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FQB 122 QUIMICA ORGANICA
SERIE DE EJERCICIOS II
SEMESTRE II/2014
1) Consideramos la siguiente reacción de monocloración del etano: CH3CH3 + Cl2 -> CH3CH2Cl + HCl
a) Calcular el cambio de entalpía de la reacción tomando en cuenta los valores de la Tabla 1.
b) Se conoce que en condiciones estándar, el cambio de energía libre para esta reacción es de – 102 kJ/mol. Indicar (justificando ) si la reacción es espontánea en condiciones estándar
c) Calcular la variación de entropía para la reacción en condiciones estándar d) La figura 1 muestra como varía la cantidad de clorometano en función al tiempo,
calcular la velocidad de reacción al tiempo cero y a los 20 s.
Figura 1.
e) Sabiendo que la reacción se da mediante rupturas homolíticas, proponer un mecanismo para la reacción
2) Se considera la reacción siguiente: CH3Cl +OH- -> CH3OH + Cl-
a) En un primer experimento, se mantiene constante la concentración de OH- y se utilizan dos concentraciones iniciales de CH3Cl, 0,1 M y 0,3 M. La Figura 2 muestra como varía la concentración de este reactivo con el tiempo para estas dos concentraciones iniciales. Calcular la velocidad inicial para cada una de las concentraciones iniciales. En base a sus resultados, ¿puede decir que la velocidad de reacción depende de la concentración de CH3Cl?
b) En un segundo experimento, se
Tabla 1. Energías de disociación de enlace
2 Preparado por I. Morales, basado en McMurry y otros Semestre 2/2014
mantiene constante la concentración de CH3Cl y se utilizan dos concentraciones de OH-, 0,1 M y 0,3 M. Se observa que la velocidad de reacción inicial es mayor para una concentración inicial de OH – de 0,3 M. Tomando en cuenta la respuesta del inciso a) y esta información adicional, ¿qué podría deducirse sobre el orden de la reacción? Justificar su respuesta
3) Indicar si las reacciones siguientes son de adición, eliminación, sustitución o rearreglo
4) Indicar si en las siguientes reacciones se tiene ruptura homolítica (reacciones por radicales libres) o ruptura heterolítica (reacciones polares)
3 5) Indicar si el átomo en el círculo va a actuar como electrófilo o nucleófilo
6) Utilizar flechas curvas para dar el movimiento de los electrones de las reacciones siguientes
7) Dar los productos de las siguientes reacciones
8) Esquematizar el mecanismo para las siguientes reacciones de adición electrofílica
4 Preparado por I. Morales, basado en McMurry y otros Semestre 2/2014
10) Tomando en cuenta el diagrama de energía de la Figura 2: 7.1.Indicar si el valor de ΔG° es positivo o negativo 7.2.Cuantas etapas tiene la reacción
7.3.Cuáles son los estados de transición, indicarlos en el diagrama
Figura 3
11) Tomando en cuenta el diagrama de la Figura 3, indicar 9.1.Cuantas etapas tiene la reacción
9.2.Cuál es la etapa más endergónica
9.3.Cómo se calcularía la energía libre de la segunda etapa 9.4.Cual es la etapa más lenta?
12) a) Dibujar un diagrama de energía para una reacción de una etapa cuya constante de equilibrio K es inferior a 1. Indicar en el diagrama la ubicación del nivel de energía de los reactivos, productos y estado de transición. Indicar también ΔG° y ΔG±
b) Misma pregunta que a). pero con constante de equilibrio K superior a 1 c) Misma pregunta que c). pero con constante de equilibrio igual a cero
13) La adición de agua a etileno (eteno) para formar etanol tiene los parámetros termodinámicos siguientes
a) .¿ La reacción es exotérmica o endotérmica? b). ¿La reacción es termodinámicamente favorable o desfavorable?
14) Los alcanos reaccionan con cloro mediante un mecanismo por radicales libre. Indicar cuáles de los siguientes alcanos darían lugar a un solo producto monoclorado. Esquematizar el mecanismo de reacción para la molécula (a)
Coordenada de reacción
5 15) El 2-cloro-2-metilpropano reacciona con agua en tres etapas para dar lugar a 2-metil-2-propanol. La primera etapa es más lenta que la segunda, esta a su vez es mucho más lenta que la tercera. La reacción tiene lugar de forma lenta a temperatura ambiente y la constante de equilibrio es cercana a 1.
a) . Dar valores aproximados para ΔG° y ΔG± que sean consistentes con la información anterior. b). Dar el diagrama energético de la reacción indicando los diferentes puntos de interés.
16) Calcular el grado de instauración de las siguientes moléculas
17) Nombrar los siguientes alquenos
18) Dibujar las estructuras que corresponde a los siguientes nombres a) (4E)-2,4-Dimetil-1,4-hexadieno
b) cis-3,3-dimetil-4-propil-1,5-octadieno c) 4-metil-1,2-pentadieno
d) (3E,5Z)-2,6-dimetil-1,3,5,7-octatetraeno e) 3-butil-2-hepteno
f) trans-2,2,5,5,-tetrametil-3-hexeno
6 Preparado por I. Morales, basado en McMurry y otros Semestre 2/2014
20) . Nombrar los alquenos siguientes e indicar cual es el más estable
21). Predecir cual será el producto mayoritario que puede obtenerse por adición de HBr a los siguientes alquenos
22)a) . Cada uno de los siguientes carbocationes sufre rearreglos . Predecir qué carbocatión se obtendrá como producto de un rearreglo
b). Dar el mecanismo de la siguiente reacción tomando en cuenta que hay rearreglo del carbocatión
23).a) Indicar los reactivos necesarios para la obtención de los productos siguientes
7 c). Indicar los reactivos faltantes en las siguientes reacciones
d). Indicar los productos que se obtendrán en las siguientes reacciones
24 a). Una feromona de la mosca común es un hidrocarburo de fórmula C23H46. Cuando esta molécula reacciona con KMnO4 se obtienen dos productos CH3(CH2)12CO2H y CH3(CH2)7CO2H, indicar la estructura de la feromona
b). El compuesto A tiene la fórmula C8H8. Reaciona con KMnO4 para dar CO2 y un ácido carboxílico B (C7H6O). El compuesto reacciona con solamente un equivalente molar de H2 en una reacción catalizada por paladio. Bajo condiciones en que también se reducen los anillos aromáticos, 4 equivalentes molares de H2 son absorbidos y se forma el hidrocarburo C8H16. Dar las estructuras de las moléculas A, B y C.
25. a) Dar los nombres IUPAC de las siguientes moléculas
b). Nombrar los productos que se obtendrán al hacer reaccionar las moléculas c) y d) con los siguientes reactivos H2 con catalizador de Lindlar
Exceso de Br2
