Задание №12 — Основы органической химии

Решение.

Для решения этой задачи проанализируем химические свойства двух органических соединений: изопрена и изобутана.

1. Изопрен (2-метилбутадиен-1,3) — это непредельный углеводород, относящийся к классу алкадиенов с сопряженными двойными связями. Его формула CH₂=C(CH₃)-CH=CH₂. Благодаря наличию двойных связей, он проявляет высокую реакционную способность и вступает в реакции присоединения (с галогенами, водородом, галогеноводородами), полимеризации и горения.

2. Изобутан (2-метилпропан) — это предельный углеводород (алкан). Его формула CH(CH₃)₃. Алканы химически малоактивны. Для них характерны реакции замещения (с галогенами при освещении или нагревании) и горения. Они не вступают в реакции присоединения (с водой, водородом, галогеноводородами).

Разберем предложенные варианты реагентов:

1. HCl (хлороводород): Изопрен легко присоединяет HCl. Изобутан, как алкан, с хлороводородом не реагирует. Вариант не подходит.
2. Br₂ (бром): Изопрен реагирует с бромом (обесцвечивает бромную воду) в ходе реакции присоединения. Изобутан реагирует с чистым бромом (при освещении или нагревании) в ходе реакции замещения:
   CH(CH₃)₃ + Br₂ → (hν) CBr(CH₃)₃ + HBr.
   Следовательно, оба вещества взаимодействуют с бромом. Вариант подходит.
3. H₂O (вода): Изопрен может вступать в реакцию гидратации в присутствии катализаторов. Изобутан с водой не реагирует. Вариант не подходит.
4. H₂ (водород): Изопрен легко гидрируется до алкана. Изобутан — это предельный углеводород, он не может присоединять водород. Вариант не подходит.
5. O₂ (кислород): Все углеводороды, включая изопрен и изобутан, являются горючими веществами и окисляются кислородом до углекислого газа и воды при поджигании:
   2C₅H₈ + 14O₂ → 10CO₂ + 8H₂O (горение изопрена)
   2C₄H₁₀ + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O (горение изобутана)
   Следовательно, оба вещества реагируют с кислородом. Вариант подходит.

Таким образом, общими реагентами для изопрена и изобутана являются бром и кислород.

Ответ: 25

Источник: ФИПИ