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化学 高校生

この問題のcisー2ーブテン、transー2ーブテンの書き方について教えて頂きたいです。 具体的にはなぜ、解答と教科書でCH3のくっついているところが逆かという感じです。 よろしくお願いします。

5 それに 合計6個の原子は,常に同一平面 上に位置する。したがって, 子はすべての原子が同一平面上 1回 9 図 11 にある平面構造となる。 二重結合C=Cの原子間距離は つの原子 結合の原子間距離より短い。 Op.334 29 C=Cの一方の炭素原子を固 定したとき,他方の炭素原子は自由 に回転できない。 ●シス-トランス異性体炭素原子 間の二重結合は回転できないため, 2-ブテン CH3-CH=CH-CH3 では, 立体的に異なる2つの構造がある。 C=Cを結んだ線に対して, メチ 図 12 ル基-CH3 が同じ側にあるものを cis-2-ブテン (シス形),反対側にあ トランス るものを trans-2-ブテン (トランス 1 形という。このようなシス形と ス形からなる異性体を互いに Ⅱ 一般に X3 C=C 0.11n ⑥ プロペン 0.15mm できる 図11 アルケンの立体構造 1123トリチテトラ 5ペンタ6ヘキサ a cis-2-ブテン (融点 -139℃, 沸点 3.72℃) H -C-C- H3C bb trans-2-ブテン きか シストランス異性体または 幾何異性体という。 cis-trans isomer geometrical isomer CH3 (融点-106℃, 沸点 0.88℃) H. CH3 -C-C- CHが破線 に対して同 じ側にある 結できる CHが破線たいさく に対して反 対側にある なるように! H3C H 図 12 シス-トランス異性体 問3 分子式 C4Hg で表されるアルケンには4種類の異性体が存在する。 これらの 構造式をシスートランス異性体の違いがわかるようにしてすべて示せ。 CIJC 同士でしか くっつけない X¹ X²-0 一重三 X4 存在する。 X' = X = H.X = X = CH」の2-メチルプロペン HiC=C CH)には、シスできる! 結 エ のとき, X'≠ X2 かつ X3 ≠ X4 ならば、1組のシス-トランス異性体が 小 トランス異性体がない。シス・トランス異性体や後で学ぶ鏡像異性体 (Op.321) のように、原番号 子の結合の順序は同じであるが、立体構造が異なる異性体を 立体異性体 という。 第2章 脂肪族炭化水素 303

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①の反応は何反応ですか?

+CH-CH₂ ポリエチレン 付加 CH₂=CH₂ エチレン H₂ 1:120 C₂H エタン 3分子が結合 +CH-CHCI ポリ塩化ビニル HHH H TH AH H+ HA HHHH シクロ ヘキサン H2 付加 ベンゼン HNO3 ニトロ化 | H2SO4 Sn HCI NO2 ニトロ ベンゼン 還元 NH2 アニリン HCI NaNO ジアゾ化 N2C1 H,SO. (160~170℃) 分子内脱水 H.O 付加 Cl2 置換 付加 重合 H2SO Ha 付加 おもな有機化合物の系統図 (CH,CO), O アセチル化 フェノール NaOH C₂H₂OC₂H₂ ジエチルエーテル |塩化ベンゼン ジアゾ ジアゾニウム カップリング H.SO.1 分子間 (130℃) 脱水 (130℃ C₂H₂OH エタノール CH=CH アセチレン HCI 付加 CH₂=CHCI 塩化ビニル CH3CH=CH2 ◆ スルホン化 CH3 クメン ·CH CH3 クロロ ベンゼン CI lo" SO₂H Na. NHCOCH, アセトアニリド 酸化 還元 付加 空気酸化 過熱水蒸気 ① NaOH ベンゼン アルカリ融解 スルホン酸 NaOH N=NOH |-フェニルアゾフェノール C₂H₂ONa ナトリウムエトキシド CH,CHO アセトアルデヒド CH2=CHOCOCH 酢酸ビニル 付加重合 + CH2-CH (OCOCH)ナ ポリ酢酸ビニル CH3 -C-O-O-H CH3 クメンヒドロ ペルオキシド H2SO4 分解 OH フェノール HO NaOH CO中和 H₂SO, エステル化 酸化 LOCOCH| co COOH アセチル サリチル酸 HNO3 H2SO4 ニトロ化 LONa CO2 ナトリウム 加圧・加温 [フェノキシド] (CH,CO),O アセチル化 CH,COOC;Hs 酢酸エチル H' CH₂COOH 酢酸 (CHCO)20 無水酢酸 O₂N. 加水 分解 ビニロン 縮合 CH3COCH3 アセトン OH NO2 ピクリン酸 CH₂OH H2SO4 _NO2| COH COONa サリチル酸 ナトリウム H2SO 酸の遊離 LOH 'COOH サリチル酸 LOH |エステル化 COOCH3 サリチル酸 メチル 化 201 (化重)

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(3)の問題です。 生成熱ー生成熱で反応熱が求められるのは分かりますが、この場合なぜ水素の生成熱は無視できるのでしょうか?

295 ベンゼン環の結合エネルギー ベンゼン (CH)では, 6個の炭素原子が結合して 正六角形の平面の環を形成している。 その炭素原子間の結合はすべて同等である。 ベンゼ ンの炭素原子間の結合エネルギーは,通常の炭素原子間の二重結合(C=C二重結合)や単 結合 (C-C単結合)と比べるとどのような大きさであろうか。 実際のベンゼン (ここでは実 在ベンゼンとよぶ) と,次のような仮想ベンゼンとを比較することによって考察してみよう。 仮想ベンゼンとは, 「6個の炭素原子が結合して正六角形の平面の環を形成しているが, その炭素原子間の結合エネルギーはC=C二重結合とC-C単結合のちょうど中間の値 (二つの結合エネルギーの平均値)である」 と, 仮定したものである。 ただし, C-H単 結合の結合エネルギーは, 実在ベンゼンと仮想ベンゼンとで等しいとする。 (1) C=C二重結合, C-C 単結合, C-H 単結合, H-H 単結合の結合エネルギーを,それ ぞれe,f,g,h とする。 次の①~③をe.f,g,hのうち必要なものを用いた式で表せ。 ① 仮想ベンゼン (気体) を構成する全結合の結合エネルギーの総和 X (2) シクロヘキサン(気体) を構成する全結合の結合エネルギーの総和Y 3 仮想ベンゼン (気体) に水素分子(気 体) が付加してシクロヘキサン(気体) になる反応の反応熱 (水素化熱) Q (2) (1/③で求めた式に,右表に与えたe, , g,hの値を代入して, 仮想ベンゼン(気 体)の水素化熱 Q [kJ/mol] を計算せよ。 (3) 表に与えた各化合物の生成熱の値を 用いて, 実在ベンゼン (気体)がシクロヘキサン (気体) になる反応の反応熱 (水素化熱) [kJ/mol] を計算せよ。 結合の種類 C=C 二重結合(e) C-C 単結合 (f) C-H 単結合 (g) H-H 単結合 (h) 化合物 実在ベンゼン (気体) シクロヘキサン (気体) 結合エネルギー [kJ/mol] 610 350 410 440 生成熱 〔kJ/mol〕 - 82 122

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この問題で、炭素陽イオン中間体として二重結合の移動が起きるとありますが、どこになら移動でき、どこならば移動ができないのかわかりません。 どこにでも移動はできるけれども、結局それによって同じ異性体を生じるパターンが存在するため結果として異性体は2種類ということでしょうか?

■ (3): 下線 ① のようにベンゼン環は付加反応を起こしにくいが, 一般 1,3−ブタ ジエンのような 1,3-ジエンは付加反応を起こしやすく、酸を触媒とした水 との反応では、下の図に示すように炭素陽イオン中間体を経由して二種類の アルコールを生じる。一方, トルエンからニトロトルエンを生じる反応 は,ニトロニウムイオン NO2+とベンゼン環から生じる同様の炭素陽イオン 中間体を経由する置換反応である。ここで, ベンゼン環を 1,3,5-シクロヘ キサトリエン環として考え,置換反応ではなく付加反応が起こると仮定す る。p-ニトロトルエンを生じた過程で,中間体が水と反応して生成するアル コールについて,考えられる構造式をすべて記せ。 ただし, 立体異性体につ al-0 1- いては無視すること。 K &H* H* CH2=CH-CH=CH2 HR H2O 炭素陽イオン中間体 CH3–CH-CH=CH2 → CH3-CH=CH-CH2 2009 18 (は,二重結合や電荷の移動を表す) CH3-CH-CH=CH2 T OH および CH3-CH=CH-CH2 1 OH +H*

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