радикальному механизму и не останавливается на первой стадии: далее образуются CH₂Cl₂, CHCl₃, CCl₄.
Задача 3 · средний уровень
При взаимодействии пропена с хлороводородом преимущественно образуется:
- 1-хлорпропан
- 2-хлорпропан
- 1,2-дихлорпропан
- пропан
Ответ и разбор
Ответ: 2
По правилу Марковникова водород присоединяется к наиболее гидрированному атому углерода при двойной связи, а галоген — к наименее гидрированному.
CH₃–CH=CH₂ + HCl → CH₃–CHCl–CH₃
Правило Марковникова: «богатому прибавится». Водород идёт туда, где его и так больше.
Задача 4 · средний уровень
Выберите два вещества, которые обесцвечивают бромную воду.
- Этан
- Этилен
- Ацетилен
- Бензол
Ответ и разбор
Ответ: 23
Бромную воду обесцвечивают соединения с кратной связью. Этан насыщен, а бензол в обычных условиях с бромной водой не реагирует из-за ароматической устойчивости.
Бурая окраска бромной воды исчезает. CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂Br–CH₂Br
Задача 5 · средний уровень
Реакция Кучерова — это взаимодействие ацетилена с:
- Водородом
- Водой
- Бромом
- Хлороводородом
Ответ и разбор
Ответ: 2
Гидратация ацетилена в присутствии солей ртути(II) даёт уксусный альдегид. Это и есть реакция Кучерова.
C₂H₂ + H₂O → CH₃CHO (кат. HgSO₄)
Гомологи ацетилена по Кучерову дают кетоны, а не альдегиды: только сам ацетилен даёт CH₃CHO.
Задача 6 · средний уровень
Выберите два вещества, с которыми реагирует бензол.
- Br₂ (кат. FeBr₃)
- HNO₃ (конц., H₂SO₄)
- KMnO₄ (р-р)
- NaOH (р-р)
Ответ и разбор
Ответ: 12
Для бензола характерны реакции замещения в кольце: галогенирование с катализатором и нитрование нитрующей смесью. Раствор перманганата он не обесцвечивает, со щелочами не реагирует.
- Br₂ (FeBr₃) — реагирует. Замещение в кольце, нужен катализатор. C₆H₆ + Br₂ → C₆H₅Br + HBr
- HNO₃ (конц.) — реагирует. Нитрование в присутствии конц. H₂SO₄. C₆H₆ + HNO₃ → C₆H₅NO₂ + H₂O
- KMnO₄ (р-р) — не реагирует. Бензол устойчив к окислению — раствор не обесцвечивается.
- NaOH (р-р) — не реагирует. Углеводороды со щелочами не реагируют.
Задача 7 · средний уровень
Толуол, в отличие от бензола, обесцвечивает раствор перманганата калия, потому что:
- В кольце появляется двойная связь
- Окисляется метильная группа в боковой цепи
- Толуол растворим в воде
- Кольцо разрушается
Ответ и разбор
Ответ: 2
Бензольное кольцо активирует боковую цепь. Метильная группа окисляется до карбоксильной, образуется бензойная кислота, а кольцо сохраняется.
C₆H₅–CH₃ + [O] → C₆H₅–COOH (KMnO₄, H⁺, t)
Признаки: фиолетовая окраска исчезает.
Это отличает толуол от бензола: бензол перманганат не обесцвечивает.
Задача 8 · средний уровень
При дегидрировании н-бутана образуется:
- Бутен и водород
- Бутан-1-ол
- Углекислый газ
- Бутановая кислота
Ответ и разбор
Ответ: 1
Дегидрирование — отщепление водорода. Из алкана получается алкен, а при более глубоком процессе — алкадиен (реакция Лебедева использует иной путь).
CH₃–CH₂–CH₂–CH₃ → CH₃–CH=CH–CH₃ + H₂ (кат. Cr₂O₃, t)
При дальнейшем дегидрировании: C₄H₈ → CH₂=CH–CH=CH₂ + H₂ — бутадиен для каучука.
Задача 9 · средний уровень
Выберите два продукта полного сгорания любого углеводорода.
- CO₂
- H₂O
- CO
- C
Ответ и разбор
Ответ: 12
При полном сгорании образуются только углекислый газ и вода. Угарный газ и сажа получаются при недостатке кислорода, то есть при неполном сгорании.
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O · C₂H₄ + 3O₂ → 2CO₂ + 2H₂O
Общая формула для алканов: CₙH₂ₙ₊₂ + (3n+1)/2 O₂ → n CO₂ + (n+1) H₂O.
Задача 10 · средний уровень
Качественной реакцией на ацетилен и другие алкины с концевой тройной связью является взаимодействие с:
- Бромной водой
- Аммиачным раствором оксида серебра
- Водородом
- Хлороводородом
Ответ и разбор
Ответ: 2
Водород при тройной связи на конце цепи подвижен и замещается серебром — выпадает осадок ацетиленида. Бромную воду обесцвечивают все непредельные, поэтому она алкины не различает.
Белый осадок ацетиленида серебра. C₂H₂ + 2[Ag(NH₃)₂]OH → Ag₂C₂↓ + 4NH₃ + 2H₂O
Задача 11 · базовый уровень
Ацетилен в лаборатории получают из:
- Карбида кальция и воды
- Метана и хлора
- Этана и водорода
- Бензола и брома
Ответ и разбор
Ответ: 1
Карбид кальция бурно реагирует с водой, выделяя ацетилен. Это стандартный лабораторный способ.
CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂↑ + Ca(OH)₂
Признаки: бурное выделение газа, мутнеет от Ca(OH)₂.
Задача 12 · сложный уровень
Выберите два вещества, при взаимодействии которых образуется этилен.
- Этанол и конц. H₂SO₄ при 170 °C
- Этанол и конц. H₂SO₄ при 140 °C
- 1,2-дибромэтан и цинк
- Этан и хлор
Ответ и разбор
Ответ: 13
Внутримолекулярная дегидратация спирта при 170 °C даёт алкен, а при 140 °C — простой эфир. Цинк отщепляет два атома галогена от соседних атомов углерода, восстанавливая двойную связь.
C₂H₅OH → CH₂=CH₂ + H₂O · CH₂Br–CH₂Br + Zn → CH₂=CH₂ + ZnBr₂ (H₂SO₄ конц., 170 °C)
Различайте температуры: 140 °C — межмолекулярная дегидратация до диэтилового эфира.
Задача 13 · сложный уровень
При окислении этилена водным раствором KMnO₄ на холоде образуется:
- Этандиол-1,2
- Уксусная кислота
- Этаналь
- CO₂ и H₂O
Ответ и разбор
Ответ: 1
Это реакция Вагнера: мягкое окисление алкена даёт двухатомный спирт — гликоль. Жёсткое окисление в кислой среде разрывает молекулу по двойной связи.
3CH₂=CH₂ + 2KMnO₄ + 4H₂O → 3CH₂(OH)–CH₂(OH) + 2MnO₂↓ + 2KOH (нейтральная среда, холод)
Признаки: фиолетовая окраска исчезает, выпадает бурый MnO₂.
Задача 14 · средний уровень
Выберите два утверждения, верных для бутадиена-1,3.
- Вступает в реакцию полимеризации
- Присоединяет бром в положения 1 и 4
- Не обесцвечивает бромную воду
- Относится к алканам
Ответ и разбор
Ответ: 12
Сопряжённый диен полимеризуется в каучук и присоединяет галоген преимущественно по концам системы (1,4-присоединение). Бромную воду он, конечно, обесцвечивает.
CH₂=CH–CH=CH₂ + Br₂ → CH₂Br–CH=CH–CH₂Br · n CH₂=CH–CH=CH₂ → (–CH₂–CH=CH–CH₂–)ₙ
Сопряжение двойных связей и объясняет 1,4-присоединение: система реагирует как целое.
Задача 15 · сложный уровень
Реакция Вюрца позволяет получить:
- Алкан с удвоенным углеродным скелетом
- Алкен из спирта
- Ароматический углеводород
- Карбоновую кислоту
Ответ и разбор
Ответ: 1
Галогенопроизводные при действии металлического натрия соединяются углеродными скелетами. Так удлиняют цепь.
2CH₃Cl + 2Na → CH₃–CH₃ + 2NaCl (металлический натрий)
Из двух молекул хлорметана получается этан — скелет удваивается.
Задача 16 · средний уровень
Тримеризацией ацетилена получают:
- Бензол
- Этилен
- Циклогексан
- Толуол
Ответ и разбор
Ответ: 1
Три молекулы ацетилена над раскалённым активированным углём замыкаются в ароматическое кольцо. Это реакция Зелинского.
3C₂H₂ → C₆H₆ (акт. уголь, 600 °C)
Задача 17 · сложный уровень
Выберите два вещества, из которых в одну стадию можно получить бензол.
- Ацетилен
- Циклогексан
- Метан
- Этанол
Ответ и разбор
Ответ: 12
Тримеризация ацетилена и дегидрирование циклогексана дают бензол напрямую. Из метана бензол получают минимум в две стадии — через ацетилен.
C₂H₂ —(тримеризация, C акт., 600 °C)→ C₆H₆ —(Cl₂, кат. FeCl₃)→ C₆H₅Cl
Задача 18 · средний уровень
Какой газ выделяется при взаимодействии ацетата натрия с щёлочью при сплавлении?
- CO₂
- CH₄
- C₂H₂
- H₂
Ответ и разбор
Ответ: 2
Реакция декарбоксилирования: соль карбоновой кислоты со щёлочью при сплавлении теряет CO₂ и даёт углеводород на один атом углерода короче.
CH₃COONa + NaOH → CH₄↑ + Na₂CO₃ (сплавление)
Общий способ получения алканов из солей карбоновых кислот.
Задача 19 · средний уровень
Выберите два вещества, которые присоединяют водород в присутствии никеля.
- Пропен
- Бензол
- Пропан
- Метан
Ответ и разбор
Ответ: 12
Гидрируются непредельные и ароматические углеводороды. Пропан и метан уже насыщены, присоединять водород им некуда.
CH₃–CH=CH₂ + H₂ → CH₃–CH₂–CH₃ · C₆H₆ + 3H₂ → C₆H₁₂ (кат. Ni, t)
Бензол гидрируется до циклогексана и требует более жёстких условий, чем алкены.
Задача 20 · сложный уровень
При жёстком окислении бутена-2 подкисленным раствором KMnO₄ образуется:
- Только уксусная кислота
- Уксусная и муравьиная кислоты
- Бутандиол
- Углекислый газ и вода
Ответ и разбор
Ответ: 1
Жёсткое окисление разрывает молекулу по двойной связи. Симметричный бутен-2 CH₃–CH=CH–CH₃ даёт два одинаковых фрагмента — две молекулы уксусной кислоты.
CH₃–CH=CH–CH₃ + [O] → 2CH₃COOH (KMnO₄, H₂SO₄, t)
Фрагмент =CH– даёт кислоту, =CH₂ окисляется до CO₂, а =C(CH₃)– даёт кетон.
Задача 21 · сложный уровень
Выберите два вещества, при гидролизе которых образуется газообразный углеводород.
- CaC₂
- Al₄C₃
- NaCl
- CuSO₄
Ответ и разбор
Ответ: 12
Карбиды активных металлов необратимо гидролизуются: CaC₂ даёт ацетилен, Al₄C₃ — метан. Хлорид натрия и сульфат меди углеводородов не дают: первый не гидролизуется вовсе, второй даёт кислую среду.
CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂↑ + Ca(OH)₂ · Al₄C₃ + 12H₂O → 4Al(OH)₃↓ + 3CH₄↑
Запомните различие: Al₄C₃ — метанид, даёт метан; CaC₂ — ацетиленид, даёт ацетилен.
Задача 22 · средний уровень
Изомеризация н-пентана приводит к образованию:
- 2-метилбутана
- Пентена-1
- Циклопентана
- Пентанола-1
Ответ и разбор
Ответ: 1
Изомеризация меняет строение скелета без изменения молекулярной формулы. Из неразветвлённого пентана получается разветвлённый изомер.
CH₃–CH₂–CH₂–CH₂–CH₃ → CH₃–CH(CH₃)–CH₂–CH₃ (кат. AlCl₃, t)
Изомеризацию применяют в нефтепереработке: разветвлённые алканы повышают октановое число.
Задача 23 · средний уровень
Выберите два утверждения, верных для метана.
- Вступает в реакцию замещения с хлором на свету
- Обесцвечивает бромную воду
- При 1500 °C разлагается с образованием ацетилена
- Присоединяет водород
Ответ и разбор
Ответ: 13
Метан насыщен: бромную воду не обесцвечивает и водород не присоединяет. Для него характерны замещение и пиролиз при очень высокой температуре.
CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl · 2CH₄ → C₂H₂ + 3H₂ (hv для первой, 1500 °C для второй)
Задача 24 · сложный уровень
При нитровании толуола нитрогруппа направляется преимущественно в положения:
- орто- и пара-
- только мета-
- только орто-
- положение не зависит от заместителя
Ответ и разбор
Ответ: 1
Метильная группа — заместитель первого рода: она подаёт электроны в кольцо и направляет новую группу в орто- и пара-положения.
C₆H₅–CH₃ + 3HNO₃ → C₆H₂(NO₂)₃–CH₃ + 3H₂O (конц. H₂SO₄)
Нитрогруппа –NO₂ наоборот, заместитель второго рода: направляет в мета-положение.
Задача 25 · сложный уровень
Выберите два вещества, которые могут быть получены из этилена в одну стадию.
- Этанол
- Полиэтилен
- Ацетилен
- Бензол
Ответ и разбор
Ответ: 12
Гидратация этилена даёт этанол, полимеризация — полиэтилен. Ацетилен из этилена получают дегидрированием в две стадии, бензол — тем более не напрямую.
CH₂=CH₂ —(H₂O, H₃PO₄, t)→ C₂H₅OH —(H₂SO₄ конц., 170 °C)→ CH₂=CH₂
Задача 26 · средний уровень
Какое вещество получается при полимеризации пропилена?
- Полиэтилен
- Полипропилен
- Поливинилхлорид
- Полистирол
Ответ и разбор
Ответ: 2
Название полимера образуется от названия мономера. Из пропилена получается полипропилен со звеном –CH₂–CH(CH₃)–.
n CH₂=CH–CH₃ → (–CH₂–CH(CH₃)–)ₙ (кат., p, t)
Задача 27 · сложный уровень
Выберите два вещества, которые обесцвечивают подкисленный раствор перманганата калия.
- Толуол
- Бензол
- Пропен
- Циклогексан
Ответ и разбор
Ответ: 13
Перманганат окисляет кратные связи и боковые цепи аренов. Бензол и циклогексан устойчивы: у первого ароматическое кольцо, у второго только одинарные связи.
- Толуол — реагирует. Окисляется боковая метильная группа. C₆H₅CH₃ + [O] → C₆H₅COOH
- Бензол — не реагирует. Ароматическое кольцо устойчиво к окислению.
- Пропен — реагирует. Разрыв по двойной связи. CH₃CH=CH₂ + [O] → CH₃COOH + CO₂
- Циклогексан — не реагирует. Насыщенный углеводород, кратных связей нет.
Задача 28 · сложный уровень
Реакция Лебедева — получение бутадиена-1,3 из:
- Этанола
- Бутана
- Ацетилена
- Бензола
Ответ и разбор
Ответ: 1
По методу Лебедева этиловый спирт одновременно дегидрируется и дегидратируется, давая бутадиен — сырьё для синтетического каучука.
2C₂H₅OH → CH₂=CH–CH=CH₂ + 2H₂O + H₂ (кат. ZnO, Al₂O₃, 400 °C)
Задача 29 · сложный уровень
Выберите два вещества, при гидратации которых образуется спирт.
- Этилен
- Пропен
- Ацетилен
- Этан
Ответ и разбор
Ответ: 12
Гидратация алкенов даёт спирты. Ацетилен по Кучерову даёт альдегид, а не спирт; насыщенный этан воду не присоединяет.
CH₂=CH₂ + H₂O → C₂H₅OH · CH₃–CH=CH₂ + H₂O → CH₃–CH(OH)–CH₃ (H₃PO₄, t, p)
У пропена гидратация идёт по Марковникову: получается вторичный спирт пропанол-2.
Задача 30 · сложный уровень
В схеме превращений CH₄ → X → C₆H₆ веществом X является:
- C₂H₂
- C₂H₄
- C₂H₆
- CH₃Cl
Ответ и разбор
Ответ: 1
Метан при 1500 °C даёт ацетилен, а тримеризация ацетилена приводит к бензолу. Это классическая двухстадийная цепочка.
CH₄ —(1500 °C)→ C₂H₂ —(C акт., 600 °C)→ C₆H₆