第五章飽和烴

1、第五章第五章 飽和烴飽和烴5-1 5-1 寫出符合下列條件的寫出符合下列條件的C C7 7H H1616的構(gòu)造式，并各以系統(tǒng)命名法命名。的構(gòu)造式，并各以系統(tǒng)命名法命名。(1)庚烷(3)3-甲基已烷(2)2-甲基已烷(4)2,2-二甲基戊烷(5)2,3-二甲基戊烷(6)2,4-二甲基戊烷(7)3,3-二甲基戊烷(8)3-乙基戊烷(9)2,2,3-三甲基丁烷第五章第五章 飽和烴飽和烴n5-2 5-2 寫出下列烷基的名稱及常用縮寫符號寫出下列烷基的名稱及常用縮寫符號。 (1(1）甲基（）甲基（MeMe）；）； （2 2）乙基（）乙基（EtEt）；（）；（3 3）正丙基（）正丙基（n n-Pr-Pr）

2、；）；（4 4）異丙基（）異丙基（i i-Pr-Pr）；（）；（5 5）正丁基（）正丁基（n n-Bu-Bu）；）； （6 6）異丁基（）異丁基（i i-Bu-Bu）；）；（7 7）仲丁基（）仲丁基（s s-Bu-Bu）；（）；（8 8）叔丁基（）叔丁基（t t-Bu-Bu）。）。5-3 5-3 比較下列化合物沸點的高低，并說明原因。比較下列化合物沸點的高低，并說明原因。(1) CH3(CH2)4CH3 (2) (CH3)2CH(CH2)2CH3(3) CH3CH2C(CH3)3 (4) CH3CH2CH(CH3)CH2CH3 (1)(4) (2)(3)(1)(4) (2)(3)同碳數(shù)的烷烴異

3、構(gòu)體，含支鏈越多，分子間作用力越弱，同碳數(shù)的烷烴異構(gòu)體，含支鏈越多，分子間作用力越弱，沸點越低；支鏈數(shù)目相同者，分子對稱性越好，沸點越高。沸點越低；支鏈數(shù)目相同者，分子對稱性越好，沸點越高。第五章第五章 飽和烴飽和烴n5-4 5-4 完成下列反應(yīng)式：完成下列反應(yīng)式：H2SO4Br2/ CCl4HBrHBr / -O-O-H2Pt / COSO3HBrBrBrBr(1)第五章第五章 飽和烴飽和烴HO2C(CH2)4CO2HHNO370+(2)BrBr-60Br2+(3)CH(CH3)2Cl2Br2FeCl3燃燒hCO2H2OCl+ClClCl碳正離子重排導(dǎo)致的產(chǎn)物+CH(CH3)2BrC(CH3

4、)2Br+(4)BrHBr(5)第五章第五章 飽和烴飽和烴n5-5 5-5 比較下列化合物構(gòu)象的穩(wěn)定性大小。比較下列化合物構(gòu)象的穩(wěn)定性大小。1,4-1,4-二甲基環(huán)已烷的構(gòu)象穩(wěn)定性（二甲基環(huán)已烷的構(gòu)象穩(wěn)定性（1 1）（）（2 2）。原因是）。原因是（1 1）中的二個甲基均處于）中的二個甲基均處于a a鍵上，而鍵上，而 （2 2）中的二個甲基）中的二個甲基則皆處于則皆處于e e鍵上，后者構(gòu)象能量較低，較穩(wěn)定。鍵上，后者構(gòu)象能量較低，較穩(wěn)定。HHCH3HCH3HHHHHHH3CHCH3HHCH3CH3H3CCH3(1)(2)第五章第五章 飽和烴飽和烴n5-6 5-6 下列異構(gòu)體中哪個最穩(wěn)定？下列異

5、構(gòu)體中哪個最穩(wěn)定？題目所示二甲基環(huán)已酮三個異構(gòu)體對應(yīng)的構(gòu)象式如下，從中可看出（題目所示二甲基環(huán)已酮三個異構(gòu)體對應(yīng)的構(gòu)象式如下，從中可看出（3 3）最穩(wěn)定，因為其兩個甲基均處于最穩(wěn)定，因為其兩個甲基均處于e e鍵上，體系能量較低。鍵上，體系能量較低。OOO(1)(2)(3)第五章第五章 飽和烴飽和烴n5-7 5-7 環(huán)丙烷內(nèi)能高是由哪些因素造成的？環(huán)丙烷內(nèi)能高是由哪些因素造成的？環(huán)丙烷分子中碳原子為不等性環(huán)丙烷分子中碳原子為不等性sp3sp3雜化，軌道重疊比開鏈烷烴的小，雜化，軌道重疊比開鏈烷烴的小，形成的碳碳共價鍵鍵能小，容易斷裂，不如開鏈烷烴牢固；其次是形成的碳碳共價鍵鍵能小，容易斷裂，不如

6、開鏈烷烴牢固；其次是環(huán)丙烷的三個碳原子共平面，相鄰兩個碳原子上的環(huán)丙烷的三個碳原子共平面，相鄰兩個碳原子上的C CH H鍵是重疊式構(gòu)象，鍵是重疊式構(gòu)象，存在扭轉(zhuǎn)張力?；谏鲜鲈颍瑢?dǎo)致環(huán)丙烷的內(nèi)能較高。存在扭轉(zhuǎn)張力?；谏鲜鲈颍瑢?dǎo)致環(huán)丙烷的內(nèi)能較高。 第五章第五章 飽和烴飽和烴n5-8 5-8 用費歇爾投影式表示下列化合物的構(gòu)型，并用用費歇爾投影式表示下列化合物的構(gòu)型，并用R R / / S S標(biāo)標(biāo)記手性碳的構(gòu)型。記手性碳的構(gòu)型。HHCH3CH3ClHHCH3BrHCH3BrDCCH2ClH3CH(1)(2)(3)三個化合物費歇爾投影式如下三個化合物費歇爾投影式如下CH2ClDHCH3CH3

7、HClCH2CH3CH3HBrCH3HBr(1)(2)(3)SSRS第五章第五章 飽和烴飽和烴n5-9 5-9 下列四個紐曼投影式表示的化合物，哪些是對映下列四個紐曼投影式表示的化合物，哪些是對映體？哪些是非對映體？哪些是同一化合物的不同構(gòu)象？體？哪些是非對映體？哪些是同一化合物的不同構(gòu)象？（1 1）(2(2S S,3,3R R)-2-)-2-氯氯-3-3-溴戊烷；溴戊烷； （2 2）(2(2R R,3,3R R)-2-)-2-氯氯-3-3-溴戊烷；溴戊烷；（3 3）(2(2S S,3,3R R)-2-)-2-氯氯-3-3-溴戊烷；溴戊烷； （4 4）(2(2S S,3,3S S)-2-)-2

8、-氯氯-3-3-溴戊烷。溴戊烷。（2 2）和（）和（4 4）是對映體；）是對映體； （1 1）和（）和（3 3）是同一化合物的不同構(gòu)象。）是同一化合物的不同構(gòu)象。 （2 2）和（）和（1 1）或（）或（3 3）、（）、（4 4）和（）和（1 1）或）或(3)(3)是非對映體；是非對映體；第五章第五章 飽和烴飽和烴CH3HClC2H5HBrClH3CHBrC2H5HC2H5BrHH3CClH(1)(4)(2)(3)ClHCH3BrC2H5HHC2H5BrClHH3CHClCH3HC2H5BrC2H5BrHCH3ClHC2H5BrHHClCH3C2H5BrHCH3HClCH3ClHC2H5HBrC

9、2H5BrHCH3ClHHClH3CC2H5HBrCH3HClC2H5HBrCH3HClC2H5BrHC2H5HBrClHCH3C2H5HBrCH3ClH第五章第五章 飽和烴飽和烴n5-10 5-10 寫出環(huán)戊烷生成氯代烷的反應(yīng)機理并畫出鏈增長寫出環(huán)戊烷生成氯代烷的反應(yīng)機理并畫出鏈增長階段的反應(yīng)勢能變化草圖。在圖上標(biāo)明反應(yīng)物、中間階段的反應(yīng)勢能變化草圖。在圖上標(biāo)明反應(yīng)物、中間體、過渡態(tài)和生成物的結(jié)構(gòu)。并指出哪一步是反應(yīng)的體、過渡態(tài)和生成物的結(jié)構(gòu)。并指出哪一步是反應(yīng)的控制步驟?？刂撇襟E。反應(yīng)機理如下三式所示：反應(yīng)機理如下三式所示：(1)(2)(3)Cl2h或Cl2C5H10HClC5H9+ Cl

10、+C5H9ClC5H9+Cl+Cl2C5H9C5H9C5H9Cl+C5H9Cl鏈引發(fā)鏈增長 鏈終止第五章第五章 飽和烴飽和烴n反應(yīng)勢能變化草圖：反應(yīng)勢能變化草圖：從反應(yīng)勢能草圖中可看出，反應(yīng)機理（從反應(yīng)勢能草圖中可看出，反應(yīng)機理（2 2）中第一步即環(huán)戊基自由基生成）中第一步即環(huán)戊基自由基生成步的活化能較大，所以是整個反應(yīng)的速率控制步驟。步的活化能較大，所以是整個反應(yīng)的速率控制步驟。C5H10+ClC5H9Cl+ClC5H9+HCl中間體（自由基）中間體（自由基）過渡態(tài)過渡態(tài)1過渡態(tài)過渡態(tài)2反應(yīng)進程反應(yīng)進程能能量量第五章第五章 飽和烴飽和烴n5-11 2,2,4-5-11 2,2,4-三甲基戊烷

11、可以生成哪些碳自由基？按穩(wěn)三甲基戊烷可以生成哪些碳自由基？按穩(wěn)定性由大到小的順序排列這些自由基。定性由大到小的順序排列這些自由基?？缮上铝锌缮上铝? 4種自由基。其穩(wěn)定性為（種自由基。其穩(wěn)定性為（3 3）（）（2 2）（）（1 1）（4 4）。）。(3)(4)(2)H2CCH2CCH3CH3CHCH3CH3H3CCHCCH3CH3CHCH3CH3H3CCH2CCH3CH3CHCH3CH2H3CCH2CCH3CH3CCH3CH3(1)第五章第五章 飽和烴飽和烴n5-12 5-12 下列反應(yīng)下列反應(yīng) t t-BuOCl + RH RCl-BuOCl + RH RCl + + t t-BuOH-

12、BuOH 如如果鏈引發(fā)反應(yīng)為：果鏈引發(fā)反應(yīng)為：nt t-BuOCl-BuOCl t t-BuO-BuO+ Cl+ Cl ，寫出鏈增長反應(yīng)。，寫出鏈增長反應(yīng)。(2)+(1)RH+t-BuOHR+t-BuOClRRCl+t-BuOt-BuO第五章第五章 飽和烴飽和烴n5-135-13甲烷在用光照進行氯代反應(yīng)時，可以觀察到如下甲烷在用光照進行氯代反應(yīng)時，可以觀察到如下現(xiàn)象，試用烷烴的氯代反應(yīng)機理解釋這些現(xiàn)象?，F(xiàn)象，試用烷烴的氯代反應(yīng)機理解釋這些現(xiàn)象。(1) (1) 將氯先經(jīng)用光照，然后立即在黑暗中與甲烷混合，可以獲得氯代產(chǎn)物。將氯先經(jīng)用光照，然后立即在黑暗中與甲烷混合，可以獲得氯代產(chǎn)物。(2) (2

13、) 將氯氣先經(jīng)光照，將氯氣先經(jīng)光照，, ,然后在黑暗中放置一段時間再與甲烷混合，則不發(fā)生然后在黑暗中放置一段時間再與甲烷混合，則不發(fā)生氯代反應(yīng)。氯代反應(yīng)。(3) 將甲烷先經(jīng)光照，將甲烷先經(jīng)光照，, ,然后在黑暗中與氯氣混合，也不發(fā)生氯代反應(yīng)。然后在黑暗中與氯氣混合，也不發(fā)生氯代反應(yīng)。(1)(1)ClCl2 2先用光照，產(chǎn)生氯自由基先用光照，產(chǎn)生氯自由基ClCl，迅速在黑暗中與，迅速在黑暗中與CHCH4 4混合，混合，ClCl來不及相互結(jié)合，可與甲烷產(chǎn)生連鎖反應(yīng)得到氯化產(chǎn)物。來不及相互結(jié)合，可與甲烷產(chǎn)生連鎖反應(yīng)得到氯化產(chǎn)物。(2) ClCl2 2通過光照射雖產(chǎn)生自由基通過光照射雖產(chǎn)生自由基ClC

14、l. .，但在黑暗中經(jīng)過一段時間后，但在黑暗中經(jīng)過一段時間后，又重新結(jié)合成又重新結(jié)合成ClCl2 2，ClCl2 2再與甲烷混合時，由于無自由基存在，也無產(chǎn)生再與甲烷混合時，由于無自由基存在，也無產(chǎn)生自由基條件，故不發(fā)生反應(yīng)。自由基條件，故不發(fā)生反應(yīng)。(3) (3) 甲烷解離能較大，光照不足以產(chǎn)生自由基，黑暗中甲烷解離能較大，光照不足以產(chǎn)生自由基，黑暗中ClCl2 2也不產(chǎn)生自由基，也不產(chǎn)生自由基，故不發(fā)生反應(yīng)。故不發(fā)生反應(yīng)。第五章第五章 飽和烴飽和烴n5-14 5-14 回答下列問題。（回答下列問題。（1 1）為什么烷烴不活潑？（）為什么烷烴不活潑？（2 2）為）為什么在烷烴高溫?zé)峤膺^程中，

15、斷裂的主要是什么在烷烴高溫?zé)峤膺^程中，斷裂的主要是C CC C鍵而不是鍵而不是C CH H鍵？（鍵？（3 3）烷烴的燃燒是一個強烈的放熱反應(yīng)，但該）烷烴的燃燒是一個強烈的放熱反應(yīng)，但該反應(yīng)并不在室溫下發(fā)生。反應(yīng)并不在室溫下發(fā)生。（1 1）烷烴分子中只有）烷烴分子中只有C CC C鍵和鍵和C CH H鍵兩種非極性鍵兩種非極性鍵，鍵，鍵鍵能較大，鍵鍵能較大，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。（2 2）經(jīng)查表知）經(jīng)查表知C CC C鍵能鍵能347.3kJ347.3kJmol-1mol-1，而，而C CH H鍵能鍵能414.2kJ414.2kJmol-1mol-1，即前者鍵能較小，即前者鍵能較小，所以斷裂的主

16、要是所以斷裂的主要是C CC C鍵而不是鍵而不是C CH H鍵。鍵。 （3 3）由于其反應(yīng)的活化能非常高，所以在室溫下不易反應(yīng)）由于其反應(yīng)的活化能非常高，所以在室溫下不易反應(yīng)。第五章第五章 飽和烴飽和烴n5-15 5-15 下列哪些化合物物可以用烷烴的鹵代反應(yīng)制備？下列哪些化合物物可以用烷烴的鹵代反應(yīng)制備？哪些不適合？請說明理由。哪些不適合？請說明理由。n（2 2）、（）、（4 4）、（）、（5 5）和（）和（6 6）可用烷烴的鹵代反應(yīng)制備，而（）可用烷烴的鹵代反應(yīng)制備，而（1 1）和（和（3 3）不適合用烷烴的鹵代反應(yīng)制備。原因是（）不適合用烷烴的鹵代反應(yīng)制備。原因是（2 2）、（）、（5

17、5）和）和（6 6）對應(yīng)的烷烴各只有一種）對應(yīng)的烷烴各只有一種H H，它們發(fā)生鹵代反應(yīng)時，僅生成一，它們發(fā)生鹵代反應(yīng)時，僅生成一種一鹵代產(chǎn)物；（種一鹵代產(chǎn)物；（4 4）中氫雖然有兩種）中氫雖然有兩種H H，但其叔，但其叔H H和伯和伯H H被溴取代被溴取代的活性相差的活性相差16001600倍，所以，它發(fā)生溴代時仍然可得到高產(chǎn)率的目倍，所以，它發(fā)生溴代時仍然可得到高產(chǎn)率的目標(biāo)產(chǎn)物。而（標(biāo)產(chǎn)物。而（1 1）對應(yīng)的烷烴有）對應(yīng)的烷烴有5 5種種H H，（，（3 3）對應(yīng)的烷烴有）對應(yīng)的烷烴有1111種種H H，也即（也即（1 1）和（）和（3 3）對應(yīng)的烷烴發(fā)生鹵代反應(yīng)會生成多種一鹵代產(chǎn)）對應(yīng)的烷烴發(fā)生鹵代反應(yīng)會生成多種一鹵代產(chǎn)物。物。第五章第五章 飽和烴飽和烴n5-16 5-16 下列反應(yīng)可以得到幾種一溴代物（包括立體異構(gòu)下列反應(yīng)可以得到幾種一溴代物（包括立體異構(gòu)體）？如果伯氫和仲氫的反應(yīng)速率比為體）？如果伯氫和仲氫的反應(yīng)速率比為1 1 ：8282，請估，請估算各種產(chǎn)物的相對含量。算各種產(chǎn)物的相對含量。Br2h戊烷發(fā)生一溴代反應(yīng)可得到戊烷發(fā)生一溴代反應(yīng)可得到3 3種構(gòu)造異構(gòu)產(chǎn)物。種構(gòu)造異構(gòu)產(chǎn)物。(3)(2)(1)H3CH2CCH2H2CCH2BrH3CH2CCH2CHCH3BrH3C