有机化学华东理工大学第二版思考题答案.doc

有机化学 华东理工大学第二版第一章 绪论思考题1-1：请区别下列化合物是无机物还是有机物NaHCO3 金刚石 CaC2 淀粉 棉花淀粉和棉花是有机物思考题1-2 指出下列化合物所含官能团的名称和所属类别：（1）CH3-CH2-NH2 （2）CH3-CH2-SH （3）CH3-CH2-COOH（4）CH3-CH2-CH2-Cl （5）CH3COCH3 （6）C6H5NO2开链化合物：1-5；芳香环类：6官能团：氨基、巯基、羧基、卤素、羰基、硝基思考题1-3 写出下列化合物的Lewis结构式并判断是否符合八隅规则A氨 B水 C乙烷 D乙醇 E硼烷(BH3) 硼烷不符合八隅规则思考题1- 4 比较下列化合物中的C-H与C-C键长A乙烷 B乙烯 C乙炔 C-H键长次序：A B C；C-C键长次序：A B C思考题1-5：请写出下列化合物Lewis结构式，并指出形式电荷甲烷 H3NBH3 H2CNH2+ (CH3)2OBF3 CH3OH2+ 思考题1-6：请写出下列化合物共振共振结构式思考题1-7：请写出下列化合物共振结构式，并比较稳定性大小和主要共振式。思考题1-8：请解释下列异构体沸点差异。分子的形状越是接近球状，表面积越是小，导致分子间作用力减小。思考题1-9：请用确定下列反应中酸碱，并用曲线箭头指示电子转移方向。提示：箭头必须从供体指向受体。 2 烷烃和环烷烃 思考题、习题及答案思考题2-1 用中文系统命名法命名。答案： 3,3,4,5-四甲基-4-乙基庚烷思考题2-2 推测下列两个化合物中哪一个具有较高的熔点？哪一个具有较高的沸点？(1) 2,2,3,3-四甲基丁烷 (2) 2,3-二甲基己烷答案：（1）具有较高熔点。（2）具有较高沸点。思考题2-3 用中文系统命名法命名 （1） （2）答案：（1）4-甲基螺2.4辛烷 （2）1,7,7-三甲基二环2.2.1庚烷思考题2-4 1,2-二甲基环己烷的顺式异构体和反式异构体哪个比较稳定？为什么？答案：反式异构体比较稳定，两个甲基均处于e键。第三章 立体化学部分思考题3-1：请指出下列物品是否有手性鞋子 袜子 手套 眼镜片 螺母 螺丝 蝴蝶的翅膀 水中的漩涡 植物的叶片 龙卷风的眼 银河系的形状上述物质都有手性。思考题3-2：请找出下列分子的对称元素思考题3-3：写出下列化合物Fischer投影式是同一个化合物思考题3-4：命名下列化合物1、(S)-3-甲基-2-乙基环己烯；2、(5R,3E)-4,5-二甲基-3-庚烯；3、(S)-3-苯基-3-氯-2-丁酮；4、(2S,3S)-2,3-己二醇思考题3-5：丁烷进行一卤代反应得到2-溴丁烷，经过分析，这是外消旋混合物。已知碳的游离基是平面构型，你能提出一个合适的反应机理吗？考虑碳游离基是平面结构，与卤素反应时，平面两边都可以接受进攻，导致两种对映异构体同时等概率生成，得到外消旋的产物。思考题3-6：1-丁烯与卤化氢加成时，产物是外消旋的，能解释原因吗？碳正离子是平面型的，机理同上。第四章 烯烃思考题4-1： 下列化合物中没有顺反异构体的是（ ） a b c答案：（b）思考题4-2： 比较下列烯烃与HBr加成的活性大小：( ) a b c答案：(abc)思考题4-3： 下列反应中,哪一个反应涉及到碳正离子中间体，哪一个涉及到碳自由基? 答案：(b),(a,c)思考题4-4： 写出下列化合物稳定性由大到小的排列顺序： （ ）答案：(cba)第五章 炔烃 二烯烃思考题5-1 写出C6H14的炔烃异构体，并用系统命名法命名。答案：思考题5-2 用化学方法鉴别己烷、己烯和己炔。答案：或思考题5-3 判断2-戊炔与下列试剂有无反应，如有反应，写出主要产物的结构式。1.Br2(1mol)2.HCl(1mol)3.H3O+4.AgNO3,NH4OH5.CH3CH2MgBr6.1)B2H6;2)H2O2，OH7.H2/Lindlar Pd8.Na+NH3(l)答案：1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 思考题5-4 完成下列转换。1. 2.3.4. 思考题5-5 用IUPAC规则命名下列化合物答案：(2E,4E)-2,4-己二烯 (2Z,4E)-2,4-己二烯思考题5-6 在分子中存在哪些类型的共轭？答：-共轭，-共轭，-共轭思考题5-7写出下列反应式的主要产物 答案：以1,2-加成产物为主（动力学控制）答案：以1,4-加成产物 为主（热力学控制）思考题5-8 用化学方法鉴别1,5-庚二烯，1,3-庚二烯，1-庚炔答案：第六章 有机化合物的结构解析思考题6-1分别写出CH3Br，CH2Br2这二种化合物的同位素峰的类型及相应的峰强度的比值。答案：CH3Br M:M+2 = 1:1CH2Br2 M:M+2:M+4 = 1:2:1思考题6-2比较甲苯、顺丁二烯、环己烷和乙醇分子离子的稳定性。答案：甲苯 顺丁二烯 环己烷 乙醇思考题6-3当体系的共轭双键增多时，紫外光谱会发生什么变化，解释其原因。答案：随着共轭双键的增长，分子的-共轭增强，减低了*跃迁所需的能量，发色团吸收波长向长波长方向移动，产生红移现象。思考题6-4CH3CN的最低能量跃迁是什么跃迁，请判断CH3CN是否有发色团。 答案：CH3CN分子内最低的能量跃迁是n*，CN基团是发色团。思考题6-5判断2,3-二甲基-2-丁烯是否有双键的红外吸收，解释其原因。答案：2,3-二甲基-2-丁烯是一个对称性很高的分子，没有偶极距的变化，因此没有双键的红外吸收。思考题6-6比较乙酸乙酯，乙酰氯，乙酰胺三个化合物的羰基伸缩振动峰的大小？答案：乙酰氯（1800cm-1） 乙酸乙酯（1735cm-1） 乙酰胺（1690cm-1）第七章 芳烃及非苯芳烃思考题7-1 苯具有什么结构特征? 它与早期的有机化学理论有什么矛盾?答案：苯分子具有高度的不饱和性，其碳氢比相当于同分子量的炔烃，根据早期的有机化学理论，它应具有容易发生加成反应、氧化反应等特性。但事实上，苯是一种高度不饱和却具异常稳定性的化合物。因此，要能够很好地解释这一矛盾是当时有机化学家所面临的重大挑战。知识点：苯的结构特征7-2 早期的有机化学家对苯的芳香性认识与现代有机化学家对苯的芳香性认识有什么不同?答案：早期的有机化学把那些高度不饱和的苯环类结构并具有芳香气味的化合物称为芳香化合物，这些化合物所具有的特性具称为芳香性。随着对事物认识的不断深入，人们已经意识到，除了苯环以外还有一些其他类型的分子结构也具有如苯一样的特别性质。现在仍然迫用芳香性概念，但其内涵已超出了原来的定义范围。现在对芳香性的定义为：化学结构上环状封闭的共轭大键，不易被氧化，也不易发生加成反应，但是容易起亲电反应的性质。知识点：苯的芳香性7-3 关于苯分子的近代结构理论有哪些?其中,由Pauling提出的共振结构理论是如何解释苯分子结构?答案：现代价键理论：苯分子中的六个碳原子都以sp2杂化轨道和相邻的碳和氢原子形成键，此sp2杂化轨道为平面其对称轴夹角为120，此外每个碳原子还有一个和平面垂直的p轨道，六个p轨道相互平行重叠形成了一个闭合共轭体系。 分子轨道理论：基态时，苯分子的六个电子都处在成建轨道上，具有闭壳层电子结构。离域的电子使得所有的C-C键都相同，具有大键的特殊性质因此相比孤立键要稳定得多。 Pauling提出的共振结构理论：苯的每个1，3，5-环己三烯都是一种共振结构体，苯的真实结构是由这些共振结构式叠加而成的共振杂化体。【知识点：苯近代结构理论】7-4 什么是休克尔规则? 如何利用休克尔规则判别有机分子的芳香性?答案：休克尔规则：单环化合物具有同平面的连续离域体系，且其电子数为4n+2,n为大于等于0的整数，就具有芳香性；如果电子数为芳香性，符合4n，为反芳香性，非平面的环状共轭烯烃则为非芳香性。【知识点：休克尔规则】7-5 为什么有些有机分子的电子数符合4n+2规则但却不具备芳香性？答案：有些有机分子如10轮烯，其电子为10，满足4n+2规则，但无芳香性。其原因在该分子内由于空间拥挤，整个分子不共平面影响共轭，故无芳香性。具有芳香性必须是共轭的平面分子。【知识点：休克尔规则应用条件】7-6 什么是亲电取代反应? 为什么苯环上容易发生亲电取代反应而不是亲核取代反应?答案：缺电子或带正电的亲电试剂进攻电子给予体（如苯）所发生的取代反应叫亲电取代反应。由于苯环具有高度离域的大键，苯环上下都被离域的电子所笼罩，因此，苯成为良好的电子给予体，极易与缺电子或带正电荷的原子或基团发生亲电取代反应。 【知识点：苯环亲电取代反应】7-7 什么是傅-克反应？傅-克烷基化反应和傅-克酰基化反应有什么区别？答案：傅克反应即在无水三氯化铝的催化下，芳环上的氢被烷基或酰基取代的反应。在烷基化反应中，易发生分子重排；在酰基化反应中，无分子重排，但由于其反应产物酮会与催化剂三氯化驴发生络合，因此酰基化反应的三氯化铝必须过量。【知识点：傅克反应】 7-8 发生在苯环上的亲电取代反应历程中有哪些过渡态? 如何通过共振结构式解释苯环上发生亲电取代反应时的定位效应？答案:苯环上的亲电取代反应要经历络合物和络合物的中间态。苯环亲电取代中间体的共振式有三种，当含有邻对位定位基时，由共振式可看出只有取代基在邻对位时，此定位基的推电子效应使得与它相邻的碳原子上的正电荷密度降低而变得稳定。相反，含有间位定位基时，其吸电子效应，使邻、对位电子密度下降，相对而言，间位的电子密度要高一些，从而使间位及容易发生亲电取代反应。【知识点：苯环取代定位规则】7-9 为什么萘在低温下发生磺化反应主要产生-萘磺酸而在高温下反应主要产生-萘磺酸?答案：由于磺酸基的体积较大与异环-H会产生空间位阻效应，在低温时，分子内的原子振动程度较低，其位阻效应不明显，有利于在活性大的位生成-萘磺酸，但在高温时，位阻效应起主要作用，此时容易生成-萘磺酸。【知识点：萘的磺化反应】7-10 具有取代基的萘在什么情况下发生同环取代? 在什么情况下发生异环取代?答案：若萘环上的原有取代基是邻对位的活化取代基，由于其对所在环的活化作用，使得第二个取代基发生同环亲电取代。若原有取代基是间位的钝化取代基，则会发生异环取代。【知识点：萘环的取代规则】7-11 为什么奥(草头奥)具有芳香性？请说明在奥分子结构中为什么其中的五元环更容易发生亲电取代反应？其中的七元环更容易发生亲核取代反应？答案：奥分子中有10个电子，符合4n+2规则，具有芳香性。其中，五元环是在5个原子上6个电子形成的大键；其电子云密度大，易发生亲电取代反应，七元环是由7个原子上的6个电子形成的大键，显然，其电子云密度小，更容易发生亲核取代反应。【知识点：噢分子结构】 7-12 为什么10轮烯和14 轮烯虽然符合休克尔规则，但却不具有芳香性？答案：由于环内氢原子之间强烈的排斥作用，使它们不能在同一平面很好地参与共轭。【知识点：轮烯的芳香性】7-13 请用休克尔规则解释呋喃、噻吩、吡咯和吡啶的芳香性。答案：呋喃、噻吩、吡咯由于杂原子上的未共用电子对参与环的共轭体系，有六个电子，符合4n+2规则。 吡啶上的氮原子上的孤对电子没有参与环上的共轭体系，是与苯相似的六电子体系。【知识点：杂环芳香性】7-14 请说明与苯相比为什么五元杂环更容易发生亲电取代反应？答案：五元杂环是由六个电子分布在五个原子上形成的大键，六元环是六个电子分布在六个原子上，相比之下五元环的电子密度要比六元环大，更有利于亲电取代反应。【知识点：五元杂环结构】7-15 为什么吡啶更容易发生亲核取代反应？答案：在吡啶共轭体系中，会有6个电子，满足4n+2规则，具有芳香性。由于氮原子的电负性比碳原子电负性大，因此，氮原子上的电子云密度要高一些，而环上其他碳原子上的电子密度显得小，所以，六元杂环吡啶属于缺电子芳杂环。缺电子芳杂环有利于亲核取代反应。【知识点：六元杂环结构】7-16 虽然吡啶和吡咯都是含氮原子的杂环化合物，但是吡啶的碱性要强得多，为什么？答案：吡咯由于氮原子上的未共用电子对参与环的共轭体系，氮原子上的电子云密度降低，吡啶分子氮原子上的孤对电子没有参与环上的共轭体系，对质子有较强的结合力，故其碱性较强。【知识点：杂环酸碱性】第八章 卤代烃思考题8-1 写出下列化合物的结构（1）3，4-二甲基-1-环戊基-5-氯己烷 （2）（顺）-3，6-二氯环己烯答案思考题8-2 命名下列化合物答案（1）（E）-1-溴-2-丁烯 （2）（S）-1-苯基-1-溴乙烷思考题8-3 如何鉴别苄氯、氯苯和氯代环己烷答案 思考题8-4 比较烯丙基卤化物和正丙基卤化物发生SN或SN2反应的速率大小。答案 对SN反应而言，烯丙基卤化物的反应活性大于正丙基卤化物，因为中间体烯丙基碳正离子的稳定性远大于正丙基碳正离子。对SN2反应而言，烯丙基卤化物的反应活性也高于正丙基卤化物，因为烯丙基卤化物的不饱和键对过渡态有一定的稳定作用。思考题 8-5 写出C2H5OK的乙醇溶液与下列化合物发生E2消除的反应的产物答案 卤代烃的E消除反应主要采用反式消除，同时E消除反应一般也遵守Saytzeff 规则，生成取代基较多的烯烃。在第一个化合物中有两个反式共平面的b-H，两种消除产物，其中遵从Saytzeff 规则的产物为主；而第二个化合物只有一个反式共平面的第九章 醇酚醚思考题9-1 你如何用简单的化学方法区别下列每对化合物，说明每个化合物你观察到什么现象。a. 异丙醇、叔丁醇和乙醇 b.苄醇、环己醇和1-己醇答案：a. 用卢卡斯试剂，异丙醇片刻出现浑浊，叔丁醇立即出现浑浊，乙醇加热出现浑浊。b. 用卢卡斯试剂，苄醇立即出现浑浊，环己醇片刻出现浑浊，正己醇加热出现浑浊。 思考题9-2 你怎样将反-4-乙基环己醇转化成：a. 反-1-氯-4-乙基环己烷 b. 顺-1-氯-4-乙基环己烷答案： 思考题9-3 写出下列反应的主要产物。a. 对甲苯磺酸异丁酯 + 碘化钠b. (R)-对甲苯磺酸-2-己酯 + NaCNc. 对甲苯磺酸正丁酯 + 答案： 思考题9-4 推测下列醇在硫酸催化下脱水反应的主要产物。a. 1-甲基环己醇b. 新戊醇c. 1-戊醇答案： 思考题9-5 写出最适合实验室中合成下列化合物的方法。a. 1-丁醇 丁醛b. 1-丁醇 丁酸c. 2-丁烯-1-醇 2-丁烯醛答案： 思考题9-6 写出下列反应的机理。答案： 思考题9-7 完成下列转化（无极试剂和小于C4的有机物任选）。a. 由乙醇合成丙醇和丁醇。b. 氯苯合成二苯甲醇。答案： 思考题9-8 推测下列化合物与NaBH4 及LiAlH4反应的产物。答案： 思考题9-9 比较下列酚类化合物的酸性大小，并加以解释。答案：思考题9-10 叔丁基丙基醚能用丙醇钠和叔丁基溴来合成吗？为什么？请你提出叔丁基丙基醚的一个较好的合成方法。答案：第十章 醛酮思考题10-1. 利用什么波谱分析法可以区别化合物PhCH=CHCH2OH和PhCH=CHCHO，简述原因。答案：可用红外光谱鉴别，原因：前者OH在32003500cm-1处有强而宽的吸收峰；后者CHO的羰基在1700 cm-1处有一强吸收峰，在2720 cm-1处有两个弱而特征的吸收峰。思考题10-2. 下述化合物与饱和NaHSO3反应速度大小进行次序，并解释原因。答案： abc。醛酮与NaHSO3反应为亲核加成，醛的反应速度大于酮，此外，减少了羰基碳的正电性，减慢了亲核加成速度。思考题10-3. 写出下面反应的机理：答案： 思考题10-4. 完成下列反应，写出主要产物：答案： 思考题10-5. 完成下列反应，写出主要产物：(i) (ii) (iii) (iv) 答案： 思考题10-6. 答案： 思考题10-7. 乙酸中也含有CH3CO基团，但不发生碘仿反应，为什么？ 答案：乙酸在NaOI条件下，形成CH3COO-，氧负离子与羰基共轭，电子均匀化的结果，降低了羰基碳的正电性，因此a氢活泼性降低，不能发生碘仿反应。思考题10-8. 前面学过的哪一类化合物也会与银氨络离子反应？该反应与本章中醛与银氨络离子的反应有什么不同？答案：炔烃。炔烃与银氨络离子反应生成炔银，醛与银氨络离子反应，醛被氧化为羧酸，银氨络离子被还原为金属银。答案：(i) (ii) 思考题10-10. 完成下列反应，写出主要产物，并指出此反应是亲核加成还是亲电加成，1,2-加成还是1,4-加成。第十一章 羧酸及其衍生物思考题11-1 命名或写出结构式(1) (2) R-2-氨基-4-羟基丁酸答案：(1) (E)-2-甲基-2-戊烯酸 (2) 思考题11-2 比较下列化合物的酸性强弱答案：羧酸上取代基的电子效应对酸性的影响：思考题11-3 完成下列反应答案：己二酸在碱性条件下脱酸，并脱水，生成环酮 思考题11-4 完成下列反应答案：LiAlH4为强还原剂，可还原羰基、羧基为伯醇，不还原碳碳不饱和键，产物为思考题11-5 完成下列反应答案：酚羟基较难酯化，产物为 思考题11-6 实现下列转变答案：格式试剂与CO2合成羧酸，须保护羰基。思考题11-7 完成下列反应(1) (2) (3) (4) 答案：(1) 脱羧 (2)-羟基酸两分子间脱水 (3) -羟基酸分子内脱水 (4) -羟基酸分子内脱水成内酯 思考题11-8 完成下列转变 答案： -卤代酸的水解 思考题11-9 写出反应的产物答案： 发生酸催化下的AAC2反应，产物 思考题11-10 写出反应产物答案：酰卤的醇解反应，产物 思考题11-11 怎样由酰氯与胺反应制备 N-甲基丙酰胺答案：为酰氯的氨解反应: 思考题11-12 采用何种酯与何种格式试剂合成 答案：产物为含两相同烃基的叔醇，相同烃基来自于格式试剂，原料为：思考题11-13 下列哪个酯能发生Claisen缩合反应？请解释。 (a) (b) (c) 答案：仅有(c)能缩合，有活泼-H。思考题11-14 环酯，例丁内酯，用LiAlH4还原，用H3O+处理，得到什么产物？答案：酯被还原成两部分醇，环酯开环得二元醇： 思考题