ΑΠΑΝΣΘΕΙ ΔΙΑΓΩΝΙΜΑ Γ ΛΤΚΕΙΟΤ ΟΡΓΑΝΙΚΘ ΧΘΜΕΙΑ ΘΕΜΑ Α Α1. δ Α2. α Α3. γ Α4. β Α5. δ ΘΕΜΑ Β Β1. α. ωςτό. Αιτιολόγθςθ: Αντιδράςεισ αναγωγισ ονομάηονται οι αντιδράςεισ ςτισ οποίεσ ελαττϊνεται ο αρικμόσ οξείδωςθσ ενόσ ι περιςςοτζρων ατόμων άνκρακα που περιζχονται ςτο μόριο μιασ οργανικισ ζνωςθσ. Επίςθσ, κατά τθν αναγωγι μιασ οργανικισ ζνωςθσ αυξάνεται θ θλεκτρονιακι πυκνότθτα του ατόμου C, θ οποία προκαλείται όταν ςχθματίηονται δεςμοί C-H ι διαςπϊνται δεςμοί C-, C-N,C-X(X:Cl,Br,I). φμφωνα με τα παραπάνω θ αντίδραςθ: o -2 Ni HCH= + H 2 Είναι αντίδραςθ αναγωγισ τθσ οργανικισ ζνωςθσ, διότι ελαττϊνεται ο αρικμόσ οξείδωςθσ του άνκρακα τθσ αλδευδομάδασ από 0 ςε -2. Επίςθσ, μποροφμε να κεωριςουμε ότι θ φορμαλδεΰδθ (HCH=) ανάγεται, επειδι ςχθματίηεται δεςμόσ C-H και διαςπάται δεςμόσ C-. β. ωςτό. Αιτιολόγθςθ: Με προςκικθ αντιδραςτθρίου Grignard (R- Mgx) ςτθν φορμαλδεΰδθ (HCH=), ςχθματίηονται πρωτοταγείσ αλκοόλεσ. R-MgX+HCH= R- CH 2 MgX H2 R-CH 2 + Mg()X (1 o ) Με προςκικθ αντιδραςτθρίου Grignard (R- MgX) ςε οποιαδιποτε άλλθ αλδεΰδθ εκτόσ τθσ φορμαλδεΰδθσ, ςχθματίηονται δευτεροταγείσ αλκοόλεσ. R 1 -MgX + R 2 CH= R 1 -CH-R 2 R 1 -CH-R 2 +Mg()X MgX (2 o )
γ. Λάκοσ Αιτιολόγθςθ: Οι αντιδράςεισ προςκικθσ είναι εξϊκερμεσ αντιδράςεισ. δ. Λάκοσ Αιτιολόγθςθ: Σα ςυντακτικά ιςομερι των αλκοολϊν με μοριακό τφπο C 4 H 10 Είναι τα εξισ: CH 2 CH 2 CH 2 (1 o ) CHCH 2 (1 o ) CH 2 CH (2 o ) C (3 o ) Με προςκικθ H 2 ςε καρβονυλικζσ ενϊςεισ δεν είναι δυνατόν να παραςκευαςτοφν τριτοταγείσ αλκοόλεσ. Άρα θ μεκυλο-2-προπανόλθ δεν είναι δυνατόν να παραςκευαςτεί με προςκικθ H 2 ςε καρβονυλικι ζνωςθ. Οι υπόλοιπεσ μποροφν να παραςκευαςτοφν ωσ εξισ: CH 2 CH 2 CH= + H 2 Ni CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 C + H 2 Ni CH 2 CH CHCH= + H 2 Ni CHCH 2 ε. Λάκοσ Αιτιολόγθςθ: Σο νεοπρζνιο (τεχνθτό καουτςοφκ) παραςκευάηεται με πολυμεριςμό 1,4 του χλωροπρενίου ωσ εξισ: νch 2 =C CH=CH 2 ( CH 2 C=CH CH 2 ) ν Cl Cl Χλωροπρζνιο νεοπρζνιο Όπωσ παρατθροφμε ςτο μόριο του νεοπρενίου υπάρχουν διπλοί ομοιοπολικοί δεςμοί, οι οποίοι αποτελοφνται από ζναν ς και ζναν π δεςμό. Άρα το νεοπρζνιο περιζχει ςτο μόριο του ς και π δεςμοφσ.
Β2. α. CH 2 Na + CH CH 2 CH + NaBr (Τποκατάςταςθ) Br β. CHCH 2 + K Cl γ. CH 2 Br + Na αλκοόλθ,κ υδατικό διάλυμα CH=CH + KCl + H 2 (Απόςπαςθ) CH 2 + NaBr (Τποκατάςταςθ) δ. ν CH=CH 2 πολυμεριςμόσ ( CH CH 2 ) ν (Πολυμεριςμόσ Προςκικθσ) ε. CNa + CH 2 Cl CCH 2 +NaCl (Τποκατάςταςθ) η. CH 2 CH= + 2AgN 3 + 3NH 3 +H 2 CH 2 CNH 4 +2Ag +2NH 4 N 3 (οξειδοαναγωγι) θ. HCH= + 2CuS 4 + 5Na HCNa + Cu 2 +2Na 2 S 4 +3H 2 (οξειδοαναγωγι) κ. τάδια αλογονοφορμικισ αντίδραςθσ: 1. Οξείδωςθ τθσ αλκοόλθσ από το αλογόνο προσ καρβονυλικι ζνωςθ: CH 2 +Cl 2 CH= + 2HCl 2. Τποκατάςταςθ των τριϊν υδρογόνων του μεκυλίου (- ) από αλογόνο: CH=+3Cl 2 CCl 3 CH= + 3HCl 3. Διάςπαςθ τθσ ανκρακικισ αλυςίδασ (ςχάςθ δεςμοφ C-CCl 3 ) και ςχθματιςμόσ του χλωροφορμίου (CHCl 3 ) CCl 3 CH= + Na HCNa + CHCl 3 4. Εξουδετζρωςθ του HCl 5HCl + 5Na 5NaCl + 5H 2 Προςκζτοντασ τισ προθγοφμενεσ χθμικζσ εξιςϊςεισ προκφπτει θ ςυνολικι χθμικι εξίςωςθ: CH 2 + 4Cl 2 + 6Na HCNa + CHCl 3 +5NaCl+5H 2 ι. C + Na H2,κ CNa+ (Τποκατάςταςθ) κ. C C +H 2 Hg,HgS4,H2S4 [ CH=C- ] -C-CH 2 αςτακισ ενόλθ (Προςκικθ)
Β3. CHCH 2 μεκυλο-1-προπανόλθ CHCH 2 2-βουτανόλθ ΟΘ -- διμεκυλαικζρασ CCH 2 βουτανόνθ Αφοφ θ ζνωςθ που περιζχεται ςτο δοχείο Α αντιδρά με Na κα είναι θ μεκυλο-1-προπανόλθ ι θ 2- βουτανόλθ. Εφόςον όμωσ δεν δίνει τθν αλογονοφορμικι κα είναι θ μεκυλο-1-προπανόλθ. Θ ζνωςθ που περιζχεται ςτο δοχείο Γ αντιδρά με διάλυμα I 2 /Na και ςχθματίηει κίτρινο ίηθμα άρα μπορεί να είναι θ 2-βουτανόλθ ι θ βουτανόνθ. Αφοφ όμωσ δεν αποχρωματίηει το όξινο διάλυμα KMn 4, είναι θ βουτανόνθ. Θ ζνωςθ που περιζχεται ςτο δοχείο Δ αντιδρά με Na και αποχρωματίηει το όξινο διάλυμα KMn 4, άρα είναι θ 2-βουτανόλθ. Σζλοσ, το δοχείο Β προφανϊσ περιζχει τον διμεκυλαικζρα. υναψίηοντασ :Δοχείο Α: μεκυλο-1-προπανόλθ Δοχείο Β: διμεκυλαικζρασ Δοχείο Γ: βουτανόνθ Δοχείο Δ: 2-βουτανόλθ ΘΕΜΑ Γ α)α: CH Ε: CH CH Β: CH Θ: CH C Cl Γ: CH Κ: C=CH MgCl Δ: CH=Ο Z: CH C CH β) i) CNa + CH CCH + NaCl Cl ii) CH C CH+CuCl+NH 3 CH C CCu + NH 4 Cl
γ) Οξζα :Α,Ε,Η Βάςεισ : Γ δ) Αφοφ το αρχικό μασ μείγμα είναι ιςομοριακό κα περιζχει ίςεσ ποςότθτεσ mol από τισ δφο οργανικζσ ενϊςεισ, ζςτω: xmol xmol CH (A) CH= (Δ) Από τα ςυςτατικά του μείγματοσ μόνο θ ζνωςθ Α αντιδρά με το Na, ςφμφωνα με τθν παρακάτω αντίδραςθ: CH + Na CH + 1 2 H 2 Σο αζριο που παράγεται είναι το υδρογόνο: Na nh 2 = V Vm =1,12 22,4 x Xmol 2 mol Άρα, χ =0,05 2 Χ=0,1mol Και τα δφο ςυςτατικά του μείγματοσ οξειδϊνονται. 5 CH + 2KMn 4 + 3H 2 S 4 5 C +2MnS 4 +K 2 S 4 +8H 2 5mol 0,1mol 2mol ω=; ω=0,04mol 5 CH= + 2KMn 4 + 3H 2 S 4 5 C+2MnS 4 +K 2 S 4 +3H 2 5mol 2mol 0,1mol y=; Άρα τα ςυνολικά mol του KMn 4 είναι: Y=0,04mol nkmn 4 =0,08mol Οπότε C= n v => V= n c 0,08 => V= L => V=0,4L 0,2
ΘΕΜΑ Δ (Α) H + C 5 H 10 2 +H 2 Β + Γ (Τδρόλυςθ εςτζρα) Θ ζνωςθ Β είναι αλκοόλθ του τφπου R1 CH CH3 αφοφ αντιδρά με I 2 /Na και δίνει κίτρινο ίηθμα. Θ ζνωςθ Γ είναι οξφ. Αφοφ θ ζνωςθ Γ είναι οξφ ζχει γενικό μοριακό τφπο CμH 2 μο 2 και αφοφ περιζχει 40%w/w άνκρακα ιςχφει: ε 14μ+32g οξζοσ περιζχονται 12μgC ε 100g οξζοσ περιζχονται 40gC 40 (14μ+32)=12μ100 14μ+32= 1200 μ 40 14μ+32=30μ 30μ-14μ=32 16μ=32 μ=2 Μοριακόσ Σφποσ: C 2 H 4 2 υντακτικόσ Σφποσ: C α) Α: CCH Z: CCH 2 CH 2 B: CH Θ: C Γ: C K: C CN Δ: CNa E: CH 2 CH 2 Cl Λ: C C
β) i) CH 2 CH 2 Cl + Na υδατικό CH 2 CH 2 ΟΘ + NaCl ii) CH 2 CH 2 Cl +NH 3 CH 2 CH 2 NH 3 Cl +Na CH 2 CH 2 NH 2 +NaCl+H 2 iii) CH 2 CH 2 Cl + Na CH 2 CH 2 + NaCl γ) H ζνωςθ Β είναι θ 2-προπανόλθ. Θ ιςομερισ ζνωςθ αυτισ Μ, μπορεί να είναι αλκοόλθ ι αικζρασ. Δθλαδι, θ 1-προπανόλθ ι ο αικυλό-μεκυλό-αικζρασ. Ζςτω ότι τι μείγμα περιζχει: (B) xmol CH Αφοφ οι ενϊςεισ Β και Μ είναι ιςομερισ ζχουν τθν ίδια ςχετικι μοριακι μάηα Mr=60 Οπότε m B =n B Mr B =x 60g ymol M m M =n M Mr M =y 60g 60x+60y=6 60x 60 + 60y 60 = 6 60 x+y=0,1(1) Αν θ ζνωςθ Μ είναι είναι θ 1 προπανόλθ τότε και τα δφο ςυςτατικά του μείγματοσ αντιδροφν με Na ςφμφωνα με τισ παρακάτω αντιδράςεισ : CH + Νa CH + 1 2 H 2 Na x xmol 2 CH3CH 2 CH 2 +Na CH3CH 2 CH 2 Na + 1 2 H 2 ymol y 2 mol Σο αζριο που παράγεται είναι το υδρογόνο. nh 2 = V Vm =0,896 22,4 mol=0,04mol Άρα χ 2 + y 2 = 0,04 x + y = 0,08 (2) άτοπο λόγω τθσ ςχζςθσ (1)
Άρα θ ζνωςθ Μ είναι ο αικυλο-μεκυλο αικζρασ ο οποίοσ δεν αντιδρά με το Na, οπότε: CH + Νa CH + 1 2 H 2 Na x 2 = 0,04 x=0,08 xmol x 2 mol Από τθν ςχζςθ (1) προκφπτει: x + y = 0,1 => 0,08 + y =0,1=> y = 0,02 mol