6.16: مشکلات اضافی
- Page ID
- 215606
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\dsum}{\displaystyle\sum\limits} \)
\( \newcommand{\dint}{\displaystyle\int\limits} \)
\( \newcommand{\dlim}{\displaystyle\lim\limits} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\(\newcommand{\longvect}{\overrightarrow}\)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\(\newcommand{\avec}{\mathbf a}\) \(\newcommand{\bvec}{\mathbf b}\) \(\newcommand{\cvec}{\mathbf c}\) \(\newcommand{\dvec}{\mathbf d}\) \(\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}\) \(\newcommand{\evec}{\mathbf e}\) \(\newcommand{\fvec}{\mathbf f}\) \(\newcommand{\nvec}{\mathbf n}\) \(\newcommand{\pvec}{\mathbf p}\) \(\newcommand{\qvec}{\mathbf q}\) \(\newcommand{\svec}{\mathbf s}\) \(\newcommand{\tvec}{\mathbf t}\) \(\newcommand{\uvec}{\mathbf u}\) \(\newcommand{\vvec}{\mathbf v}\) \(\newcommand{\wvec}{\mathbf w}\) \(\newcommand{\xvec}{\mathbf x}\) \(\newcommand{\yvec}{\mathbf y}\) \(\newcommand{\zvec}{\mathbf z}\) \(\newcommand{\rvec}{\mathbf r}\) \(\newcommand{\mvec}{\mathbf m}\) \(\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}\) \(\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}\) \(\newcommand{\real}{\mathbb R}\) \(\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}\) \(\newcommand{\bcal}{\cal B}\) \(\newcommand{\ccal}{\cal C}\) \(\newcommand{\scal}{\cal S}\) \(\newcommand{\wcal}{\cal W}\) \(\newcommand{\ecal}{\cal E}\) \(\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}\) \(\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}\) \(\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}\) \(\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}\) \(\newcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\col}{\text{Col}}\) \(\renewcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\nul}{\text{Nul}}\) \(\newcommand{\var}{\text{Var}}\) \(\newcommand{\corr}{\text{corr}}\) \(\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}\) \(\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}\) \(\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}\) \(\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}\) \(\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}\) \(\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}\) \(\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}\) \(\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}\) \(\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}\) \(\newcommand{\lt}{<}\) \(\newcommand{\gt}{>}\) \(\newcommand{\amp}{&}\) \(\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}\)تجسم شیمی
مشکل 6-14 آلکیل هالید زیر را می توان با افزودن HBr به دو آلکن مختلف تهیه کرد. ساختارهای هر دو (قرمز مایل به قهوه ای = Br) را قرعه کشی کنید.
مشکل 6 -15 ساختار زیر نشان دهنده واسطه کربوکاتیونی است که در واکنش افزودن HBr به دو آلکن مختلف تشکیل شده است. ساختارهای هر دو را ترسیم کنید.
مشکل 6 -16 نقشه پتانسیل الکترواستاتیک (a) فرمالدئید (CH 2 O) و (b) متانتیول (CH 3 SH) نشان داده شده است. آیا اتم کربن فرمالدئید احتمالاً الکتروفیل یا هسته دوست است؟ در مورد اتم گوگرد متانتیول چطور؟ توضیح بده
(الف) (ب)
مسئله 6 -17 به نمودار انرژی زیر نگاه کنید:
(a) Δ G° برای واکنش مثبت است یا منفی؟ برچسب آن را بر روی نمودار.
(ب) چند مرحله در واکنش دخیل است؟
(ج) چند حالت انتقال وجود دارد؟ آنها را بر روی نمودار برچسب بزنید.
مشکل 6 -18 به نمودار انرژی زیر برای یک واکنش کاتالیز شده توسط آنزیم نگاه کنید:
(الف) چند مرحله درگیر است؟
(ب) کدام مرحله بیشتر اگزرگونیک است؟
(ج) کندترین مرحله کدام است؟
نمودارهای انرژی و مکانیسم های واکنش
مسئله 6 -19 تفاوت بین حالت گذار و حالت میانی چیست؟
مسئله 6 -20 یک نمودار انرژی برای یک واکنش یک مرحله ای با K eq <1 رسم کنید. قسمتهای نمودار مربوط به واکنش دهنده ها، محصولات، حالت انتقال، Δ G° و Δ G ‡ را برچسب گذاری کنید. Δ G° مثبت است یا منفی؟
مشکل 6 -21 یک نمودار انرژی برای یک واکنش دو مرحله ای با K eq > 1 رسم کنید. برچسب کلی Δ G°، حالت های انتقال و متوسط را برچسب گذاری کنید. Δ G° مثبت است یا منفی؟
مسئله 6 -22 یک نمودار انرژی برای یک واکنش اگزرژنیک دو مرحله ای که مرحله دوم آن سریعتر از مرحله اول آن است، ترسیم کنید.
مسئله 6 -23 یک نمودار انرژی برای واکنش با K eq = 1 رسم کنید. مقدار Δ G° در این واکنش چیست؟
مسئله 6-24 افزودن آب به اتیلن برای تولید اتانول دارای پارامترهای ترمودینامیکی زیر است:
- (الف) آیا واکنش گرمازا است یا گرماگیر؟
- (ب) آیا واکنش مطلوب (خود به خودی) یا نامطلوب (غیر خود به خودی) در دمای اتاق (298 K) است؟
مشکل 6 -25 هنگامی که ایزوپروپیلیدنسیکلوهگزان با اسید قوی در دمای اتاق درمان می شود، ایزومریزاسیون با مکانیسم نشان داده شده در زیر برای تولید 1-ایزوپروپیل سیکلوهگزن اتفاق می افتد:
در حالت تعادل، مخلوط محصول حاوی حدود 30٪ ایزوپروپیلیدنسیکلوهگزان و حدود 70٪ 1-ایزوپروپیل سیکلوهگزان است.
- (الف) مقدار تقریبی K eq برای واکنش چیست؟
- (ب) از آنجا که واکنش به آرامی در دمای اتاق اتفاق می افتد، Δ G ‡ تقریبی آن چقدر است؟
- (ج) نمودار انرژی را برای واکنش ترسیم کنید.
PROBLEM 6-26 فلش های منحنی را به مکانیزم نشان داده شده در مسئله 6-25 اضافه کنید تا حرکت الکترون را در هر مرحله نشان دهید.
مسئله 6 -27 مکانیسم کامل را برای هر یک از واکنش های قطبی زیر ترسیم کنید.
(آ)
(ب)
(ج)
مشکل 6 -28 از فلش های منحنی برای نشان دادن جریان الکترون ها استفاده کنید و رادیکال کربن را که هنگام افزودن رادیکال های هالوژن زیر به آلکن های مربوطه تشکیل می شود، ترسیم کنید.
(آ)
(ب)
(ج)
واکنش های قطبی
PROBLEM 6-29 گروههای عاملی موجود در مولکولهای زیر را شناسایی کرده و قطبیت هر یک را نشان دهید:
(الف) (ب)
(ج)
(د)
(ه)
(f)
مشکل 6 تا 30 واکنشهای زیر را به عنوان اضافات، حذف، تعویض یا بازآرایی شناسایی کنید:
(آ)
(ب)
(ج)
(د)
مشکل 6 -31 مکان های الکتروفیل و هسته دوست احتمالی را در هر یک از مولکول های زیر شناسایی کنید:
(الف) (ب)
مشکل 6 -32 الکتروفیل و هسته دوست را شناسایی کنید.
(آ)
(ب)
(ج)
مسئله 6 -33 فلش های منحنی را به واکنش های قطبی زیر اضافه کنید تا جریان الکترون ها را در هر یک نشان دهید:
(آ)
(ب)
مشکل 6 -34 جریان الکترون های نشان داده شده توسط فلش های منحنی در هر یک از واکنش های قطبی زیر را دنبال کنید و محصولات حاصل را پیش بینی کنید:
(الف) (ب)
(ج) (د)
واکنش های رادیکال
مشکل 6-35 کلرزنی رادیکال پنتان یک راه ضعیف برای تهیه 1-کلروپنتان است، اما کلرزنی رادیکال نئوپنتان، (CH 3) 4 C، یک راه خوب برای آماده سازی نئوپنتیل کلرید، (CH 3) 3 CCH 2 Cl است. توضیح بده
مشکل 6-36 با وجود محدودیت های کلرزنی رادیکال آلکان ها، این واکنش هنوز هم برای سنتز برخی ترکیبات هالوژنه مفید است. کلرزنی رادیکال برای کدام یک از ترکیبات زیر یک محصول مونوکلرو واحد می دهد؟
(الف) CH 3 CH 3 (ب) CH 3 CH 2 CH 3 (ج) (د)
(e)
(f)
PROBLEM 6-37 ایزومرهای قانون اساسی مونوکلرینه ای را که با کلرزنی رادیکال ترکیبات زیر بدست می آورید، ترسیم کنید.
(الف) (ب)
(ج)
مسئله 6-38 با در نظر گرفتن همه استریو ایزومرها به سوال 37 پاسخ دهید.
PROBLEM 6 -39 ساختار کربوکاتیونی را نشان می دهد که وقتی هر یک از آلکن های زیر با یک اسید واکنش می دهند، H<SuP"> +.
(الف) (ب)
(ج)
مشکلات عمومی
مشکل 6 -40 2-کلرو-2-متیل پروپان در سه مرحله با آب واکنش می دهد و 2-متیل-2-پروپانول تولید می کند. گام اول کندتر از دوم است که به نوبه خود بسیار کندتر از سوم است. واکنش به آرامی در دمای اتاق انجام می شود و ثابت تعادل تقریباً 1 است.
- (الف) مقادیر تقریبی برای Δ G ‡ و Δ G° بدهید که با اطلاعات فوق سازگار باشد.
- (ب) رسم نمودار انرژی برای واکنش، برچسب گذاری تمام نقاط مورد نظر و قرار دادن سطوح انرژی نسبی بر روی نمودار مطابق با اطلاعات داده شده.
PROBLEM 6-41 فلش های منحنی را به مکانیزم نشان داده شده در مسئله 6-40 اضافه کنید تا حرکت الکترون را در هر مرحله نشان دهید.
مسئله 6-42 واکنش یون هیدروکسید با کلرومتان برای تولید متانول و یون کلرید نمونه ای از یک نوع واکنش عمومی است که واکنش جایگزینی هسته دوست نامیده می شود:
HO − CH 3 Cl CH 3 OH + Cl −
مقدار Δ H° برای واکنش -75 kJ/mol است و مقدار Δ S° +54 J/ (k·mol) است. مقدار Δ G° (در kJ/mol) در 298 K چیست؟ آیا واکنش گرمازا است یا گرماگیر؟ آیا اگزرگونیک است یا اندرگونیک؟
مشکل 6 -43 یون متوکسید (CH 3 O -) با توجه به معادله زیر در یک مرحله با برومتان واکنش می دهد:
پیوندهای شکسته و تشکیل شده را شناسایی کنید و فلش های منحنی را برای نشان دادن جریان الکترون ها در طول واکنش بکشید.
مشکل 6-44 آمونیاک با استیل کلرید (CH 3 CoCl) واکنش می دهد و استامید (CH 3 CONH 2) می دهد. پیوندهای شکسته و تشکیل شده در هر مرحله از واکنش را شناسایی کنید و فلش های منحنی را برای نشان دادن جریان الکترون ها در هر مرحله بکشید.
مشکل 6 -45 مولکول طبیعی α -ترپینول با مسیری که شامل مرحله زیر است بیوسنتز می شود:
- (a) یک ساختار احتمالی برای کربوکاتیون ایزومری میانی پیشنهاد می کند.
- (ب) مکانیسم هر مرحله در مسیر بیوسنتز را نشان می دهد، با استفاده از فلش های منحنی برای نشان دادن جریان الکترون.
مسئله 6 -46 با تفسیر جریان الکترون ها همانطور که توسط فلش های منحنی نشان داده شده است، محصول (های) هر یک از واکنش های بیولوژیکی زیر را پیش بینی کنید:
(الف) (ب)
(ج)
مشکل 6-47 واکنش 2-متیل پروپن با HBr ممکن است در اصل منجر به مخلوطی از دو محصول افزودنی آلکیل برومید شود. آنها را نام ببرید و ساختار آنها را ترسیم کنید.
مشکل 6-48 ساختارهای دو واسطه کربوکاتیونی را که ممکن است در طی واکنش 2-متیل پروپن با HBr تشکیل شوند، ترسیم کنید (مشکل 47). در فصل بعدی خواهیم دید که پایداری کربوکاتیون ها به تعداد جایگزین های آلکیل متصل به کربن با بار مثبت بستگی دارد - هرچه تعداد جایگزین های آلکیل بیشتر باشد، کاتیون پایدارتر است. کدام یک از دو واسطه کربوکاتیونی که کشیده اید پایدارتر است؟