有机化学第78章习题答案.docx
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有机化学第78章习题答案
第7章芳烃及非苯芳烃
思考题答案
思考题71苯具有什么结构特征?
它与早期得有机化学理论有什么矛盾?
答案:
苯分子具有高度得不饱与性,其碳氢比相当于同分子量得炔烃,
根据早期得有机化学理论,它应具有容易发生加成反应、氧化反应等特性。
但事实上,苯就是一种高度不饱与却具异常稳定性得化合物。
因此,要能够很好地解释这一矛盾就是当时有机化学家所面临得重大挑战。
[知识点:
苯得结构特征]
思考题72早期得有机化学家对苯得芳香性认识与现代有机化学家对苯得芳香性认识有什么不同?
答案:
早期得有机化学把那些高度不饱与得苯环类结构并具有芳香气味得化合物称为芳香化合物,这些化合物所具有得特性具称为芳香性。
随着对事物认识得不断深入,人们已经意识到,除了苯环以外还有一些其她类型得分子结构也具有如苯一样得特别性质。
现在仍然迫用芳香性概念,但其内涵已超出了原来得定义范围。
现在对芳香性得定义为:
化学结构上环状封闭得共轭大π键,不易被氧化,也不易发生加成反应,但就是容易起亲电反应得性质。
[知识点:
苯得芳香性]
思考题73关于苯分子得近代结构理论有哪些?
其中,由Pauling提出得共振结构理论就是如何解释苯分子结构?
答案:
现代价键理论:
苯分子中得六个碳原子都以sp2杂化轨道与相邻得碳与氢原子形成σ键,此sp2杂化轨道为平面其对称轴夹角为120°,此外每个碳原子还有一个与平面垂直得p轨道,六个p轨道相互平行重叠形成了一个闭合共轭体系。
分子轨道理论:
基态时,苯分子得六个π电子都处在成建轨道上,具有闭壳层电子结构。
离域得π电子使得所有得CC键都相同,具有大π键得特殊性质因此相比孤立π键要稳定得多。
Pauling提出得共振结构理论:
苯得每个1,3,5环己三烯都就是一种共振结构体,苯得真实结构就是由这些共振结构式叠加而成得共振杂化体。
【知识点:
苯近代结构理论】
思考题74什么就是休克尔规则?
如何利用休克尔规则判别有机分子得芳香性?
答案:
休克尔规则:
单环化合物具有同平面得连续离域体系,且其π电子数为4n+2,n为大于等于0得整数,就具有芳香性;
如果π电子数为芳香性,符合4n,为反芳香性,非平面得环状共轭烯烃则为非芳香性。
【知识点:
休克尔规则】
思考题75为什么有些有机分子得π电子数符合4n+2规则但却不具备芳香性?
答案:
有些有机分子如[10]轮烯,其π电子为10,满足4n+2规则,但无芳香性。
其原因在该分子内由于空间拥挤,整个分子不共平面影响共轭,故无芳香性。
具有芳香性必须就是共轭得平面分子。
【知识点:
休克尔规则应用条件】
思考题76什么就是亲电取代反应?
为什么苯环上容易发生亲电取代反应而不就是亲核取代反应?
答案:
缺电子或带正电得亲电试剂进攻电子给予体(如苯)所发生得取代反应叫亲电取代反应。
由于苯环具有高度离域得大π键,苯环上下都被离域得π电子所笼罩,因此,苯成为良好得电子给予体,极易与缺电子或带正电荷得原子或基团发生亲电取代反应。
【知识点:
苯环亲电取代反应】
思考题77什么就是傅克反应?
傅克烷基化反应与傅克酰基化反应有什么区别?
答案:
傅克反应即在无水三氯化铝得催化下,芳环上得氢被烷基或酰基取代得反应。
在烷基化反应中,易发生分子重排;在酰基化反应中,无分子重排,但由于其反应产物酮会与催化剂三氯化驴发生络合,因此酰基化反应得三氯化铝必须过量。
【知识点:
傅克反应】
思考题78发生在苯环上得亲电取代反应历程中有哪些过渡态?
如何通过共振结构式解释苯环上发生亲电取代反应时得定位效应?
答案:
苯环上得亲电取代反应要经历π络合物与σ络合物得中间态。
苯环亲电取代中间体得共振式有三种,当含有邻对位定位基时,由共振式可瞧出只有取代基在邻对位时,此定位基得推电子效应使得与它相邻得碳原子上得正电荷密度降低而变得稳定。
相反,含有间位定位基时,其吸电子效应,使邻、对位电子密度下降,相对而言,间位得电子密度要高一些,从而使间位及容易发生亲电取代反应。
【知识点:
苯环取代定位规则】
思考题79为什么萘在低温下发生磺化反应主要产生α萘磺酸而在高温下反应主要产生β萘磺酸?
答案:
由于磺酸基得体积较大与异环αH会产生空间位阻效应,在低温时,分子内得原子振动程度较低,其位阻效应不明显,有利于在活性大得α位生成α萘磺酸,但在高温时,位阻效应起主要作用,此时容易生成β萘磺酸。
【知识点:
萘得磺化反应】
思考题710具有取代基得萘在什么情况下发生同环取代?
在什么情况下发生异环取代?
答案:
若萘环上得原有取代基就是邻对位得活化取代基,由于其对所在环得活化作用,使得第二个取代基发生同环亲电取代。
若原有取代基就是间位得钝化取代基,则会发生异环取代。
【知识点:
萘环得取代规则】
思考题711为什么奥(草头奥)具有芳香性?
请说明在奥分子结构中为什么其中得五元环更容易发生亲电取代反应?
其中得七元环更容易发生亲核取代反应?
答案:
奥分子中有10个π电子,符合4n+2规则,具有芳香性。
其中,五元环就是在5个原子上6个π电子形成得大π键;其电子云密度大,易发生亲电取代反应,七元环就是由7个原子上得6个π电子形成得大π键,显然,其电子云密度小,更容易发生亲核取代反应。
【知识点:
噢分子结构】
思考题712为什么[10]轮烯与[14]轮烯虽然符合休克尔规则,但却不具有芳香性?
答案:
由于环内氢原子之间强烈得排斥作用,使它们不能在同一平面很好地参与共轭。
【知识点:
轮烯得芳香性】
思考题713请用休克尔规则解释呋喃、噻吩、吡咯与吡啶得芳香性。
答案:
呋喃、噻吩、吡咯由于杂原子上得未共用电子对参与环得共轭体系,有六个π电子,符合4n+2规则。
吡啶上得氮原子上得孤对电子没有参与环上得共轭体系,就是与苯相似得六π电子体系。
【知识点:
杂环芳香性】
思考题714请说明与苯相比为什么五元杂环更容易发生亲电取代反应?
答案:
五元杂环就是由六个π电子分布在五个原子上形成得大π键,,六元环就是六个π电子分布在六个原子上,相比之下五元环得电子密度要比六元环大,更有利于亲电取代反应。
【知识点:
五元杂环结构】
思考题715为什么吡啶更容易发生亲核取代反应?
答案:
在吡啶共轭体系中,会有6个π电子,满足4n+2规则,具有芳香性。
由于氮原子得电负性比碳原子电负性大,因此,氮原子上得电子云密度要高一些,而环上其她碳原子上得电子密度显得小,所以,六元杂环吡啶属于缺电子芳杂环。
缺电子芳杂环有利于亲核取代反应。
【知识点:
六元杂环结构】
思考题716虽然吡啶与吡咯都就是含氮原子得杂环化合物,但就是吡啶得碱性要强得多,为什么?
答案:
吡咯由于氮原子上得未共用电子对参与环得共轭体系,氮原子上得电子云密度降低,吡啶分子氮原子上得孤对电子没有参与环上得共轭体系,对质子有较强得结合力,故其碱性较强。
【知识点:
杂环酸碱性】
习题答案
71写出分子式为C9H12得单环芳烃所有异构体,并命名之
正丙苯异丙苯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
72写出下列化合物得构造式。
(1)对溴硝基苯
(2)间碘苯酚(3)对羟基苯甲酸
(4)2,4,6三硝基甲苯(5)对氯苄氯(6)3,5二硝基苯磺酸
(7)β萘胺(8)β蒽醌磺酸(9)9溴菲
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
73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环己基1丁烯(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
74以构造式表示下列各化合物经硝化后可能得到得主要一硝基化合物(一个或几个):
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
75完成下列各反应式:
(1)
(2)
(3)
答案:
(1)
(2)
(3)
76试将下列各组化合物按环上硝化反应得活泼性顺序排列。
(1)苯,甲苯,间二甲苯,对二甲苯
(2)对苯二甲酸,甲苯,对甲苯甲酸,对二甲苯
答案:
(1)
a
b
c
D
d>c>b>a
(2)
a
b
c
D
d>b>c>a
77指出下列化合物中哪些具有芳香性?
(1)
(2)(3)
(4)(5)(6)
(7)
答案:
有芳性:
(2),(7)
有6个π电子,符合4n+2规则。
78试扼要写出下列合成步骤,所需要得脂肪族或无机试剂可任意选用。
(1)甲苯→4硝基2溴苯甲酸,3硝基4溴苯甲酸
(2)间二甲苯→5硝基1,3苯二甲酸
答案:
(1)
(2)
79以苯为原料合成下列化合物(用反应式表示)
(1)对氯苯磺酸
(2)间溴苯甲酸
(3)对硝基苯甲酸 (4)对苄基苯甲酸
答案:
(1)
(2)
(3)
(4)
710用简单得化学方法区别下列各组化合物:
(1)苯 1,3环己二烯 环己烷
(2)己烷 1己烯 1己炔
(3)2戊烯 1,1二甲基环丙烷 环戊烷
(4)甲苯 甲基环己烷 3甲基环己烯
答案:
(1)
(2)
(3)
(4)
711根据氧化得到得产物,试推测原料芳烃得结构
(1)
(2)
(3)
答案:
(1)
可能得结构
(2)
可能得结构
(3)
可能得结构
712三种三溴苯经过硝化后,分别得到三种、二种与一种一元硝基化合物。
试推测原来三溴苯得结构并写出它们得硝化产物。
答案:
713A,B,C三种芳香烃得分子式同为C9H12。
把三种烃氧化时,由A得一元酸,由B得二元酸,由C得三元酸。
但经硝化时,A与B都得两种一硝基化合物,而C只得到一种一硝基化合物。
试推导出A,B,C三种化合物得结构式。
答案:
A
或
B
C
714命名下列有机化合物
(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)2,6,8三羟基嘌呤
715写出下列化合物得结构式
(1)六氢吡啶
(2)2溴呋喃(3)3甲基吲哚(4)2氨基噻吩
答案:
(1)
(2)
(3)
(4)
716完成下列反应方程式
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
答案:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
717将下列化合物按碱性强弱排列
(1)六氢吡咯吡啶吡咯苯胺
(2)甲胺苯胺氨四氢吡咯
答案:
(1)六氢吡咯>吡啶>苯胺>吡咯
(2)四氢吡咯>甲胺>氨>苯胺
718用简单得化学方法区别下列化合物
吡啶γ甲基吡啶苯胺
答案:
719使用简单得化学方法将下列混合物中得杂质除去
(1)吡啶中混有少量六氢吡啶
(2)α吡啶乙酸乙酯中混有少量吡啶
答案:
(1)先加苯磺酰氯,再抽滤除去六氢吡啶
(2)加入盐酸后除去水层
720合成下列化合物(无机试剂任选)
(1)由呋喃合成己二胺
(2)由β甲基吡啶合成β吡啶甲酸苄酯
(3)由γ甲基吡啶合成γ氨基吡啶
答案:
(1)
(2)
(3)
721化合物(A)得分子式位C12H13NO2,经稀酸水解得到产物(B)与(C)。
(B)可发生碘仿反应而(C)不能,(C)能与NaHCO3作用放出气体而(B)不能。
(C)为一种吲哚类植物生长激素,可与盐酸松木片反应呈红色。
试推导(A),(B),(C)得结构式。
答案:
CH3CH2OH
(A)
(B)
(C)
第8章卤代烃
思考题答案
思考题81写出下列化合物得结构
(1)3,4二甲基1环戊基5氯己烷
(2)(顺)3,6二氯环己烯
答案
思考题82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
思考题83如何鉴别苄氯、氯苯与氯代环己烷
答案
思考题84比较烯丙基卤化物与正丙基卤化物发生SN1或SN2反应得速率大小。
答案对SN1反应而言,烯丙基卤化物得反应活性大于正丙基卤化物,因为中间体烯丙基碳正离子得稳定性远大于正丙基碳正离子。
对SN2反应而言,烯丙基卤化物得反应活性也高于正丙基卤化物,因为烯丙基卤化物得不饱与键对过渡态有一定得稳定作用。
思考题85写出C2H5OK得乙醇溶液与下列化合物发生E2消除得反应得产物
答案卤代烃得E2消除反应主要采用反式消除,同时E2消除反应一般也遵守Saytzeff规则,生成取代基较多得烯烃。
在第一个化合物中有两个反式共平面得βH,两种消除产物,其中遵从Saytzeff规则得产物为主;而第二个化合物只有一个反式共平面得
习题答案
81命名下列各化合物
答案
(1)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对溴苯1丙烯
82写出下列各化合物得构造式
(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
83 写出1溴丁烷与下列试剂反应得主要产物。
(1)Mg(干醚)(2)Na (3)NH3(4)NaI/丙酮溶液
(5)NaCN(6)乙炔钠(7)(CH3)2CHONa
答案
84写出正丙基溴化镁与下列试剂反应得主要产物。
(1)NH3(2)H2O (3)C2H5OH(4)HBr(5)CH3CH2CH2C≡CH
答案
85将下列各组化合物按反应速度得大小顺序排列
(1)按SN1反应
(2)按SN2反应
答案
86预测下列各对反应中,哪一个较快?
并说明理由。
答案
(1)CH3CH2CH2CH2Br反应较快。
因甲基支链得空间位阻降低了SN2反应得速度。
(2)(CH3)3Br反应较快,为SN1反应。
(CH3)2CHBr首先进行SN2反应,但因水为弱亲核试剂,故反应慢。
(3)SH反应快于OH,因S得亲核性大于O。
(4)(CH3)2CHCH2Br快,因为Br比Cl易离去。
87卤烷与NaOH在水与乙醇混合物中进行反应,指出哪些属于SN2历程,指出哪些属于SN1历程?
(1)产物构型完全转化
(2)有重排产物
(3)碱浓度增加反应速度增加
(4)叔卤烷速度大于仲卤烷
(5)增加溶剂得含水量反应速度明显增加
(6)反应不分阶段,一步完成
(7)试剂亲核性愈强,反应速度愈快。
答案SN1:
2、4、5;SN2:
1、3、6、7
88下列三个化合物与硝酸银得乙醇溶液反应,其反应速度快慢顺序如何?
为什么?
答案1﹥2﹥3,SN1反应
89不管反应条件如何,新戊基卤((CH3)3CCH2X)在亲核取代反应中,反应速度都很慢,为什么?
答案对于SN2反应来说,新戊基卤因空间位阻较大,难以进行;对SN1反应来说,新戊基卤就是伯卤烷,SN1反应困难。
810从指定得原料合成下列化合物:
答案
811试用简便得化学方法区别下列化合物
CH3CH=CHCl,CH2=CHCH2Cl与CH3CH2CH2Cl
答案
812化合物A分子式C3H7Br,A与氢氧化钾(KOH)醇溶液作用生成B(C3H6),用高锰酸钾氧化B得到CH3COOH、CO2与H2O,B与HBr作用得到A得异构体C。
写出A、B、C得结构及各步反应式。
答案
813化合物A具有旋光性,能与Br2/CCl4反应,生成三溴化物B,B亦具有旋光性;A在热碱得醇溶液反应生成化合物C;C能使溴得四氯化碳溶液褪色,经测定C无旋光性;C与丙烯醛反应可生成。
试写出A、B、C得结构式。
答案
814下列各步反应中有无错误?
如有错误,试指出其错误得地方。
答案
(1)A错,溴应加在第一个碳上。
B错,OH得活泼H会与格式试剂反应。
(2)B错,叔卤烷遇CN易消除。
(3)B错,与苯环相连得溴不活泼,不易水解。
(4)产物为,共轭双烯稳定。
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