Задание 25 ЕГЭ по химии

1. 1. Шаг 1: Определяем структурное звено. Полиэтилен получают полимеризацией этилена CH₂=CH₂: двойная связь раскрывается, и звено имеет вид —CH₂—CH₂—.
2. 2. Шаг 2: Считаем молярную массу звена: 2 · 12 + 4 · 1 = 28 г/моль. Заметьте: она совпадает с молярной массой мономера — это признак полимеризации, при поликонденсации совпадения не было бы.
3. 3. Шаг 3: Степень полимеризации: n = M(полимера) / M(звена) = 56 000 / 28 = 2000.
4. 4. Шаг 4: Проверка смысла: в макромолекуле около двух тысяч звеньев, то есть четыре тысячи атомов углерода в цепи. Именно такая длина и делает вещество пластичным: короткие цепи давали бы жидкость или воск.
5. 5. Шаг 5: Оговорка, которую стоит понимать: молярная масса полимера всегда СРЕДНЯЯ. Цепи получаются разной длины, поэтому полимер — не индивидуальное вещество с точной формулой, а смесь молекул одного строения.

Ответ: Структурное звено —CH₂—CH₂—, степень полимеризации 2000.

1. 1. Шаг 1: Переводим этилен в моли: n = 560 / 22,4 = 25,0 моль.
2. 2. Шаг 2: Записываем полимеризацию: nCH₂=CH₂ →(кат., t, p) (–CH₂–CH₂–)ₙ. Особенность реакций полимеризации в том, что масса не меняется: побочных продуктов нет, все атомы мономера переходят в полимер. Поэтому теоретическая масса полимера равна массе взятого этилена.
3. 3. Шаг 3: m(теор.) = 25,0 · 28 = 700 г, где M(C₂H₄) = 28 г/моль.
4. 4. Шаг 4: Учитываем выход: m(практ.) = 700 · 0,85 = 595 г.
5. 5. Шаг 5: Степень полимеризации — это число звеньев в средней молекуле: n = M(полимера) / M(звена). Звено –CH₂–CH₂– имеет ту же формулу, что и мономер, M = 28 г/моль.
6. 6. Шаг 6: n = 70 000 / 28 = 2500. То есть в средней молекуле полиэтилена две с половиной тысячи звеньев — отсюда и огромная молярная масса, и свойства, непохожие на свойства этилена.
7. 7. Шаг 7: Чем этот расчёт отличался бы для поликонденсации: там масса полимера меньше массы мономеров на массу отщепившейся воды, и приравнивать их нельзя. Для капрона из аминокапроновой кислоты (M = 131) звено имеет массу 131 − 18 = 113 г/моль, и степень полимеризации считают именно по 113.

Ответ: 595 г полиэтилена; степень полимеризации 2500.

1. 1. Шаг 1: А) В звене есть амидная группа –NH–CO–, а между ними цепочка из пяти атомов углерода. Это полиамид, полученный из аминокапроновой кислоты H₂N–(CH₂)₅–COOH поликонденсацией с отщеплением воды. Название — капрон, ответ 2.
2. 2. Шаг 2: Проверяем, не лавсан ли это. Лавсан — полиэфир, в его звене стояла бы группа –CO–O–, а не –NH–CO–, и в цепи было бы бензольное кольцо от терефталевой кислоты. Здесь ни того, ни другого нет, значит лавсан (4) отпадает.
3. 3. Шаг 3: Б) В звене четыре атома углерода и двойная связь в середине — признак каучука из сопряжённого диена. При среднем фрагменте нет ни метила, ни хлора, значит мономер — бутадиен-1,3 CH₂=CH–CH=CH₂, полимер — бутадиеновый каучук, ответ 1. Способ — полимеризация по схеме 1,4-присоединения, поэтому двойная связь и осталась в цепи.
4. 4. Шаг 4: В) Звено –CH₂–CH(CN)– двойной связи не содержит, значит полимер получен полимеризацией, а мономер восстанавливается «раскрытием» звена: CH₂=CH–CN, акрилонитрил. Полимер — нитрон, ответ 3.
5. 5. Шаг 5: Ответ АБВ = 213.
6. 6. Шаг 6: Проверка по типу реакции. Капрон — единственный из трёх, полученный поликонденсацией; два других — полимеризацией. Если в условии стоит «при этом выделяется вода», речь наверняка о капроне или лавсане, и это дополнительная подсказка.
7. 7. Шаг 7: Обобщение приёма: сначала ищите в звене функциональную группу (амидную, сложноэфирную) — она указывает на поликонденсацию; если её нет, «раскрывайте» звено обратно в мономер с кратной связью.

Ответ: 213: А — капрон (поликонденсация аминокапроновой кислоты), Б — бутадиеновый каучук (полимеризация бутадиена-1,3), В — нитрон (полимеризация акрилонитрила).

1. 1. Шаг 1: А) Тетрафторэтилен CF₂=CF₂ — этилен, у которого все четыре водорода заменены фтором. При полимеризации двойная связь раскрывается, звено –CF₂–CF₂–, полимер — тефлон, ответ 3. Связь C–F очень прочна, поэтому тефлон химически инертен и выдерживает нагрев — отсюда покрытие сковород и уплотнительная лента.
2. 2. Шаг 2: Б) Хлорэтен CH₂=CHCl — это и есть винилхлорид, второе название стоит в условии в скобках. Полимеризация даёт звено –CH₂–CHCl– и полимер поливинилхлорид, ответ 4. Из него делают трубы, линолеум и изоляцию проводов.
3. 3. Шаг 3: В) Изопрен CH₂=C(CH₃)–CH=CH₂ — сопряжённый диен с метильной группой. Полимеризация идёт по концам системы (1,4-присоединение), двойная связь остаётся в середине звена: –CH₂–C(CH₃)=CH–CH₂–. Это натуральный (изопреновый) каучук, ответ 1.
4. 4. Шаг 4: Ответ АБВ = 341.
5. 5. Шаг 5: Разбираем лишний вариант. Полипропилен (2) получается из пропилена CH₂=CH–CH₃, которого в перечне мономеров нет. Он поставлен рядом с изопреном именно потому, что в обоих есть метильная группа, и невнимательный взгляд их сближает. Но у пропилена одна двойная связь и три атома углерода, а у изопрена две двойные связи и пять атомов — вещества совершенно разные.
6. 6. Шаг 6: Проверка по способу получения: все три полимера в этой задаче получены полимеризацией, потому что у всех мономеров есть кратная связь и никакой побочный продукт не выделяется. Если бы в перечне стояли капрон или лавсан, к ним пришлось бы искать мономер с двумя функциональными группами.

Ответ: 341

1. 1. Шаг 1: А) Кокс получают из каменного угля коксованием — нагреванием без доступа воздуха до 1000 °C. Процесс химический: сложные органические вещества угля разлагаются, летучие уходят, остаётся почти чистый углерод. Попутно получают каменноугольную смолу и коксовый газ.
2. 2. Шаг 2: Б) Бензин из мазута — это крекинг, процесс химический: длинные цепи рвутся на короткие, C₁₆H₃₄ →(t) C₈H₁₈ + C₈H₁₆. Простой перегонкой бензин из мазута получить нельзя: в мазуте нужных коротких молекул просто нет, их надо сделать.
3. 3. Шаг 3: В) Синтез-газ (смесь CO и H₂) получают из природного газа паровой конверсией метана: CH₄ + H₂O →(Ni, t) CO + 3H₂. Процесс химический. Из синтез-газа дальше делают метанол (CO + 2H₂ → CH₃OH) и через аммиак — азотные удобрения.
4. 4. Шаг 4: Г) Бензол получают двумя путями: из каменноугольной смолы (то есть из угля) и из нефти риформингом — превращением алканов в ароматические углеводороды. Оба процесса химические. Третий, лабораторный путь — тримеризация ацетилена.
5. 5. Шаг 5: Единственный физический процесс из всей этой области — ректификация нефти: молекулы не меняются, а только разделяются по температурам кипения. В перечнях линии 25 он обычно и стоит как проверка: «разделение нефти на фракции» ищет колонну, а не печь и не реактор.
6. 6. Шаг 6: Приём для этого формата: спросите себя, изменились ли молекулы. Если да — процесс химический, и надо назвать реакцию; если нет — физический, и надо назвать способ разделения (перегонка, ректификация, фильтрование, выпаривание).
7. 7. Шаг 7: И связка с экономикой, которую иногда просят объяснить: бензиновая фракция составляет в нефти лишь 15–20 %, а нужна в гораздо большем количестве — поэтому крекинг и риформинг существуют не ради химического интереса, а ради того, чтобы покрыть разрыв между составом сырья и спросом.

Ответ: А — уголь, коксование (химический); Б — мазут, крекинг (химический); В — природный газ, паровая конверсия метана (химический); Г — каменноугольная смола или нефть, риформинг (химический). Физический процесс в этой области один — ректификация нефти.