湖南大学有机化学习题解答分析

湖南大学有机化学习题解答

1章

思考题

1.1 什么是同系列与同分异构现象？

1.2 什么叫诱导效应？

1.3 影响有机化学反应活性的主要因素有哪些？

1.4 在沸点、熔点和溶解度方面，有机化合物和无机盐有哪些差别？

1.5 正丁醇的沸点(118℃)比它的同分异构体乙醚的沸点(34℃)高得多，但这两个化合物在水

中的溶解度却相同(每100克水溶解8克)，怎样说明这些事实？

1.6根据共价键的断裂方式推测反应机理的可能类型有哪些？

解答

1.1 答：具有同一个分子结构通式，且结构和性质相似的一系列化合物称为同系列。分子式

相同而结构相异，因而其性质也各异的不同化合物，称为同分异构体，这种现象叫

同分异构现象。

1.2 答：因某一原子或基团的电负性而引起电子云沿着键链向某一方面偏移的效应叫诱导效

应。

1.3 答：影响有机化学反应活性的因素主要有三个：底物（反应物）的结构和特性，进攻试

剂的性质和反应环境条件（温度、压强、溶剂、反应时间等）。

1.4 答：有机物的沸点、熔点比无机盐低。在水中的溶解度比无机盐小。

1.5 答：溶解度跟有机物和水分子间形成的氢键有关，因二者和水解都能形成氢键，而沸点

与同种物质分子间氢键有关，正丁醇分子间能形成氢键，乙醚分子间不能形成氢键。

1.6 答：自由基反应和离子型的反应。

习题

1.1 用系统命名法命名下列化合物。

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

1.2 写出下列化合物的结构式。

（1）4-乙基-4-氯-己酸-4-甲基戊酯

（2）N-（2-氨基丁基）-4-甲氧基苯胺

（3）2,6,6-三甲基双环[3.1.1]-2庚烯

（4）3-（1-甲基-8氨基-2-萘基）丁酸

1.3 写出的（1） （2） （3）

（4） （5）可能结构式并指出上述每一结构式中的官能团。

1.4 下列化合物有无极矩？如有指出其方向。

（a ） （b ） （c ） （d ）

(e) (f)

(g)

1.5 化合物Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ都是NH 3的衍生物，存在于某些鱼的分解产物中。预测这三者中哪一个在水中的溶解度最小？

Ⅰ Ⅱ Ⅲ

1.6 写出下列各化合物构型异构体。

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

1.7 将下列化合物按酸性强弱排列成序 (1)

(2) (3)

(4)

习题解析

1.1 答：（1）6-甲基-4,5-辛二醇

（2）3-甲基-5氯-4-壬醇

（3）3-甲基-5丙基-4-壬醇

（4）4-甲基-3-乙基-已醛

（5）2,4-二甲苯甲酸

（6）2-甲基-4-氨基苯甲酸

（7）2-氨基-4-硝基苯甲酸

（8）4-硝基苯甲酸

（9）3-甲基苯甲酸

（10）环已胺

（11）2-环已烯甲酸

（12）4-甲基环已胺

（13）4-甲基-4-丙基-2-氯苯磺酸

（14）3-甲基-4-丙基-3-辛烯

1.2 答：

1.3 答：

1.4 答：

1.5 答：

(CH3)3N的溶解度最小，原因：N原子上三个甲基的位阻效应使与H2O分子的氢键不易形成，而引起溶解度减小。

1.6 答：

1.7 答：

（4）>（3）>（2）>（1）

2章

思考题

2.1 分析共轭效应和超共轭效应的异同点，重点阐述ζ-π和p-π共轭。

2.2 请举例说明同分异构体中各种异构体的定义及其异同点。

2.3解释甲烷氯化反应中观察到的现象：

（1）（1）甲烷和氯气的混合物于室温下在黑暗中可以长期保存而不起反应。

（2）（2）将氯气先用光照射，然后迅速在黑暗中与甲烷混合，可以得到氯化产物。（3）（3）将氯气用光照射后在黑暗中放一段时期,再与甲烷混合，不发生氯化反应。（4）（4）将甲烷先用光照射后，在黑暗中与氯气混合，不发生氯化反应。

（5）（5）甲烷和氯气在光照下起反应时，每吸收一个光子产生许多氯化甲烷分子。

2.4 3-氯-1,2-二溴丙烷是一种杀根瘤线虫的农药，试问用什么原料，怎样合成？

2.5 写出烯烃C5H10的所有同分异构体，命名之，并指出哪些有顺反异构体。

2.6 找出下列化合物的对称中心.

(1)乙烷的交叉式构象(2)丁烷的反交叉式构象

(3)反-1,4-二甲基环已烷(椅式构象)

(4)写出1,2,3,4,5,6-六氯环已烷有对称中心的异构体的构象式(椅式)。

2.7 一个化合物的氯仿溶液的旋光度为+10o, 如果把溶液稀释一倍, 其旋光度是多少? 如化合物的旋光度为-350o, 溶液稀释一倍后旋光度是多少?

2.8 乙烯、丙烯、异丁烯在酸催化下与水加成，生成的活性中间体分别为、、

，其稳定性＞＞, 所以反应速度是＞＞。

解答

2.1 答：在离域体系中，键长趋于平均化，体系能量降低而使分子稳定性增加。共轭体所表现出来的这种效应叫共轭效应。共轭体系分为π-π共轭体系和p-π共轭体系。超共轭效应是当C—H键与相邻的π键处于能重叠位置时，C—H键的轨道与π轨道也有一定程度的重叠，发生电子的离域现象，此时，键向π键提供电子，使体系稳定性提高。它分为-p 和-π超共轭。超共轭效应比共轭效应小。

2.3 答：（1）无引发剂自由基产生

（2）光照射，产生Cl·，氯自由基非常活泼与甲烷立即反应。

（3）所生成的Cl·重新变为Cl2，失去活性。

（4）光照射，CH4不能生成自由基，不能与Cl2在黑暗中反应。

（5）自由基具有连锁反应。

2.4 答：

2.5 答：

2.6 答：（略）

2.7 答：+ 5o，-175o

2.8 答：

习题

2.12.1试写出下列化合物的构造式：

(１)２,３-二甲基己烷(２)２,４-二甲基-４-乙基辛烷(3)4-甲基-2-戊炔

(4) 甲基异丙基叔丁基甲烷(5)乙基异丙基乙炔(6)3-乙基-3-戊烯-1-炔

2.2 用不同符号标出下列化合物中伯、仲、叔、季碳原子:

2.3 不要查表试将下列烃类化合物按沸点降低的次序排列。

(1) 2,3-二甲基戊烷(２)正庚烷(３)2,4-二甲基庚烷

(4)正戊烷(５)3-甲基己烷

2.4 作出下列各化合物位能对旋转角度的曲线，只考虑所列出的键的旋转，并用纽曼投影式表示出能峰、能谷的构象

2.5 如何实现下列转变？

2.6 用纽曼投影式写出1,2-二氯乙烷最稳定及最不稳定的构象，并写出该构象的名称。

某烷烃的相对分子质量为72，氯化时，(1)只得一种一氯代产物；(2)得三种氯代物；

(3)得四种一氯代产物；(4)只有两种二氯衍生物。分别写出这些烷烃的构造式。

2.7 试将下列烷基自由基按稳定性大小排列成序。

(1)·CH3(2) ·CH(CH2CH3 )2(3) ·CH2CH2CH2CH3(4) ·C(CH3 )3

2.8 2,4-己二烯CH3CH=CH—CH=CHCH3是否有顺反异构现象？如有，写出它们的所有

顺反异构体，并以顺反和E—Z两种方法命名之。

2.9 2-甲基-2-戊烯分别在下列条件下发生反应，试写出各反应的主要产物。

(1)H2/Pd—C (2)HOBr(Br2+H2O) (3)O3, 锌粉-醋酸溶液

(4)Cl2(低温) (5)B2H6 / NaOH-H2O2 (6)稀冷KMnO4 (7)HBr / 过氧化物

2.10 试以反应历程解释下列反应结果。

2.11 试给出经臭氧化、锌粉水解后生成下列产物的烯烃的结构。

这些烯烃如分别用酸性高锰酸钾溶液氧化将生成什么产物？

2.12 试以反应式表示以丙烯为原料，并选用必要的无机试剂制备下列化合物。

(1) 2-溴丙烷(2)1-溴丙烷(3)异丙醇(4)正丙醇

(5)1,2,3-三氯丙烷(6)聚丙烯腈(7)环氧氯丙烷

2.13 某化合物(A)，分子式为C10H18，经催化加氢得到化合物(B)，(B)的分子式为C10H22。

化合物(A)和过量高锰酸钾溶液作用，得到如上三个化合物：写出化合物(A)的构造式。

2.14 某化合物催化加氢，能吸收一分子氢，与过量酸性的高锰酸钾溶液作用则生成乙酸

(CH3COOH)。写出该化合物可能的构造式。

2.15 某化合物分子式为C8H16。它可以使溴水褪色，也可溶于浓硫酸。经臭氧化反应并在锌

粉存在下水解,只得到一种产物丁酮(CH3COCH2CH3)。写出该烯烃可能的构造式

2.16 某烯烃经催化加氢得到2-甲基丁烷。加HCl可得2-甲基-2-氯丁烷。如经臭氧化并在锌

粉存在下水解, 可得丙酮(CH3COCH3)和乙醛(CH3CHO)。写出该烯烃的构造式以及各步反应式。

2.17 写出1-戊炔与下列试剂作用的反应式。

(1)热KMnO4溶液(2)H2 / Pt (3)过量Br2/CCl4，低温

(4)AgNO3氨溶液(5)Cu2Cl2氨溶液(6)H2SO4，H2O，Hg2+

2.18 完成下列反应式。

2.19 以反应式表示以丙炔为原料，并选用必要的无机试剂，合成下列化合物。

(1)丙酮(2)1-溴丙烷(3)丙醇(4)正已烷(5)2,2-二溴丙烷

2.20 完成下列反应式。

2.21 指出下列化合物可由哪些原料通过双烯合成而得。

2.22 以反应式表示以乙炔为原料，并可选用必要的无机试剂合成下列化合物。

(1)CH3CH2CH(OH)CH3 (2) CH3CH2CBr2CH3 (3) CH3CH2CH2CH2Br

2.23 用化学方法区别下列各组化合物。

(1)丙烷、丙烯和丙炔(2) CH3CH2CH2C≡CH和CH3CH2―C≡C―CH3

2.24 试用适当的化学方法将下列混合物中的少量杂质除去。

(1)除去粗乙烷气体中少量的乙炔(2)除去粗乙烯气体中少量的乙炔

2.25 (1)1, 3-丁二烯和HBr的1, 2-加成和1, 4-加成，哪个速度快？为什么？

（1）（1）为什么1, 4-加成产物比1, 2-加成产物稳定？

2.26 以四个碳原子及以下烃为原料合成下列化合物。

2.27下列化合物各有多少种立体异构体？

2.28下列各组化合物哪些是相同的，哪些是对映体，哪些是非对映体？

2.29某醇C5H10O(A)具有旋光性。催化加氢后，生成的醇C5H12O(B)没有旋光性。试

写出(A)和(B)的结构式。

2.30开链化合物(A)和(B)的分子式都是C7H14。它们都具有旋光性，且旋光方向相同。

分别催化加氢后都得到(C)，(C)也有旋光性。试推测(A)、(B)、(C)的结构。

2.31 推测下列反应的机理。

(提示: (CH3)3COCl的作用与HOCl相似)

2.32 一旋光化合物C8H12(A)，用铂催化剂加氢得到没有手性的化合物C8H18(B)，(A)用

Lindlar催化剂加氢得到手性化合物C8H14(C)，但用金属钠在液氨中还原得到另一个没有手性的化合物C8H14(D)。试推测(A)的结构。

习题解析

2.1

2.2 答：

2.3 解：烷烃的沸点随相对分子质量增大而升高，相对分子质量相同时，支链越多，沸点越低，顺序：（3）>（2）>（1）>（5）>（4）

2.4 解：（略）

2.5

2.6 答：（1）最稳定构象：图略（全交叉式），最不稳定构象：图略（全重叠式）

（2）设该烷烃的分子式为，则

2.7 答：（4）>（2）>（3）>（1）

2.8 答：有顺反异构现象，即

2.9 解：

2.10 答：主要是因为中间经历了碳正离子重排历程。

2.11 答：

以上烯烃如用酸性KMnO4溶液氧化，则醛被继续氧化成羧酸，酮不变。

2.12 答：

2.13

2.14 答：构造式为CH3CH = CHCH3

2.15

2.16

2.17 解：（1）热KMnO4试液

2.18

2.19

2.20

2.21 2.22 2.23

2.24 解（1）将乙烷气体通入Cu(NH3)2Cl溶液中洗涤可除去乙炔。

（2）同上

2.25 解（1）1,2-加成快，因为该反应中间体与Br-反应生成1,2-加成产物所需的活化能较低。

（2）因为1,4-加成产物超共轭效应化,12-加成产物大，故比1,2-加成产物稳定。

2.26

2.27

2.28 解（1）对映体

（2）（略）

（3）非对映体

（4）对映体

（5）同一化合物，[都为(S,S)型]

（6）对映体

2.29

2.30

2.31

2.32

3章

思考题

1、1、什么叫张力能和角张力能？

2、2、试举例说明桥环化合物和螺环化合物的命名规则。

3、3、在烷烃和环戊烷或更大的环烷烃中，每一个―CH2―单位的燃烧热约为

664.0kJ·mol-1。对于环丙烷和环丁烷来说，这个值分别为697.1和682.4。试解释这些值的差别。

4、4、举例说明环丙烷化合物的不稳定性。

5、5、什么是直立键和平伏键？

解答

1、答：环的实际角度与碳原子正四面体所需要的角度不一致，导致分子的热力学能高于正常烷烃的热力学能，这种高出的能量叫张力能。这种张力是由于键角的偏差所引起的，所以叫张角张力。

2、答：命名螺环化合物时，根据组成环的碳原子总数，命名为“某烷”，加上词头“螺”。再把连接于螺原子的两个环的碳原子数目，按由小到大的次序写在“螺”和“某烷”之间的方括号内，数字用圆点分开。例如

命名桥环化合物时，根据组成环的碳原子总数命名为“某烷”，加上词头“双环”，再把各“桥”所含碳原子的数目，按由大到小的次序写在“双环”和“某烷”之间的方括号里，数字用圆点分开。注意编号顺序。例如

3.3 答：环烷烃越不稳定，其燃烧热越大。这里环丙烷的张力最大，所以燃烧热最大。环丁烷的张力比环丙烷小，比环戊烷要大，所以其燃烧热值也居中，而环戊烷基本上无张力，所以燃烧热与烷烃的很相近。

3.4 答：环丙烷的张力最大，容易加氢、加卤素、加卤化氢等得到相应的开环产物。

3.5 答：在环已烷的构象中，每个碳原子上的两个碳氢键，可以分为两类：一类是垂直于碳环所在的平面，称为直立键(a键)。另一类是大体平行碳环的平面，称为“平伏键”(e键)。

习题

3.13.1写出下列化合物的结构式。

(1) 1, 1-二乙基环庚烷(2) 2, 3-二甲基环己烯(3) 1-环已烯基环已烯

(4) 双环[4.4.0]癸烷(5) 双环[3.2.1]辛烷(6) 螺[4.5]-6-癸烯

(7) 3-甲基-1，4-环已二烯

3.23.2命名下列各化合物

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