有机化合物课后习题答案.pdf
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1、有机化合物课后习题答案第一章 绪论习题答案1.说明有机化合物的特点。答案:有机化合物的特点是:数目繁多,结构复杂;稳定性差,容易燃烧;熔点、沸点较低;难溶于水;易溶于有机溶剂;反应速度慢;反应复杂,副产物多。2.计算C7H7O2N的不饱和度并写出可能的结构式。答案:A 1 n,-n.有机化合物的不饱和度计算公式为=I+n=代入数字得不饱和度为5,所以可能的部分结构式分别是:NH23.搞清下列各概念并思考各组概念的区别。均 裂、异裂;离子型反应、游离基反应;亲电反应、亲核反应;键的极性和键的极化度;键长、键角;键能、键的离解能答案:均裂共价键断裂后,两个成键原子共用的一对电子由两个原子各保留一个
2、。异裂共价键断裂后,共用电子对只归属原来生成共价键的两个原子中的一个。有离子参加的反应叫离子型反应。有自由基(游离基)参加的反应叫游离基反应。由亲核试剂的进攻而发生的反应叫亲核反应。由亲电试剂的进攻而发生的反应叫亲电反应。键的极性是由于成键原子的电负性不同而引起的。当成键原子的电负性不同时,核间的电子云密集区域偏向电负性较大的原子一端,使之带部分负电荷,而电负性较小的原子一端则带部分正电荷,键的正电荷重心与负电荷重心不重合,这样的共价键称为极性共价键。如HC1分 子 中 的H-C1键就是极性共价键。键的极化度是指在外界电场的影响下,共价键的电子云重新分布。无论是非极性分子或极性分子的极化状态都
3、将发生变化,使极性分子的极性增强,非极性分子变为极性分子。键 长(Bond length):指分子中两成键原子核间的平衡距离。键 角(Bond angle):指分子中同一原子形成的两个化学键之间的夹角。键角是反映分子空间结构的重要因素。键 能(Bond energy):在25和101.3能kPa压力下,以共价键结合的A、B两个原子在气态时使用键断裂,分解为A和B两个原子(气态)所消耗的能量叫做键能。键离解能(Dissociation energy):一个共价键断裂所消耗的能量叫做共价键的离解能。4.指出下列化合物中所含官能团的名称,并说明它们是哪类化合物?(4)CH3CH2C-H(5)CH3-
4、C-O H(3)(6)CH3CHCOOHNH23H(8)UX UN H2/=CH3(9)脏勺小。2答案:(1)一OH 醇(2)-O H 酚(3)-O-醛O O(4 )CH 醛(5)COH 竣 酸(6 )COOH 氨基酸NH2(7)-S O3H磺酸(8)-N H2胺(9)-N O2硝基化合物5.用3+,S-,表示下列每个键的极性方向。答案:3-6+6-6+5 6+HO-CHg BrMg CH3 F-CH365-5+6+55+5-Br-CH3H2N-CH3Li-C H3H-NH26.水 的pKa=15.74,乙快的pKa=25。水和乙焕相比,哪个酸性强?氢氧根离子能否与乙快反应?答案:水 的pKa
5、=15.74 乙焕的pKa=25,所以水的酸性强。根据强酸强碱反应生成弱酸弱碱原理,氢氧根离子不能与乙焕反应。7.甲酸的pKa=3.7,苦味酸的pKa=0.6,它们的Ka各等于多少?哪个酸性强?答案:甲酸的Ka=1.77*10-4,苦味酸Ka=0.25,后者大于前者,所以苦味酸的酸性强。8.氨基离子H2N-的碱性比羟基离子OH强。氨和水相比,哪个酸性强?为什么?答案:弱碱的共规酸酸性较强,氨 基 离 子H2N-的碱性比羟基离子0H-强,所以水的酸性比氨强。9.下列化合物中,哪些是lewis酸?哪些是lewis碱?哪些既是lewis酸又是lewis碱?(1)CH3CH2-OH(2)CH3-NH-
6、CH3 MgBr2(4)H3C-B-C H3(5)CH3H-C-HIH答案:(4)、(5)是 lewis 酸,(1)、(2)、(6)是 lewis 碱,(3)既是 lewis 酸,也是 lewis碱。第二章链煌1、链煌是怎样分类的?下列各碳氢化合物的分子式所可能代表的化合物属于哪一类(此题只讨论链煌范围内的分类)?C3H8(2)C6H1 2 (3)C6H1O答:C3H8符合C“H2”+2所以是烷煌(2)C6H12符合CH2所以是烯煌(3)C6HI0符合CH2-2所以是焕姓或者是二烯垃2、指出下面化合物中各碳原子属于哪一类型(伯、仲、叔季)。CH3CH3CH(CH2)2 CCH3C H3 CH2
7、CH3C1C7和三个支链碳是伯碳原子;C2c4c5是仲碳原子;C6是叔碳原子;C3是季碳原子。3、指出CH3cH=C H 2和CH2=CHCH2c三C H中各碳原子的杂化状态(弼、spsp)。答:sp3 sp2 sp2CH3-CH=CH24、命名下列化合物sp2 sp2 sp3 sp spCH2=C H-C H2-C=CH产CH3cH2,HCCH2cH3H3C CH3(1)(CH3)2CHCH2cH3(CH3)3CC(CH3)2CHCH3 CH3CHCHCH3CH3(5)C2H5CCH2cH3CH2(4)1)CH2cH3?H3 H2HCEC-C C-C=C H2(6)如 H答:(1)异戊烷(2
8、-甲基丁烷)(3)2,3-二甲基丁烷(5)2-乙基-1-丁烯(2)3,3,4-三甲基己烷(4)2,2,3,3,4-五甲基己烷(6)4,4-二甲基T-己烯-5-快5、写出下列各化合物的构造式(1)2-甲基-3-乙基戊烷2,3-二甲基-1-丁烯顺-3,4-二甲基-2-戊烯(构造式)(2)2,3-二甲基-4-乙基己烷2-甲基-2-丁烯(6)(2Z,4E)-2,4一 己二烯答:(1)CH3CH CHCH2cH3CH3 c2H5CH3CH2=CCHCH3CH3(2)CH3CH CH CH CH2cH3(4)CH3CHP2H5CH3C=CHCH3CH3C H=C H 3H、CH(CH3)2(6)H /C
9、H3C H g /CH H6、下列各式中,哪几个是同一化合物?(1)(5)(CH3)2CHCH2CHCH2CH3PH Ir3 CH3CH3cHfHCH2cH2cH3CH3CH3CH3 p-pH2H5c2 CH2cH3(4)pH2PH 碱 HCH3CH3CH3f CH3CH3-C-2H3CH2C CH2CH3pH3CH33HCH2CHCH3CH2cH3(6)答:1,2,6 为同一化合物;4,5 为同一化合物7、下列化合物中,哪些有顺反异构体?如有,写出各异构体的构型式并命名(Z/E法)。(1)3-甲基-4-乙基-3-己烯(2)1-氯-2-戊烯(3)1,3-戊二烯答:、(3)、(4)有顺反异构体(
10、4)2,4-庚二烯CICH /C2H5CICH、HC2H5(Z)T-氯-2-戊烯(E)T-氯-2-戊烯CH2=C l /C H3HZ、H(Z)T,3-戊二烯CH2=C H /C=C(*、CH3(E)T,3-戊二烯H(4)/CH2cH3产工H /H 2 c H 3C=C=HC%(2Z,4Z)-2,4-庚二烯(2E,4E)-2,4-庚二烯大/HCJC=C H2CH3CH产CH2cH3HH(2Z,4)-2,4-庚二烯(2E,4Z)-2,4-庚二烯8、用系统命名法命名下列各顺反异构体。(1)H 3%=棕色褪去-r不沉淀丙焕 棕色褪去 I 产生白色沉淀12、用反应式分别表示2-甲基T-丁烯与下列各试剂的
11、反应:(1)澳/CC14;(2)5%KMnCU 溶液;(3)HI;(4)H2/Pt;(5)HBr(有过氧化物存在);(6)HC1(有过氧化物存在)。答:(2)(3)H一3rccFCCH2=CCH2cH3 BWCC】CH3CH2=CCH2CH3.5%K M RA CH2CCH2CH3CH3 I CH3HI ICH2=f CH2cH3-CH3CCH2CH3CH3 CH3H(5)(6)H2/PtCH2=CCH2cH3 CH3HBrCH2=CCH2cH3-I 过氧化物CH3HCICH3cHeH2cH3CH3CH2BrCHCH2CH3CH3CH2=CCH2cH3-CH3CCH2CH3I 过氧化物 ICH
12、3 CH313.下列各反应的主要产物是什么?写出其构造式(简写式)及名称。(1)2,4-二甲基-2-戊 烯 土?I产CH3CCH2CHCH3CH3 _ 己快HBr(过量,?2,4-二 甲 基-2-碘戊烷BrICH3CCH2cH2cH2cH3Br2,2-二澳己烷(3)1-辛块 一H以?Hg2+,H2so40IICH3C(CH2)5CH3 _ 辛快 AgN03-NH、2-辛酮A g C=C-C6H13(4)2-甲 基-1,3-丁二烯*(1 及2mol).?r CH2-C-C H =CH2 3-甲基-3,4-二氯-1-丁烯Cl CI产H3C?CH2=C-C H =CH2。2(1m 2)工 CH2=C
13、-C H-C H2 2-甲基-3,4-二氯-1-丁烯2-甲基-1,4-二氯2 丁烯2HIPCC H-t=CFCH2-Io-cI 3 Cl2(2mol)CH2=C-CH=CH2-A。cIHCICfc-GHH 2-era2-甲基-1,2,3,4 四 氯 丁 烷(5)1-丁 烯 坨A?H+CH3yHeH2cH3OH2-丁醇(6)2-甲基丙烯HI-?过 !七 物 CH3-C-CH3CH3(7)2-甲基-1-丁烯 吨:?过氧化物2-甲基-2-碘丙烷产CH2-CH-CH2-CH3Br2-甲基-1-澳丁烷2-戊烯一 KMnC?ACH3coOH(乙酸)+CH3cH2co0H(丙酸)14、哪些烯煌经臭氧化再以Z
14、n/HzO处理后,可得以下化合物?答:(1)CH3cH2cH2cH=CH203Z 小 0 CH3cH2cH2cHO+HCHOo3(CH3)2CHCH=CHCH3-(CH3)2CHCHO+CH3CHOZn/H20 CH 大CH3cH 3-CH3CH0+/C-3 C H3 Zn/H2O CHg(4)CH3)C=oCH3/XCH3 Zn/H2O CH:(5)03/CHOCH3cH=CHCH2cH=CH2-CH3CHO+CH2.+HCHOZn/H2O、CHO15、分子式为C4H8的两种化合物与氢澳酸作用,生成相同的卤代烷。试推测原来两种化合物是什么?并写出它们的构造式。答:根据分子式C4H8,且可以和
15、H B r加成,说明该化合物为单烯烧,C4H8的同分异构体有三个:(A)CH2=CHCH2cH3,(B)CH3cH=CHCH3和(C)CH2=CCH3其中(A)和(B)与H B r加成生成相同的卤代烷。故这两种化合物为CH3CH2=CHCH2cH3:1-丁烯和 CH3cH=CHCH3:2-丁烯。16、分子式为C4H6的化合物,能使高锈酸钾溶液褪色,但不能与硝酸银的氨溶液发生反应,试写出这些化合物的构造式。答:根据分子式C4H6,以及能使KMnO4溶液褪色,说明该化合物为焕烧或二烯短。C4H6的同分异构体有三个:CH三CCH2cH3(A),CH3c三CCH3(B)和CH2=CHCH=CH2(C)
16、,其中(B)不 能与硝酸银的氨溶液反应,故该化合物为CH3c三CCH3,2-丁焕或者 CH2=CHCH=CH2,1,3-丁二烯。17、分子式为CuH20的烧催化氢化时,则吸收2 mol H2。其臭氧化物以Z n/H 2 0处理后,生成丁酮、丁二醛,H2CH 及丙醛(CH3cH2CHO)。试写出这个物质可能的构造式。C H 2 C H0答:CH3cH2c=CHCH2cH2cH=CHCH2cH3CH3第 三 章 环 垃1.试写出下列各化合物的构造式(1)1-甲基环己烯(2)3-甲基环己烯(3)反-1,3-二氯环丁烷(构型式)(4)间二硝基苯(5)2,7-二甲基蔡(7)对羟基苯甲酸(9)1-甲基-4
17、-异丙基苯(11)9-氯慈解;,TQCH1QH3 GH3(6)对溪硝基苯(8)3,5-二硝基苯磺酸(10)邻硝基甲苯(12)1,3,5-三乙苯CI丈 2 C O O H?0 3H3。(8)O2NXXNO2Br O Hy 2 H5ni(10)(11)V u CCH(CH3)22.画出下列各化合物椅型构象并比较其稳定性(1)顺-1,2-二甲基环己烷(3)顺-1,3-二甲基环己烷CH,(1)(2)解:H(3)H H3.命名下列各化合物 金了兀力(2)(21 CQ(5)XS O 3HT Y j C H AAC H5 H 5 y C2 H5(2)反-1,2-二甲基环己烷(4)反-1,3-二甲基环己烷H-
18、CH,稳定性:(2)(1)CHJH丁二稳定性:(3)(4)CHj H。产roN O26O 2 N “、N O 2(4)a-蔡磺酸(5)间-氯甲苯(6)1,3,5-三硝基苯(7)澳 化 茉(苯漠甲烷)(8)1,8-菇二烯(9)1-甲基-4-异丙基苯(或对-异丙基甲苯)(10)对-乙基甲苯(11)间-硝基乙苯(12)1,1-二甲基-5-异丙基环戊烯4.试以化学方法区别下列各组化合物(1)甲苯、1-庚 烯 L 酸性KM n。,)烷庚紫色褪去 B M C C L)不褪色紫 色 褪 去 J 棕色褪去不褪色90QO苯乙Br书.不褪色棕色褪去苯 乙 烯 他里一可苯乙烘J(4)无沉淀Bn/CCl无 沉 淀 一
19、 白色沉淀不褪色不褪色棕色褪去5.试以苯为原料合成下列化合物,(1)苯甲酸.BR FeB%不褪色棕色褪去不褪色褪色并说明合成路线的理论根据(2)间硝基苯甲酸(3)邻硝基苯甲酸(4)间硝基苯磺酸(5)3-硝基-4-溟苯甲酸(6)间漠苯甲酸(4)0+CH3IAICI3(无 水)6.用反应式表示,怎样从苯或甲苯转变成下列各化合物(1)对二 甲 苯(2)对 澳 甲 苯(3)对 甲 苯 磺 酸(4)间氯苯甲酸(5)间氯苯磺酸(6)间硝基苯乙酮(7)2-甲基-5-硝基苯磺酸(8)3,4-二臭1-硝基苯答:H(2)H3C-C-C H2+HBrCH2COCH3(5)0+(c Hi c o h0+C1C(C2
20、H5)3(1)。3(2)Z n/H2OOHC.CHO(12)CH3C(C2H5)38.写出乙苯与下列各试剂作用的反应式(1)K M n O4()(2)Cl2/Fe(3)HN O 3-H2 S O 4(5)浓 H2 s o 4()(6)B12/光(7)(CH3)2CHC1/A 1C13(4)H2/N i,高温,高压(8)CH3CH2 CH2 CI/A ICI3KMnO4COOHcCl2FeHNO3H2SO4SO3H(CH3)2CHCIAICI3-CH3cH2cH2clAICI3CH(CH3)29.指出下列各物质硝化时,硝基进入环上的主要位置。CH3NO2N 02COOHSO3H(1)(2)(3)
21、(4)10.经过元素分析,测定相对分子质量,证 明 A,B,C 三种芳香烽的分子式C9H3当以KzCnO的酸性溶液氧化后,A 变为一元竣酸,B 变为二元竣酸,C 变为三元竣酸。但经浓硝酸和浓硫酸硝化后,A 和 B 分别生成两种一硝基化合物,而 C 则只生成一种一硝基化合物。试通过反应式确定A,B,C 的结构和名称。解:A、B、C 分别为:CH2cH2cH3CH2cH2cH3O-6COOHCOOH0-ACOOHCH2cH2cH3混酸-CH2cH2cH3CH2cH2cH3NO211.一个煌GoHi6不含侧链烷基,能吸收Imol H2O用O3处理后再用Zn/bhO作用,得一个对称的二元酮CIOH,2
22、03 推导这个炫的可能的构造式。解:计算不饱和度:l+iu上 工=1 +1 0-=3,根据能吸收1 m ol比 说明分子中只含2 2一个双键,其余两个不饱和度应该是两个环。故初步断定分子为两个环加一个双键,再根据该化合物位03氧化后再与Zn/H2O作用,得一对称的酮推断现该化合物的结构式为:第四章立体化学课后习题答案(第三版教材)1.B2.(S)-2-漠丁烷3.A4.工-cz3C一HBrCH*Qc-,c-HPhH十ClH3C HC2H56.7.CH3HBrHBrCH3BrHCH3HBrCH3CH2CIH|-C2H5CH3CH2CICH2cl Cl-|一C2H5H|-C2H5 _ CH3CH3C
23、H2CIH-|-CH2CH2CICH3均有光学活性。zy8.根据公式可得Ix c(1)-39.02(2)-2.4(3)-1.2CH3(S)10.C 2H 5ABCDH2c C C C CHgHC2H5Ic2H5-C-C3H7HHH H I /IC C-C-C-C-CH3/IH H HH C2H5 H /I /C-C-C-C-C-CH3/I /HH H11.ACH3C2H5|C :CHH(R)CH3A g C=C|-C2H5cH12.(1)AH-O H(S)BCH3HO-H(R)9H3HOH(S)HiOH(R)CH3HOH(R)CH3HOH(S)CH3中间形成碳正离子,SN1机理1 3.1 个手
24、性碳2 个对映异构体乂 2)无手性碳但有两个对映异构体;1 个手性H O碳 2个对映异构体;(4)无旋光性,有手性碳;(5)无旋光性,有 手 性 碳;(6)/C O O H2个手性碳4个异构体;(7)无;(8)一/碳,2个对映异构体;(1 0)无。1 4.1 个手 性 碳 2 个对映异构体;(9)1个手性(1)IIHOH2C-|-C2H5BrHC2H5-|CH2OHBrRS外消旋体CH3Br-HCH3HBrRSBr-COOHHTBrCOOHBr CH3-HBrTH RCOOHH-Br SCOOH外消旋体外消旋体H RSS两个手性中心,4个异构体2个手性碳3个异构体COOHBrHHBrCOOH一
25、对外消旋 2S,3s(4)COOHCOOHHBrBr-HBr HBr-H(:OOHCOOH2R,3R 内消旋 2R,3SCOOHBrBrHHCOOH2S,3RH CH3HgC-C-CCOOH无手性,无对映异构体15.COOHH-|-CH3c2H5COOHR-2-甲基丁酸16.AC2H5S-2-甲基丁酸H_H-CHCHHSRBCH3(CH2)4CH317.D1 8.互为对映异构体(2)相同分子(3)非对映体(4)非对映体(5)同分异构体(6)相同分子19.分 子 模 型 为:COOHH0-|-H S构 型,与1互 为 对 映 异 构 体。CH320.(1)为内消旋体,无旋光性。(2)有旋光性(3
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