20E: Kemia ya kikaboni (Mazoezi)

20.1: Hidrokaboni

Q20.1.1

Andika formula ya kemikali na muundo wa Lewis wa yafuatayo, ambayo kila mmoja ina atomi tano za kaboni:

1. alkane
2. an alkene
3. na alkyne

S20.1.1

Kuna seti kadhaa za majibu; moja ni:

(a) C ₅ H ₁₂

(b) C ₅ H ₁₀

(c) C ₅ H ₈

Q20.1.2

Ni tofauti gani kati ya uchanganyiko wa orbitals ya valence ya atomi za kaboni katika hidrokaboni zilizojaa na zisizojaa?

Q20.1.3

Katika ngazi ya microscopic, majibu ya bromini na hydrocarbon iliyojaa hutofautiana na majibu yake na hydrocarbon isiyojaa? Je, ni sawa na jinsi gani?

Q20.1.4

Athari zote mbili husababisha bromini kuingizwa katika muundo wa bidhaa. Tofauti ni njia ambayo uingizaji huo unafanyika. Katika hydrocarbon iliyojaa, dhamana iliyopo ya C—H imevunjika, na dhamana kati ya C na Br inaweza kuundwa. Katika hidrokaboni isiyojaa, dhamana pekee iliyovunjika katika hidrokaboni ni dhamana π ambayo elektroni zake zinaweza kutumika kutengeneza dhamana kwa moja ya atomi za bromini katika Br ₂ (elektroni kutoka kwenye dhamana ya Br—Br huunda dhamana nyingine ya C—Br kwenye kaboni nyingine iliyokuwa sehemu ya dhamana π katika mwanzo usiojaa hydrocarbon).

Q20.1.5

Katika ngazi ya microscopic, majibu ya bromini na alkene yanatofautiana na majibu yake na alkyne? Je, ni sawa na jinsi gani?

Q20.1.6

Eleza kwa nini alkenes zisizo na matawi zinaweza kuunda isoma za kijiometri ilhali alkanes zisizo na matawi haziwezi. Je, maelezo haya yanahusisha uwanja wa macroscopic au uwanja wa microscopic?

S20.1.6

Alkanes zisizo na matawi zina mzunguko wa bure kuhusu vifungo vya C - C, hutoa mwelekeo wote wa wasimamizi kuhusu vifungo hivi sawa, vinavyobadilishana na mzunguko. Katika alkenes zisizo na matawi, kutokuwa na uwezo wa kuzunguka juu ya matokeo ya\(\mathrm{C=C}\) dhamana katika mwelekeo wa kudumu (usiobadilika), hivyo kuruhusu isoma tofauti. Kwa kuwa dhana hizi zinahusiana na matukio katika ngazi ya Masi, maelezo haya yanahusisha uwanja wa microscopic.

Eleza kwa nini molekuli hizi mbili si isomers:

Q20.1.7

Eleza kwa nini molekuli hizi mbili si isomers:

S20.1.6

Wao ni kiwanja kimoja kwa sababu kila mmoja ni hidrokaboni iliyojaa yenye mnyororo usio na matawi ya atomi sita za kaboni.

Q20.1.7

Je, mabadiliko ya kaboni-atomu yanabadilikaje wakati polyethilini imeandaliwa kutoka ethylene?

Q20.1.8

Andika muundo wa Lewis na formula ya Masi kwa kila moja ya hidrokaboni zifuatazo:

1. hexane
2. 3-methylpentane
3. cis -3-hexene
4. 4-methyl-1-pentene
5. 3-hexyne
6. 4-methyl-2-sentyne

Q20.1.9

(a) C ₆ H ₁₄

(b) C ₆ H ₁₄

(c) C ₆ H ₁₂

(D) C ₆ H ₁₂

(E) C ₆ H ₁₀

(f) C ₆ H ₁₀

Q20.1.10

Andika formula ya kemikali, formula iliyosafishwa, na muundo wa Lewis kwa kila moja ya hidrokaboni zifuatazo:

1. heptane
2. 3-methylhexane
3. trans -3-heptene
4. 4-methyl-1-hexene
5. 2-heptyne
6. 3,4-dimethyl-1-pentyne

Q20.1.11

Kutoa jina kamili la IUPAC kwa kila moja ya misombo ifuatayo:

1. CH ₃ CH ₂ CBR ₂ CH ₃
2. (CH ₃) ₃ cCl
3. 
4. \ (\ hesabu {CH_3CH_2CCH\, CH_3CH_2CCH}\
5. 
6. 
7. \(\mathrm{(CH_3)_2CHCH_2CH=CH_2}\)

S20.1.11

(a) 2,2-dibromobutane; (b) 2-chloro-2-methylpropane; (c) 2-methylbutane; (d) 1-butyne; (e) 4-fluoro-4-methyl-1-octyne; (f) trans -1-chloropropene; (g) 5-methyl-1-pentene

Q20.1.12

Kutoa jina kamili la IUPAC kwa kila moja ya misombo ifuatayo:

1. (CH ₃) ₂ CHF
2. CH ₃ ChclchClch ₃
3. 
4. \(\mathrm{CH_3CH_2CH=CHCH_3}\)
5. 
6. \(\mathrm{(CH_3)_3CCH_2C≡CH}\)

Q20.1.13

Butane hutumiwa kama mafuta katika nyepesi za kutosha. Andika muundo wa Lewis kwa kila isoma ya butane.

S20.1.13

Q20.1.14

Andika miundo ya Lewis na jina la isomers tano za miundo ya hexane.

Q20.1.15

Andika Lewis miundo kwa isomers cis—trans ya\(\mathrm{CH_3CH=CHCl}\).

S20.1.15

Q20.1.16

Andika miundo kwa isoma tatu za hydrocarbon xylene yenye kunukia, C ₆ H ₄ (CH ₃) ₂.

Q20.1.17

Isooctane ni jina la kawaida la isoma ya C ₈ H ₁₈ iliyotumiwa kama kiwango cha 100 kwa kiwango cha petroli octane:

1. Jina la IUPAC kwa kiwanja ni nani?
2. Jina isoma nyingine zilizo na mnyororo wa kaboni tano na mbadala tatu za methyl.

Q20.1.18

(a) 2,2,4-trimethylpentane; (b) 2,3-trimethylpentane, 2,3,4-trimethylpentane, na 2,3,3-trimethylpentane:

Q20.1.19

Andika miundo ya Lewis na majina ya IUPAC kwa isoma za alkyne za C ₄ H ₆.

Q20.1.20

Andika miundo ya Lewis na majina ya IUPAC kwa isoma zote za C ₄ H ₉ Cl.

S20.1.20

Q20.1.21

Jina na uandike miundo ya isomers zote za vikundi vya propyl na butyl alkyl.

Q20.1.22

Andika miundo kwa isoma zote za kikundi cha alkili cha -C ₅ H ₁₁.

Q20.1.23

Katika zifuatazo, mgongo wa kaboni na idadi sahihi ya atomi za hidrojeni huonyeshwa kwa fomu iliyosababishwa:

Q20.1.24

Andika miundo ya Lewis na ueleze jiometri ya Masi katika kila atomu ya kaboni katika misombo ifuatayo:

1. cis -3-hexene
2. cis -1-chloro-2-bromoethene
3. 2-sentyne
4. trans - 6 -ethyl-7-methyl-2-octene

Q20.1.25

Benzini ni moja ya misombo inayotumiwa kama enhancer octane katika petroli unleaded. Ni viwandani na uongofu kichocheo cha asetilini kwa benzini:

\[\ce{3C2H2 ⟶ C6H6}\]

Chora miundo ya Lewis kwa misombo hii, na miundo ya resonance kama inafaa, na kuamua hybridization ya atomi za kaboni katika kila mmoja.

S20.1.25

Q20.1.26

Katika asetilini, bonding hutumia mahuluti sp juu ya atomi za kaboni na orbitals s kwenye atomi za hidrojeni. Katika benzini, atomi za kaboni ni sp ^{2 zilizochanganywa}.

Q20.1.27

Teflon imeandaliwa na upolimishaji wa tetrafluoroethylene. Andika equation inayoelezea upolimishaji kwa kutumia alama za Lewis.

Q20.1.28

Andika mbili kamili, usawa equations kwa kila moja ya athari zifuatazo, moja kwa kutumia formula kufupishwa na moja kwa kutumia miundo Lewis.

1. 1 ml ya 1-butyne humenyuka na 2 ml ya iodini.
2. Pentane ni kuchomwa moto katika hewa.

S20.1.28

(a)\(\mathrm{CH=CCH_2CH_3 + 2I_2⟶ CHI_2CI_2CH_2CH_3}\)

(b)\(\ce{CH3CH2CH2CH2CH3 + 8O2 ⟶ 5CO2 + 6H2O}\)

Q20.1.29

Andika mbili kamili, usawa equations kwa kila moja ya athari zifuatazo, moja kwa kutumia formula kufupishwa na moja kwa kutumia miundo Lewis.

1. 2-butene humenyuka na klorini.
2. benzini huwaka katika hewa.

Q20.1.30

Ni umati gani wa 2-bromopropane unaweza kuandaliwa kutoka 25.5 g ya propene? Fikiria mavuno ya 100% ya bidhaa.

S20.1.30

65.2 g

Q20.1.31

Asetilini ni asidi dhaifu sana; hata hivyo, itaitikia kwa oksidi ya fedha yenye unyevunyevu (I) na kuunda maji na kiwanja kilicho na fedha na kaboni. Kuongezea suluhisho la HCl kwa sampuli ya 0.2352-g ya kiwanja cha fedha na kaboni zinazozalishwa acetylene na 0.2822 g ya AgCl.

1. Nini formula ya kimapenzi ya kiwanja cha fedha na kaboni?
2. Uzalishaji wa asetilini kwa kuongeza HCl kwa kiwanja cha fedha na kaboni unaonyesha kuwa kaboni iko kama ioni ya asetylidi,\(\ce{C2^2-}\). Andika fomu ya kiwanja inayoonyesha ion ya acetylide.

Q20.1.32

Ethylene inaweza kuzalishwa na pyrolysis ya ethane:

\(\ce{C2H6⟶C2H4 + H2}\)

Ni kilo ngapi za ethylene zinazozalishwa na pyrolysis ya kilo 1.000 × 10 ³ ya ethane, kuchukua mavuno ya 100.0%?

S20.1.33

9.328 × 10 kilo ²

20.2: Pombe na Ethers

Kwa nini misombo ya hexane, hexanol, na hexene ina majina kama hayo?

Andika fomu zilizofupishwa na kutoa majina ya IUPAC kwa misombo ifuatayo:

1. (a) pombe ya ethyl (katika vinywaji)
2. (b) pombe ya methyl (kutumika kama kutengenezea, kwa mfano, katika shellac)
3. (c) ethylene glycol (antifreeze)
4. (d) pombe ya isopropyl (kutumika katika kunywa pombe)
5. (e) glycerine

(a) pombe ya ethyl, ethanol: CH ₃ CH ₂ OH; (b) pombe ya methyl, methanol: CH ₃ OH; (c) ethylene glikoli, ethanediol: HOCH ₂ CH ₂ OH; (d) pombe ya isopropyl, 2-propanol: CH ₃ CH (OH) CH ₃; (e) glycerine, l,2,3-trihydroxypropane: HOCH ₂ CH (OH) CH ₂ OH

Kutoa jina kamili la IUPAC kwa kila moja ya misombo ifuatayo:

(a)

(b)

(c)

Kutoa jina kamili la IUPAC na jina la kawaida kwa kila moja ya misombo ifuatayo:

(a)

(b)

(c)

(a) 1-ethoxybutane, butyl ethyl ether; (b) 1-ethoxypropane, ethyl propyl ether; (c) 1-methoxypropane, methyl propyl ether

Andika miundo iliyosababishwa ya isoma zote mbili na formula C ₂ H ₆ O. lebo kikundi cha kazi cha kila isoma.

Andika miundo iliyosababishwa ya isomers zote na formula C ₂ H ₆ O ₂. Weka kikundi cha kazi (au vikundi) vya kila isoma.

HOCH ₂ CH ₂ OH, makundi mawili ya pombe; CH ₃ OCH ₂ OH, ether na makundi ya pombe

Chora formula zilizopunguzwa kwa kila moja ya misombo ifuatayo:

1. (a) dipropyl ether
2. (b) 2,2-dimethyl-3-hexanol
3. (c) 2-ethoxybutane

MTBE, Methyl tert -butyl ether, CH ₃ OC (CH ₃) ₃, hutumiwa kama chanzo cha oksijeni katika petroli za oksijeni. MTBE hutengenezwa kwa kuitikia 2-methylpropene na methanoli.

1. (a) Kutumia miundo Lewis, kuandika equation kemikali anayewakilisha majibu.
2. (b) Ni kiasi gani cha methanoli, wiani 0.7915 g/ml, inahitajika kuzalisha kilo 1000 cha MTBE, kuchukua mavuno ya 100%?

(a)

(b) 4.593 × 10 ² L

Andika equations mbili kamili uwiano kwa kila moja ya athari zifuatazo, moja kwa kutumia formula kufupishwa na moja kwa kutumia miundo Lewis.

(a) propanol inabadilishwa kuwa dipropyl ether

(b) propene inatibiwa na maji katika asidi ya kuondokana.

Andika equations mbili kamili uwiano kwa kila moja ya athari zifuatazo, moja kwa kutumia formula kufupishwa na moja kwa kutumia miundo Lewis.

1. (a) 2-butene inatibiwa na maji katika asidi ya kuondokana
2. (b) ethanol ni dehydrated ili kuzalisha ethene

(a)\(\mathrm{CH_3CH=CHCH_3+H_2O⟶CH_3CH_2CH(OH)CH_3}\)

;

(b)\(\mathrm{CH_3CH_2OH⟶CH_2=CH_2+H_2O}\)

20.3: Aldehydes, Ketoni, asidi ya kaboksili, na Esta

Q20.3.1

Amri molekuli zifuatazo kutoka angalau hadi zaidi iliyooksidishwa, kulingana na atomi ya kaboni iliyowekwa:

Q20.3.2

Kutabiri bidhaa za oxidizing molekuli zilizoonyeshwa katika tatizo hili. Katika kila kesi, tambua bidhaa ambayo itatokana na ongezeko ndogo la hali ya oxidation kwa atomi ya kaboni iliyoonyeshwa:

(a)

(b)

(c)

(a)

(b)

(c)

Q20.3.3

Kutabiri bidhaa za kupunguza molekuli zifuatazo. Katika kila kesi, kutambua bidhaa ambayo itasababishwa na kupungua kidogo kwa hali ya oxidation kwa atomi ya kaboni iliyoonyeshwa:

(a)

(b)

(c)

Q20.3.4

Eleza kwa nini haiwezekani kuandaa ketone iliyo na atomi mbili za kaboni tu.

S20.3.4

Ketoni ina kundi linalounganishwa na atomi mbili za ziada za kaboni; hivyo, kiwango cha chini cha atomi tatu za kaboni zinahitajika.

Q20.3.5

Je, uchanganyiko wa atomi ya kaboni iliyobadilishwa hubadilishaje wakati pombe inabadilishwa kuwa aldehyde? Aldehyde kwa asidi ya carboxylic?

Q20.3.6

Asidi ya mafuta ni asidi ya kaboksili ambayo ina minyororo ndefu ya hydrocarbon iliyounganishwa na kundi la carboxylate. Je! Asidi ya mafuta iliyojaa hutofautiana na asidi ya mafuta yasiyotokana na asidi? Je, ni sawa na jinsi gani?

S20.3.6

Kwa kuwa wote wawili ni asidi ya kaboksili, kila mmoja huwa na kikundi cha kazi cha -COOH na sifa zake. Tofauti ni mnyororo wa hydrocarbon katika asidi iliyojaa mafuta haina vifungo mara mbili au tatu, wakati mnyororo wa hydrocarbon katika asidi isiyojaa mafuta ina vifungo moja au zaidi.

S20.3.7

Andika fomu ya kimuundo iliyosafishwa, kama vile CH _{3 CH 3}, na ueleze jiometri ya Masi katika kila atomi ya kaboni.

1. propene
2. 1-butanol
3. ethyl propyl ether
4. cis -4-bromo-2-heptene
5. 2,2,3-trimethylhexane
6. formaldehyde

Q20.3.8

Andika fomu ya kimuundo iliyosafishwa, kama vile CH _{3 CH 3}, na ueleze jiometri ya Masi katika kila atomi ya kaboni.

1. 2-propanol
2. asetoni
3. dimethyl ether
4. asidi asetiki
5. 3-methyl-1-hexene

S20.3.8

(a) CH ₃ CH (OH) CH ₃: kaboni zote ni tetrahedral; (b)\(\ce{CH3C(==O)CH3}\): kaboni za mwisho ni tetrahedral na kaboni kuu ni mpango wa trigonal; (c) CH _{3 OCH 3}: wote ni tetrahedral; (d) CH ₃ COOH: kaboni ya methyl ni tetrahedral na kaboni ya asidi ni mpango wa trigonal; (e) CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH (CH ₃) CHCH ₂: wote ni tetrahedral isipokuwa kaboni mbili za kulia zaidi, ambazo ni mpango wa trigonal

Q20.3.9

Harufu mbaya ya siagi ya rancid husababishwa na asidi ya butyric, CH ₃ CH ₂ CH ₂ CO ₂ H.

1. Chora muundo Lewis na kuamua idadi oxidation na hybridization kwa kila atomi kaboni katika molekuli.
2. Esta zilizoundwa kutoka asidi ya butyric ni misombo yenye harufu nzuri inayopatikana katika matunda na kutumika katika manukato. Chora muundo wa Lewis kwa ester iliyoundwa kutokana na mmenyuko wa asidi ya butyric na 2-propanol.

Q20.3.10

Andika miundo miwili ya resonance kwa ion ya acetate.

Q20.3.11

Andika equations mbili kamili, uwiano kwa kila moja ya athari zifuatazo, moja kwa kutumia formula kufupishwa na moja kwa kutumia miundo Lewis:

1. ethanol humenyuka na asidi propionic
2. asidi benzoiki, C ₆ H ₅ CO ₂ H, ni aliongeza kwa suluhisho la hidroksidi sodiamu

Q20.3.12

Andika equations mbili kamili uwiano kwa kila moja ya athari zifuatazo, moja kwa kutumia formula kufupishwa na moja kwa kutumia miundo Lewis.

1. 1-butanol humenyuka na asidi asidi
2. asidi ya propionic hutiwa kwenye carbonate imara ya kalsiamu

S20.3.12

(a)\(\ce{CH3CH2CH2CH2OH + CH3C(O)OH⟶CH3C(O)OCH2CH2CH2CH3 + H2O}\):

(b)\(\ce{2CH3CH2COOH + CaCO3⟶(CH3CH2COO)2Ca + CO2 + H2O}\):

Q20.3.13

Mazao katika athari za kikaboni wakati mwingine ni ya chini. Je, ni mavuno ya asilimia ya mchakato unaozalisha 13.0 g ya acetate ya ethyl kutoka 10.0 g ya CH ₃ CO ₂ H?

Q20.3.14

Alkoholi A, B, na C zote zina muundo C ₄ H ₁₀ O. molekuli za pombe A zina mnyororo wa kaboni na zinaweza kuoksidishwa kwa aldehyde; molekuli za pombe B zina mnyororo wa kaboni linear na zinaweza kuoksidishwa kwa ketone; na molekuli ya pombe C inaweza kuwa iliyooksidishwa kwa wala aldehyde wala ketone. Andika miundo ya Lewis ya molekuli hizi.

S20.3.15

20.4: Amines na Amides

Q20.4.1

Andika miundo ya Lewis ya isomers zote mbili na formula C ₂ H ₇ N.

Q20.4.2

Ni muundo gani wa Masi kuhusu atomi ya nitrojeni katika trimethyl amine na katika ioni ya amonia ya trimethyl, (CH ₃) ₃ NH ⁺? Je, ni hybridization ya atomi ya nitrojeni katika trimethyl amine na katika ion trimethyl amonia?

S20.4.2

Trimethyl amine: piramidi ya trigonal, sp ³; trimethyl ioni ya amonia: tetrahedral, sp ³

Q20.4.3

Andika miundo miwili ya resonance kwa ion ya pyridinium, C ₅ H ₅ NH ⁺.

Q20.4.4

Chora miundo ya Lewis kwa pyridine na asidi yake ya conjugate, ion ya pyridinium, C ₅ H ₅ NH ⁺. Je, ni geometri na hybridizations kuhusu atomi za nitrojeni katika pyridine na katika ion ya pyridinium?

Q20.4.5

Andika miundo ya Lewis ya isomers zote na formula C ₃ H ₇ ON ambayo yana uhusiano wa amide.

Q20.4.6

Andika milinganyo miwili kamili ya uwiano kwa majibu yafuatayo, moja kwa kutumia formula zilizofupishwa na moja kwa kutumia miundo ya Lewis.

• Amine ya methyl imeongezwa kwa suluhisho la HCl.

S20.4.6

\[\ce{CH3NH2 + H3O+ ⟶CH3NH3+ + H2O}\]

Q20.4.7

Andika mbili kamili, usawa equations kwa kila moja ya athari zifuatazo, moja kwa kutumia formula kufupishwa na moja kwa kutumia miundo Lewis.

Kloridi ya Ethylammonium imeongezwa kwenye suluhisho la hidroksidi ya sodiamu.

Q20.4.8

Tambua atomi zozote za kaboni zinazobadilisha mahuluti na mabadiliko katika mahuluti wakati wa athari katika [kiungo]].

S20.4.8

CH ₃ CH = CHCH ₃ (sp ²) + Cl\(⟶\) CH ₃ CH (Cl) H (Cl) CH ₃ (sp ³);

2C ₆ H ₆ (sp ²) + 15O ₂\(⟶\) 12CO ₂ (sp) + 6H ₂ the

Q20.4.9

Tambua atomi zozote za kaboni zinazobadilisha mahuluti na mabadiliko katika mahuluti wakati wa athari katika [kiungo]].

Q20.4.10

Tambua atomi zozote za kaboni zinazobadilisha mahuluti na mabadiliko katika mahuluti wakati wa athari katika [kiungo]].

S20.4.10

carbon katika CO ₃ ^2-, awali katika sp ², mabadiliko hybridization kwa sp katika CO ₂