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1 Química: Reações Orgânicas 1. (Ufrgs 2015) Dois hidrocarbonetos I e II reagem com bromo, conforme mostrado abaixo. x y 2 x y 1C H Br C H Br HBr I z n 2 2 n 2C H Br C H Br II É correto afirmar que I e II são, respectivamente, a) aromático e alcano. b) aromático e alceno. c) alcino e alcano. d) alcino e alceno. e) alceno e alcino. 2. (Ufes 2015) A reação esquematizada abaixo exemplifica a formação do sabão a partir de um triacilglicerol na presença de NaOH. Essa reação é a maneira pela qual muitos sabões são fabricados. a) Determine quantos carbonos primários, secundários, terciários e quaternários, respectivamente, o composto 1 apresenta. b) Escreva o nome sistemático (IUPAC) dos compostos 2 e 3. c) Identifique o tipo de reação química que ocorre na formação dos compostos 3, 4, 5 e 6 a partir dos compostos 1 e 2. d) Escreva a função química a que pertence o composto 1. e) Escreva a estrutura química e a fórmula molecular do composto 4. 3. (Uepg 2015) Considerando as reações abaixo, assinale o que for correto. 2 01) São reações de substituição. 02) O produto de B é uma cetona. 04) A reação B corresponde a uma acilação de Friedel-Crafts. 08) Na reação A, a utilização de 2 3Br FeBr no lugar de 2 3C FeC , produzirá o bromobenzeno. 16) Ambos os produtos são aromáticos. 4. (Uece 2015) Com relação às funções orgânicas, assinale a afirmação verdadeira. a) Os álcoois são compostos que apresentam grupos oxidrila (OH) ligados a átomos de carbono saturados com hibridização 2sp , enquanto os fenóis são compostos que apresentam grupos oxidrila (OH) ligados ao anel aromático. b) O éter é uma substância que tem dois grupos orgânicos ligados ao mesmo átomo de oxigênio, 1R O R . Os grupos orgânicos podem ser alquila ou arila, e o átomo de oxigênio só pode fazer parte de uma cadeia fechada. c) Os tióis (R S H) e os sulfetos 1(R S R ) são análogos sulfurados de álcoois e ésteres. d) Os ésteres são compostos formados pela troca do hidrogênio presente na carboxila dos ácidos carboxílicos por um grupo alquila ou arila. 5. (Pucrj 2015) Considere que, na reação representada a seguir, 1mol do hidrocarboneto reage com 1mol de ácido bromídrico, sob condições ideais na ausência de peróxido, formando um único produto com 100% de rendimento. A respeito do reagente orgânico e do produto dessa reação, faça o que se pede. a) Represente a estrutura do produto formado utilizando notação em bastão. b) Dê o nome do hidrocarboneto usado como reagente, segundo as regras de nomenclatura da IUPAC. c) Represente a estrutura de um isômero cíclico do hidrocarboneto (usado como reagente) constituído por um anel de seis átomos de carbono. Utilize notação em bastão. 3 6. (Ufsm 2015) O homem, no intuito de explorar as jazidas minerais em busca de novas riquezas, tem feito constante uso de um explosivo conhecido como TNT. O TNT, trinitrotolueno, é um sólido cristalino amarelo altamente explosivo, utilizado para fins militares ou para exploração de jazidas minerais. O teor de oxigênio em sua molécula é relevante, e esse composto não necessita do oxigênio do ar para sofrer combustão. Ele pode ser obtido a partir do benzeno, através de reações de substituição (nitração e alquilação). Fonte: PERUZZO, Francisco M.; CANTO, Eduardo L. Química na Abordagem do Cotidiano. Vol. único. São Paulo: Moderna, 2002. p.483. (adaptado) Sabendo que a presença de um substituinte no anel benzênico tem efeito sobre uma nova substituição, afirma-se que I. a ordem das reações (trinitração e alquilação) não interfere no produto formado. II. o grupo nitro 2( NO ) diminui a densidade eletrônica do anel benzênico e torna a reação de substituição subsequente mais lenta, pois se caracteriza como um grupo desativante, sendo metadirigente. III. os grupos ativantes como, por exemplo, o metil 3( CH ), têm suas nuvens eletrônicas atraídas pelo anel benzênico, sendo, portanto, orto-para dirigentes. IV. o grupo alquila 3( CH ) apresenta efeito mesomérico; o grupo nitro 2( NO ), efeito indutivo. Estão corretas a) apenas I e II. b) apenas I e III. c) apenas II e III. d) apenas II e IV. e) apenas III e IV. 7. (Fuvest 2015) O 1,4-pentanodiol pode sofrer reação de oxidação em condições controladas, com formação de um aldeído A, mantendo o número de átomos de carbono da cadeia. O composto A formado pode, em certas condições, sofrer reação de descarbonilação, isto é, cada uma de suas moléculas perde CO, formando o composto B. O esquema a seguir representa essa sequência de reações: Os produtos A e B dessas reações são: 4 8. (Uem 2015) Assinale a(s) alternativa(s) correta(s) a respeito de reações de substituição em alcanos e aromáticos. 01) A reação de cloração do metilbutano apresentará uma única molécula orgânica como produto final. 02) Moléculas que apresentam carbonos primários e terciários apresentarão maior grau de substituição por bromação no carbono primário. 04) Na halogenação de aromáticos é necessário o uso de catalisadores como o 3A C ou o 3FeBr . 08) A halogenação de alcanos ocorre por meio da formação de radicais livres, e estes são formados a partir de irradiação com luz de frequência adequada ou por aquecimento. 16) O ácido sulfúrico fumegante é utilizado na sulfonação de aromáticos, e o ácido sulfúrico concentrado age como catalisador na reação de nitração de aromáticos em presença de ácido nítrico. 9. (Uem 2015) A respeito de gorduras, óleos vegetais, biodiesel, ácidos graxos e sabões, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01) As gorduras trans são produzidas a partir de um processo de oxidação catalítica. 02) Sabões podem ser produzidos a partir de uma reação ácido-base entre uma base forte e um ácido graxo. 04) As gorduras de origem animal são constituídas essencialmente de ácidos graxos saturados, e os óleos vegetais apresentam cadeias saturadas, monoinsaturadas e poli- insaturadas. 08) Óleos vegetais poli-insaturados são sólidos e a partir do processo de hidrogenação se tornam líquidos, em temperatura ambiente. 16) A partir de uma reação de transesterificação é possível produzir biodiesel. Para isso, reage- se um óleo vegetal na presença de um álcool de cadeia curta e de um catalisador. 5 10. (Uern 2015) A reação de substituição entre o gás cloro e o propano, em presença de luz ultravioleta, resulta como produto principal, o composto: a) 1-cloropropeno. b) 2-cloropropano. c) 1-cloropropano. d) 2-cloropropeno. 11. (Fuvest 2015) Compostos com um grupo 2NO ligado a um anel aromático podem ser reduzidos, sendo o grupo 2NO transformado em 2NH , como representado abaixo. Compostos alifáticos ou aromáticos com grupo 2NH , por sua vez, podem ser transformados em amidas ao reagirem com anidrido acético. Essa transformação é chamada de acetilação do grupo amino, como exemplificado abaixo. Essas transformações são utilizadas para a produção industrial do paracetamol, que é um fármaco empregado como analgésico e antitérmico. a) Qual é o reagente de partida que, após passar por redução e em seguida por acetilação, resulta no paracetamol?Escreva a fórmula estrutural desse reagente. O fenol 6 5(C H OH) também pode reagir com anidrido acético. Nessa transformação, forma‐se acetato de fenila. b) Na etapa de acetilação do processo industrial de produção do paracetamol, formam‐se, também, ácido acético e um subproduto diacetilado (mas monoacetilado no nitrogênio). Complete o esquema a seguir, de modo a representar a equação química balanceada de formação do subproduto citado. 6 12. (Pucrj 2015) As reações de cloração (halogenação) dos alcanos ocorrem na presença de gás cloro 2(C ), sob condições ideais, e geralmente dão origem a diversos produtos contendo átomos de cloro. Por exemplo, no caso da cloração do metilbutano 5 12(C H ), é possível obter quatro produtos diferentes. Esse tipo de reação é classificada como a) substituição. b) adição. c) acilação. d) combustão. e) saponificação. 13. (Uerj 2015) As amidas podem ser obtidas pela reação entre um ácido carboxílico e a amônia, conforme a seguinte equação geral: 3 2 2R COOH NH R CONH H O Considere um laboratório no qual estão disponíveis quatro ácidos carboxílicos: etanoico, propanoico, butanoico e pentanoico. Escreva a equação química completa da reação da amônia com o composto de caráter ácido mais acentuado dentre os disponíveis no laboratório. Admitindo a substituição da amônia pelo metanol na equação geral, indique a função orgânica do produto formado e o tipo de hibridação do átomo de carbono do grupo funcional desse produto. 14. (Ita 2015) Escreva a fórmula estrutural do produto majoritário formado na reação entre 0,1mol de tolueno (metilbenzeno) e 0,1mol de 2C nas seguintes condições: a) Ausência de luz e presença de pequena quantidade de Fe(s). b) Presença de luz e ausência de Fe(s). 15. (Uepa 2015) Analise as reações e seus produtos orgânicos abaixo, para responder à questão. Quanto à classificação das reações acima, é correto afirmar que as mesmas são, respectivamente: a) reação de substituição, reação de adição e reação de oxidação. b) reação de hidrogenação, reação de alquilação e reação de oxidação. c) reação de substituição, reação de eliminação e reação de oxidação. d) reação de hidrogenação, reação de alquilação e reação de combustão. e) reação de hidrogenação, reação de alquilação e reação de eliminação. 7 Gabarito: Resposta da questão 1: [B] I e II são, respectivamente, aromático e alceno. 6 6 2 6 5C H Br C H Br HBr I 2 4 2 2 4 2C H Br C H Br II Resposta da questão 2: a) Definições utilizadas: Carbono primário: aquele ligado a um ou a nenhum outro carbono. Carbono secundário: aquele ligado a dois outros carbonos. Carbono terciário: aquele ligado a três outros carbonos. Carbono quaternário: aquele ligado a quatro outros carbonos. b) Nome sistemático (IUPAC) do composto 2: hidróxido de sódio. Nome sistemático (IUPAC) do composto 3: propan-1,2,3-triol. c) O tipo de reação química a partir dos compostos 1 e 2 é a saponificação ou hidrólise salina. d) O composto 1 pertence à função química éster ou triéster. 8 e) Estrutura simplificada do composto 4: Fórmula molecular do composto 4: 18 35 2C H NaO . Resposta da questão 3: 01 + 02 + 04 + 08 + 16 = 31. [01] Correta. As reações apresentadas no enunciado são reações de substituição do anel aromático. [02] Correta. [04] Correta. Nesse tipo de reação, ocorre a substituição de um hidrogênio ligado ao anel aromático por um grupo acila. [08] Correta. Haverá a substituição do bromo ao invés do cloro no anel benzênico [16] Correta. O anel aromático é formado em ambos os produtos. Resposta da questão 4: [D] [A] Incorreta. Os alcoóis possuem o grupo ( OH) ligado a carbono saturado, portanto, com hibridação do tipo sp3. [B] Incorreta. Os éteres possuem fórmula geral 1R O R . Podendo formar cadeias abertas ou fechadas, ou ainda os epóxi que são derivados de alcoóis: [C] Incorreta. Os tiocompostos são análogos sulfurados dos alcoóis e éteres. [D] A formação de um éster ocorre pela reação de esterificação, entre um ácido carboxílico e um álcool. 9 Onde o grupo R, pode ser alquila (metil, etil, propil...) ou arila (fenil, toluil...). Resposta da questão 5: a) Teremos: b) 3-etil-4-metil hex-1-eno c) Algumas possibilidades são: Resposta da questão 6: [C] [I] Incorreta. O mecanismo de formação do TNT (trinitrotolueno) é produzido em 2 etapas: 1ª etapa (alquilação do benzeno), cujo objetivo é formar o tolueno (metilbenzeno). 2ª etapa (trinitração do tolueno): objetivo de produzir o TNT. As reações serão: 10 [II] Correta. O grupo nitro 2( NO ) diminui a densidade eletrônica do anel benzênico e torna a reação de substituição mais lenta, pois é um grupo desativante, sendo metadirigente. [III] Correta. Os grupos ativantes como, por exemplo, o metil 3( CH ), têm suas nuvens eletrônicas atraídas pelo anel benzênico, sendo, portanto, orto-para dirigentes. [IV] Incorreta. O grupo alquila 3( CH ) é um grupo ativador do anel aromático, chamado de ortoparadirigente e apresenta efeito indutivo que aumenta a densidade eletrônica dos carbonos nas posições orto e para ; o grupo nitro 2( NO ), é um grupo desativador ou metadirigente e possui efeito mesomérico, que é característico de compostos insaturados, que envolve elétrons de ligação pi alternadas ou vizinhas de um par de elétrons isolados. Resposta da questão 7: [D] Teremos: 11 Resposta da questão 8: 04 + 08 + 16 = 28. Reação de cloração do metilbutano: Moléculas que apresentam carbonos primários e terciários apresentarão maior grau de substituição por bromação no carbono terciário (regra de Saytzeff). Na halogenação de aromáticos é necessário o uso de catalisadores como o 3A C ou o 3FeBr (síntese de Friedel-Crafts). A halogenação de alcanos ocorre por meio da formação de radicais livres, e estes são formados a partir de irradiação com luz de frequência adequada ou por aquecimento. O ácido sulfúrico fumegante é utilizado na sulfonação de aromáticos, e o ácido sulfúrico concentrado age como catalisador na reação de nitração de aromáticos em presença de ácido nítrico. 3 2 3 3 2 4 2 2 4 R H HO SO H H O R SO H 3HNO 3H SO 3H O 3NO 3HSO Δ Resposta da questão 9: 02 + 04 + 16 = 22. As gorduras trans são produzidas a partir de um processo de redução catalítica. Sabões podem ser produzidos a partir de uma reação ácido-base entre uma base forte e um ácido graxo de cadeia longa. As gorduras de origem animal são constituídas essencialmente de ácidos graxos saturados, e os óleos vegetais apresentam cadeias saturadas, monoinsaturadas e poli-insaturadas. Óleos vegetais poli-insaturados são líquidos e a partir do processo de hidrogenação se tornam sólidos, em temperatura ambiente. 12 A partir de uma reação de transesterificação é possível produzir biodiesel. Para isso, reage-se um óleo vegetal na presença de um álcool de cadeia curta e de um catalisador. Exemplo: Resposta da questão 10: [B] O hidrogênio do carbono secundário é substituídocom maior facilidade: Resposta da questão 11: a) De acordo com as equações fornecidas no texto, tem-se redução e em seguida acetilação: b) Formação do subproduto: Resposta da questão 12: [A] 13 Nesse tipo de reação, ocorre a substituição de um átomo de hidrogênio do alcano por um átomo de cloro. Essa substituição pode ocorrer em diferentes posições, levando a obtenção de diferentes produtos. Resposta da questão 13: Equação química completa da reação da amônia com o composto de caráter ácido mais acentuado dentre os disponíveis no laboratório (ácido acético): Admitindo a substituição da amônia pelo metanol na equação geral, vem: Tipo de hibridação do átomo de carbono do grupo funcional do éster: 2sp . Resposta da questão 14: a) Na ausência de luz (o anel é atacado) e presença de pequena quantidade de Fe(s) : 14 b) Na presença de luz (a cadeia lateral é atacada) e ausência de Fe(s) : Resposta da questão 15: [B] Reação 1: A primeira reação é de hidrogenação, onde ocorre a quebra da insaturação, e a adição de 2 átomos de hidrogênio ao hidrocarboneto. Reação 2: A segunda reação é de alquilação, nesta reação, ocorre a substituição de um átomo de hidrogênio ligado ao anel benzênico por um grupo alquila. Reação 3: A terceira reação é de oxidação. A oxidação de carbonos do anel benzênico só é possível em condições muito energéticas, porém, nos radicais ligados ao anel as reações são mais fáceis, resultando em um ácido benzoico.
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