有机化学答案(2-6章)

1、页眉有机化学答案第二章饱和烃习题 (P60)(一) 用系统命名法命名下列各化合物，并指出这些化合物中的伯、仲、叔、季碳原子。(1) 1 2 3 4 5 6 73-甲基 -3- 乙基庚烷21(3)43652,5-二甲基 -3,4-二乙基己烷(2)234152,3-二甲基 -3-乙基戊烷86795(4)1014231,1-二甲基 -4- 异丙基环癸烷1(5)(6)4乙基环丙烷101239(7)865471,7-二甲基 -4- 异丙基双环 4.4.0 癸烷145(9)2367232-环丙基丁烷651(8)427CH38932-甲基螺 3.5 壬烷(10) (CH3)3CCH 25-异丁基螺 2.4

2、庚烷(11)H3C(12)新戊基CH3CH2CH2CH2CHCH31 / 46页眉2-甲基环丙基2-己基or(1-甲基 )戊基(二 ) 写出相当于下列名称的各化合物的构造式， 如其名称与系统命名原则不符，予以改正。(1) 2,3- 二甲基 -2-乙基丁烷(2) 1,5,5- 三甲基 -3-乙基己烷(3) 2- 叔丁基 -4,5-二甲基己烷CH3 CH3CH3CH 3C(CH3)3CH3CH3C CHCH3CH2CH2CHCH 2C CH 3CH3 CCH2CHCHCH 3CH2CH3C2H5CH 3CH32,3,3-三甲基戊烷2,2-二甲基 -4-乙基庚烷2,2,3,5,6-五甲基庚烷(4)

3、甲基乙基异丙基甲烷(5)丁基环丙烷(6) 1- 丁基 -3-甲基环己烷CH3CH3CH2CH2CH 2CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2 CHCHCH3CH32,3-二甲基戊烷1-环丙基丁烷1-甲基 -3-丁基环己烷(三 ) 以 C2 与 C3 的键为旋转轴，试分别画出 2,3-二甲基丁烷和2,2,3,3-四甲基丁烷的典型构象式，并指出哪一个为其最稳定的构象式。解： 2,3-二甲基丁烷的典型构象式共有四种：CH3HHHCH3HCH3CH3HCH3HCH3H3 CCH 3CH3CH3CH3CH3( I ) (最稳定构象 )( II )( III )CH3HCH 3H 3CHCH 3CH

4、3HCH 3HCH 3H 3C CH3CH 3HH CH 3CH 3( IV )(最不稳定构象 )( III )( II )2,2,3,3-四甲基丁烷的典型构象式共有两种：CH3CH3CH3H3CCH3CH3CH3H3CCH3H3C CH3CH3( I )(最稳定构象 )( II )2 / 46页眉(四 ) 将下列的投影式改为透视式，透视式改为投影式。CH 3HClHCl(1)H 3CCH 3HClClCH 3HCH3CH3CH3HHCl(2)HClCH3HClClCH3ClH3CClClCH3H(3)H3CClHHHCH3H3 CCH3(4)HBrCH3HBrHHBrBrCH3CH 3(5)

5、BrHHBrBrHBrHCH3CH 3(五 ) 用透视式可以画出三种CH 3- CFCl 2 的交叉式构象：HHHHHHFHClHClHClClClFFCl它们是不是 CH 3- CFCl 2 的三种不同的构象式？用 Newman 投影式表示并验证所得结论是否正确。解：它们是 CH3- CFCl2 的同一种构象 交叉式构象 !从下列 Newman 投影式可以看出：FClClHHHHHHClClClFFClHHH(I)(II)(II)3 / 46页眉将(I) 整体按顺时针方向旋转 60o 可得到 (II) ，旋转 120o 可得到 (III) 。同理，将 (II) 整体旋转也可得到 (I) 、(

6、III) ，将 (III) 整体旋转也可得到 (I) 、 (II) 。(六) 试指出下列化合物中，哪些所代表的是相同的化合物而只是构象表示式之不同，哪些是不同的化合物。HCH3CClCH CH3CH 3Cl(3)(1)CH3CH3(2)HHCH(CH 3)2CH3CH 3CH 3CH 3ClHCH3CH3HHH3CH(5)H(6)(4)HCH3ClCH3CCl(CH 3)2CH3CH3CH 3ClHCH3解：、是同一化合物：2,3- 二甲基 -2- 氯丁烷；是另一种化合物：2,2- 二甲基 -3- 氯丁烷。(七) 如果将船型和椅型均考虑在环己烷的构象中，试问甲基环己烷有几个构象异构体？其中哪一

7、个最稳定？哪一个最不稳定？为什么？解：按照题意，甲基环己烷共有6 个构象异构体：CH 3CH 3H CH3H(A)(B)(C)HCH3CH3HHCH 3(D)(E)(F)其中最稳定的是 (A) 。因为 (A) 为椅式构象，且甲基在e 键取代，使所有原子或原子团都处于交叉式构象；最不稳定的是 (C)。除了船底碳之间具有重叠式构象外，两个船头碳上的甲基与氢也具有较大的非键张力。4 / 46页眉(八 ) 不参阅物理常数表，试推测下列化合物沸点高低的一般顺序。(1)(A)正庚烷(B) 正己烷(C) 2- 甲基戊烷(D)2,2-二甲基丁烷(E) 正癸烷解：沸点由高到低的顺序是：正癸烷正庚烷正己烷2-甲基

8、戊烷 2,2-二甲基丁烷(2)(A)丙烷(B) 环丙烷(C) 正丁烷(D) 环丁烷(E) 环戊烷(F) 环己烷(G) 正己烷(H) 正戊烷解：沸点由高到低的顺序是：F G EH D C B A(3)(A) 甲基环戊烷(B) 甲基环己烷(C) 环己烷(D) 环庚烷解：沸点由高到低的顺序是：D B C A(九 ) 已知烷烃的分子式为 C5H 12，根据氯化反应产物的不同， 试推测各烷烃的构造，并写出其构造式。(1)一元氯代产物只能有一种(2) 一元氯代产物可以有三种(3)一元氯代产物可以有四种(4) 二元氯代产物只可能有两种CH 3解： (1)CH3 C CH 3 (2) CH 3CH2CH2CH

9、2CH3 CH 3CH3CHCH 2CH3CH 3(4)CH3 CCH 3(3)CH3CH 3(十 ) 已知环烷烃的分子式为 C H，根据氯化反应产物的不同， 试推测各环烷烃510的构造式。(1) 一元氯代产物只有一种(2)一元氯代产物可以有三种解：(1)(2)CH 3CH 3(十一 ) 等物质的量的乙烷和新戊烷的混合物与少量的氯反应，得到的乙基氯和新戊基氯的摩尔比是 12. 3。试比较乙烷和新戊烷中伯氢的相当活性。解：设乙烷中伯氢的活性为1，新戊烷中伯氢的活性为x，则有：12.36 12xx 1.15 新戊烷中伯氢的活性是乙烷中伯氢活性的1.15 倍。5 / 46页眉(十二 ) 在光照下，

10、2,2,4-三甲基戊烷分别与氯和溴进行一取代反应，其最多的一取代物分别是哪一种？通过这一结果说明什么问题？并根据这一结果预测异丁烷一氟代的主要产物。CH3CH3解： 2,2,4-三甲基戊 的构造式 ：CH3CCH2CHCH3CH3CH3CH3氯 代 时 最 多 的 一 氯 代 物 为 BrCH 2CCH2CHCH3 ； 溴 代 时 最 多 的 一 溴 代 物 为CH3CH3 CH3CH3CCH2CCH3CH3Br 一 果 明自由基溴代的 性高于 代。 即溴代 ， 物主要取决于 原子的活性；而 代 ，既与 原子的活性有关，也与各种 原子的个数有关。根据 一 果 ，异丁 一氟代的主要 物 ：FCH

11、2CH2CH3(十三 ) 将下列的自由基按稳定性大小排列成序。 CH 3 CH 3CHCH 2CH 2 CH 3CCH 2CH 3 CH 3CHCHCH 3CH 3CH3CH 3解：自由基的 定性 序 ：(十四 ) 在光照下，甲基环戊烷与溴发生一溴化反应，写出一溴代的主要产物及其反应机理。解：BrBrCH3 + Br2hCH3 +CH3 +CH2Br+ BrCH3主要产物反 机理：引 ：h2 BrBr 2增 ：CH3+ BrCH 3BrCH3+ Br 2+ BrCH 3 6 / 46页眉Br 止：CH3 + BrCH 3Br + BrBr 2CH 3 CH 32CH 3(十五 ) 在光照下，烷

12、烃与二氧化硫和氯气反应，烷烃分子中的氢原子被氯磺酰基取代，生成烷基磺酰氯：R H + SO2 + Cl2光R SO Cl + HCl常 温2此反应称为氯磺酰化反应，亦称 Reed 反应。工业上常用此反应由高级烷烃生产烷基磺酰氯和烷基磺酸钠 (R- SO2ONa)( 它们都是合成洗涤剂的原料 )。此反应与烷烃氯化反应相似，也是按自由基取代机理进行的。试参考烷烃卤化的反应机理，写出烷烃 (用 R- H 表示 )氯磺酰化的反应机理。解：引 ： Cl 2光2 Cl增 ： RH + ClR + HClR+SO 2RSO2RSO2+ Cl 2RSO2Cl + Cl 止： RSO2 + ClRSO2ClR

13、+ ClRClCl+ClCl2R + RR R 第三章不饱和烃习题 (P112)(一 ) 用系统命名法命名下列各化合物：234(2) 称甲基异丙基乙 CH3CH2CCHCH 3(1)123451 CH2 CH3CH 3CH=CHCH(CH 3)23-甲基 -2-乙基 -1- 丁 4-甲基 -2-戊 7 / 46页眉3216543 2 1CH3CHCH2CHC CH(3) (CH ) CHCCC(CH )(4)3 23 3CH3 CH=CHCH 34562,2,5- 三甲基 -3-己炔3-异丁基 -4- 己烯 -1-炔(二 ) 用 Z,E- 标记法命名下列各化合物：ClCH3FCH3(1) C=

14、C(2) C=CCH3ClClCH2CH3(E)-2,3- 二氯 -2-丁烯(Z)- 2- 甲基 -1-氟 -1-氯 -1-丁烯FBrHCH2CH2CH 3(3) C=C(4) C=CClICH3CH(CH 3)2(Z)-1- 氟 -1-氯 -2- 溴 -2-碘乙烯(Z)-3- 异基 -2-己烯(三 ) 写出下列化合物的构造式，检查其命名是否正确，如有错误予以改正，并写出正确的系统名称。(1)顺 -2- 甲基 -3-戊烯(2)反 -1- 丁烯CH31CH3CH 3 2CH3CH2=CHCH2CH354C=CHH顺 -4-甲基 -3- 戊烯1-丁烯 (无顺反异构 )(3)1-溴异丁烯(4)(E)

15、-3- 乙基 -3- 戊烯CH3CH2CH3CH 3C=CHBrCH3CH2C=CHCH3321543212-甲基 -1-溴丙烯3-乙基 -2- 戊烯(无顺反异构 )(四 ) 完成下列反应式：解：红色括号中为各小题所要求填充的内容。CH3CH3(1) CH3CH 2C=CH2+HClCH3CH2CCH3Cl8 / 46页眉(2)CF CH=CH2+ HClCF3CH 2 CH2Cl3NaCl(3) (CH3)2C=CH2 + Br2水溶液(CH3)2CCH2Br + (CH3)2CCH2Cl + (CH 3)2CCH2OHBrBrBrbaBr - or Cl-解释：or H O(CH3)2C

16、CH22a 方式空间障碍小，产物占优Br(4) CH3CH2CCH(1) 1/2(BH 3)2HOHCH3CH2CH 2CHO(2) H O, OH-CH3CH2CCH22(硼氢化反应的特点：顺加、反马、不重排)OHCl(5)CH 3+ Cl 2+ H 2OClOH+CH 3CH3CH3(1) 1/2(BH 3)2CH3(6)OH(2) H O , OH -CH3CH322(硼氢化反应的特点：顺加、反马、不重排)CH 3Cl 2(7)CH2 500 CoClCH 3HBrCH2ROORClCH 3CH2Br(A)(B)HBrBr(8)(CH3)2CHCCH(CH3)2CH C CH3过量BrO

17、(9)CH CHCCH + H OHgSO 4CH 3CH2 C CH3322H 2SO4CH=CHCH 3KMnO 4(10)COOH + CH 3COOHO(1) O 3(11)(2) H 2O , ZnOo(12)+ Br2300 CBr9 / 46页眉(13)Br + NaC CHHC6H 5HC 6H 5C=CCH 3CO 3H(14)CCC6H 5HC6H 5OH(五 ) 用简便的化学方法鉴别下列各组化合物：(1) (A)(A)Br 2解： (B)CCl 4(C)(B)(C)x褪色褪色KMnO 4褪色xCH 3(2)(A)(C2H 5)2C=CHCH 3(B)CH 3(CH 2)4

18、CCH(C)(A)解： (B)(C)Br 2CCl 4褪色Ag(NH 3)2NO 3x褪色银镜x(六 ) 在下列各组化合物中，哪一个比较稳定？为什么？HHHCH(CH 3)2(1) (A)C=C， (B)C=CCH 3CH(CH )CH3H3 2解： (B) 中甲基与异丙基的空间拥挤程度较小，更加稳定。(2)(A)CH3(B)CH3，解： (A) 中甲基与碳 -碳双键有较好的- 超共轭，故 (A) 比较稳定。(3)(A)，(B)， (C)解： (C)的环张力较小，较稳定。(4)(A)，(B)解： (A) 的环张力较小，较稳定。(5)(A)， (B)， (C)解： (C)最稳定。(6)(A)CH

19、 3 ，(B)CH 2解： (A) 的环张力很大，所以(B) 较稳定。10 / 46页眉(七 ) 将下列各组活性中间体按稳定性由大到小排列成序：(1)(A)CH 3CHCH 3(B) Cl 3CCHCH 3(C) (CH 3)3C(B) (CH 3)2CCH 2CH3(C) (CH 3)2CHCHCH 3(2)(A)(CH 3)2CHCH 2CH 2解： (1)C A B(2)B C A(八) 下列第一个碳正离子均倾向于重排成更稳定的碳正离子，试写出其重排后碳正离子的结构。(1)CH 3CH2CH 2(2)(CH 3)2CHCHCH 3(3)(CH 3)3CCHCH 3(4)CH 3解：题给碳

20、正离子可经重排形成下列碳正离子：(1)CH 3CHCH 3(2)(CH 3)2CCH 2CH 3(3)(CH 3)2CCH(CH 3)2(4)CH3(九 ) 在聚丙烯生产中，常用己烷或庚烷作溶剂，但要求溶剂中不能有不饱和烃。如何检验溶剂中有无不饱和烃杂质？若有，如何除去？解：可用 Br 2/CCl 4 或者 KMnO 4/H 2 O 检验溶剂中有无不饱和烃杂质。若有，可用 浓硫酸 洗去不饱和烃。(十 ) 写出下列各反应的机理：HBrCH2CH 3(1)CH=CH 2Br解：H+CHCH3Br -CH2CH3CH=CH 2CH2CH3BrH(1) 1/2(BH3)2CH 3H(2)CH 3-(2

21、) H 2O2 , OHHOH1/2(BH )2CH 3CH33 2CH 3解：CH 33 BBH 211 / 46页眉3 H2O2 , OH -CH 3HHOHCH3CH3Br(3)HBrROOR解：该反应为自由基加成反应：引发：hor2 ROROORRO+ HBrROH + Br增长：CH3Br+ BrCH3BrBrCH3+ HBrCH3+ Br 终止： 略。H+CH 3CH 3(CH 3)2C=CHCH(4)2CHCH=CH 2CH 3CH 3H+(CH3)2CCH2CH2CHCH=CH 2解： (CH3)2C=CHCH 2CHCH=CH 2CH 3CH3(箭头所指方向为电子云的流动方向

22、!)CH3CH3CH 3CH3- H +分子内亲电加成CH3CH3(十一 )预测下列反应的主要产物，并说明理由。解： (1)HClClCH2=CHCH2C CHCH3CHCH 2CCHHgCl 2双键中的碳原子采取sp2 杂化，其电子云的 s 成分小于采取sp 杂化的叁键碳， 离核更远，流动性更大，更容易做为一个电子源。所以，亲电加成反应活性：C=C CC12 / 46页眉(2)H 2CH =CHCHCH=CHCH2=CHCH 2C CH22Lindlar2解释：在进行催化加氢时， 首先是 H 2 及不饱和键被吸附在催化剂的活性中心上，而且，叁键的吸附速度大于双键。所以，催化加氢的反应活性：叁

23、键双键。(3)C2H 5OHOC2H 5CH 2=CHCH 2C=CH 2CH2=CHCH 2C CHKOH解释： 叁键 碳采取 sp 杂化，其电子云中的 s 成分更大，离核更近，导致其可以发生亲核加成 。 而双键碳采取 sp2 杂化，其电子云离核更远，不能发生亲核加成。C6H5CO3HCH 2CHCH 2CCH2(4)CH2=CHCH 2C CHO解释：双键上电子云密度更大，更有利于氧化反应的发生。(5)CH 3CO3HO解释：氧化反应总是在电子云密度较大处。浓 HIICH3(6)(CH 3)3C CH=CH 2CH3 CCHCH 3CH 3解释 ： C+稳定性： 3C+ 2C+(十二 )写

24、出下列反应物的构造式：(1)KMnO 4 , H+C2H42CO2 + 2H2OH2OCH2=CH2(2)(1) KMnO 4 , OH-, H2O) CHCOOH + CH COOHC6H12(CH(2) H+3 23CH3CH3CHCH=CHCH 3(1) KMnO 4 , OH-, H2O(3)C6H12(CH3)2CO + C2H5COOH(2) H+(CH3)2C=CHCH2CH3(1) KMnO 4 , OH-, H2O(4)C6H102CH3CH 2COOH(2) H+CH 3CH 2CCCH 2CH 3(5)KMnO 4 , H+C8H12(CH3)2CO + HOOCCH2C

25、H2COOH + CO2 + H2OH2O(CH 3)2C=CHCH 2CH2CH=CH 22H2 , PtCH3CH 2CH2CH2CH2CH2CH3(6)C7H12AgNO 3NH4OHC7H11Ag13 / 46页眉CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2CCH(十三 ) 根据下列反应中各化合物的酸碱性，试判断每个反应能否发生？(pKa 的近似值： ROH 为 16，NH3为 34，RC CH 为 25，H O 为 15.7)2(1)RCCH + NaNH2RCCNa + NH3强酸强碱弱碱弱酸所以，该反应能够发生。(2)RCCH + RONaRCCNa + ROH弱酸强酸所以，该反应不

26、能发生。(3)CH 3CCH + NaOHCH3CCNa + H 2O弱酸强酸所以，该反应不能发生。(4)ROH + NaOHRONa + H2O弱酸强酸所以，该反应不能发生。(十四 ) 给出下列反应的试剂和反应条件：(1)1-戊炔 戊烷H 2解： CH3CH 2CH 2CCHCH 3CH 2CH 2CH 2CH3Ni(2)3-己炔 顺 -3- 己烯CH 3CH 2CH 2CH 3解： CH3CH 2CCCH 2CH3H 2lindlarC=C(or P-2)HH(3) 2 戊炔 反 -2- 戊烯CH 3CH2CH 2H解： CH3CH2CH2CCCH3NaNH 3(l)C=CHCH3(4)(

27、CH3)2CHCH 2CH=CH 2(CH 3)2CHCH 2CH2CH2OH解： (CH) CHCH CH=CH2(1) B 2H 6(CH ) CHCH CHCH OH(2) H O, OH -3223 222222(十五 ) 完成下列转变 (不限一步 )：(1) CH3CH=CH2HBrCH 3CH2CH2Br解： CH3CH=CH2CH3CH2CH 2BrH2O2(2)CH CH2CH CH OHCH 3CH 2CClCH 3322BrBrH SOBr 2CH 3CH 2CH=CH 2CH 2Br解： CH3CH 2CH 2CH 2OH24CH 3CH 2CHCCl 414 / 46页

28、眉NaOHClHBrClCH3CH2CH=CH2CH3CH 2CCH3C2H5OHBr(3)(CH ) CHCHBrCH3(CH3)2CCHBrCH 33 2OH解：(CH 3)2CHCHBrCH 3NaOH(CH ) C=CHCH3Br 2 + H 2O(CH 3)2CCHBrCH 3CH OH3 225OH(4)CH3CH2CHCl 2CH CCl2CH3NaOH32HCl解： CH3CH 2CHCl 2CH3CCHCH 3CCl 2CH 3C2H5OH(十六 )由指定原料合成下列各化合物(常用试剂任选 )：(1)由 1-丁烯合成2-丁醇OSO2OHOHH 2SO4H 2O解： CH3CH

29、2CH=CH 2CH3CH2CH CH3CH3CH2CH CH3(2)由 1-己烯合成1-己醇(1) B2H6解： CH3CH2CH2CH2CH=CH2CH CHCH CH CHCHOH(2) H2O2 ,OH-322222CH 3CH 3(3)CH 3C=CH 2ClCH 2CCH 2OCH 3Cl 2(1mol)CH 3CH 3CO3HCH3解： CHC=CHClCH C=CHClCHCCH32o22500 C22O(4) 由乙炔合成 3-己炔解： HC CH2Na2C2H5BrNaC CNaCH 3CH2C CCH2CH3NH3(l)(5) 由 1-己炔合成正己醛解： CH3CH 2CH

30、 2CH2C CH(1)B 2H 6OH(2) HO2,OH -CH3CH 2CH 2CH2CH=CH2CH3(CH2)3CH2CHO(6) 由乙炔和丙炔合成丙基乙烯基醚解： CH3CCHH2(1) B2H6CH CH CHOHCH3CH CH2P-2(2) H2O2 , OH-322HC CHCH3CH2CH2OCH=CH2KOH ,15 / 46页眉(十七 ) 解释下列事实：(1) 1-丁炔、 1-丁烯、丁烷的偶极矩依次减小，为什么？解：电负性： C sp C sp2 C sp3C H 键的极性：C H C H C H分子的极性： 1-丁炔 1-丁烯丁烷 (即： 1-丁炔、 1-丁烯、丁烷

31、的偶极矩依次减小 )(2) 普通烯烃的顺式和反式异构体的能量差为4.18kJ?mol -1,但 4,4-二甲基 -2-戊烯顺式和反式的能量差为15.9 kJ?mol -1，为什么？CH 3CH 3CH 3 CCH 3CH3CH解：CH 3 CCH 3 C CCHHHCH 3顺-4,4-二甲基 -2-戊烯反 -4,4-二甲基 -2- 戊烯由于 叔丁基的体积大，空间效应强，导致在顺 -4,4-二甲基 -2- 戊烯中，叔丁基与甲基处于双键同侧，空间障碍特别大，能量更高。(3) 乙炔中的 C H 键比相应乙烯、乙烷中的 C H 键键能增大、键长缩短，但酸性却增强了，为什么？解：炔烃分子中的叁键碳采取sp 杂化。与 sp2、 sp3 杂化碳相比， sp 杂化 s 成分更多，电子云离核更近，受核的束缚更强，电负性更大。C H 键键能增大、键长缩短；由于 sp 杂化碳的电子云离核更近，使乙炔中的由于 sp 杂化碳的电负性更大， 使 Csp H 中的电子云更