有機(jī)化學(xué)習(xí)題答案

1、第7章 芳烴及非苯芳烴思考題答案思考題7-1 苯具有什么結(jié)構(gòu)特征? 它與早期的有機(jī)化學(xué)理論有什么矛盾?答案：苯分子具有高度的不飽和性，其碳?xì)浔认喈?dāng)于同分子量的炔烴，根據(jù)早期的有機(jī)化學(xué)理論，它應(yīng)具有容易發(fā)生加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)等特性。但事實(shí)上，苯是一種高度不飽和卻具異常穩(wěn)定性的化合物。因此，要能夠很好地解釋這一矛盾是當(dāng)時(shí)有機(jī)化學(xué)家所面臨的重大挑戰(zhàn)。知識(shí)點(diǎn)：苯的結(jié)構(gòu)特征思考題7-2早期的有機(jī)化學(xué)家對(duì)苯的芳香性認(rèn)識(shí)與現(xiàn)代有機(jī)化學(xué)家對(duì)苯的芳香性認(rèn)識(shí)有什么不同?答案：早期的有機(jī)化學(xué)把那些高度不飽和的苯環(huán)類結(jié)構(gòu)并具有芳香氣味的化合物稱為芳香化合物，這些化合物所具有的特性具稱為芳香性。隨著對(duì)事物認(rèn)識(shí)的不斷深入

2、，人們已經(jīng)意識(shí)到，除了苯環(huán)以外還有一些其他類型的分子結(jié)構(gòu)也具有如苯一樣的特別性質(zhì)?，F(xiàn)在仍然迫用芳香性概念，但其內(nèi)涵已超出了原來(lái)的定義范圍?，F(xiàn)在對(duì)芳香性的定義為：化學(xué)結(jié)構(gòu)上環(huán)狀封閉的共軛大鍵，不易被氧化，也不易發(fā)生加成反應(yīng)，但是容易起親電反應(yīng)的性質(zhì)。知識(shí)點(diǎn)：苯的芳香性思考題7-3 關(guān)于苯分子的近代結(jié)構(gòu)理論有哪些?其中,由Pauling提出的共振結(jié)構(gòu)理論是如何解釋苯分子結(jié)構(gòu)?答案：現(xiàn)代價(jià)鍵理論：苯分子中的六個(gè)碳原子都以sp2雜化軌道和相鄰的碳和氫原子形成鍵，此sp2雜化軌道為平面其對(duì)稱軸夾角為120°，此外每個(gè)碳原子還有一個(gè)和平面垂直的p軌道，六個(gè)p軌道相互平行重疊形成了一個(gè)閉合共軛體系

3、。 分子軌道理論：基態(tài)時(shí)，苯分子的六個(gè)電子都處在成建軌道上，具有閉殼層電子結(jié)構(gòu)。離域的電子使得所有的C-C鍵都相同，具有大鍵的特殊性質(zhì)因此相比孤立鍵要穩(wěn)定得多。 Pauling提出的共振結(jié)構(gòu)理論：苯的每個(gè)1，3，5-環(huán)己三烯都是一種共振結(jié)構(gòu)體，苯的真實(shí)結(jié)構(gòu)是由這些共振結(jié)構(gòu)式疊加而成的共振雜化體?！局R(shí)點(diǎn)：苯近代結(jié)構(gòu)理論】思考題7-4什么是休克爾規(guī)則? 如何利用休克爾規(guī)則判別有機(jī)分子的芳香性?答案：休克爾規(guī)則：?jiǎn)苇h(huán)化合物具有同平面的連續(xù)離域體系，且其電子數(shù)為4n+2,n為大于等于0的整數(shù)，就具有芳香性；如果電子數(shù)為芳香性，符合4n，為反芳香性，非平面的環(huán)狀共軛烯烴則為非芳香性。【知識(shí)點(diǎn)：休克爾規(guī)

4、則】思考題7-5為什么有些有機(jī)分子的電子數(shù)符合4n+2規(guī)則但卻不具備芳香性？答案：有些有機(jī)分子如10輪烯，其電子為10，滿足4n+2規(guī)則，但無(wú)芳香性。其原因在該分子內(nèi)由于空間擁擠，整個(gè)分子不共平面影響共軛，故無(wú)芳香性。具有芳香性必須是共軛的平面分子?！局R(shí)點(diǎn)：休克爾規(guī)則應(yīng)用條件】思考題7-6什么是親電取代反應(yīng)? 為什么苯環(huán)上容易發(fā)生親電取代反應(yīng)而不是親核取代反應(yīng)?答案：缺電子或帶正電的親電試劑進(jìn)攻電子給予體（如苯）所發(fā)生的取代反應(yīng)叫親電取代反應(yīng)。由于苯環(huán)具有高度離域的大鍵，苯環(huán)上下都被離域的電子所籠罩，因此，苯成為良好的電子給予體，極易與缺電子或帶正電荷的原子或基團(tuán)發(fā)生親電取代反應(yīng)。 【知識(shí)點(diǎn)

5、：苯環(huán)親電取代反應(yīng)】思考題7-7 什么是傅-克反應(yīng)？傅-克烷基化反應(yīng)和傅-克酰基化反應(yīng)有什么區(qū)別？答案：傅克反應(yīng)即在無(wú)水三氯化鋁的催化下，芳環(huán)上的氫被烷基或酰基取代的反應(yīng)。在烷基化反應(yīng)中，易發(fā)生分子重排；在?；磻?yīng)中，無(wú)分子重排，但由于其反應(yīng)產(chǎn)物酮會(huì)與催化劑三氯化驢發(fā)生絡(luò)合，因此?；磻?yīng)的三氯化鋁必須過(guò)量?！局R(shí)點(diǎn)：傅克反應(yīng)】 思考題7-8發(fā)生在苯環(huán)上的親電取代反應(yīng)歷程中有哪些過(guò)渡態(tài)? 如何通過(guò)共振結(jié)構(gòu)式解釋苯環(huán)上發(fā)生親電取代反應(yīng)時(shí)的定位效應(yīng)？答案:苯環(huán)上的親電取代反應(yīng)要經(jīng)歷絡(luò)合物和絡(luò)合物的中間態(tài)。苯環(huán)親電取代中間體的共振式有三種，當(dāng)含有鄰對(duì)位定位基時(shí)，由共振式可看出只有取代基在鄰對(duì)位時(shí)，

6、此定位基的推電子效應(yīng)使得與它相鄰的碳原子上的正電荷密度降低而變得穩(wěn)定。相反，含有間位定位基時(shí)，其吸電子效應(yīng)，使鄰、對(duì)位電子密度下降，相對(duì)而言，間位的電子密度要高一些，從而使間位及容易發(fā)生親電取代反應(yīng)。【知識(shí)點(diǎn)：苯環(huán)取代定位規(guī)則】思考題7-9為什么萘在低溫下發(fā)生磺化反應(yīng)主要產(chǎn)生-萘磺酸而在高溫下反應(yīng)主要產(chǎn)生-萘磺酸?答案：由于磺酸基的體積較大與異環(huán)-H會(huì)產(chǎn)生空間位阻效應(yīng)，在低溫時(shí)，分子內(nèi)的原子振動(dòng)程度較低，其位阻效應(yīng)不明顯，有利于在活性大的位生成-萘磺酸，但在高溫時(shí)，位阻效應(yīng)起主要作用，此時(shí)容易生成-萘磺酸。【知識(shí)點(diǎn)：萘的磺化反應(yīng)】思考題7-10具有取代基的萘在什么情況下發(fā)生同環(huán)取代? 在什么情

7、況下發(fā)生異環(huán)取代?答案：若萘環(huán)上的原有取代基是鄰對(duì)位的活化取代基，由于其對(duì)所在環(huán)的活化作用，使得第二個(gè)取代基發(fā)生同環(huán)親電取代。若原有取代基是間位的鈍化取代基，則會(huì)發(fā)生異環(huán)取代?！局R(shí)點(diǎn)：萘環(huán)的取代規(guī)則】思考題7-11為什么奧(草頭奧)具有芳香性？請(qǐng)說(shuō)明在奧分子結(jié)構(gòu)中為什么其中的五元環(huán)更容易發(fā)生親電取代反應(yīng)？其中的七元環(huán)更容易發(fā)生親核取代反應(yīng)？答案：奧分子中有10個(gè)電子，符合4n+2規(guī)則，具有芳香性。其中，五元環(huán)是在5個(gè)原子上6個(gè)電子形成的大鍵；其電子云密度大，易發(fā)生親電取代反應(yīng)，七元環(huán)是由7個(gè)原子上的6個(gè)電子形成的大鍵，顯然，其電子云密度小，更容易發(fā)生親核取代反應(yīng)。【知識(shí)點(diǎn)：噢分子結(jié)構(gòu)】 思考

8、題7-12為什么10輪烯和14 輪烯雖然符合休克爾規(guī)則，但卻不具有芳香性？答案：由于環(huán)內(nèi)氫原子之間強(qiáng)烈的排斥作用，使它們不能在同一平面很好地參與共軛?！局R(shí)點(diǎn)：輪烯的芳香性】思考題7-13請(qǐng)用休克爾規(guī)則解釋呋喃、噻吩、吡咯和吡啶的芳香性。答案：呋喃、噻吩、吡咯由于雜原子上的未共用電子對(duì)參與環(huán)的共軛體系，有六個(gè)電子，符合4n+2規(guī)則。 吡啶上的氮原子上的孤對(duì)電子沒(méi)有參與環(huán)上的共軛體系，是與苯相似的六電子體系。【知識(shí)點(diǎn)：雜環(huán)芳香性】思考題7-14請(qǐng)說(shuō)明與苯相比為什么五元雜環(huán)更容易發(fā)生親電取代反應(yīng)？答案：五元雜環(huán)是由六個(gè)電子分布在五個(gè)原子上形成的大鍵，六元環(huán)是六個(gè)電子分布在六個(gè)原子上，相比之下五元環(huán)

9、的電子密度要比六元環(huán)大，更有利于親電取代反應(yīng)?！局R(shí)點(diǎn)：五元雜環(huán)結(jié)構(gòu)】思考題7-15 為什么吡啶更容易發(fā)生親核取代反應(yīng)？答案：在吡啶共軛體系中，會(huì)有6個(gè)電子，滿足4n+2規(guī)則，具有芳香性。由于氮原子的電負(fù)性比碳原子電負(fù)性大，因此，氮原子上的電子云密度要高一些，而環(huán)上其他碳原子上的電子密度顯得小，所以，六元雜環(huán)吡啶屬于缺電子芳雜環(huán)。缺電子芳雜環(huán)有利于親核取代反應(yīng)。【知識(shí)點(diǎn)：六元雜環(huán)結(jié)構(gòu)】思考題7-16 雖然吡啶和吡咯都是含氮原子的雜環(huán)化合物，但是吡啶的堿性要強(qiáng)得多，為什么？答案：吡咯由于氮原子上的未共用電子對(duì)參與環(huán)的共軛體系，氮原子上的電子云密度降低，吡啶分子氮原子上的孤對(duì)電子沒(méi)有參與環(huán)上的共軛

10、體系，對(duì)質(zhì)子有較強(qiáng)的結(jié)合力，故其堿性較強(qiáng)。【知識(shí)點(diǎn)：雜環(huán)酸堿性】習(xí)題答案7-1寫出分子式為 C9H12的單環(huán)芳烴所有異構(gòu)體，并命名之正丙苯異丙苯 2-甲基乙苯3-甲基乙苯4-甲基乙苯1,2,3-三甲苯 1,2,4-三甲苯7-2寫出下列化合物的構(gòu)造式。（1）對(duì)溴硝基苯 （2）間碘苯酚 （3）對(duì)羥基苯甲酸（4）2,4,6-三硝基甲苯 （5）對(duì)氯芐氯 （6）3,5-二硝基苯磺酸（7）-萘胺 （8）-蒽醌磺酸 （9）-溴菲（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）7-3命名下列化合物（1） (2) (3) （4）(5) (6) 答案：（1） 二苯甲烷 （2）3-甲基-1-環(huán)己基-1-丁烯

11、（3）1-甲基-1-苯基-1,3-丁二烯（4）4-甲基-2-硝基-苯胺 （5）5-氯-2-萘磺酸 （6）蒽醌7-4以構(gòu)造式表示下列各化合物經(jīng)硝化后可能得到的主要一硝基化合物(一個(gè)或幾個(gè)):（1） （2） （3）（4）（5）（6）（7）（8）（9） 7-5完成下列各反應(yīng)式：（1） （2）(3) 答案： （1）（2）（3）7-6 試將下列各組化合物按環(huán)上硝化反應(yīng)的活潑性順序排列。 （1）苯，甲苯，間二甲苯，對(duì)二甲苯 （2）對(duì)苯二甲酸，甲苯， 對(duì)甲苯甲酸，對(duì)二甲苯答案：（1）abcDd>c>b>a（2） abcDd>b>c>a7-7 指出下列化合物中哪些具有芳香性

12、？（1） （2） （3）（4） （5） （6）（7）答案：有芳性： （2）， （7）有6個(gè)電子，符合4n+2規(guī)則。7-8 試扼要寫出下列合成步驟，所需要的脂肪族或無(wú)機(jī)試劑可任意選用。 （1）甲苯 4-硝基-2-溴苯甲酸，3-硝基-4-溴苯甲酸 （2）間二甲苯 5-硝基-，3-苯二甲酸答案：（1） （2）7-9 以苯為原料合成下列化合物（用反應(yīng)式表示）（1）對(duì)氯苯磺酸 （2）間溴苯甲酸 （3）對(duì)硝基苯甲酸 （4） 對(duì)芐基苯甲酸答案：（1）（2） （3）（4）7-10用簡(jiǎn)單的化學(xué)方法區(qū)別下列各組化合物： （1） 苯 1,3-環(huán)己二烯 環(huán)己烷 （2） 己烷 1-己烯 1-己炔 （3） -戊烯 1,1

13、-二甲基環(huán)丙烷 環(huán)戊烷 （4） 甲苯 甲基環(huán)己烷 3-甲基環(huán)己烯答案：（1）（2）（3）（4）7-11根據(jù)氧化得到的產(chǎn)物，試推測(cè)原料芳烴的結(jié)構(gòu)(1) (2) (3) 答案：（1）可能的結(jié)構(gòu)，（2）可能的結(jié)構(gòu)（3）可能的結(jié)構(gòu)7-12 三種三溴苯經(jīng)過(guò)硝化后，分別得到三種、二種和一種一元硝基化合物。試推測(cè)原來(lái)三溴苯的結(jié)構(gòu)并寫出它們的硝化產(chǎn)物。答案：7-13 A, B,C三種芳香烴的分子式同為C9H12。 把三種烴氧化時(shí)，由A得一元酸，由B得二元酸，由C得三元酸。 但經(jīng)硝化時(shí)， A 和B都得兩種一硝基化合物，而 C只得到一種一硝基化合物。試推導(dǎo)出A, B,C三種化合物的結(jié)構(gòu)式。答案：A或 BC7-14

14、 命名下列有機(jī)化合物（1）(2)(3)(4)(5)(6)(7)答案：（1）3-甲基吡咯 （2）3-吡咯甲醇 （3）3-噻吩甲醇 （4）3-吡啶乙酮 （5）4-甲基-2-硝基嘧啶 （6）5-溴-3-吲哚甲酸 （7）2,6,8-三羥基嘌呤7-15 寫出下列化合物的結(jié)構(gòu)式（1）六氫吡啶 （2）2-溴呋喃 （3） 3-甲基吲哚 （4）2-氨基噻吩答案：（1）（2）（3）（4）7-16 完成下列反應(yīng)方程式（1）（2）（3）（4）（5）（6）答案：（1） （2） （3） （4） （5）（6） 7-17 將下列化合物按堿性強(qiáng)弱排列 （1）六氫吡咯 吡啶 吡咯 苯胺 （2）甲胺 苯胺 氨 四氫吡咯 答案：（1

15、） 六氫吡咯 > 吡啶 > 苯胺 > 吡咯 （2） 四氫吡咯 > 甲胺 > 氨 > 苯胺7-18 用簡(jiǎn)單的化學(xué)方法區(qū)別下列化合物 吡啶 -甲基吡啶 苯胺答案：7-19 使用簡(jiǎn)單的化學(xué)方法將下列混合物中的雜質(zhì)除去（1）吡啶中混有少量六氫吡啶（2）-吡啶乙酸乙酯中混有少量吡啶 答案： （1）先加苯磺酰氯，再抽濾除去六氫吡啶（2）加入鹽酸后除去水層7-20 合成下列化合物（無(wú)機(jī)試劑任選） （1）由呋喃合成己二胺 （2）由-甲基吡啶合成-吡啶甲酸芐酯 （3）由-甲基吡啶合成-氨基吡啶 答案：（1）（2）（3）7-21 化合物（A）的分子式位C12H13NO2，經(jīng)稀酸

16、水解得到產(chǎn)物（B）和（C）。（B）可發(fā)生碘仿反應(yīng)而（C）不能，（C）能與NaHCO3作用放出氣體而（B）不能。（C）為一種吲哚類植物生長(zhǎng)激素，可與鹽酸松木片反應(yīng)呈紅色。試推導(dǎo)（A），（B），（C）的結(jié)構(gòu)式。答案：CH3CH2OH（A）（B）（C）第8章 鹵代烴思考題答案思考題8-1 寫出下列化合物的結(jié)構(gòu)（1）3，4-二甲基-1-環(huán)戊基-5-氯己烷 （2）（順）-3，6-二氯環(huán)己烯答案思考題8-2 命名下列化合物答案（1）（E）-1-溴-2-丁烯 （2）（S）-1-苯基-1-溴乙烷思考題8-3 如何鑒別芐氯、氯苯和氯代環(huán)己烷答案 思考題8-4 比較烯丙基鹵化物和正丙基鹵化物發(fā)生SN或SN2反應(yīng)的

17、速率大小。答案 對(duì)SN反應(yīng)而言，烯丙基鹵化物的反應(yīng)活性大于正丙基鹵化物，因?yàn)橹虚g體烯丙基碳正離子的穩(wěn)定性遠(yuǎn)大于正丙基碳正離子。對(duì)SN2反應(yīng)而言，烯丙基鹵化物的反應(yīng)活性也高于正丙基鹵化物，因?yàn)橄┍u化物的不飽和鍵對(duì)過(guò)渡態(tài)有一定的穩(wěn)定作用。思考題 8-5 寫出C2H5OK的乙醇溶液與下列化合物發(fā)生E2消除的反應(yīng)的產(chǎn)物答案 鹵代烴的E消除反應(yīng)主要采用反式消除，同時(shí)E消除反應(yīng)一般也遵守Saytzeff 規(guī)則，生成取代基較多的烯烴。在第一個(gè)化合物中有兩個(gè)反式共平面的b-H，兩種消除產(chǎn)物，其中遵從Saytzeff 規(guī)則的產(chǎn)物為主；而第二個(gè)化合物只有一個(gè)反式共平面的習(xí)題答案8-1命名下列各化合物答案（1)

18、 1,4-二氯丁烷(2) 2-甲基-3-氯-6-溴-1,4-己二烯 (3) (R)- 3-甲基-2-氯戊烷 (4) (S)- 1-苯基-1-溴丙烷(5) 4-甲基-3-溴苯磺酸(6) 3-對(duì)溴苯-1-丙烯 8-2 寫出下列各化合物的構(gòu)造式(1)（R）-2-溴丁烷(2) 新戊基溴(3) 聚四氟乙烯(4) (Z) -1-溴-3-苯基-2-丁烯答案 8-3 寫出1-溴丁烷與下列試劑反應(yīng)的主要產(chǎn)物。（） Mg（干醚） （） Na （） NH （） NaI丙酮溶液（） NaCN （） 乙炔鈉 （）(CH)CHONa 答案 8-4 寫出正丙基溴化鎂與下列試劑反應(yīng)的主要產(chǎn)物。（）NH （）HO （）CHOH

19、 （）HBr （）CHCHCHCCH答案8-5將下列各組化合物按反應(yīng)速度的大小順序排列（1） 按SN1反應(yīng)(2) 按SN2反應(yīng)答案8-6預(yù)測(cè)下列各對(duì)反應(yīng)中，哪一個(gè)較快？并說(shuō)明理由。答案（1） CH3CH2CH2CH2Br反應(yīng)較快。因甲基支鏈的空間位阻降低了SN2反應(yīng)的速度。（2） (CH3)3Br反應(yīng)較快，為SN1反應(yīng)。(CH3)2CHBr首先進(jìn)行SN2反應(yīng)，但因水為弱親核試劑，故反應(yīng)慢。 （3） SH- 反應(yīng)快于OH-，因S的親核性大于O。（4） (CH3)2CHCH2Br快，因?yàn)锽r比Cl易離去。8-7鹵烷與NaOH在水和乙醇混合物中進(jìn)行反應(yīng)，指出哪些屬于SN2歷程，指出哪些屬于SN1歷程?（1) 產(chǎn)物構(gòu)型完全轉(zhuǎn)化（2) 有重排產(chǎn)物（3) 堿濃度增加反應(yīng)速度增加（4) 叔鹵烷速度大于仲鹵烷（5) 增加溶劑的含水量反應(yīng)速度明顯增加（6) 反應(yīng)