Номер 605, страница 135 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

605. Среди приведенных веществ укажите формулы: а) изомеров; б) гомологов вещества 1); в) гомологов вещества 2):

$1)\ \text{CH}_3\text{--}\text{CH}_2\text{--}\text{C}(=\text{O})\text{OH};$

$2)\ \text{H}\text{--}\text{C}(=\text{O})\text{OCH}_3;$

$3)\ \text{CH}_3\text{--}\text{C}(=\text{O})\text{OCH}_3;$

$4)\ \begin{array}{c}\text{CH}_3 \\ | \\ \text{CH}\text{--}\text{COOH} \\ | \\ \text{CH}_3\end{array};$

$5)\ \underset{\text{CH}_3}{\text{CH}_2}\text{--}\text{CH}_2\text{--}\text{C}(=\text{O})\text{OH};$

$6)\ \text{CH}_3\text{--}\text{CH}_2\text{--}\text{C}(=\text{O})\text{H};$

$7)\ \text{CH}_3\text{--}\text{C}(=\text{O})\text{CH}_3;$

$8)\ \text{CH}_2=\text{CH}\text{--}\text{CH}_2\text{OH};$

$9)\ \text{CH}_3\text{--}\text{CH}_2\text{--}\text{CH}_2\text{--}\text{COOH}.$

Решение

а) изомеров вещества 1

Вещество 1 — это пропановая кислота, её химическая формула $CH_3-CH_2-COOH$. Определим её молекулярную (брутто) формулу, подсчитав количество атомов каждого элемента: 3 атома углерода (C), 6 атомов водорода (H) и 2 атома кислорода (O). Молекулярная формула пропановой кислоты: $C_3H_6O_2$.

Изомеры — это вещества, имеющие одинаковую молекулярную формулу, но разное химическое строение. Нам нужно найти среди предложенных веществ те, которые также имеют молекулярную формулу $C_3H_6O_2$.

Проанализируем состав представленных веществ: 2) $H-COO-CH_3$: $C_2H_4O_2$; 3) $CH_3-COO-CH_3$: $C_3H_6O_2$; 4) $(CH_3)_2CH-COOH$: $C_4H_8O_2$; 5) $CH_2(CH_3)-CH_2-COOH$ (вероятно, ошибочная запись 2-метилпропановой или бутановой кислоты): $C_4H_8O_2$; 6) $CH_3-CH_2-CHO$: $C_3H_6O$; 7) $CH_3-CO-CH_3$: $C_3H_6O$; 8) $CH_2=CH-CH_2-OH$: $C_3H_6O$; 9) $CH_3-CH_2-CH_2-COOH$: $C_4H_8O_2$.

Только вещество 3) метилацетат имеет ту же молекулярную формулу, что и пропановая кислота. Это пример межклассовой изомерии (карбоновая кислота и сложный эфир).

Ответ: 3)

б) гомологов вещества 1

Гомологи — это вещества, принадлежащие к одному классу соединений, имеющие сходное строение и отличающиеся по составу на одну или несколько гомологических разностей (групп $-CH_2-$).

Вещество 1 ($CH_3-CH_2-COOH$, пропановая кислота) относится к классу предельных одноосновных карбоновых кислот. Мы ищем в списке другие кислоты этого класса. Таковыми являются: 4) $(CH_3)_2CH-COOH$ (2-метилпропановая кислота); 5) (структура, соответствующая формуле $C_4H_8O_2$ и классу карбоновых кислот); 9) $CH_3-CH_2-CH_2-COOH$ (бутановая кислота).

Все эти три вещества (4, 5, 9) имеют молекулярную формулу $C_4H_8O_2$, которая отличается от формулы пропановой кислоты ($C_3H_6O_2$) на одну группу $-CH_2-$. Следовательно, они являются гомологами пропановой кислоты.

Ответ: 4), 5), 9)

в) гомологов вещества 2

Вещество 2 — это метилформиат, его химическая формула $H-COO-CH_3$. Оно относится к классу сложных эфиров.

Ищем среди предложенных веществ другие сложные эфиры. Единственным таким веществом является 3) $CH_3-COO-CH_3$ (метилацетат).

Сравним их состав. Молекулярная формула метилформиата (2) — $C_2H_4O_2$. Молекулярная формула метилацетата (3) — $C_3H_6O_2$. Они отличаются на одну группу $-CH_2-$, принадлежат к одному классу и имеют сходное строение (являются метиловыми эфирами карбоновых кислот). Следовательно, вещество 3 является гомологом вещества 2.

Ответ: 3)