Ejercicios: Hidrocarburos y grupos funcionales

Clasifica cada hidrocarburo como alcano, alqueno o alquino según su fórmula general ($\mathrm{C_nH_{2n+2}}$, $\mathrm{C_nH_{2n}}$ o $\mathrm{C_nH_{2n-2}}$): a) $\mathrm{C_3H_8}$, b) $\mathrm{C_4H_8}$, c) $\mathrm{C_5H_8}$. Considera que son de cadena abierta.

Escribe el nombre IUPAC de los alcanos lineales de uno, dos, tres y cuatro átomos de carbono, junto con su fórmula molecular.

Relaciona cada grupo funcional con la familia de compuestos a la que corresponde: a) $\mathrm{-OH}$, b) $\mathrm{-COOH}$, c) $\mathrm{-NH_2}$, d) $\mathrm{-CHO}$. Las familias son: aldehído, amina, alcohol y ácido carboxílico.

Nombra según la IUPAC el siguiente compuesto: $\mathrm{CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_2-CH_3}$. Indica cuál es la cadena principal, la posición del sustituyente y escribe la fórmula molecular del compuesto.

Formula los siguientes compuestos con su fórmula condensada: a) propan-1-ol, b) ácido etanoico, c) but-2-eno. Luego indica a qué familia de compuestos pertenece cada uno y qué grupo funcional lo caracteriza.

El petróleo crudo se separa en fracciones mediante destilación fraccionada: gas de refinería, gasolina, parafina (kerosene), diésel y asfalto. Explica por qué es posible separar estas fracciones según el tamaño de las cadenas de hidrocarburos y ordena las fracciones de menor a mayor punto de ebullición.

Compara el ciclohexano ($\mathrm{C_6H_{12}}$) y el benceno ($\mathrm{C_6H_6}$). Indica a qué tipo de hidrocarburo pertenece cada uno (alifático cíclico o aromático), dibuja o describe su estructura y explica por qué el benceno, a pesar de tener dobles enlaces en su representación, es mucho más estable que un alqueno común. Calcula además cuántos hidrógenos menos tiene el benceno que el ciclohexano y relaciónalo con su grado de insaturación.

Una refinería de la zona de Concepción procesa petróleo y obtiene gasolina, rica en hidrocarburos de entre 5 y 10 átomos de carbono. Al quemarla completamente en un motor, un componente es el octano, $\mathrm{C_8H_{18}}$. Escribe y equilibra la ecuación de combustión completa del octano, calcula cuántos moles de $\mathrm{CO_2}$ se producen al quemar $2$ mol de octano y argumenta por qué la combustión de hidrocarburos contribuye al problema de la contaminación del aire en ciudades como Santiago.