烷烃与环烷烃

2烷烃

2-1.用系统命名法命名下列化合物，并圈出结构中的异丙基、仲丁基和新戊基。

CH3 CH(CH3)2

1.CH3CH(CH2)4CHCHCH2CH32.CH3CH2CH-CHCH2CH3 CH3CH3CH(CH3)2

CH2CH3

3.(CH)CCHCHCHCHCH332223

【解题思路】命名时，首先要确定主链。命名烷烃时，确定主链的原则是：首先考虑链的长短，长的优先。若有两条或多条等长的最长链时，则根据侧链的数目来确定主链，多的优先。若仍无法分出那条链为主链，则依次考虑下面的原则，侧链位次小的优先，各侧链碳原子数多的优先，侧分支少的优先。主链确定后，要根据最低系列原则对主链进行编号。最低系列原则的内容是：使取代基的号码尽可能小，若有多个取代基，逐个比较，直至比出高低为止。最后，根据有机化合物名称的基本格式写出全名。 2-2.写出下列化合物的结构式

1. 2,6,6-三甲基-7-叔丁基十一烷 2. 3,5-二乙基-4-仲丁基辛烷 【参考答案】 1.C(CH3)3H3C

CH3CH(CH2)3C CHCH2CH2CH2CH3

CH3CH3

2-3.选择题

1.下列自由基最稳定的是 ，最不稳定的是 。

..

A.CH3CHCH2CH2CH2B.CH3CCH2CH2CH3 CH3CH3

.. D.CH3CHCHCH2CH3C.CH3CHCH2CHCH3

CH3CH3

【解题思路】，由于?—p超共轭效应的存在，自由基稳定性顺序是3°>2°> 1° A属于1°自由基，B.属于3°自由基，C属于 2°自由基，D.属于2°自由基， [参考答案]：最稳定的自由基是B，最不稳定的自由基是A

2.在光照条件下，2,3-二甲基戊烷进行一氯代反应，可能得到的产物有 种。 A.3 B.4 C.5 D.6

【解题思路】2,3-二甲基戊烷分子中有六种不同的氢原子，如下图所示：故可以得到一氯代产物6种， CH3[参考答案]：D

CH3HCCHCH2CH3 CH3

3.下列化合物含有伯、仲、叔、季碳原子的是 。

A.2,2,3-三甲基丁烷 B.2,2,3-三甲基戊烷 C. 2,3,4-三甲基戊烷 D. 3,3-二甲基戊烷 【参考答案】B

4.下列化合物含有伯、仲、叔氢原子的是 。

A.2,2,4,4-四甲基戊烷 B. 2,3,4-三甲基戊烷 C. 2,2,4-三甲基戊烷 D. 正庚烷 [参考答案]：B

[相关知识点]：伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氢原子的概念。

① 与一个碳相连的碳原子是一级碳原子，用1?C表示（或称伯碳），1?C上的氢称为一级氢，用1?H表示。

② 与两个碳相连的碳原子是二级碳原子，用2?C表示（或称仲碳），2?C上的氢称为二级氢，用2?H表示。

③ 与三个碳相连的碳原子是三级碳原子，用3?C表示（或称叔碳），3?C上的氢称为三级氢，用3?H表示。

④ 与四个碳相连的碳原子是四级碳原子，用4?C表示（或称季碳）

5.下列化合物沸点最高的是 ，最低的是 。

A.2-甲基己烷 B.3,3-二甲基戊烷 C. 癸烷 D. 3-甲基辛烷

【解题思路】总的来说，影响化合物沸点的因素有以下四种：相对分子质量、碳链的结构——直链与支链问题、分子的极性以及分子中是否存在氢键。本题各化合物均为烷烃，故影响沸点的因素主要考虑相对分子质量与碳链结构。沸点高低取决于分子量的高低，同等分子量取决于支链情况，支链多的沸点低。 【参考答案】

沸点最高的是C，最低的是B。

[相关知识点]有机物分子间的作用力及其对物理性质的影响

6.2-甲基丁烷在室温下光照溴代，生成产物相对含量最高的是 。

Br

A.BrCH2CHCH2CH3B.CH3CCH2CH3

CH3CH3

Br

D.CH3CHCH2CH2Br C.CH3CHCHCH3 CH3CH3

【解题思路】根据自由基反应特点，各种氢原子的反应活性顺序是3°H>2°H> 1°H， 相对含量高的生成产物对应的氢原子活性更高，为3°H被取代的产物。 参考答案为：B

[相关知识点]烷烃自由基取代反应中氢原子的反应活性 2-4.判断下列各组构象是否相同？ CH3H

1.BrHC2H5H和C2H5BrClClHCH3 COOHHCOOH 2.OHH和

OHHOOC HCOOH

HOHOH

CH3BrHCH3CH3 3.和BrBr

BrCH3HHH CH3HHCH3 HOH4. 和

OHH OHC2H5OHCH25

【解题思路】碳-碳单键旋转引起构象的变化，如果一种构象度变为另外一种构象不涉及碳-碳单键旋转，则两种构象为同一构象，反之，如果一种构象变为另外一种构象过程涉及碳-碳单键旋转到则为不同构象。 【参考答案】

1相同（均为全交叉构象），2相同（均为全重叠构象），3不同，4相同 2-5.写出下列反应的机理

热或光

CH3CH3 + Cl2CH3CH2Cl + HCl

【解题思路】烷烃的卤代反应是自由基反应，包括链引发、链转移、链终止三个阶段。链引发阶段是产生自由基的阶段。由于键的均裂需要能量，所以链引发阶段需要加热或光照。链转移阶段是由一个自由基转变成另一个自由基的阶段，犹如接力赛一样，自由基不断地传递下去，像一环接一环的链，所以称之为链反应。链终止阶段是消失自由基的阶段。自由基两两结合成键。所有的自由基都消失了，自由基反应也就终止了。 【参考答案】

链引发、链转移、链终止三个阶段过程如下：

链引发；Cl2 → Cl? + Cl?

链转移：CH3CH3 ? + Cl? → CH3CH2?+ HCl

CH3CH2?+ Cl2 → CH3CH2Cl+ Cl?

链终止：Cl? + Cl?→Cl2

CH3CH2?+Cl?→ CH3CH2Cl

CH3CH2?+CH3CH2?→ CH3CH2CH2CH3

【相关知识点】烷烃的卤代反应，自由基反应历程 【相关题目】

解释甲烷氯化反应中观察到的现象

（1）甲烷和氯气的混合物可以在室温下和黑暗中可以长期保存而不起反应。 （2）将氯气先用光照，然后再迅速在黑暗中与甲烷混合，可以得到氯化产物。 （3）在黑暗中将甲烷和氯气的混合物加热到250度，可以得到氯化产物。 （4）将氯气光照后在黑暗中放置一段时间再与甲烷混合，不发生氯化反应。 （5）将甲烷光照后在黑暗中与氯气混合，不发生氯化反应。

2-6.某烷烃的相对分子质量为72。氯化时：①只得到一种一氯代产物；②得到三种一氯代产物；③得到四种一氯代产物；④只得到两种二氯代产物。分别写出这些烷烃的构造式。 【解题思路】 （1）根据相对分子质量计算分子式为C5H12，（2）根据给出的化学信息，确定突破口化合物的分子结构。 ①只得到一种一氯代产物说明分子中只有一种氢原子，原分子高度对称，应为新戊烷；②得到三种一氯代产物说明分子中有三种氢原子，应为正戊烷； ③得到四种一氯代产物说明分子中有四种氢原子，应为异戊烷；④只得到两种二氯代产物显然只有新戊烷才符合要求。 【参考答案】

CH3各构造式如下： ① C H 3 ② ③ ④ CH3CCH3CH3CHCH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CCH3CH3 CH3CH3

【相关题目答案】 2-5

（1)甲烷与氯气的反应属于自由基反应，室温和黑暗中，甲烷和氯气都不能产生自由基，故可以长期保存不起反应。

(2)氯气先用光照射产生自由基，迅速在黑暗中与甲烷混合，自由基还来不及自相结合，就与甲烷产生连锁反应得到氯化产物。

（3）加热也能产生自由基，自由基与甲烷产生连锁反应得到氯化产物。

（4）氯气先用光照射产生自由基，在黑暗中与放置一段时间后自相结合成氯气，再与甲烷混合，由于无自由基存在，得不到氯化产物。

（5)甲烷键能较大，光照射不会产生自由基，在黑暗中氯气也不能产生自由基，由于无自由基存在，得不到氯化产物。

5 脂环烃

5-1.用系统命名法命名下列化合物

CH3（1） （2） （3）

HBrH

H

BrHCH3

ClCl

（4） （5） （6）

Cl

【参考答案】

（1）反-1，2-二溴环戊烷 （2）反-3，5-二甲基环己烯 （3）反-1，2-二氯环己烷

（4）【解题思路】螺环烷烃是指单环之间共用一个碳原子的多环烃，共用的碳原子称为螺原子。螺环的编号是从螺原子上的小环开始顺序编号，由第一个环顺序编到第二个环，命名时先写词头螺，再在方括弧内按编号顺序写出除螺原子外的环碳原子数，数字之间用圆点隔开，最后写出包括螺原子在内的碳原子数的烷烃名称，如有取代基，在编号时应使取代基位号最小，取代基位号及名称列在整个名称的最前面。 参考答案：6-氯-螺[4.5]癸烷

【相关知识点】螺环烷烃的命名

（5）【解题思路】桥环烷烃是指共用两个或两个以上碳原子的多环烷烃，共用的碳原子称为桥头碳，两个桥头碳之间可以是碳链，也可以是一个键，称为桥。将桥环烃变为链形化合物时，要断裂碳链，如需断两次的桥环烃称为二环，断三次的称三环等等，然后将桥头碳之间的碳原子数（不包括桥头碳）由多到少顺序列在方括弧内，数字之间在右下角用圆点隔开，最后写上包括桥头碳在内的桥环烃碳原子总数的烷烃的名称。如桥环烃上有取代基，则列在整个名称的前面，桥环烃的编号是从第一个桥头碳开始，从最长的桥编到第二个桥头碳，再沿次长的桥回到第一个桥头碳，再按桥渐短的次序将其余的桥编号，如编号可以选择，则使取代基的位号尽可能最小。参考答案： 4-甲基-1-异丙基二环[3，1，0]己烷 （6）参考答案：

2，2，7-三甲基-二环[2，2，1]庚烷 【相关知识点】桥环烷烃的命名

5-2写出下列化合物的构型式

（1）顺-1-甲基-2-溴环戊烷（2）顺-1，4-二甲基-环己烷

（3）反-1，2-二甲基-环丙烷（4）反-1-甲基-3-叔丁基环己烷（优势构象）

【参考答案】

（1） （2） （3） （4）

CH3CH3 HCH3CH3HC(CH3)3

CH3HBr CH3H

5-3.选择题

（1）下列二甲基环己烷属于反式的是：

A. B. C. D.

CH3CH3CH3

CH3H3C

CH3【参考答案】D

（2）下列化合物中最稳定的构象是 。

CH3CH3A.

B.

C.

D.

【解题思路】大基团尽可能多在e-键的构象为取代环己烷的稳定构象，参考答案为D （3）下列化合物有顺反异构体的是 A. 十氢萘 B. 1，1—二甲基环戊烷 C.乙基环戊烷 D. 1，2—二甲基环戊烷 【解题思路】环状化合物顺反构型的确定，由于成环碳原子的单键不能自由旋转，因此当环上不同的碳原子带有两个或多个基团时，就会产生两个或多个立体异构体。一个异构体的两个取代基团在环的同侧称为顺式构型。另一个异构体的两个取代基在环的异侧，称为反式构型，参考答案为：D。

（4）下列化合物在常温下能使溴水褪色的是 A.

B. C. D.

【解题思路】甲基环丙烷是小环烷烃，可以与溴发生开环反应，使溴的红棕色消失， 参考答案为：D

（5)下列化合物能使溴水褪色，但不能使

溶液褪色的是 A. B. C. D.

【解题思路】烯烃分子中含C=C双键，能与溴发生加成反应，使溴的红棕色消失，当被高锰酸钾溶液氧化时，不饱和键被破坏，同时紫色高锰酸钾溶液褪色生成褐色的二氧化锰沉淀。根据上述实验现象可以来鉴别烯烃。环丙烷是小环烷烃，可以与溴发生开环反应，使溴的红棕色消失，环戊烷性质稳定，不与高锰酸钾溶液和溴水反应，参考答案为：D

（6）鉴别CH3CH2CH2CH3， ,CH3CH=CHCH3， HCCCH2CH3 采用的方法是

（ ）

A.KmnO4/H+ ; Ag(NH3)2+ ; Br2/光

B.AgNO3/醇 ; Br2/H2O ; Ag(NH3)2+ C.Ag(NH3)2+ ; Br2加成 ; KMnO4/H+ 【解题思路】

鉴别题是有机化学习题常见类型之一。作为鉴别反应，一般需要具备以下条件： a). 简单—－通常是一步反应，不需经过多步变化； b). 易做――只需试管和实验室常见试剂便可试验；

c). 明了――有颜色变化，或有气体产生，或有沉淀生成。

解题的方式也有多种，如按上面文字叙述，要求简单扼要，也可采用图表形式： 本题为脂肪烃类化合物的鉴别，通常采用Br2/CCl4或KMnO4溶液试验，褪色者为不饱和烃。末端炔烃可用生成炔化银（白色沉淀）或炔化亚铜（红色沉淀）来鉴别。

【相关知识点】不饱和脂肪烃与卤素的加成反应，不饱和脂肪烃与高锰酸钾的氧化反应，小环烷烃与卤素的加成反应，炔氢的有关反应，可用于不饱和脂肪烃的简单鉴别方法： 试剂或反应 适用化合物 现象 1 高锰酸钾溶液 烯烃 炔烃 褪色 2 溴水 烯烃 炔烃 ，小环烷烃 褪色 3 Ag(NH3)2+ 末端炔 白色沉淀

【参考答案】三者均为气体，可将四种气体分别通入高锰酸钾溶液，不能褪色的为甲基环丙烷和丁烷。甲基环丙烷和丁烷通入溴水，使溴水褪色的是甲基环丙烷；能使高锰酸钾溶液褪色的为2-丁烯和1-丁炔。然后再将后两者分别通入硝酸银的氨溶液，能生成白色沉淀的为1-丁炔。不生成白色沉淀的为2-丁烯，这样便可将四者鉴别出来。 试剂 现象 样品 甲基环丙烷 ( - ) ( + ) ( - ) 丁烷 ( - ) ( - ) ( - ) 2-丁烯 ( + ) ( + ) ( - ) 1-丁炔 ( + ) ( + ) ( + ) 高锰酸钾溶液 溴水 硝酸银氨溶液

( - )( - )Br2 丁烷 ( - )( + )褪色?? 甲基环丙烷KMnO4 ( + )褪色??( - )2-丁烯Ag(NH3)2

( + )褪色??( + )沉淀?? 1-丁炔【相关题目】

用化学方法鉴别下列化合物 环丙烷、丙烯和丙炔

5-4完成反应式

HCC(CH3)2KMnO4（1）

Cl2

（2）

Br2（3）

CH2CH3+ HI

（4）

KMnO4/H+

（5）

+H2CCHO

OCCH3（6）

【解题思路】完成反应式考查一个反应的各个方面： 1. 反应物、反应条件; 2. 反应的区域选择性问题; 3. 立体选择性问题;

4. 反应机理，是否有活性中间体产生，会不会重排； 【参考答案】

COOH（1）

ClClCl+（2）

BrCl

（3）BrCH2CH2CHCH3

ICH2CH3（4）

O

（5）

COOH OOCCH3（6）

5-5、某化合物的分子式

，能使溴的四氯化碳溶液褪色，它与1mol的氯化氢加成后的

产物经臭氧化水解得到化合物\，试写出原化合物的构造式。 X.

【解题思路】1. 根据分子式，计算不饱和度。不饱和度=(2n4+n3-n1+2) / 2=3，提示分子中有双键或/和环的结构；2. 根据化学特性，确定有无特征官能团。使溴的四氯化碳溶液褪色， 它与1mol的氯化氢加成后的产物经臭氧化水解得到化合物\，说明分子中应该有两个双

键，同时还是一个五元环；根据以上信息确定分子结构为环戊二烯：

【参考答案】

该化合物可能的构造式：

[相关知识点]烯烃与卤化氢的加成反应，烯烃的臭氧化水解反应 5-6、某烃分子式为

，①氢化时只吸收1mol氢，问它包含多少个环？ ②臭氧化水

解时，产生\环状对称二酮，试写它原烃的构造式。 X.

【解题思路】1. 根据分子式，计算不饱和度。不饱和度=(2n4+n3-n1+2) / 2=3，提示分子中有不饱和键或/和环的结构，氢化时只吸收1mol氢，推测可能是两个环与一个双键；2. 根据化学特性，确定有无特征官能团。臭氧化水解时，产生 \环状对称二酮，说明原分子结构为为： 【参考答案】 ①氢化时只吸收1mol氢，说明分子有两个环和一个双键

②原烃的构造式为：

[相关知识点]烯烃与氢的加成反应，烯烃臭氧化水解反应 5-7、化合物A和B的分子式都为化合物B则得到

，分别用酸性高锰酸钾氧化A可得到

，

，A和B都能使溴水褪色，试写出A和B的构造式。

【解题思路】1. 根据分子式，计算不饱和度。不饱和度=(2n4+n3-n1+2) / 2=2，提示分子中有不饱和键或/和环的结构；2. 根据化学特性，确定有无特征官能团。A和B都能使溴水褪色，说明分子中应该有不饱和键或/和环，酸性高锰酸钾氧化A可得到合物B则得到

CH ，可以推断A为3-己炔 ， 3CH2CCCH2CH3 ，化

B为环己烯 。

CH3CH2CCCH2CH3【参考答案】

各物质可能的构造式如下A B

[相关知识点]烯烃与卤化氢的加成反应，烯烃与高锰酸钾的氧化反应

5-8、分子式为

的三个异构体A、B和C都能发生如下的化学反应：（1）三个异构体

都能与溴反应，对于等摩尔的样品而言，与化合物B和C反应的溴用量是A的两倍。（2）

2+

三者都能与HCl反应，化合物B和C在Hg 盐催化下和HCl作用得到的都是同一种产物。（3）化合物B和C能迅速地和含（4）化合物B能与

的硫酸溶液作用，得到分子式为

的化合物。

溶液作用生成白色沉淀。试推测A、B和C的构造式。

【解题思路】1. 根据分子式，计算各化合物的不饱和度。不饱和度=(2n4+n3-n1+2) / 2=2，提示三个异构体A、B和C分子中有一个叁键或两个双键或含有一个双键和环的结构；

2. 找出突破口，根据给出的化学信息，确定突破口化合物的分子结构。根据（4）化合物B能与

溶液作用生成白色沉淀可以推断化合物B为末端炔，1-丁炔。

3. 确定两个相邻化合物之间发生转变的反应类型，从突破口化合物为起点，逐步推出 其它的一系列化合物。（3）化合物B和C能迅速地和含分子式为

的硫酸溶液作用，得到

的化合物，可以推断化合物C也是炔烃，为2-丁炔；根据（1）三个异构

体都能与溴反应，对于等摩尔的样品而言，与化合物B和C反应的溴用量是A的两倍可以推断A为环丁烯，因为环丁烷不与卤素发生开环反应，故在只有双键能够与等物质的量的卤素反应。

【参考答案】

CH3CH2CCHCH3CCCH3各物质可能的构造式如下：A、 B C [相关知识点]炔烃烃与卤化氢的加成反应，环烷烃的生开环反应，末端炔烃生成炔化银或炔化亚铜的反应 【相关题目】

(1)用其它原子取代碳原子组成环时，这类化合物称为杂环化合物。杂环化合物A主要以椅式构象存在，并且羟基处在a键上。（1）请写出其构象；（2）解释羟基处在a键上的原因。 OH (A)

OO

【相关题目答案】：

5-3【参考答案】三者均为气体，可将三种气体分别通入高锰酸钾溶液，不能褪色的为环丙烷。能使高锰酸钾溶液褪色的为丙烯和丙炔。然后再将后两者分别通入硝酸银的氨溶液，能生成白色沉淀的为丙炔。不生成白色沉淀的为丙烯，这样便可将三者鉴别出来。

试剂 现象 样品 环丙烷 ( - ) ( - ) 丙烯 ( + ) ( - ) 丙炔 ( + ) ( + ) 高锰酸钾溶液 硝酸银氨溶液

环丙烷( - )( - )

Ag(NH3)2KMnO4 ( - )( + )褪色??丙烯

( + )沉淀??( - ) 丙炔HO5-8

?（1）构象式为a键型： （2）e键型 ?OO

（2）由于分子内氢键的存在使分子稳定，故羟基处于a键。

OH

2. 找出突破口，根据给出的化学信息，确定突破口化合物的分子结构。根据（4）化合物B能与

溶液作用生成白色沉淀可以推断化合物B为末端炔，1-丁炔。

3. 确定两个相邻化合物之间发生转变的反应类型，从突破口化合物为起点，逐步推出 其它的一系列化合物。（3）化合物B和C能迅速地和含分子式为

的硫酸溶液作用，得到

的化合物，可以推断化合物C也是炔烃，为2-丁炔；根据（1）三个异构

体都能与溴反应，对于等摩尔的样品而言，与化合物B和C反应的溴用量是A的两倍可以推断A为环丁烯，因为环丁烷不与卤素发生开环反应，故在只有双键能够与等物质的量的卤素反应。

【参考答案】

CH3CH2CCHCH3CCCH3各物质可能的构造式如下：A、 B C [相关知识点]炔烃烃与卤化氢的加成反应，环烷烃的生开环反应，末端炔烃生成炔化银或炔化亚铜的反应 【相关题目】

(1)用其它原子取代碳原子组成环时，这类化合物称为杂环化合物。杂环化合物A主要以椅式构象存在，并且羟基处在a键上。（1）请写出其构象；（2）解释羟基处在a键上的原因。 OH (A)

OO

【相关题目答案】：

5-3【参考答案】三者均为气体，可将三种气体分别通入高锰酸钾溶液，不能褪色的为环丙烷。能使高锰酸钾溶液褪色的为丙烯和丙炔。然后再将后两者分别通入硝酸银的氨溶液，能生成白色沉淀的为丙炔。不生成白色沉淀的为丙烯，这样便可将三者鉴别出来。

试剂 现象 样品 环丙烷 ( - ) ( - ) 丙烯 ( + ) ( - ) 丙炔 ( + ) ( + ) 高锰酸钾溶液 硝酸银氨溶液

环丙烷( - )( - )

Ag(NH3)2KMnO4 ( - )( + )褪色??丙烯

( + )沉淀??( - ) 丙炔HO5-8

?（1）构象式为a键型： （2）e键型 ?OO

（2）由于分子内氢键的存在使分子稳定，故羟基处于a键。

OH

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