ΤΕΣΤ (ΑΣΚΗΣΕΙΣ) ONLINE
24 Tests / Διαγωνίσματα

Κεφάλαιο 1.2 – Σελίδα 12 – ΧΗΜΕΙΑ Β΄ ΛΥΚΕΙΟΥ – Απαντήσεις – Λύσεις

(Πηγή: Βιβλίο Μαθητή, Χημεία Β΄ ΓΕΛ, §1.2 Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων - Ομόλογες σειρές. Οι εκφωνήσεις των παρακάτω ερωτήσεων/ασκήσεων προέρχονται από το ενιαίο μπλοκ ασκήσεων στο τέλος του Κεφαλαίου 1 (σελ. 28-35) και ανατέθηκαν σε αυτό το υποκεφάλαιο με βάση τη θεματική τους συνάφεια.)

Ερωτήσεις επανάληψης

Ερώτηση 3 (σελ. 28)

Ποιες οργανικές ενώσεις λέγονται κορεσμένες και ποιες ακόρεστες;

Σκέψη / Μεθοδολογία: Ο ορισμός στηρίζεται αποκλειστικά στο είδος των δεσμών μεταξύ ατόμων άνθρακα — όχι σε δεσμούς άνθρακα με άλλα στοιχεία.

Λύση:

  1. Ανατρέχουμε στον ορισμό της §1.1.

Ενδεικτική απάντηση: Κορεσμένες λέγονται οι ενώσεις στις οποίες όλα τα άτομα άνθρακα συνδέονται μεταξύ τους με απλούς δεσμούς. Ακόρεστες λέγονται οι ενώσεις στις οποίες δύο τουλάχιστον άτομα άνθρακα συνδέονται μεταξύ τους με διπλό ή τριπλό δεσμό.

Πρόσεξε:

  • Ένας διπλός δεσμός άνθρακα με άλλο στοιχείο (π.χ. C=O) δεν κάνει την ένωση ακόρεστη· μετράει μόνο ο δεσμός C=C ή C\(\equiv\)C.

Ερώτηση 4 (σελ. 28)

Ποιες οργανικές ενώσεις λέγονται ισοκυκλικές;

Σκέψη / Μεθοδολογία: Ορισμός από την ταξινόμηση με βάση τη διάταξη της ανθρακικής αλυσίδας (§1.2).

Λύση:

  1. Ανατρέχουμε στον ορισμό.

Ενδεικτική απάντηση: Ισοκυκλικές ονομάζονται οι κυκλικές ενώσεις στις οποίες ο δακτύλιος σχηματίζεται αποκλειστικά και μόνο από άτομα άνθρακα.

Πρόσεξε:

  • Να μη συγχέεται με τις ετεροκυκλικές, όπου ο δακτύλιος περιέχει και άτομο άλλου στοιχείου (συνήθως O, N).

Ερώτηση 5 (σελ. 28)

α. Τι ονομάζεται ομόλογη σειρά; β. Τι δείχνει ο εμπειρικός, ο μοριακός και ο συντακτικός τύπος;

Σκέψη / Μεθοδολογία: Δύο υποερωτήματα θεωρίας· το πρώτο ζητά τον ορισμό της ομόλογης σειράς με τα έξι κοινά χαρακτηριστικά, το δεύτερο τη διάκριση των τριών ειδών χημικού τύπου.

Λύση:

  1. Ανατρέχουμε στη §1.2 για το α και στην §1.5 για το β.

Ενδεικτική απάντηση: α. Ομόλογη σειρά ονομάζεται ένα σύνολο οργανικών ενώσεων των οποίων τα μέλη έχουν κοινά χαρακτηριστικά: ίδιο γενικό μοριακό τύπο, ανάλογη σύνταξη με την ίδια χαρακτηριστική ομάδα, παρόμοιες χημικές ιδιότητες, φυσικές ιδιότητες που μεταβάλλονται ανάλογα με τη σχετική μοριακή μάζα, παρόμοιες παρασκευές, και κάθε μέλος διαφέρει από το προηγούμενο/επόμενο κατά την ομάδα -CH\(_2\)-. β. Ο εμπειρικός τύπος δείχνει από ποια στοιχεία αποτελείται η ένωση και την απλούστερη αναλογία των ατόμων τους. Ο μοριακός τύπος δείχνει τον ακριβή αριθμό ατόμων κάθε στοιχείου στο μόριο. Ο συντακτικός τύπος δείχνει επιπλέον τον τρόπο σύνδεσης (διάταξη) των ατόμων στο μόριο.

Πρόσεξε:

  • Στο β, να τονιστεί η διαφορά «απλούστερη αναλογία» (εμπειρικός) έναντι «ακριβής αριθμός» (μοριακός) έναντι «τρόπος σύνδεσης» (συντακτικός).

Ασκήσεις - Προβλήματα

Άσκηση 11 (σελ. 29)

Να συμπληρώσετε τις προτάσεις: α. Άκυκλες ονομάζονται οι ενώσεις........................................................ β. Κυκλικές ονομάζονται οι ενώσεις....................................................... γ. Ισοκυκλικές ονομάζονται................................................................. δ. Ετεροκυκλικές ονομάζονται...............................................................

Σκέψη / Μεθοδολογία: Οι ορισμοί δίνονται αυτούσιοι στην §1.2, ταξινόμηση με βάση τη διάταξη της ανθρακικής αλυσίδας.

Λύση:

  1. Ανακαλούμε τους τέσσερις ορισμούς με τη σειρά που δίνονται στο βιβλίο.

Απάντηση: α. Άκυκλες ονομάζονται οι ενώσεις στις οποίες τα άτομα του άνθρακα ενώνονται σε ευθεία ή διακλαδισμένη ανθρακική αλυσίδα. β. Κυκλικές ονομάζονται οι ενώσεις στο μόριο των οποίων υπάρχει ένας τουλάχιστον δακτύλιος (κλειστή αλυσίδα). γ. Ισοκυκλικές ονομάζονται οι κυκλικές ενώσεις στις οποίες ο δακτύλιος σχηματίζεται αποκλειστικά και μόνο από άτομα άνθρακα. δ. Ετεροκυκλικές ονομάζονται οι κυκλικές ενώσεις στις οποίες ο δακτύλιος σχηματίζεται όχι μόνο από άτομα άνθρακα, αλλά και από άτομα άλλου στοιχείου (συνήθως O, N).

Άσκηση 12 (σελ. 29)

Να αντιστοιχίσετε σε κάθε τύπο της πρώτης στήλης την κατηγορία που ανήκει η ένωση και αναγράφεται στη δεύτερη στήλη. Τύποι πρώτης στήλης:

  1. CH\(_2\)-CH\(_2\) με CH\(_2\) σε τριγωνική κυκλική διάταξη
  2. CH\(_3\)CH\(_2\)CH\(_3\)
  3. CH\(_2\)-CH\(_2\) με O σε τριγωνική κυκλική διάταξη
  4. CH\(\equiv\)CH Κατηγορίες δεύτερης στήλης: Άκυκλη κορεσμένη Άκυκλη ακόρεστη Ισοκυκλική Ετεροκυκλική

Σκέψη / Μεθοδολογία: Ελέγχουμε για κάθε τύπο αν σχηματίζει δακτύλιο (κυκλική) ή όχι (άκυκλη), και αν ο δακτύλιος περιέχει μόνο άνθρακα (ισοκυκλική) ή και άλλο στοιχείο (ετεροκυκλική)· για τις άκυκλες ελέγχουμε αν έχουν μόνο απλούς δεσμούς C-C (κορεσμένη) ή πολλαπλό δεσμό C-C (ακόρεστη).

Λύση:

  1. 1: τριμελής δακτύλιος μόνο από C → ισοκυκλική (κυκλοπροπάνιο).
  2. 2: ευθεία αλυσίδα, μόνο απλοί δεσμοί → άκυκλη κορεσμένη (προπάνιο).
  3. 3: τριμελής δακτύλιος με ένα άτομο O → ετεροκυκλική (αιθυλενοξείδιο).
  4. 4: ευθεία αλυσίδα με τριπλό δεσμό C\(\equiv\)C → άκυκλη ακόρεστη (αιθίνιο).

Απάντηση: 1 → Ισοκυκλική · 2 → Άκυκλη κορεσμένη · 3 → Ετεροκυκλική · 4 → Άκυκλη ακόρεστη.

Πρόσεξε:

  • Η ύπαρξη δακτυλίου είναι το πρώτο κριτήριο (κυκλική/άκυκλη), το είδος των ατόμων στο δακτύλιο το δεύτερο (ισο-/ετερο-κυκλική).

Άσκηση 13 (σελ. 29)

Ο γενικός τύπος για τους κορεσμένους υδρογονάνθρακες είναι: α. C\(_ν\)H\(_{2ν+2}\) β. C\(_ν\)H\(_{2ν}\) γ. C\(_ν\)H\(_{2ν-2}\) δ. C\(_2\)H\(_{2ν+2}\)

Σκέψη / Μεθοδολογία: Ανάκληση του γενικού τύπου των αλκανίων από τον πίνακα ομόλογων σειρών.

Λύση:

  1. Ο πίνακας ομόλογων σειρών δίνει C\(_ν\)H\(_{2ν+2}\) για τα αλκάνια (κορεσμένους υδρογονάνθρακες).

Απάντηση: α. C\(_ν\)H\(_{2ν+2}\)

Πρόσεξε:

  • Το δ έχει σταθερό δείκτη «2» αντί για «ν» στον άνθρακα — δεν είναι έγκυρος γενικός τύπος.

Άσκηση 14 (σελ. 30)

Ο γενικός τύπος για τις κορεσμένες μονοσθενείς αλκοόλες είναι: α. C\(_ν\)H\(_{2ν}\)OH β. C\(_ν\)H\(_{2ν+1}\)OH γ. C\(_2\)H\(_{2ν+1}\)OH δ. C\(_ν\)H\(_{2ν-1}\)OH

Σκέψη / Μεθοδολογία: Ανάκληση του γενικού τύπου των αλκοολών από τον πίνακα ομόλογων σειρών.

Λύση:

  1. Ο πίνακας δίνει C\(_ν\)H\(_{2ν+1}\)OH για τις κορεσμένες μονοσθενείς αλκοόλες.

Απάντηση: β. C\(_ν\)H\(_{2ν+1}\)OH

Άσκηση 21 (σελ. 31)

Ποια από τις επόμενες ενώσεις είναι ακόρεστη; α. 2-προπανόλη β. προπένιο γ. προπάνιο δ. 2-μεθυλοβουτανικό οξύ

Σκέψη / Μεθοδολογία: Ελέγχουμε αν κάθε ένωση έχει διπλό ή τριπλό δεσμό μεταξύ ατόμων άνθρακα.

Λύση:

  1. α. 2-προπανόλη: CH\(_3\)CH(OH)CH\(_3\), μόνο απλοί δεσμοί C-C → κορεσμένη.
  2. β. προπένιο: CH\(_3\)CH=CH\(_2\), έχει διπλό δεσμό C=C → ακόρεστη.
  3. γ. προπάνιο: CH\(_3\)CH\(_2\)CH\(_3\), μόνο απλοί δεσμοί → κορεσμένη.
  4. δ. 2-μεθυλοβουτανικό οξύ: μόνο απλοί δεσμοί C-C (ο δεσμός C=O στο -COOH δεν μετράει) → κορεσμένη.

Απάντηση: β. προπένιο

Πρόσεξε:

  • Ο δεσμός C=O της καρβοξυλομάδας δεν καθορίζει κορεσμένη/ακόρεστη — μετράει μόνο ο δεσμός μεταξύ δύο ατόμων άνθρακα.

Άσκηση 29 (σελ. 32)

Σε ποια ή σε ποιες ομόλογες σειρές μπορούν να ανήκουν οι ενώσεις με τους παρακάτω μοριακούς τύπους: C\(_2\)H\(_6\), C\(_4\)H\(_6\), C\(_2\)H\(_4\)O\(_2\), C\(_2\)H\(_6\)O, C\(_3\)H\(_6\), C\(_3\)H\(_6\)O, C\(_2\)H\(_5\)Cl

Σκέψη / Μεθοδολογία: Συγκρίνουμε κάθε μοριακό τύπο με τους γενικούς τύπους του πίνακα ομόλογων σειρών (§1.2) — όπου δύο σειρές έχουν τον ίδιο γενικό τύπο, η ένωση μπορεί να ανήκει σε οποιαδήποτε από τις δύο.

Λύση:

  1. C\(_2\)H\(_6\): ταιριάζει σε C\(_ν\)H\(_{2ν+2}\) → αλκάνιο.
  2. C\(_4\)H\(_6\): ταιριάζει σε C\(_ν\)H\(_{2ν-2}\) → αλκίνιο ή αλκαδιένιο.
  3. C\(_2\)H\(_4\)O\(_2\): ταιριάζει σε C\(_ν\)H\(_{2ν}\)O\(_2\) → κορεσμένο μονοκαρβοξυλικό οξύ ή εστέρας.
  4. C\(_2\)H\(_6\)O: ταιριάζει σε C\(_ν\)H\(_{2ν+2}\)O → κορεσμένη μονοσθενής αλκοόλη ή κορεσμένος μονοαιθέρας.
  5. C\(_3\)H\(_6\): ταιριάζει σε C\(_ν\)H\(_{2ν}\) → αλκένιο.
  6. C\(_3\)H\(_6\)O: ταιριάζει σε C\(_ν\)H\(_{2ν}\)O → κορεσμένη αλδεΰδη ή κορεσμένη κετόνη.
  7. C\(_2\)H\(_5\)Cl: ταιριάζει σε C\(_ν\)H\(_{2ν+1}\)X → αλκυλαλογονίδιο.

Απάντηση: C\(_2\)H\(_6\) → αλκάνιο. C\(_4\)H\(_6\) → αλκίνιο ή αλκαδιένιο. C\(_2\)H\(_4\)O\(_2\) → μονοκαρβοξυλικό οξύ ή εστέρας. C\(_2\)H\(_6\)O → αλκοόλη ή αιθέρας. C\(_3\)H\(_6\) → αλκένιο. C\(_3\)H\(_6\)O → αλδεΰδη ή κετόνη. C\(_2\)H\(_5\)Cl → αλκυλαλογονίδιο.

Πρόσεξε:

  • Όπου δύο ομόλογες σειρές μοιράζονται τον ίδιο γενικό τύπο, ο μοριακός τύπος από μόνος του δεν αρκεί για να προσδιοριστεί η σειρά — χρειάζεται ο συντακτικός τύπος.

Άσκηση 31 (σελ. 33)

Να γράψετε το γενικό τύπο για 8 διαφορετικές ομόλογες σειρές, το πρώτο μέλος για κάθε ομόλογη σειρά, και το όνομα κάθε ένωσης.

Σκέψη / Μεθοδολογία: Επιλέγουμε 8 από τις ομόλογες σειρές του πίνακα 1.3 και προσδιορίζουμε, για καθεμία, το μέλος με τον ελάχιστο επιτρεπτό αριθμό ατόμων άνθρακα (ν) που ορίζει ο γενικός τύπος.

Λύση:

  1. Για κάθε σειρά, αντικαθιστούμε το ν με την ελάχιστη τιμή του (όπως ορίζεται στον πίνακα 1.3) για να βρούμε το πρώτο μέλος.

Απάντηση: 1. Αλκάνια, C\(_ν\)H\(_{2ν+2}\) (ν≥1): πρώτο μέλος CH\(_4\), μεθάνιο. 2. Αλκένια, C\(_ν\)H\(_{2ν}\) (ν≥2): πρώτο μέλος CH\(_2\)=CH\(_2\), αιθένιο. 3. Αλκίνια, C\(_ν\)H\(_{2ν-2}\) (ν≥2): πρώτο μέλος CH\(\equiv\)CH, αιθίνιο. 4. Αλκαδιένια, C\(_ν\)H\(_{2ν-2}\) (ν≥3): πρώτο μέλος CH\(_2\)=C=CH\(_2\), προπαδιένιο. 5. Αλκυλαλογονίδια, C\(_ν\)H\(_{2ν+1}\)X (ν≥1): πρώτο μέλος CH\(_3\)Cl, χλωρομεθάνιο. 6. Κορεσμένες μονοσθενείς αλκοόλες, C\(_ν\)H\(_{2ν+2}\)O (ν≥1): πρώτο μέλος CH\(_3\)OH, μεθανόλη. 7. Κορεσμένες αλδεΰδες, C\(_ν\)H\(_{2ν}\)O (ν≥1): πρώτο μέλος HCHO, μεθανάλη. 8. Κορεσμένα μονοκαρβοξυλικά οξέα, C\(_ν\)H\(_{2ν}\)O\(_2\) (ν≥1): πρώτο μέλος HCOOH, μεθανικό οξύ.

Πρόσεξε:

  • Οι αλκαδιένια και τα αλκίνια έχουν τον ίδιο γενικό τύπο C\(_ν\)H\(_{2ν-2}\), αλλά διαφορετικό ελάχιστο ν (αλκίνια ν≥2, αλκαδιένια ν≥3).

Άσκηση 46 (σελ. 35)

Να σημειώσετε ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και ποιες λανθασμένες. α. Κάθε οργανική ένωση περιέχει άνθρακα και αντιστρόφως, κάθε χημική ένωση που περιέχει άνθρακα είναι οργανική. β. Όλα τα αλκένια έχουν την ίδια % κατά βάρος περιεκτικότητα σε άνθρακα. γ. Αν δύο υδρογονάνθρακες έχουν στο μόριό τους τον ίδιο αριθμό ατόμων άνθρακα, είναι ισομερείς. δ. Οι υδρογονάνθρακες CH\(_2\)=CH-CH=CH\(_2\) και CH\(_3\)C\(\equiv\)C-CH\(_3\) είναι ισομερή ομόλογης σειράς. ε. Δεν υπάρχει οργανική ένωση που να ονομάζεται αιθανόνη. στ. Αν τα μόρια 2 οργανικών ενώσεων διαφέρουν κατά 1 άτομο C και 2 άτομα H, τότε οι δύο αυτές ενώσεις ανήκουν στην ίδια ομόλογη σειρά.

Σκέψη / Μεθοδολογία: Εξετάζουμε κάθε πρόταση ξεχωριστά, με βάση τους ορισμούς και τις εξαιρέσεις της §1.1-§1.4.

Λύση:

  1. α. Το CO\(_2\) και τα ανθρακικά άλατα περιέχουν C αλλά ΔΕΝ είναι οργανικές ενώσεις (ρητή εξαίρεση στον ορισμό) → η αντιστροφή είναι λανθασμένη.
  2. β. Τα αλκένια έχουν γενικό τύπο C\(_ν\)H\(_{2ν}\), οπότε %C = 12ν/(14ν)×100 = 85,71% για κάθε ν, σταθερό.
  3. γ. Ίδιος αριθμός ατόμων C δεν συνεπάγεται ίδιο μοριακό τύπο (μπορεί να διαφέρουν στα άτομα H) — π.χ. προπάνιο C\(_3\)H\(_8\) και προπένιο C\(_3\)H\(_6\) δεν είναι ισομερή.
  4. δ. Και οι δύο ενώσεις έχουν μοριακό τύπο C\(_4\)H\(_6\) (γενικός τύπος C\(_ν\)H\(_{2ν-2}\)), αλλά ανήκουν σε διαφορετικές ομόλογες σειρές (αλκαδιένιο/αλκίνιο) — ακριβώς ο ορισμός της ισομέρειας ομόλογης σειράς.
  5. ε. Μια κετόνη χρειάζεται τουλάχιστον 2 ανθρακικές ομάδες γύρω από την καρβονυλομάδα (ν≥3)· «αιθανόνη» θα σήμαινε κετόνη με 2 άτομα C, που δεν μπορεί να υπάρξει ως σταθερή ένωση.
  6. στ. Η διαφορά -CH\(_2\)- είναι αναγκαία αλλά όχι επαρκής συνθήκη για ομόλογη σειρά· χρειάζεται επιπλέον ίδια χαρακτηριστική ομάδα/σύνταξη — δύο ενώσεις μπορεί να διαφέρουν κατά CH\(_2\) χωρίς να ανήκουν στην ίδια σειρά (π.χ. να ανήκουν σε διαφορετικές χημικές τάξεις).

Απάντηση: α. Λάθος. β. Σωστό. γ. Λάθος. δ. Σωστό. ε. Σωστό. στ. Λάθος.

Πρόσεξε:

  • Στο στ, το «διαφέρουν κατά -CH\(_2\)-» είναι απαραίτητο χαρακτηριστικό μιας ομόλογης σειράς, αλλά όχι αρκετό από μόνο του για να καθορίσει ότι δύο τυχαίες ενώσεις ανήκουν στην ίδια σειρά.