🇨🇴 ICFES SaberSemana 11 · 20 preguntas

Alcoholes Fenoles

Bundle W11 de Ciencias Naturales para Grado 11 en Colombia (DBA MEN Colombia / Saber 11): 20 preguntas con explicación pedagógica.

Alineación: DBA MEN Colombia / Saber 11

CO-CN-11-2026-W11-alcoholes-fenoles-001-MASTERY-bundle

Pregunta 1

Bloom: Remember

En la industria química farmacéutica de Bogotá, se identifican las familias de compuestos orgánicos oxigenados.

¿Cuál es el grupo funcional característico que define a los alcoholes y fenoles?

Elige una opción para comprobar tu respuesta.

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Respuesta correcta: B) El grupo hidroxilo (−OH-OH).

  • A) El grupo carbonilo (−C=O-C=O).Incorrecto. Es el grupo funcional característico de aldehídos y cetonas.
  • B) El grupo hidroxilo (−OH-OH).Correcto. Los alcoholes y fenoles se caracterizan por la presencia de uno o más grupos hidroxilo covalentemente unidos a carbonos.
  • C) El grupo carboxilo (−COOH-COOH).Incorrecto. Es el grupo funcional característico de los ácidos carboxílicos.
  • D) El grupo amino (−NH2-NH_2).Incorrecto. Es el grupo funcional característico de las aminas.

💡 Explicación

Los alcoholes (R−OHR-OH) y fenoles (Ar−OHAr-OH) contienen el grupo funcional hidroxilo (−OH-OH) unido a cadenas alquílicas o anillos aromáticos respectivamente.

Pregunta 2

Bloom: Remember

En un laboratorio escolar de Medellín, se diferencian estructuralmente el etanol (CH3−CH2−OHCH_3-CH_2-OH) y el fenol (C6H5−OHC_6H_5-OH).

¿Cuál es la diferencia estructural fundamental entre un alcohol y un fenol?

Elige una opción para comprobar tu respuesta.

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Respuesta correcta: B) En los alcoholes el grupo −OH-OH está unido a un carbono alifático (sp3sp^3), mientras en los fenoles está unido directamente a un anillo aromático (sp2sp^2).

  • A) Los alcoholes contienen átomos de nitrógeno y los fenoles no.Incorrecto. Ninguno de los dos posee nitrógeno en su estructura base.
  • B) En los alcoholes el grupo −OH-OH está unido a un carbono alifático (sp3sp^3), mientras en los fenoles está unido directamente a un anillo aromático (sp2sp^2).Correcto. En el fenol el −OH-OH se enlaza a un carbono del anillo bencénico, alterando notablemente su acidez y reactividad.
  • C) Los fenoles son solubles en gasolina y los alcoholes son gases incombustibles.Incorrecto. El etanol y metanol son líquidos combustibles muy volátiles.
  • D) Los alcoholes poseen enlaces iónicos y los fenoles no.Incorrecto. Ambos son compuestos orgánicos moleculares con enlaces covalentes.

💡 Explicación

En un alcohol alifático, el grupo −OH-OH se enlaza a un carbono saturado con hibridación sp3sp^3 (R−OHR-OH). En un fenol, el grupo −OH-OH está enlazado directamente a un átomo de carbono con hibridación sp2sp^2 de un anillo aromático (Ar−OHAr-OH).

Pregunta 3

Bloom: Remember

En una planta licorera en Cali, se analiza el proceso de fermentación del etanol y sus propiedades físicas.

¿Por qué el etanol (CH3−CH2−OHCH_3-CH_2-OH) tiene un punto de ebullición (78∘C78^\circ\text{C}) mucho más alto que el del etano (CH3−CH3CH_3-CH_3, −88∘C-88^\circ\text{C})?

Elige una opción para comprobar tu respuesta.

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Respuesta correcta: D) Debido a la formación de puentes de hidrógeno intermoleculares entre las moléculas de etanol.

  • A) Porque el etano es un compuesto metálico de alta densidad.Incorrecto. El etano es un alcano no polar de baja masa molar.
  • B) Porque el etanol reacciona con el nitrógeno del aire aumentando su masa.Incorrecto. El punto de ebullición es una propiedad física pura.
  • C) Porque el etanol carece de electrones de valencia.Incorrecto. Todos los compuestos orgánicos neutros poseen pares de electrones de valencia.
  • D) Debido a la formación de puentes de hidrógeno intermoleculares entre las moléculas de etanol.Correcto. El grupo polar −OH-OH permite formar redes de puentes de hidrógeno intermoleculares que exigen más energía para romper.

💡 Explicación

El enlace O−HO-H highly polar del grupo hidroxilo en los alcoholes permite la atracción dipolar especial mediante puentes de hidrógeno entre moléculas vecinas, elevando drásticamente su punto de ebullición frente a los alcanos de masa similar.

Pregunta 4

Bloom: Remember

Se clasifica el 2-propanol (alcohol isopropílico) en el laboratorio de Tunja según el tipo de carbono al que se une el −OH-OH.

¿A qué categoría pertenece el 2-propanol (CH3−CH(OH)−CH3CH_3-CH(OH)-CH_3)?

Elige una opción para comprobar tu respuesta.

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Respuesta correcta: C) Alcohol secundario.

  • A) Alcohol primario.Incorrecto. En alcoholes primarios el −OH-OH se enlaza a un carbono unido a un solo carbono (ej. 1-propanol).
  • B) Alcohol terciario.Incorrecto. En alcoholes terciarios el −OH-OH está en un carbono unido a tres carbonos (ej. 2-metil-2-propanol).
  • C) Alcohol secundario.Correcto. El grupo −OH-OH se enlaza a un carbono secundario (unido directamente a otros dos átomos de carbono).
  • D) Fenol sustituido.Incorrecto. El 2-propanol es un alcohol alifático, no un compuesto aromático.

💡 Explicación

Un alcohol se clasifica como primario, secundario o terciario según el tipo de carbono que soporta al grupo hidroxilo. En el CH3−CH(OH)−CH3CH_3-CH(OH)-CH_3, el carbono 2 está unido a dos carbonos, por lo que es un alcohol secundario (2∘2^\circ).

Pregunta 5

Bloom: Apply

Un laboratorio de química orgánica en Manizales realiza la oxidación del 1-propanol (alcohol primario) con dicromato de potasio (K2Cr2O7K_2Cr_2O_7) en medio ácido.

¿Qué producto orgánico se obtiene en primera instancia por la oxidación controlada de un alcohol primario?

Elige una opción para comprobar tu respuesta.

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Respuesta correcta: A) Un aldehído (propanal).

  • A) Un aldehído (propanal).Correcto. La oxidación suave de un alcohol primario remueve dos hidrógenos generando un aldehído (−CHO-CHO).
  • B) Una cetona (propanona).Incorrecto. Las cetonas se obtienen por oxidación de alcoholes secundarios.
  • C) Un alqueno (propeno).Incorrecto. La formación de alquenos ocurre por deshidratación con ácido sulfúrico concentrado.
  • D) Un éter simétrico.Incorrecto. La síntesis de éteres es una sustitución intermolecular por deshidratación.

💡 Explicación

La oxidación de alcoholes primarios (R−CH2OHR-CH_2OH) elimina los dos átomos de hidrógeno (uno del −OH-OH y otro del CαC_\alpha), formando un grupo carbonilo terminal (R−CHOR-CHO), es decir, un aldehído. Si la oxidación prosigue, se convierte en ácido carboxílico.

Pregunta 6

Bloom: Apply

En el mismo laboratorio de Manizales, se somete a oxidación el 2-propanol (alcohol secundario) con permanganato de potasio (KMnO4KMnO_4).

¿Cuál es el producto de la oxidación de este alcohol secundario?

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Respuesta correcta: B) Una cetona (propanona o acetona).

  • A) Un ácido carboxílico de dos carbonos.Incorrecto. Requeriría la ruptura del esqueleto de carbono.
  • B) Una cetona (propanona o acetona).Correcto. La oxidación de alcoholes secundarios convierte el grupo −CH(OH)−-CH(OH)- en un grupo carbonilo no terminal (−CO−-CO-), formando una cetona.
  • C) Un ester aromático.Incorrecto. Los ésteres se forman por reacción entre alcoholes y ácidos carboxílicos.
  • D) El producto no reacciona porque los alcoholes secundarios son inalterables.Incorrecto. Los alcoholes secundarios se oxidan fácilmente a cetonas.

💡 Explicación

Los alcoholes secundarios (R1−CH(OH)−R2R_1-CH(OH)-R_2) poseen un hidrógeno en el carbono α\alpha. Al oxidarse pierden este hidrógeno y el del −OH-OH, formando un grupo carbonilo interno (R1−CO−R2R_1-CO-R_2), que corresponde a una cetona.

Pregunta 7

Bloom: Apply

Se prueba la oxidación del 2-metil-2-propanol (alcohol terciario) con oxidantes fuertes (K2Cr2O7/H+K_2Cr_2O_7 / H^+) a temperatura ambiente en Bucaramanga.

¿Por qué los alcoholes terciarios son resistentes a la oxidación en condiciones suaves?

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Respuesta correcta: A) Porque el carbono que porta el grupo −OH-OH carece de átomos de hidrógeno disponibles (Calpha−HC_alpha-H) para ser removidos.

  • A) Porque el carbono que porta el grupo −OH-OH carece de átomos de hidrógeno disponibles (Calpha−HC_alpha-H) para ser removidos.Correcto. Para formar el doble enlace C=OC=O sin romper la cadena C−CC-C, se requiere un hidrógeno en el carbono α\alpha, del cual carecen los alcoholes 3∘3^\circ.
  • B) Porque no son solubles en agua.Incorrecto. La solubilidad no impide las reacciones redox si se usa solvente adecuado.
  • C) Porque el grupo −OH-OH de los alcoholes terciarios es un gas inerte.Incorrecto. Sigue siendo un grupo funcional líquido reactivo.
  • D) Porque son compuestos altamente aromáticos.Incorrecto. Son alcoholes alifáticos ramificados.

💡 Explicación

La oxidación suave de alcoholes implica la abstracción del hidrógeno unido al carbono que sostiene al −OH-OH (Calpha−HC_alpha-H). Como los alcoholes terciarios (R3C−OHR_3C-OH) tienen dicho carbono unido a tres grupos alquilo y a cero hidrógenos, no pueden oxidarse sin romper covalentemente el esqueleto de carbono.

Pregunta 8

Bloom: Apply

En una síntesis industrial en Cartagena, se calienta etanol en presencia de ácido sulfúrico concentrado (H2SO4H_2SO_4) a 180∘C180^\circ\text{C}.

¿Qué tipo de reacción ocurre y qué producto principal se obtiene?

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Respuesta correcta: A) Reacción de deshidratación intramolecular que produce eteno (CH2=CH2CH_2=CH_2) y agua.

  • A) Reacción de deshidratación intramolecular que produce eteno (CH2=CH2CH_2=CH_2) y agua.Correcto. La deshidratación intramolecular de alcoholes en medio ácido fuerte a alta temperatura elimina H2OH_2O formando un alqueno.
  • B) Reacción de adición que produce etano.Incorrecto. La adición requiere hidrógeno gaseoso sobre un doble enlace.
  • C) Reacción de halogenación que produce cloroetano.Incorrecto. Requiere reactivos halogenantes como HClHCl o PCl3PCl_3.
  • D) Reacción de saponificación que produce jabón.Incorrecto. La saponificación es la hidrólisis básica de ésteres o grasas.

💡 Explicación

La deshidratación de alcoholes catalizada por ácido sulfúrico es una reacción de eliminación (E1E1 o E2E2). A temperaturas elevadas (sim180∘Csim 180^\circ\text{C}), se elimina una molécula de agua de la propia molécula de alcohol (deshidratación intramolecular), originando un doble enlace C=CC=C (eteno).

Pregunta 9

Bloom: Apply

En el laboratorio de la Universidad Nacional en Bogotá, se mide el pKapK_a del fenol (C6H5OH,pKa≈10C_6H_5OH, pK_a \approx 10) y se compara con el del etanol (CH3CH2OH,pKa≈16CH_3CH_2OH, pK_a \approx 16).

¿Por qué el fenol es aproximadamente un millón de veces más ácido (pKa=10pK_a = 10) que el etanol (pKa=16pK_a = 16)?

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Respuesta correcta: D) Porque la base conjugada del fenol (ion fenóxido) estabiliza la carga negativa por resonancia deslocalizándola sobre el anillo aromático.

  • A) Porque el etanol posee mayor masa molecular que el fenol.Incorrecto. El fenol (94 g/mol94\text{ g/mol}) es más pesado que el etanol (46 g/mol46\text{ g/mol}).
  • B) Porque el fenol no posee átomos de oxígeno en su estructura.Incorrecto. El fenol posee un grupo −OH-OH enlazado al anillo bencénico.
  • C) Porque el etanol reacciona con el dióxido de carbono del aire formando un ácido fuerte.Incorrecto. El etanol es un compuesto neutro en solución acuosa.
  • D) Porque la base conjugada del fenol (ion fenóxido) estabiliza la carga negativa por resonancia deslocalizándola sobre el anillo aromático.Correcto. El ion fenóxido (C6H5O−C_6H_5O^-) deslocaliza la carga negativa en el sistema pipi del benceno, desplazando el equilibrio hacia la ionización ácida.

💡 Explicación

La acidez de un compuesto aumenta cuando su base conjugada es muy estable. En el ion fenóxido (C6H5O−C_6H_5O^-), el par solitario sobre el oxígeno se deslocaliza por resonancia en los orbitales pp del anillo bencénico. En el ion etóxido (CH3CH2O−CH_3CH_2O^-), la carga negativa se encuentra fija y concentrada sobre el oxígeno, haciendo al etanol mucho menos ácido.

Pregunta 10

Bloom: Apply

Un estudiante investiga la nomenclatura IUPAC de las estructuras de éteres, como el etoxietano (CH3−CH2−O−CH2−CH3CH_3-CH_2-O-CH_2-CH_3).

¿Cuál es la fórmula general y el grupo funcional característico que define a la familia de los éteres?

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Respuesta correcta: A) R1−O−R2R_1-O-R_2, caracterizada por un átomo de oxígeno unido mediante enlaces sencillos a dos grupos alquilo o arilo.

  • A) R1−O−R2R_1-O-R_2, caracterizada por un átomo de oxígeno unido mediante enlaces sencillos a dos grupos alquilo o arilo.Correcto. Los éteres poseen la estructura R1−O−R2R_1-O-R_2, donde el oxígeno actúa como puente entre dos cadenas hidrocarbonadas.
  • B) R−CO−O−RR-CO-O-R, grupo éster.Incorrecto. Corresponde a la familia de los ésteres.
  • C) R−CHOR-CHO, grupo aldehído.Incorrecto. Corresponde a los aldehídos.
  • D) R−CO−NH2R-CO-NH_2, grupo amida.Incorrecto. Corresponde a las amidas.

💡 Explicación

Los éteres son compuestos orgánicos de fórmula general R1−O−R2R_1-O-R_2 (donde R1R_1 y R2R_2 pueden ser grupos alquilo o arilo, iguales o diferentes). Presentan un átomo de oxígeno esquelético central con hibridación sp3sp^3.

Pregunta 11

Bloom: Analyze

En el laboratorio de reactivos en Neiva, se diferencian experimentalmente un alcohol primario, uno secundario y uno terciario usando el Reactivo de Lucas (ZnCl2ZnCl_2 en HClHCl concentrado).

¿Cuál es la velocidad relativa de reacción con el reactivo de Lucas (observada por la turbidez inmediata del cloruro de alquilo insoluble)?

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Respuesta correcta: C) Alcohol terciario (3∘3^\circ) > Alcohol secundario (2∘2^\circ) > Alcohol primario (1∘1^\circ).

  • A) Alcohol primario (1∘1^\circ) > Alcohol secundario (2∘2^\circ) > Alcohol terciario (3∘3^\circ).Incorrecto. Secuencia invertida. Los alcoholes primarios no reaccionan a temperatura ambiente.
  • B) Los tres alcoholes reaccionan a la misma velocidad sin turbidez.Incorrecto. La prueba de Lucas sirve para diferenciar las tres clases por su tiempo de reacción.
  • C) Alcohol terciario (3∘3^\circ) > Alcohol secundario (2∘2^\circ) > Alcohol primario (1∘1^\circ).Correcto. La reacción de Lucas sigue un mecanismo SN1S_N1 vía carbocatión. Los alcoholes 3∘3^\circ forman el carbocatión más estable reaccionando instantáneamente.
  • D) Únicamente los alcoholes primarios producen turbidez inmediata.Incorrecto. Los primarios requieren horas o calentamiento intenso.

💡 Explicación

La prueba de Lucas evalúa la sustitución nucleofílica SN1S_N1 para formar haluros de alquilo insolubles. Puesto que la estabilidad de los carbocationes es 3∘>2∘>1∘3^\circ > 2^\circ > 1^\circ, los alcoholes terciarios reaccionan de inmediato (< 1 min), los secundarios tardan 5-10 min, y los primarios no muestran reacción aparente a temperatura ambiente.

Pregunta 12

Bloom: Analyze

Se compara la solubilidad en agua de los alcoholes monohídricos alifáticos: metanol (CH3OHCH_3OH), propanol (C3H7OHC_3H_7OH), hexanol (C6H13OHC_6H_{13}OH) y octanol (C8H17OHC_8H_{17}OH).

¿Por qué la solubilidad en agua disminuye drásticamente a medida que aumenta la longitud de la cadena hidrocarbonada de la molécula de alcohol?

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Respuesta correcta: B) Porque la parte apolar o hidrofóbica de la cadena hidrocarbonada domina sobre el grupo hidroxilo polar (OHOH), dificultando la interacción con el agua.

  • A) Porque la masa molecular disuelve al agua por evaporación.Incorrecto. Explicación sin sentido físico.
  • B) Porque la parte apolar o hidrofóbica de la cadena hidrocarbonada domina sobre el grupo hidroxilo polar (OHOH), dificultando la interacción con el agua.Correcto. La cadena alquílica apolar no forma enlaces de hidrógeno con el agua; si es muy grande, enmascara el carácter hidrofílico del grupo −OH-OH.
  • C) Porque el grupo −OH-OH se destruye al aumentar el número de carbonos.Incorrecto. El grupo −OH-OH permanece intacto en todos los homólogos de la serie.
  • D) Porque los alcoholes de cadena larga se vuelven ácidos inorgánicos fuertes.Incorrecto. La acidez no se altera significativamente.

💡 Explicación

Un alcohol posee dos regiones: la zona polar e hidrofílica (grupo −OH-OH) y la zona apolar e hidrofóbica (cadena hidrocarbonada RR). A medida que RR crece, la naturaleza hidrofóbica domina, impidiendo que la molécula se solvate en el agua y disminuyendo su solubilidad.

Pregunta 13

Bloom: Analyze

Un análisis de la síntesis de Williamson en Ibagué evalúa la reacción entre etóxido de sodio (CH3CH2O−Na+CH_3CH_2O^- Na^+) y yodometano (CH3ICH_3I).

¿Qué tipo de mecanismo de reacción orgánica ocurre en esta síntesis y cuál es el producto principal formado?

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Respuesta correcta: D) Sustitución nucleofílica bimolecular (SN2S_N2), produciendo etil metil éter (CH3CH2−O−CH3CH_3CH_2-O-CH_3).

  • A) Adición electrofílica, produciendo propanal.Incorrecto. No involucra ataques sobre enlaces dobles o triples.
  • B) Eliminación unimolecular (E1E1), produciendo eteno.Incorrecto. El haluro de metilo (CH3ICH_3I) no puede sufrir eliminación por tener un solo carbono.
  • C) Sustitución aromática electrofílica (SEArSEAr), produciendo anisol.Incorrecto. Reacción de haloalcanos alifáticos, no de anillos aromáticos.
  • D) Sustitución nucleofílica bimolecular (SN2S_N2), produciendo etil metil éter (CH3CH2−O−CH3CH_3CH_2-O-CH_3).Correcto. El nucleófilo fuerte etóxido ataca al haluro de metilo en una etapa desplazando al yoduro (SN2S_N2) para formar un éter.

💡 Explicación

La síntesis de Williamson es una reacción SN2S_N2 donde un alkóxido (nucleófilo fuerte R−O−R-O^-) ataca la posición posterior de un haluro de alquilo primario o metílico (R′−XR'-X), desplazando al halógeno para rendir un éter (R−O−R′R-O-R').

Pregunta 14

Bloom: Analyze

Se compara la acidez del fenol (C6H5OHC_6H_5OH) con la del p-nitrofenol (O2N−C6H4OHO_2N-C_6H_4OH).

¿Por qué el p-nitrofenol (pKa≈7.15pK_a \approx 7.15) es sustancialmente MÁS ÁCIDO que el fenol no sustituido (pKa≈10.0pK_a \approx 10.0)?

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Respuesta correcta: B) Porque el grupo nitro (−NO2-NO_2) es un grupo fuertemente extractor de electrones por efectos inductivo y resonante, aumentando la estabilidad del anión nitrofenóxido.

  • A) Porque el grupo nitro dona electrones al anillo bencénico.Incorrecto. El grupo nitro es un desactivante y extractor de electrones, no un donador.
  • B) Porque el grupo nitro (−NO2-NO_2) es un grupo fuertemente extractor de electrones por efectos inductivo y resonante, aumentando la estabilidad del anión nitrofenóxido.Correcto. Los grupos desactivantes extractores de electrones (−NO2-NO_2) dispersan la carga negativa del anión fenóxido, estabilizándolo y aumentando la acidez.
  • C) Porque el p-nitrofenol destruye el anillo bencénico en agua.Incorrecto. La estructura aromática permanece intacta.
  • D) Porque el fenol no forma puentes de hidrógeno.Incorrecto. Ambos pueden interactuar mediante puentes de hidrógeno.

💡 Explicación

La presencia de sustituyentes extractores de densidad electrónica (como el grupo nitro −NO2-NO_2) en posiciones orto o para del fenol ayuda a deslocalizar aún más la carga negativa del anión fenóxido por efecto mesómero e inductivo (−M,−I-M, -I), aumentando la estabilidad de la base conjugada y elevando la acidez (pKapK_a menor).

Pregunta 15

Bloom: Analyze

En una prueba cualitativa de identificación en Pereira, se adiciona una solución neutra de cloruro férrico (FeCl3FeCl_3) a muestras de etanol y fenol por separado.

¿Qué observación experimental permite confirmar la presencia de un fenol frente a un alcohol alifático?

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Respuesta correcta: D) La aparición de una coloración intensa violeta (o azul-verdosa) en el fenol debido a la formación de un complejo de coordinación con el ion Fe3+Fe^{3+}.

  • A) La formación de un precipitado blanco e inodoro en el etanol.Incorrecto. El etanol no reacciona con FeCl3FeCl_3.
  • B) La ebullición instantánea con desprendimiento de gas hidrógeno en el etanol.Incorrecto. La liberación de H2H_2 ocurre al agregar sodio metálico (Na0Na^0), no con FeCl3FeCl_3.
  • C) Ambas muestras cambian a color rosa fucsia fluorescente.Incorrecto. Únicamente las estructuras fenólicas forman el complejo de color violeta.
  • D) La aparición de una coloración intensa violeta (o azul-verdosa) en el fenol debido a la formación de un complejo de coordinación con el ion Fe3+Fe^{3+}.Correcto. El test de FeCl3FeCl_3 es específico para enoles y fenoles, formando complejos teñidos característicos. Los alcoholes alifáticos no reaccionan.

💡 Explicación

El ion férrico (Fe3+Fe^{3+}) reacciona selectivamente con compuestos que contienen el grupo enol o fenol (Ar−OHAr-OH) para formar complejos de coordinación coloreados (violeta, verde o azul intenso). Los alcoholes alifáticos simples no forman estos complejos y la solución conserva el color amarillo de FeCl3FeCl_3.

Pregunta 16

Bloom: Analyze

Se compara el punto de ebullición del etoxietano (CH3CH2−O−CH2CH3CH_3CH_2-O-CH_2CH_3, 34.5∘C34.5^\circ\text{C}) con el del 1-butanol (CH3CH2CH2CH2OHCH_3CH_2CH_2CH_2OH, 117∘C117^\circ\text{C}), ambos isómeros funcionales de fórmula C4H10OC_4H_{10}O.

¿A qué se debe la enorme diferencia de puntos de ebullición entre estos dos isómeros de idéntica masa molar?

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Respuesta correcta: B) El 1-butanol forma puentes de hidrógeno intermoleculares fuertes gracias al enlace O−HO-H, mientras el etoxietano carece de hidrógenos unidos al oxígeno y no puede asociarse por puentes de hidrógeno entre sí.

  • A) El etoxietano es una molécula iónica de alta densidad.Incorrecto. Es un líquido volátil apolar/débilmente polar.
  • B) El 1-butanol forma puentes de hidrógeno intermoleculares fuertes gracias al enlace O−HO-H, mientras el etoxietano carece de hidrógenos unidos al oxígeno y no puede asociarse por puentes de hidrógeno entre sí.Correcto. Los éteres carecen de enlaces O−HO-H, por lo que no pueden formar puentes de hidrógeno entre sus propias moléculas, resultando en puntos de ebullición mucho menores que los alcoholes isómeros.
  • C) El 1-butanol posee menor masa molecular que el etoxietano.Incorrecto. Tienen idéntica masa molecular (74 g/mol74\text{ g/mol}) por ser isómeros.
  • D) El etoxietano se descompone espontáneamente en aire libre.Incorrecto. No justifica la diferencia de temperaturas de cambio de fase física.

💡 Explicación

A pesar de poseer idéntica fórmula molecular (C4H10OC_4H_{10}O) y masa atómica, el 1-butanol posee un enlace O−HO-H que le permite actuar como donador y aceptor de puentes de hidrógeno intermoleculares. El etoxietano sólo tiene enlaces C−O−CC-O-C, por lo que sus fuerzas intermoleculares son únicamente dipolo-dipolo débiles, ebullendo a mucha menor temperatura.

Pregunta 17

Bloom: Evaluate

En la síntesis de éteres asimétricos orientada a la industria química, se desea preparar tert-butil metil éter (MTBEMTBE).

¿Cuál de las siguientes combinaciones de reactivos en una síntesis de Williamson garantiza la formación de MTBEMTBE evitando la reacción competitiva de eliminación (E2E2)?

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Respuesta correcta: D) tert-butóxido de potasio ((CH3)3C−O−K+(CH_3)_3C-O^- K^+) + Yodometano (CH3ICH_3I).

  • A) Metóxido de sodio (CH3O−Na+CH_3O^- Na^+) + cloruro de tert-butilo ((CH3)3C−Cl(CH_3)_3C-Cl).Incorrecto. El haluro terciario con una base fuerte sufrirá eliminación E2E2 exclusiva formando isobuteno en lugar del éter.
  • B) Metanol destilado + tert-butanol en medio alcalino suave.Incorrecto. Producirá una mezcla no selectiva de éteres y deshidratación.
  • C) Benceno anhidro + cloruro de acetilo.Incorrecto. Generará una reacción de acilación de Friedel-Crafts.
  • D) tert-butóxido de potasio ((CH3)3C−O−K+(CH_3)_3C-O^- K^+) + Yodometano (CH3ICH_3I).Correcto. Usar un nucleófilo impedido con un haluro de metilo (CH3ICH_3I, no impedido sin hidrógenos β\beta) obliga al mecanismo SN2S_N2 impidiendo la eliminación.

💡 Explicación

En la síntesis de Williamson, si el haluro de alquilo es terciario (como el (CH3)3C−Cl(CH_3)_3C-Cl), la base/nucleófilo sufre eliminación E2E2 formando exclusivamente un alqueno (isobuteno). Para preparar un éter con un grupo terciario, se DEBE usar el alkóxido terciario ((CH3)3C−O−(CH_3)_3C-O^-) reaccionando sobre un haluro de metilo o primario (CH3ICH_3I) que no puede sufrir eliminación.

Pregunta 18

Bloom: Evaluate

Se realiza la nitración aromática del fenol con ácido nítrico diluido (HNO3HNO_3) a temperatura ambiente en Cali. Se obtienen dos productos principales: o-nitrofenol y p-nitrofenol.

¿Por qué el o-nitrofenol es notablemente más volátil y puede separarse del p-nitrofenol por destilación al vapor?

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Respuesta correcta: B) El o-nitrofenol forma un puente de hidrógeno INTRAMOLECULAR que previene la asociación entre sus moléculas, mientras el p-nitrofenol forma puentes de hidrógeno INTERMOLECULARES.

  • A) El o-nitrofenol tiene menor masa molecular que el p-nitrofenol.Incorrecto. Son isómeros posicionales con idéntica masa molar.
  • B) El o-nitrofenol forma un puente de hidrógeno INTRAMOLECULAR que previene la asociación entre sus moléculas, mientras el p-nitrofenol forma puentes de hidrógeno INTERMOLECULARES.Correcto. La proximidad del −OH-OH y el −NO2-NO_2 en posición orto permite un puente de hidrógeno interno que reduce la atracción intermolecular, aumentando la volatilidad.
  • C) El p-nitrofenol es un gas inerte a temperatura ambiente.Incorrecto. El p-nitrofenol es un sólido cristalino.
  • D) El o-nitrofenol destruye las fuerzas de Van der Waals.Incorrecto. Explicación sin fundamento físico-químico.

💡 Explicación

En el o-nitrofenol, los grupos −OH-OH y −NO2-NO_2 están adyacentes y forman un enlace de hidrógeno intramolecular (que "encierra" el grupo hidroxilo dentro de la propia molécula). En el p-nitrofenol, la separación geométrica impide la interacción interna, forzando la formación de puentes de hidrógeno intermoleculares entre distintas moléculas, lo que reduce la volatilidad del isómero para.

Pregunta 19

Bloom: Evaluate

Se trata un éter dialquílico simétrico como el dietil éter (CH3CH2−O−CH2CH3CH_3CH_2-O-CH_2CH_3) con exceso de ácido yodhídrico concentrado (HIHI) en caliente.

¿Cuáles son los productos finales de la ruptura ácida de este éter?

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Respuesta correcta: A) Dos moléculas de yodoetano (2CH3CH2I2 CH_3CH_2I) y una molécula de agua (H2OH_2O).

  • A) Dos moléculas de yodoetano (2CH3CH2I2 CH_3CH_2I) y una molécula de agua (H2OH_2O).Correcto. El HIHI en exceso protona al oxígeno del éter e induce la sustitución nucleofílica del enlace C−OC-O, convirtiendo ambos fragmentos en haluros de alquilo.
  • B) Dos moléculas de etanol y yodo elemental.Incorrecto. Los alcoholes formados inicialmente reaccionan con el exceso de HIHI convirtiéndose en yodoalcanos.
  • C) Eteno, gas metano y dióxido de carbono.Incorrecto. La ruptura ácida de éteres no produce descarboxilación.
  • D) Etano y ácido acético.Incorrecto. No ocurren procesos redox de oxidación a ácidos.

💡 Explicación

Mecanismo de ruptura ácida de éteres con HIHI concentrado en caliente:
1) R−O−R+HI→R−OH+R−IR-O-R + HI \rightarrow R-OH + R-I
2) El alcohol R−OHR-OH generado reacciona con la segunda molécula de HIHI: R−OH+HI→R−I+H2OR-OH + HI \rightarrow R-I + H_2O.
Resultado global: R−O−R+2HI→2R−I+H2OR-O-R + 2 HI \rightarrow 2 R-I + H_2O.

Pregunta 20

Bloom: Evaluate

Se evalúa el reacondicionamiento de un alcohol alílico como el 2-propen-1-ol (CH2=CH−CH2OHCH_2=CH-CH_2OH) en medio ácido.

¿Por qué la reacción de sustitución nucleofílica de alcoholes alílicos con ácidos halhídricos es excepcionalmente rápida?

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Respuesta correcta: A) Porque la protonación del −OH-OH y posterior salida de H2OH_2O forma un carbocatión alílico (CH2=CH−CH2+CH_2=CH-CH_2^+) highly estable por resonancia con el doble enlace adyacente.

  • A) Porque la protonación del −OH-OH y posterior salida de H2OH_2O forma un carbocatión alílico (CH2=CH−CH2+CH_2=CH-CH_2^+) highly estable por resonancia con el doble enlace adyacente.Correcto. La deslocalización de la carga positiva entre los carbonos 1 y 3 por resonancia alílica disminuye la energía de activación.
  • B) Porque el doble enlace C=CC=C absorbe protones del núcleo.Incorrecto. Explicación nuclear ajena a la reactividad alílica.
  • C) Porque el alcohol alílico se convierte espontáneamente en un gas noble.Incorrecto. Sigue siendo un compuesto orgánico insaturado.
  • D) Porque carece de electrones en el enlace C−OC-O.Incorrecto. El enlace C−OC-O es un enlace covalente sp3sp^3 estándar.

💡 Explicación

Los carbocationes alílicos presentan estabilización por resonancia: [CH2=CH−CH2+leftrightarrow+CH2−CH=CH2][CH_2=CH-CH_2^+ leftrightarrow ^+CH_2-CH=CH_2]. Esta deslocalización de la carga positiva reduce drásticamente la energía de activación para la formación del intermediario, haciendo que la velocidad de sustitución nucleofílica SN1S_N1 sea extremadamente elevada.

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