Testy z chemii na akademie medyczną

Chemia wybór testów, tom II, MEDYK, Warszawa 1997

24 Mechanizmy przebiegu reakcji w chemii organicznej

1239
Jakie warunki musi spełniać elektrofil, w substytucji elektrofilowej niektórych związków organicznych?
A jest to atom z jednym niesparowanym elektronem, który powstał z rozpadu (np. pod wpływem światła) cząsteczki X₂
B jest to atom dowolnego jednowartościowego pierwiastka o elektroujemności wyższej od elektroujemności wodoru
C wystarczy tylko, że jest jonem dodatnim
D jest jonem dodatnim o elektroujemności niższej od elektroujemności wodoru
E jest jonem dodatnim, który łatwo przyjmuje parę elektronów. Jego elektroujemność jest wyższa od elektroujemności wodoru.

1240
Jakim typom reakcji może ulegać toluen?
A ze względu na obecność grupy –CH₃, toluen może ulegać substytucji elektrofilowej
B ze względu na obecność rodnika aromatycznego, toluen ulega substytucji elektrofilowej
C ze względu na obecność wiązań wielokrotnych, toluen ulega tylko reakcji addycji
D w zależności od rodzaju katalizatora, toluen może ulegać: substytucji rodnikowej, elektrofilowej, i addycji
E w zależności od rodzaju katalizatora toluen może ulegać tylko substytucji rodnikowej i elektrofilowej

1241
Podstawniki typu: Cl, Br, CH₃, NH₂, OH należą do podstawników pierwszego rodzaju. Zwiększają one gęstość elektronową w pozycjach orto i para pierścienia benzenowego. W odróżnieniu od wymienionych podstawników elektronodawczych (elektronodonorowe), takie podstawniki jak: NO₂, SO₃H, COOH należą do podstawników elektronobiorczych (elektronoakceptorowe). Są to podstawniki drugiego rodzaju, zmniejszające gęstość elektronową w pozycjach orto i para. W związku z tym, najbardziej prawdopodobna będzie reakcja zapisana równaniem:

1251
Metanolan sodowy w roztworze wodnym ma odczyn alkaliczny. Ten fakt wyjaśnia zdanie:
A odczyn alkaliczny jest spowodowany obecnością grup wodorotlenowych powstałych z dysocjacji metanolanu
B woda rozkłada metanolan, a w tych warunkach powstały metanol zachowuje się jak zasada.
C na skutek hydrolizy metanolanu pojawia się w roztworze silnie zdysocjowany wodorotlenek sodowy
D oba zdania,          B i C stanowią wyjaśnienie

1256
Wiele kwasów organicznych ulega dekarboksylacji, którą można przedstawić ogólnym równaniem:
R-COOH = R-H + CO₂
Kwas acetylooctowy o wzorze CH₃-CO-CH₂-COOH ulegając dekarboksylacji obok CO₂ daje jako produkt:
A propanol
B propanon
C etanal i metan
D metan i etan

1260
Poniższe związki:
I C₆H₅NH₂;        II (C₂H₅)₂NH;         III CH₃NH₂          IV CO(NH₂)₂
uporządkuj wg wzrastającej zdolności do reakcji, w których wykazują one charakter zasadowy.
A CO(NH₂)₂; C₆H₅NH₂; CH₃NH₂; (C₂H₅)₂NH
B C₆H₅NH₂; CH₃NH₂; (C₂H₅)₂NH; CO(NH₂)₂
C CO(NH₂)₂; C₆H₅NH₂; (C₂H₅)₂NH; CH₃NH₂
D CO(NH₂)₂; (C₂H₅)₂NH; C₆H₅NH₂; CH₃NH₂

1263
W wyniku działania mieszaniny stężonego kwasu azotowego i stężonego kwasu siarkowego w stosunku wagowym 1:2 na toluen powstają:
A nitrotoluen i aminooazobenzen
B o- i p-nitrotoluen
C azobenzen i m-nitrotoluen
D o- i p-aminobenzen

1266
Toluen poddano reakcji bromowania
- w doświadczeniu pierwszym, używano jako katalizatora AlBr₃ i otrzymano produkt I
- w doświadczeniu drugim, podczas reakcji naświetlano promieniowaniem UV naczynie reakcjyjne i otrzymano produkt II
Produktami tymi były odpowiednio:

	I	II		I	II
A			C
B			D

1268
Poniższa reakcja:

jest przykładem reakcji, której ulegają pewne aldehydy pod wpływem zimnego stężonego roztworu NaOH. Reakcja ta nosi nazwę reakcji:
A Witza         B Cannizzaro          C Grignarda          D Fehlinga        E Schiffa

1274
Mechanizm reakcji 2-metylo-2-butenu z wodą bromową to:
A addycja rodnikowa           B substytucja elektrofilowa
C eliminacja jonowa             D addycja elektrofilowa              E addycja nukleofilowa

1278
Poniższe równania przedstawiają reakcje chemiczne, którym ulegają węglowodory.

Przedstawione równaniami reakcje zaliczysz do:

Odpowiedź

1239
Odp. E
Jest to odpowiedź najbliższa prawdy. Elektrofil musi mieć możliwość przyjęcia pary elektronów (-filowy, lubi, elektro - elektrony). Natomiast wcale nie musi być jonem dodatnim, może być cząsteczką obojętną (np.: karben :CH₂, jest cząsteczką o charakterze elektrofilowym, sekstet elektronów, mimo, że jej ładunek wynosi 0).

1240
Odp. E
Toluen może ulegać tylko reakcji substytucji. W zależności od warunków reakcji, substytucja może zachodzić w pierścieniu (S_E) lub w łańcuchu bocznym (S_R). ÂŚwiatło trudno jednak uważać za katalizator. Katalizator w myśl definicji powinien być odzyskiwany po reakcji, czego nie można powiedzieć o świetle. Należy je raczej uważać za jeden z substratów, który w reakcji zużywa się (energia promieniowania elektromagnetycznego zużywana jest na rozerwanie wiązania Br-Br).

1241
Odp: B
Co prawda chlorowce (F, Cl, Br, I ) kierują kolejny podstawnik w substytucji elektrofilowej w położenie orto i para, ale nie zwiększają gęstości elektonowej w pierścieniu benzenu (mówimy, że one dezaktywują pierścień benzenowy na substytucję elektrofilową). Dlatego lepiej umieścić te podstawniki w 3 grupie.
Grupa hydroksylowa tak bardzo uaktywnia pierścień, że stosowanie katalizatora (reakcja B) staje się zbędne. W wodzie podstawieniu ulegają wodory w położeniu 2,4 i 6 (powstaje 2,4,6-tribromofenol)

1251
Odp. C
Rozerwanie wiązania C-O jest bardzo trudne, metanol nie może więc dysocjować w utworzeniem grup hydroksylowych. Zdanie B jest bliskie prawdy, (hydroliza to rozkład, metanol jest też zasadą wg teorii kwasów i zasad Brønsteda), ale odczyn alkaliczny nie może pochodzić od metanolu, pochodzi on z dysocjacji powstałego wodorotlenku sodu.

1256
Odp. B
CH₃-CO-CH₂-COOH →CH₃-CO-CH₃ + CO₂

1260
Odp. A
Wszystkie te związki są pochodnymi amoniaku. Zasadowość ich wiąże się z możliwością oddania (uwspólnienia) pary elektronowej znajdującej się na atomie azotu jonowi wodorowemu. Logiczne więc jest, że zastąpienie atomu wodoru w amoniaku grupą mniej elektroujemną od wodoru, powoduje, że azot staje się bardziej zasadowy (grupa mniej elektroujemna od wodoru zwiększa gęstość elektronową na atomie azotu), natomiast grupy bardziej elektroujemne od wodoru obniżają zasadowość azotu. Grupy alkilowe przyjmuje się, że są mniej elektroujemne od wodoru, fenyl bardziej elektroujemny od wodoru, a grupa karbonylowa jeszcze bardziej (dodatkowo w przypadku fenylu i grupy karbonylowej dochodzi efekt mezomeryczny, ale by te związki ułożyć w prawidłowy szereg nie musimy brać go pod uwagę).

1263
Odp. B
Grupa metylowa jest podstawnikiem kierującym następny podstawnik w położenie orto i para. W wyniku nitrowania mogą więc powstać tylko pochodne nitrotoluenu.

1266
Odp. B
Podczas bromowania z użyciem katalizatora, brom ulega substytucji w pierścieniu (w które miejsce patrz zadanie poprzednie). Porównaj też zadanie 1240. Natomiast bromowanie dowolnego alkilobenzenu na świetle zachodzi w łańcuchu bocznym w pozycji a (na węglu połączonym z pierścieniem.

1268
Odp. B
Jest to reakcja jakiej ulegają w środowisku alkalicznym aldehydy nie posiadające w położeniu a atomów wodoru – reakcja Cannizzaro (zobacz leksykon)

1274
Odp. D
Brom zachowuje się jak elektrofil, ulega addycji do wiązania podwójnego - addycja elektrofilowa A_E. Ciekawy jednak jest produkt reakcji:

Z uwagi na to, że reakcja prowadzona jest w roztworze wodnym, woda chociaż jest słabszym nukleofilem od jonu bromkowego, może z nim konkurować, jest jej po prostu o wiele więcej. W takich warunkach produktem jest raczej 3-bromo-2-metylobutan-2-ol a nie 2,3-dibromo-3-metylobutan

1278
Odp. B
W pierwszym równaniu grupa nitrowa podstawiła się za atom wodoru, w drugim podobnie, chlorowiec wszedł na miejsce wodoru. W reakcji III zanikły wiązania podwójne, czyli dołączyła się do nich (uległa addycji) cząsteczka wodoru (na każde wiązanie podwójne, można też powiedzieć, że związek uległ uwodornieniu). W reakcji IV odłączono, czyli eliminowano cząsteczkę bromowodoru.