有机化学(高占先)习题答案

.第一章绪论1-1简单说明以下术语(1)有机化合物(2)键合能、键的解离能(3)键长(4)极性键(5)键(6)键(7)活性中间体(8)求电子试剂(9)求电子试剂(10 )路易斯碱(11 )溶剂化作用(12 )诱导效果(13 )动力学控制反应(14 )热力学控制反应a:(1)有机化合物烃及其衍生物(2)键能：原子形成共价键放出的能量，或者共价键被分割成两个原子吸收的能量被称为键能。键的解离能：共价键被分割成两个原子吸收的能称为键能。 以二原子分子AB为例，把气态的AB分解成气态的a和b原子所需的能量称为a-b键的解离能。请注意，多原子分子的结合能和结合的解离能不同。 分子中多个同型键的解离能的平均值为键能E(kJ.mol-1 )。(3)键长：形成共价键的两个原子核之间的距离称为键长。(4)极性键：的两个不同原子构成的共价键，因为两个原子的电负性不同，键电子云非对称地分布在两个原子核周围，在电负性大的原子中，一个电子云的密度大，一个电子云的密度小，部分具有正电荷的性质，该键具有极性共享(5) 键：原子轨道在沿着轨道对称轴的方向上重叠时，产生分子轨道，形成的键称为键。(6) 键：原子轨道的侧面重叠时产生分子轨道，形成的键称为键。(7)活性中间体：通常指高活性物质，反应中只存在“短寿命”的中间种，碳正离子、碳负离子等的分离很困难。(8)亲电子试剂：在反应过程中，试剂从有机化合物中反应的原子中得到电子对，与其形成化学键时，该试剂称为亲电子试剂。(9)亲核试剂：在反应过程中，试剂将电子对赋予与有机化合物反应的原子，并与其形成化学键时，该试剂称为亲核试剂。(10 )路易斯碱：可以提供电子对的种子称为路易斯碱。(11 )溶剂化作用：溶液中溶质被溶剂分子包围的现象称为溶剂化作用。(12 )感应效果：把由极性键的感应作用产生的沿该价键链传递的电子对偏移(非极性键成为极性键)效果称为感应效果。 分为静态诱导效果和动态诱导效果。(13 )动力学控制反应：在有机反应中，当某种反应物能向多种生成物的方向转换时，在反应达不到平衡之前，利用反应的快速特征来控制生成物的组成比率叫做动力学控制或速度控制。(14 )热力学控制反应：在有机反应中，当某种反应物能向多种生成物的方向转换时，在反应达到平衡之前通过达到平衡来控制生成物的组成比率，称为热力学控制或平衡控制。简述处理1-2化学键的价键法、分子轨道法和谐振论。a :价键法的要点：价键的形成可以看作是原子轨道的重叠和电子对的结果。 因为具有两个原子没有结合的电子，自旋的方向相反的话，可以成对，也就是说原子轨道重叠形成共价键的重叠部分越大，形成的共价键越牢固，所以尽量使原子轨道接近某个方向，最大的重叠(共价键的方向性) 必须达到的一个原子的未完成电子已经成对的话，就不能和其他原子的未完成电子成对(共价键的饱和性)。 能量近的原子轨道可以混合化，构成能量相等的混合轨道，结合能力更强，体系能量降低，结合后成为最稳定的分子状态。分子轨道法的要点：分子中的原子以一定的方法结合形成分子轨道，分子中的电子分布在分子轨道上，分子轨道由构成分子的原子轨道的线性结合得到的分子轨道的数量与构成分子轨道的原子轨道的数量相等，各分子轨道中只有两个自旋方向相反的电子共振理论的要点：电子离域系的分子、离子和自由基不能用一个古典结构清楚地表现，但是有必要用几个可能的原子核的位置不变，只电子对配置变化的古典结构来表现(即共振结构和极限结构)，实际的分子、离子和自由基是共振混合体的各个共振结构不是实际的分子、离子或自由基的结构，只能表示理论或纸面上的结构的一个电子离域系统所写的共振结构的数量越多，该系统对于稳定的各个共振结构对共振混合体的贡献就越不均等，稳定的共振结构对共振混合体的贡献越大， 相同谐振结构对谐振混合体的贡献相等的谐振混合体的能量比任何谐振结构的能量都低。1-3写下述化合物的短结构式。 如果有孤独对电子对，请用黑点表示。1-4混合动力对密钥的稳定有什么影响？ 按能量增加的顺序排列s、p、sp1、sp2、sp3的轨道。 画出轨道的形状。a :混合可以使其轨道的重叠更好，即在增强结合能力的同时，提供更大的结合角，减少电子对之间的排斥，降低体系能，在结合后可以实现最稳定的分子状态。原子轨道中s的特征越多，能量越低。 因此，能量的增加顺序为ssp1sp2sp3 p。s p sp sp2 sp3判断1-5次线的原子的杂货状态(1)sp2、(2)sp、(3)sp、(4)sp3、(5)sp、(6)sp。1-6以下的化合物中，哪个分子含有极性键？ 什么是极性分子？ 用“”表示极性分子中偶极矩的方向。a:(2)以外的分子含有极性键。 (2)和(3)是无极性分子，其馀都是极性分子。 分子中偶极矩的方向如下图所示，绿色箭头表示各分子的偶极矩的方向。说明1-7次现象。(1)CO2分子中的c是sp杂化，此分子为直线型分子，两个C=O键力矩抵消，分子偶极矩为零，无极性分子，而SO2分子中s为sp2杂化，分子为折线型，两个s-o键力矩不抵消，极性分子(2)在NH3中，3个n-h键的偶极子朝向n，除了电子对的作用外，另一方面，在NF3中，n-f键的偶极子的朝向f具有与n上的对电子的作用相反地抵消的倾向。(3)Cl和f是同族元素，原子的共享半径Cl大于f，电负性f大于Cl。 耦合的偶极矩为=qd，q为正电荷中心或负电荷中心上的电荷量，d为距正电荷中心的距离。 虽然HCl耦合长度比HF长，但在f中心的电荷量比在cl中的电荷量大，总的结果是，HF的偶极矩比HCl大。 耦合长度HCl长，偶极矩h-f大。1-8将下述各化合物中指定的键的键长从长度排列到短，说明理由。a:(1)乙烷、乙烯到乙炔、碳原子的混合状态从sp3到sp2sp、s成分提高，吸电能力增强，属于碳氢键，但键长缩短。(2)键长的顺序是c-ic-brc-clc-f。 由于卤素原子核外的电子层数为IBrClF，即范德华半径为IBrClF，因此该原子的共享半径为IBrClF。(3)碳键的键长为乙烷乙烯乙炔。 碳的混合状态从sp3到sp2，其共价键分别为单键、双键、三键，碳之间的力为乙烷乙烯ACB (2)ABDC1-10下一种是哪一种？ (1)亲核剂、(2)亲电剂、(3)亲核剂和亲电剂答案(1)求核剂： Cl-、H2O、CH3OH、CH2=CH2、HCHO、CH3CN、-CH3；(2)亲电试剂： h、AlCl3、Br、Fe3、NO2、HCHO、CH3CN、CH3、ZnCl2、Ag、BF3；(3)既是求核剂又是求电剂： HCHO、CH3CN；(4)两者都不一样： CH4。根据1-11质子酸碱理论，下面的化合物是酸还是碱？酸和碱是什么？酸： NH3、HS-、HBr、H2O、NH4、HCO3-；碱： NH3，CN-，HS-，H2O，HCO3-；既是酸也是碱： NH3、HS-、H2O、HCO3-。根据1-12路易斯酸碱理论，以下的反应中，哪个反应物是酸，哪个反应物是碱？(1) H2O为酸，CN-为碱； (2)BF3是酸，HCHO是碱(3)H2O是酸，CH3NH2是碱(4)Cu2是酸，NH3是碱(5)AlCl3是酸，COCl2是碱(6)I2是酸，I-是碱。1-13次溶剂中，属于极性质子溶剂的是哪种溶剂？极性非质子溶剂是什么？无极性溶剂是什么？a :极性质子溶剂： (5)、(6)极性非质子溶剂： (1)、(4)、(7)、(8)无极性溶剂： (2)、(3)。1-14矿物油(相对分子量大的饱和烃的混合物)虽然不溶于水和乙醇，但是不溶于正丁烷。 试着说明一下。a :矿物油是非极性分子，根据“相似相溶”的原则，可溶于非极性的正丁烷，不可溶于极性的水和乙醇(在水和乙醇之间形成氢键，分子间的引力非常强，矿物油分子克服这个氢键和乙醇和水的相互渗透而溶解通过溶剂化作用比较了1-15氯化钠在水中的溶解方式和在二甲基亚砜中的溶解方式。a :氯化钠溶解于水中后，结构单元为溶解于水中的Na和Cl-，即氯化钠对两个离子被质子溶剂的水分子包围的二甲基亚砜的溶解度比水中小，Na和cl分别被作为非质子性极性溶剂的二甲基亚砜分子包围具有离子偶极子作用。1-16常温下不会发生甲烷和碘的一置换反应，请说明原因。a :反应焓h=(427151)(222297)=59kj.mol-1是吸热反应，反应物与生成物结构相似，的影响小。 G和H都大于零，没有反应。 更主要的原因是，由于碘化反应的活性能量大(比氯化和溴化大)，同时生成的HI是强还原剂，因此甲烷很难直接碘化来制造碘化甲烷。1-17乙醇和二甲醚，哪个焓低？乙醇的焓=5414.2347.3359.8464.4=3242.5 kj.mol-1二甲醚的焓=6c-h2c-o=6414.22359.8=3204.8 kj.mol-1二甲醚的焓稍微低一点.1-18如果以下物质含有共轭酸和共轭碱，请分别写下来。a:(1)有共轭酸和共轭碱，共轭酸为CH3NH3，共轭碱为CH3NH2-；(2)共轭酸为CH3OH；(3)即使有共轭酸也有共轭碱，共轭酸为CH3CH2OH2，共轭碱为CH3CH2O-；(4)共轭酸为H2(5)共轭酸为CH4(6)共轭碱为CH3CH2，共轭碱为CH2=CH-。1-19将下列种子从碱性、强度向弱度排列。a :参照书的表1-9，CH3CH2-H2N-HCC-CH3O-OH-。1-20次极限式中，为什么哪个式错了？a:(1)中c是错的。 因为这个公式改变了原子核的相对位置。(2)中的c因为该式中的单电子数变化了(a、b式中的单电子数为1，c中为3 )，所以是错误的(3)中c和d是错的。 c式的2个n原子的外层价电子数不是8 (6和10 )，而是因为d式的中间n原子的外层价电子数也不满足八角体的要求。第二章分类和命名2-1用系统命名法命名为以下的烷烃。(1) 2，2，5 -三甲基己烷； (2) 3，6 -二甲基-4-正丙基辛烷； (3)4-甲基-5-异丙基辛烷；(4)2-甲基-3-乙基庚烷； (5)5-丙基-6-异丙基十二烷；(6) 3，3 -二甲基-4-乙基-5- (1，2 -二甲基丙基)壬烷； (7)4-异丙基-5-正丁基癸烷；(8) 3，6，6 -三甲基-4-正丙基壬烷。2-2次不饱和烃用系统名法命名。(1)4-甲基-2-戊烷； (2) 2，3 -二甲基-1-戊烯-4-乙炔； (3)1-乙烯-5-乙炔；(4)3-异丁基-4-己烯-1-乙炔； (5)3-甲基- 2，4 -七二烯； (6) 2，3 -二烯；(7)2-甲基- 2，4，6 -八三烯； (8)4-甲基-1-己烯-5-乙炔； (9)亚甲基环戊烷；(10 ) 2，4 -二甲基-1-戊烯； (11)3-甲基-4-(2-甲基环基)-1-丁烯。用2-3系统命名法命名为以下化合物。(1)3-甲基环戊烯； (2)环丙基乙烯； (3) 4，4 -二氯- 1，1 -二溴吡咯2.4庚烷；(4)3-烯丙基环戊烯； (5)1-甲基-3-环丙烷环戊烷； (6) 3，5 -二甲基环为乙烯(7)螺杆4.5-1，6 -癸二烯； (8)1-甲基螺环3.5-5-壬烯； (9)2-甲基-1-环丁基戊烷；(10 ) 2，2 -二甲基-1-环丁基二环2.2.2辛烷； (11 ) 5，7，7 -三甲基二环2.2.1-2-庚烯；(12 )二环4.2.0-7-辛烯； (13)1-甲基-4-乙基二环3.1.0己烷。写2-4次化合物的结构式。(1) 3-甲基环己烯(2) 3，5，5 -三甲基环己烯(3)双环2.2.1庚烷(4)双环4.1.0庚烷(5)二环2.2.1-2-庚烯(6)二环3.2.0-2-庚烯(7)螺3.4辛烷(8)螺旋4.5-6癸烯(9) 2-甲基双环3.2.1-6-辛烯(10 ) 7，7 -二甲基双环2.2.1-2，5 -七二烯用2-5系统命名法命名为以下化合物。(1) 3，3 -二甲基-2-苯基戊烷； (2) 1，3，5 -三甲基-2-异丙基苯(或2，4，6 -三甲基异丙苯) (3)1-苯(基)丙烯； (4)二苯基乙炔； (5)1-甲基蒽； (6)2-环丙基萘