有机化学 高等学校教材 孔祥文 化学工业出版社 第2章习题和解答.doc

第二章 习题解1. 写出C6H14的所有同分异构体的构造式。指出其中含有一级碳原子最多、二级碳原子最少（不能为0）和没有三级碳原子的同分异构体。解：含有一级碳原子最多、二级碳原子最少（不能为0）和没有三级碳原子的同分异构体是：2. 用系统命名法命名下列化合物。解：(1) 2,3,5,5四甲基庚烷 (2) 2,2,4,5四甲基4乙基己烷 (3) 2,5二甲基3,4二乙基己烷 (4) 4丙基6异丙基壬烷3. 写出下列化合物的构造式。（1）2,2,3,3 四甲基戊烷 (2) 2 甲基3乙基庚烷(3) 2,4二甲基3乙基己烷 (4) 2,3,4三甲基3乙基戊烷解：4. 不参看物理常数表，按从高到低的顺序排列下列化合物的沸点。（1）正庚烷 （2）正己烷（3）2甲基戊烷 （4）2,2二甲基丁烷 （5）正癸烷解：沸点：（5）（1）（2）（3）（4）烷烃的沸点随碳原子数的增加而生高，在碳原子数相同的情况下，沸点随支链的增加而下降。5. 比较下列各组化合物的熔点高低，并说明理由。（1）正戊烷、异戊烷和新戊烷 （2）正辛烷和2,2,3,3四甲基丁烷解：（1）新戊烷正戊烷异戊烷。 这三种烷烃的分子量相同，它们的熔点主要受分子在固体晶格中的排列顺序影响，分子的对称性高，排列比较紧密，分子间引力大，熔点高，上述三种烷烃，新戊烷的对称性最好，正戊烷次之，异戊烷的对称性最差，所以，熔点的高低顺序是新戊烷正戊烷异戊烷。（2）2,2,3,3四甲基丁烷正辛烷。 因为前者的对称性较后者好。6. 将下列化合物的结构形式改写成立体透视式(或锯架式)、纽曼投影式，并用纽曼投影式表示其优势构象。 解：7. 沿C2C3键轴旋转，画出2,3二甲基丁烷的典型构象式(用纽曼投影式表示)，并指出哪一个是最稳定构象。解：最稳定构象8. 排列下列自由基的稳定性。 (3) (4) 解：（4） (3) (2) (1)9. 在下列反应中，选用Cl2或Br2哪一种卤化剂比较合适，为什么？解：(1) 选择Br2为卤化剂，因为反应物中，存在三种氢：1H，2H，3H，反应要求3H被取代，所以需要使用选择性高的卤化剂，由于Br2的活性比Cl2差，所以其选择性好，而氢的活性为3H 2H 1H。（2）选择Cl2为卤化剂，因为反应物中只有一种氢，不存在选择性问题，而Cl2的活性比Br2高，反应速率快。10. 解释下列反应得出两个产物的原因，估计哪一个产物较多？解：由于反应过程中生成的自由基中间体：的稳定性相当，所以会有两种产物。但这两种仲氢的数目不同，2，4号碳上的四个氢相当，3号碳上的两个氢相当，在活性相当的情况下，产物的产率由相同氢的几率因素决定。所以11. 某烷烃A，分子式为C6H14，氯化时可以得到两种一氯化物。试推出烷烃A的结构。解：A氯化时，可以得到两种一氯化产物，说明A有两种不同类型的氢可被取代。所以A的结构为：12. 解释下列实验事实： （1）在室温下和黑暗中，甲烷和氯气可以长期保存而不起反应。 （2）在黑暗中将甲烷和氯气的混合物加热到250以上，可以得到氯化产物。 （3）先用光照射氯气，然后在黑暗中迅速与甲烷混合，可以得到氯化产物。 （4）将氯气用光照射后，在黑暗中放一段时间再与甲烷混合，不发生氯化反应。 （5）先将甲烷用光照射，然后在黑暗中与氯气混合，不发生氯化反应。解：（1）甲烷与氯气的反应属于自由基反应，在室温下和黑暗中，甲烷和氯气都不能产生自由基，所以可以长期保存而不起反应。（2）加热也能提供能量，使氯分子均裂产生氯自由基，只要产生了氯自由基就可以与甲烷之间发生链传递反应，从而得到氯化产物。（3）氯气在光照下产生的氯自由基，在黑暗中还没来得及自相结合，就与甲烷混合，由于体系中有氯自由基存在，所以氯化反应能进行，得到氯化产物。（4）氯气在光照下产生的氯自由基，在黑暗中放置一段时间后，氯自由基相互结合生成了氯气分子，这时再与甲烷混合，因为没有氯自由基存在，所以不发生反应。（5）甲烷的CH键解离能较大，用光照射不能产生自由基；在黑暗中氯气分子也不能产生自由基，故两者混合不发生氯化反应。13. 写出下列反应的反应机理解：（1）链引发： （2）链增长： (3) 链终止： 14. 试分析在甲烷氯代反应中生成极少量的氯乙烷的原因。解：在甲烷与氯的反应过程中，产生的CH3与CH3相遇形成了少量的CH3CH3，CH3CH3与Cl作用形成CH3CH2，CH3CH2再与Cl2反应生成CH3CH2Cl。15. 在甲烷氯代反应历程中，为什么：（1）链引发是Cl2而不是CH4发生均裂?(2) 链传递不可能为：依次重复。解：（1）因为ClCl键的解离能是242.4 kJmol-1，CH3H键的解离能是 434.7 kJmol-1 ，前者较后者低得多，所以Cl2在光照或加热时更容易均裂。（2）因为Cl + CH4 CH3Cl + H 的rHm= 351.1（ 434.7 ) = 83.6 (kJmol-1)说明该步反应的活化能至少在83.6 kJmol-1。