Ejercicios 09
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Ejercicios 09
1.- Indique el estado de hibridación de los átomos de C, O y N y dibuje sobre cada heteroátomo
los pares de electrones no compartidos.
H O
H2C C H-C C CH2NH2 (CH3)3N
C-OH
O
2.- Represente gráficamente los orbitales híbridos presentes en las moléculas de etano (H 3C-
CH3), etileno (H2C=CH2) y acetileno (HCCH) indicando el tipo y número de enlaces a que dan
lugar según el solapamiento de los orbitales.
b) CH3-CH-CH2-C CH h) CH3-CH2-COCl
Br
i) CH3-CH2-CH2-SH
c) CH3-COOCH2CH3
j) CH3-CH=CH2
d) OH
k) CH3-CH2-COOH
e) l)
NH2
CH2OH
f) CH3-CO-NH-CH3
4.- Indique el carácter 1ario, 2ario, 3ario o 4ario de los átomos de carbono señalados y anote su
hibridación.
f
c
e
a
b
d
HO
5.- Escriba todas las fórmulas estructurales posibles de las siguientes fórmulas moleculares:
6.- Dadas las siguientes fórmulas condensadas dibuje las correspondientes fórmulas de guiones y
fórmulas de líneas de enlace.
a) CH3CH2CH=CHCH2OH e) CH3(CH2)4COOCH2CH2CH2CH3
b) CH3COCH2CH2OH
H2C CH2
c) CH3CH2OCH3 g) H C CH2
2
d) (CH3)3CNH2 H2C CH2
7.- Determine las fórmulas moleculares de los siguientes compuestos.
N N O
O
O O
O OH
OH
HO
9.- Calcule la fórmula empírica de un compuesto orgánico cuya composición centesimal es: 39,4
% de C; 11,6 % de H y 23 % de N.
10.- Calcular la fórmula empírica de un compuesto orgánico sabiendo que su análisis elemental
revela la siguiente composición: 48,70 % de C; 2,90 % de H y 20,58 % de Cl [C=12; H=1;
Cl=35,5].
15.- El análisis elemental mostró que un compuesto orgánico contenía C, H, N y O como únicos
elementos constituyentes. Se quemó completamente una muestra de 1,279 g y como resultado se
obtuvieron 1,6 g de CO2 y 0,77 g de H2O. Una muestra aparte de 1,625 g se encontró que
contenía 0,216 g de nitrógeno. ¿Cuál es la fórmula empírica del compuesto?
2.- ¿Cuáles de los siguientes alquenos presentan isomería cis-trans o Z-E?. Escriba las fórmulas
estructurales y los nombres para los isómeros:
a) 1,1-dicloroeteno,
b) 1,2-dicloroeteno,
c) 2-metil-2-buteno,
d) 4-etil-3-metil-3-hexeno,
e) 3-etil-4-metil-3-hepteno,
f) 1,3-pentadieno,
g) 2-cloropropeno,
h) 1-yodo-2-penteno.
3.- Indique qué tipo de isomería se da entre los siguientes pares de compuestos.
O O H
a) H H e)
H3C C H
H H
CH3
O O H
b) Cl
N Cl
H3C N CH3 H3C CH3 f)
H
c)
H H Me H
g)
Me Me H Me OH
OH
d)
h)
5.- De los compuestos siguientes: (a) ácido butenodioico, (b) 2-butanol, (c) ClC4H9 y (d) C3H6O
indique, para (a) y (b) todos los estereoisómeros y para (c) y (d) todos los posibles isómeros.
6.- Indique cuáles de las siguientes moléculas son quirales y cuáles aquirales.
COOH
Cl H
H Cl O
CH 3 H
OH H2N CH 3
H Me D CH 2CH 3 OH
CH 3 O
H Cl OH HS H
A B C D E F G
7.- Responda a las siguientes preguntas: a) ¿Qué estructuras del ejercicio anterior poseen centros
estereogénicos? b) ¿Qué estructuras del ejercicio anterior tienen plano de simetría? c) ¿La
existencia de centros estereogénicos es siempre necesaria para que una molécula sea quiral?
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9.- Dibuje en proyección de Fischer todos los estereoisómeros monoclorados derivados del 2-
metilbutano. En cada caso indique la relación entre isómeros y las configuraciones absolutas,
especificando el orden de prioridad de los sustituyentes.
10.- Dibuje en proyección de Fischer y especifique todos los estereoisómeros de los siguientes
compuestos. En cada caso indique la relación entre isómeros y las configuraciones absolutas,
especificando el orden de prioridad de los sustituyentes:
a) Glicerol (1,2,3-propanotriol)
b) 3-Bromo-1,2-propanodiol
c) 2-Cloropentano
d) 3-Cloropentano
e) 2,3-Butanodiol
f) 2-Cloropropanol
g) 3-yodo-2-butanol
h) 2-Hidroxipropanal
i) 1,3-dicloro-2-metilbutano
j) Ácido 2-fenil-2-hidroxi etanoico;
k) 2,3-Dihidroxibutanodial
l) Ácido 2,4-dicloro-3-metil butanoico
11.- Indique cuáles de los siguientes compuestos son ópticamente activos, asignando, en su caso,
la configuración absoluta:
a) 2-Cloro-2-metilpentano,
b) Ácido 2-hidroxibutanodioico,
c) Ácido 2-aminopropanoico
d) 1-Cloro-2,2-dihidroxietano.
12.- Dibuje: (a) dos conformaciones del metilciclohexano y (b) dibuje en proyección de Newman
dos conformaciones del 1,2-dicloroetano e indique cuál de los confórmeros es el más estable.
13.- Decir si los siguientes pares de isómeros son entre sí: el mismo compuesto, isómeros
estructurales, enantiómeros o diastereómeros. Indique la configuración R/S en cada centro
estereogénico.
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14.- Dibuje fórmulas para todos los estereoisómeros posibles de los compuestos siguientes,
indicando los pares de enantiómeros y los compuestos meso cuando los haya. Indique qué
estereoisómeros serán ópticamente activos.
a) 1,2-Dibromopropano,
b) 3,4-Dibromo-3,4-dimetilhexano,
c) 2,4-Dibromopentano,
d) 2-Bromo-3-clorobutano,
e) 1,3-Dicloro-2-metilbutano,
f) 1,3-Dimetilciclohexano,
g) 1,4-Ciclohexanodiol
O
O
CH3-CH=CH-C-CH3 CH3-CH2-C CH3-CH2-CH=CH-NH2
NH2
O
NH2 OH C O-H
2.- Indique las formas resonantes de las siguientes moléculas: a) (2E)-butenal, b) N,N,-
dimetilvinilamina, c) fenol y d) anilina.
3.- Justifique las diferencias en las propiedades físicas de cada pareja de compuestos. Indique
qué tipo de fuerzas intermoleculares operan y muestre con un dibujo entre qué átomos se
establecen:
a) Benceno (Tb = 80 ºC; Tf = 5 ºC) y tolueno (Tb = 111 ºC; -95ºC).
b) n-Propilamina (Tb = 48 ºC) y propanol (Tb = 97 ºC).
c) Dietiléter (Tb = 35 ºC) y 2-butanona (Tb = 80 ºC).
d) Hexanal (Tb = 129 ºC) y ácido pentanóico (Tb = 187ºC).
4.- Justifique las variaciones en las propiedades físicas de los siguientes pares de compuestos,
indicando qué tipo de fuerzas intermoleculares operan y entre que átomos se establecen.
a) n-Butanol (Tb = 118 ºC; soluble en agua) y éter dietílico (Tb = 35 ºC; soluble en agua).
b) Fluoropropano (Tb = -2,5 ºC; = 1,8D) y nitrometano (Tb = 101,5 ºC; = 4D).
c) Ácido pentanoico (Tf = -34,5 ºC) y ácido 2,2-dimetilpropanoico (Tf = +35,5 ºC).
d) Butanal (Tb = 76 ºC; soluble en agua) y cloropropano (Tb = 47 ºC; insoluble en agua).
5.- Formule y ordene cada uno de los siguientes pares de compuestos por orden creciente de sus
temperaturas de ebullición, razonando la respuesta:
a) Propilamina y trimetilamina.
b) 1-Clorobutano y 2-metil-2-cloropropano.
c) Propanal y etilmetiléter.
6.- Formule, y ordene, razonando la respuesta, los siguientes compuestos de mayor a menor
temperatura de ebullición:
a) n-Propilamina, etilmetiléter, n-butano y ácido acético.
b) Etilenglicol (1,2-etanodiol), glicerol (1,2,3-propanotriol), n-hexano y n-pentilamina.
7.- Formule y ordene, razonando la respuesta, los siguientes compuestos de mayor a menor
temperatura de ebullición: etilpropiléter, n-hexano y 1-pentanol. ¿Cuál será más soluble en agua?,
¿por qué?.
8.- Ordene, razonadamente, los siguientes compuestos por orden creciente de sus temperaturas de
ebullición y justifique su solubilidad en agua: propano, etanol, etanal y ácido metanoico.
9.- Explique brevemente por qué los hidrocarburos lineales tienen temperaturas de ebullición
superiores que sus isómeros ramificados, mientras que sus temperaturas de fusión son inferiores.
10.- Explique razonadamente por qué el dimetiléter, CH3-O-CH3, es soluble en agua en todas
proporciones.
11.- Justifique las diferencias en las temperaturas de ebullición y/o fusión de los siguientes pares
de compuestos:
a) n-Pentano (Tb = 36 °C) y n-hexano (Tb = 69 °C)
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b) n-Butanol (Tb = 117 °C, Tf = –90 °C) y 2-metil-2-propanol (Tb = 85 °C, Tf = 25 °C)
c) 1-Clorobutano (Tb = 78 °C) y n-pentanol (Tb = 138 °C)
d) 1-Cloropentano (Tb = 108 °C, µ = 1,9 D) y n-hexanal (Tb = 128 °C, µ = 2,7 D)
e) n-Butanol (Tb = 117,3 ºC) y n-butilamina (Tb = 77,8 ºC),
f) n-Pentano (Tb = 36,2 ºC) y 2,2-dimetilpropano (Tb = 9,5 ºC),
g) n-Butanol (Tb = 117 ºC) y dietiléter (Tb = 35 ºC).
12.- Justifique las diferencias en las propiedades físicas de cada pareja de compuestos. Indique
qué tipo de fuerzas intermoleculares operan y muestre con un dibujo entre qué átomos se
establecen:
a) 1,2-bencenodiol (Tb = 240 ºC) y 1,4-bencenodiol (Tb = 286 ºC)
b) n-propilamina (Tb = 48 ºC) y trimetilamina (Tb = 3 ºC)
c) butanal (Tb = 76 ºC) y dietiléter (Tb = 35 ºC)
d) octano (Tf = 57ºC) y 2,2,3,3-tetrametilbutano (Tf = 101ºC).
13.- Indique razonadamente cuáles de los siguientes compuestos pueden formar enlaces
intermoleculares por puentes de hidrógeno:
CH3OH; CH3CH2Cl; CH3-O-CH3; CH3CH2NH2; CH3COH; CH3COOCH3; CH3COOH;
CH3CONH2
14.- Indique razonadamente cuales de los compuestos del ejercicio anterior pueden formar
enlaces intermoleculares por puentes de hidrógeno con moléculas de agua (H2O).
15.- Explique razonadamente a qué tipo pertenecen cada una de las siguientes reacciones:
16.- Explique razonadamente a qué tipo pertenecen cada una de las siguientes reacciones:
a) Eteno + Bromo → 1,2-Dibromoetano
b) Etóxido de sodio + Yoduro de metilo → Etil metil éter
c) Propanol + Ácido sulfúrico + calor → Propeno + Agua
d) Etanal + Ión permanganato + Ión hidroxilo → Ión acetato + Óxido de Mn+4 + agua
NH2 3,36
NH2 9,42
CH3COOH 4,76
(CH3)3CCOOH 5,05
19.- Explique el orden de acidez y/o basicidad de los siguientes compuestos, escribiendo los
equilibrios ácido-base correspondientes y las formas resonantes cuando sea necesario.
a) Metanol (pKa = 15,8) y fenol (pKa = 10).
b) 2-Metilanilina (pKb = 9,47) y 2-nitroanilina (pKb = 14,28).
c) Ciclohexilamina (pKb = 3,36) y anilina (pKb = 9,42).
d) Ácido acético (pKa = 4,76) y ácido tricloroacético (pKa = 0,65).
20.- Ordene, razonando la respuesta, los siguientes compuestos en orden creciente de acidez.
Indique el hidrógeno ácido y escriba los correspondientes equilibrios ácido-base, utilizando la
base más adecuada en cada caso: terc-butanol (2-metil-2-propanol), fenol, ácido acético, ácido
tricloroacético y propino.
21.- Señalar los hidrógenos ácidos en los siguientes compuestos y plantear las correspondientes
reacciones ácido-base en cada uno de los casos:
a) Fenol, propino, ácido benzoico y etano.
b) Propino, ácido benzoico y 1-hexanol.
c) Etanol, fenol y 2-cloroetanol.
23.- Ordene, razonando la respuesta, los siguientes compuestos en orden creciente de acidez.
Indique el hidrógeno ácido y escriba los correspondientes equilibrios ácido-base, utilizando la
base más adecuada en cada caso:
a) Ácido 2-fluorobutanoico, fenol, 3,3-dicloro-pentanol y 2-nitrofenol.
b) terc-butanol, fenol, ácido acético y ácido tricloroacético.
c) Ácido benzóico, 2-metilfenol, propino y etanol.
24.- Proponer un método ácido-base para separar una mezcla formada por los siguientes
compuestos líquidos:
NH2 CH2CH2CH2CH3
25.- Proponer un método ácido-base para separar una mezcla formada por los siguientes
compuestos sólidos:
COOH
CH3COOH + NH3(ac)
O- Na+ + HCl(ac)
BrCH2CH2OH + Na(s)
HC C-Na+ + HCl(ac)
NO2
CH3CHNH2 + HCl(ac)
Cl
27.- Clasifique las siguientes especies como electrófilos, radicales libres o nucleófilos,
explicando la razón para su clasificación:
NC ; CH2=CH2 ; H3O+ ; NH3 ; H2O ; (CH3)3C ; BF3 ; CH3COO ; CH2=CH-CH2 ; CH3O ; HO ;
28.- Ordene los siguientes intermedios en orden creciente de estabilidad: a) cationes: metilo,
isopropilo y alilo; b) radicales: fenilo, etilo, trifenilmetilo y vinilo.
29.- Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, definiendo para ello los
conceptos siguientes: ácido de Lewis, rotura heterolítica, radical libre y nucleófilo:
a) Los acetiluros se comportan como nucleófilos.
b) La rotura heterolítica de un enlace da lugar a la formación de dos radicales libres.
c) Un ión carbocatión contiene exceso de electrones y, por ello, se comporta como electrófilo.
d) El tricloruro de aluminio se comporta como ácido de Lewis.
30.- Dadas las siguientes especies, indicar con qué tipo de reactivos (radical, electrófilo o
nucleófilo) pueden reaccionar: a) Cloruro de metilo; b) Propano; c) Etileno; d) Propanal. Ilustre
cada caso con un ejemplo.
1.- Un alcano tiene de peso molecular 72, y por monocloración origina un único producto. ¿De
qué alcano se trata?
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2.- Una muestra hidrocarbonada de fórmula C4H10 fue clorada y de la mezcla de reacción, se
aislaron cuatro monocloroalcanos diferentes. ¿Contenía la muestra una sola clase de moléculas, o
era una mezcla de isómeros?. Razone la respuesta escribiendo y nombrando todas las estructuras.
5.- Explique, indicando condiciones de reacción y tipo de proceso, cuáles son los productos
obtenidos al tratar:
a) Metano con cloro en presencia de luz y peróxidos.
b) 2-Metil propano con bromo en presencia de luz y peróxidos.
c) Eteno con ácido sulfúrico y posterior tratamiento con agua.
d) 2-Metil-1,3-pentadieno con bromuro de hidrógeno.
e) Propeno con disolución de cloruro de hidrógeno.
f) Penteno con agua y ácido sulfúrico como catalizador.
g) 3-Metil-2-hexeno con cloruro de hidrógeno.
6.- Explique, indicando condiciones de reacción y tipo de proceso, cuáles son los productos
obtenidos al tratar:
a) Metilciclohexeno con HBr.
b) cis-2-Buteno con Bromo en tetracloruro de carbono como disolvente.
c) 3-Metil-3-hepteno con KMnO4 en medio neutro.
d) Ciclopropano con hidrógeno en presencia de Pd-C.
e) Propino con sodio, seguido de reacción con yoduro de metilo.
f) Propeno con hidroperóxido de etilbenceno.
8.- Explique, indicando condiciones de reacción y tipo de proceso, cuáles son los productos
obtenidos al tratar:
a) Etilbenceno con cloro en presencia de cloruro de aluminio.
b) Benceno con propeno en medio ácido, seguido de oxidación con permanganato de
potasio en medio de ácido.
c) Óxido de etileno con agua en medio ácido.
9.- Formule y nombre los productos que se forman cuando el cloruro de n-propilo reacciona con:
a) H2O; b) C2H5OH; c) NH3; d) CH3NH2.
10.- Explique, indicando condiciones de reacción y tipo de proceso, cuáles son los productos
obtenidos al tratar:
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12.- Identifique las estructuras de todos los compuestos indicados en el esquema (A-D),
completando reactivos, condiciones y tipo de reacción. ¿Cuáles son las propiedades del producto
final E?.
13.- Identifique las estructuras de todos los compuestos indicados en el esquema (A-E),
completando reactivos, condiciones y tipo de reacción.
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1. Bromuro de
etilmagnesio H2SO4(conc)
3-pentanona A B
2. H2O/H+ calor
HCl(ac)
D
E (éter; C=73,84%C; H=13,84%) C
14.- Identifique las estructuras de todos los compuestos indicados en el esquema (A-E),
completando reactivos, condiciones y tipo de reacción.
E (C7H6O2)
MnO4-/H+ C C H
2 H2 Na CH3CH2Cl
A B C (C10H10 )
Pd/C
Cl2/ luz ó
peróxidos
Cl2/FeCl3
F
G
1. CH3CH2MgBr LiAlH4
B Propanona A
+
2. H2O/H
HCN
1.- Indique, de manera razonada, cuáles son los pasos y los reactivos necesarios para transformar:
a) 2-Metilpentano en 2-metil-2-penteno.
b) 2-Metilpropano en 2-cloro-2-metilpropano.
c) 2-Bromobutano en 2-buteno.
d) Eteno en etilenglicol (1,2-etanodiol).
e) 1-Butino en pentano.
f) Acetileno (etino) en 2-buteno.
g) Tolueno en ácido 4-nitrobenzóico.
h) Tolueno en benzoato de etilo.
i) Benceno en ácido benzoico.
j) Etilbenceno en benzoato de metilo.
k) Fenol en p-nitrofenol.
2.- Indique, de manera razonada, cuáles son los pasos y los reactivos necesarios para transformar:
a) Metilamina en trimetilamina.
b) 1-Propanol en 2-bromopropano.
c) 1-Propanol en propanona.
d) 1-Pentanol en 1,2-pentanodiol.
e) 3-Metil-2-butanol en propanona y ácido etanoico.
f) Óxido de etileno en 2-aminoetanol.
g) Etanol en éter dietílico.
h) 2-Pentanol en 2,3-pentanodiol.
3.- Indique, de manera razonada, cuáles son los pasos y los reactivos necesarios para transformar:
a) Etanal en 1-Butanol.
b) Propanal en butanona.
c) Acetaldehido en 2-butanol.
d) Propanona en 4-metil-3-penten-2-ona.
e) Butanal en butil metil amina.
f) 3-Metilbutanal en 4-Metil-2-pentanol.
g) Propanal en 2-Hidroxibutanonitrilo.
4.- Indique, de manera razonada, cuáles son los pasos y los reactivos necesarios para transformar:
a) 1,3-Butadieno en ácido 2-butenoico.
b) Cloruro de hexanoilo en hexilamina.
c) Ácido 2-pentenóico en pentilamina.
d) Ácido acético en N-metilacetamida.
e) Ácido acético en N,N-dietilacetamida.
f) Propanamida en ácido propanoico.
g) Butanoato de butilo en butanoato de metilo.
h) Etanamida en etilamina.
i) Cloruro de etanoilo en 2-metil-2-propanol.
5.- Identificar razonadamente las estructuras de todos los compuestos indicados en el siguiente
esquema. ¿Cuál sería el resultado de la oxidación del alcohol C con CrO3, en medio ácido?
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APLICACIONES INDUSTRIALES
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4.- Indique qué procesos realizan las refinerías de petróleo para aumentar el rendimiento en
gasolina y su calidad. ¿En qué consisten esos procesos?.
5.- Dados los siguientes polímeros: polipropileno, PVC, teflón, caucho natural y Nylon 66,
responder, de manera razonada, a las siguientes preguntas:
a) Dibujar la estructura de cada uno de ellos e indicar cuál es el monómero en cada uno de
los casos.
b) Explicar razonadamente cuál de ellos puede someterse a un proceso de vulcanizado y
c) ¿Cuál o cuales pueden utilizarse como aislantes eléctricos?.
6.- ¿Qué fracción del petróleo es útil en los motores diesel y cuál en los motores de combustión
interna (explosión). ¿Por qué? ¿Qué significa que una gasolina tiene un índice de octanos de 98?
7.- Indicar cuál es el monómero del caucho sintético, y la estructura y características más
importantes de dicho polímero.
8.- Explicar qué es una molécula tensoactiva y cuáles son sus propiedades.
9.- Indique qué tipos de detergentes sulfonados conoce y compárelos con el jabón.
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