有机化学第二版(高占先)(全14章答案完整版)_第1-7章

H3C(1)HBrHC2H5ClBrCH3C2H5ClClBrHHHCH3C2H5HBrH3CHHH3CBrClC2H5HBrClC2H5C2H5ClHClHHHHClCH3BrHHCH3ClBrC2H5CH3ClHHBrC2H5CH3HC2H5ClHH(2)HCH3BrC2H5BrBrClHBrClC2H5HHCH3C2H5(3)H3CC2H5HCH3HCH3HBrClHBrCH3ClHC2H5

(4)ClBrHCH3HC2H5C2H5(1)(2S,3R)-2-氯-3-溴戊烷; (2)(2R,3R)-2-氯-3-溴戊烷; (3)(2S,3R)-2-氯-3-溴戊烷; (4)(2S,3S)-2-氯-3-溴戊烷。

∴(2)和(4)是对映体;(2)和(1)或(3)、(4)和(1)或是非对映体;(1)和(3)是同一化合物的不同构象。

5-10 写出环戊烷生成氯代戊烷的反应机理并画出链增长阶段的反应势能变化草图。在图上标明反应物、中间体、过渡态和生成物的结构。并指出哪一步是反应的控制步骤。 反应机理如下三式所示:

(1)链引发Cl2hυ或△C5H10+Cl2ClC5H9+HClC5H9Cl+Cl(2)链增长C5H9+Cl2C5H9+C5H9C5H9+Cl(3) 链终止C5H9Cl

反应势能变化草图:

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过渡态1 过渡态2 能量 C5H10+Cl? C5H9?+HCl 中间体(自由基) C5H9Cl+Cl? 反应进程

从反应势能草图中可看出,反应机理(2)中第一步即环戊基自由基生成步的活化能较大,所以是整个反应的速率控制步骤。

5-11 2,2,4-三甲基戊烷可以生成哪些碳自由基?按稳定性由大到小的顺序排列这些自由基。 可生成下列自由基。

CH3(CH3)2CH(CH3)2CHCH2(CH3)3CCH2(CH3)3CCH3CHCH2C(CH3)3CH3H2CCCH3CH3H2CCCH3HCH3H3CCCH3HCCH3CHCH3H3CCH3CCH3CH3H2CCCH3H3CCH3CCH3H2CCHCH3CH2

其稳定性为:3°R·>2°R·>1°R·>CH3·

5-12 下列反应 t-BuOCl + RH → RCl + t-BuOH 如果链引发反应为:

t-BuOCl → t-BuO·+ Cl· ,写出链增长反应。

(1)t-BuO(2)这些现象。

+RHR+t-BuOHR+t-BuOClRCl+t-BuO

5-13甲烷在用光照进行氯代反应时,可以观察到如下现象,试用烷烃的氯代反应机理解释(1) 将氯先经用光照,然后立即在黑暗中与甲烷混合,可以获得氯代产物。

(2) 将氯气先经光照,,然后在黑暗中放置一段时间再与甲烷混合,则不发生氯代反应。 (3) 将氯气先经光照,,然后在黑暗中与氯气混合,也不发生氯代反应。

(1) Cl2先用光照,产生氯自由基·Cl,迅速在黑暗中与CH4混合,Cl·来不及相互结合,可与甲烷产生连锁反应得到氯化产物。

(2) Cl2通过光照射虽产生自由基·Cl.,但在黑暗中经过一段时间后,又重新结合成Cl2,Cl2再与甲烷混合时,由于无自由基存在,也无产生自由基条件,故不发生反应。

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(3) 甲烷解离能较大,光照不足以产生自由基,黑暗中Cl2也不产生自由基,故不发生反应。 5-14 回答下列问题。(1)为什么烷烃不活泼?(2)为什么在烷烃高温热解过程中,断裂的主要是C—C键而不是C—H键?(3)烷烃的燃烧是一个强烈的放热反应,但该反应并不在室温下发生。

(1)烷烃分子中只有C—C键和C—H键两种非极性σ键,σ键键能较大,化学性质稳定。 (2)经查表知C—C键能347.3kJ·mol-1,而C—H键能414.2kJ·mol-1,即前者键能较小,所以断裂的主要是C—C键而不是C—H键。

(3)由于其反应的活化能非常高,所以在室温下不易反应。

5-15 下列哪些化合物物可以用烷烃的卤代反应制备?哪些不适合?请说明理由。 (2)、(4)、(5)和(6)可用烷烃的卤代反应制备,而(1)和(3)不适合用烷烃的卤代反应制备。原因是(2)、(5)和(6)对应的烷烃各只有一种H,它们发生卤代反应时,仅生成一种一卤代产物;(4)中氢虽然有两种H,但其叔H和伯H被溴取代的活性相差1600倍,所以,它发生溴代时仍然可得到高产率的目标产物。而(1)对应的烷烃有5种H,(3)对应的烷烃有11种H,也即(1)和(3)对应的烷烃发生卤代反应会生成多种一卤代产物。 5-16 下列反应可以得到几种一溴代物(包括立体异构体)?如果伯氢和仲氢的反应速率比为1 :82,请估算各种产物的相对含量。

Br2hυ戊烷发生一溴代反应可得到3种构造异构产物。

H3CH2CCH2(1)H2CCH2BrH3CH2CBrC*CH3H2(2)CHH3CH2CCHBr(3)H2CCH3

其中(2)有一个手性碳,存在对映异构体。所以共有4种一溴代物。

1-溴戊烷2-溴戊烷+3-溴戊烷1-溴戊烷的含量=2-溴戊烷的含量=3-溴戊烷的含量==伯氢的总数仲氢的总数×伯氢的相对活性仲氢的相对活性=66×182=18211+82821+82821+82×100%=1.2%××2100%=65.91100%=32.9%3

2-溴戊烷中R型和S型是等量的(消旋化),即各为32.9%。

第六章 不饱和烃

6-1 命名下列各化合物。

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HCH3(1)(CH3)2CHCH2CCH2(2)3-异丁基环已烯CH2CH32678121CH2CH(CH3)2(3)HC54CC32CH212,4-二甲基-1-戊烯4H3CH(E)-1,3-戊二烯H3C(6)3C3CC45C6C2H578(4)H3CH5(5)H345CH36789C2H512C(CH3)3(S)-6-甲基-1,3-环辛二烯(3R,4Z)-3,6-二甲基-5-丙基-4-壬烯(E)-3-甲基-4-叔丁基-3-辛烯-5-炔

(2)也可命名为:3-(2-甲基丙基)环已烯 6-2 按要求比较反应活性。

(1)B>C >A; (2)A>B>C>D>E; (3)A>C>B>D; (4)B>A>C>D. 6-3 将下列各组碳正离子按稳定性由大到小排列成序。

(1)B→A→C→D; (2)A→C→B。 (3)C→D→ B→A 6-4 指出下列分子中各存在哪些类型的共轭体系?

(1)、(3)和(4)都是p-π共轭体系;(2)π-π和p-π共轭体系。 (1)和(4)还有π-σ和p-σ超共轭。

6-5下列各对结构式是构造异构体系还是共振结构关系? (1)构造异构体; (2)、(3)和(4)共振结构。

6-6 下列各组极限结构式,哪一个极限结构对共振杂化体的贡献较大? (1) B式(负电荷处在电负性较大的O上比处在C上稳定) ;

(2) B式(B式中所有原子均有完整的价电子层,而在A式中+C上没有完整的价电子层);

(3)A式(A式的正离子为三级碳正离子,正电荷较分散)。 6-7 将下列烯烃按稳定性由大至小排列。

稳定性由大至小顺序为:(2)→(4)→(1)→(3)

反式烯烃比顺式烯烃稳定,内烯烃比端烯烃稳定,双键上取代基多的烯烃比取代基少的烯烃稳定。

6-8查阅并比较(Z)-2-丁烯与(E)-2-丁烯;(Z)-1,2-二氯乙烯与(E)-1,2-二氯乙烯的熔沸点、偶

极矩,说明结构与熔沸点的关系。

经查阅(见下表),题中所给的二组顺反异构体中,Z型的皆有一定偶极矩,是极性分子,分子间作用较大,因而沸点比E型的高;而E型的偶极矩为0,是非极性分子,但对称性较好,有对称中心。熔点比Z型的高。

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偶极矩 熔点(℃) 沸点(℃) 2-丁烯 Z型 300.33 ?/10- c.m -138.9 4 E型 0 -105.6 1 1,2-二氯乙烯 Z型 301.85 ?/10- c.m -80.0 60.6 E型 0 -49.8 47.6 分子的对称性好,熔点高;分子偶极矩大,沸点高。 6-9完成下列反应式,写出主要产物。

(C2H5)2CCHCH3+ICl(1)(C2H5)2CCl(2)+HClClH(3)H3Ct-Bu(4)HCCC2H5CCHCH3Br2CCl4BrCH3BrCHCH3IBr2CCl4H3CHBrHCH3t-BuHBr即C2H5CH3BrH3CH2CHBrCH3Bu-tBrNBS,(PhCOO)2+ClH2C=HC(H2C)3Pb-BaSO4,喹啉H

Br(5)Cl2/CCl4(6)+H2Cl(CH2)3CH=CH2H(7)+HCl(1mol)Cl(8)CH2CH3KMnO4HCOOHHO+H(9)①B2H6/THF②H2O2,OHCH2CH3+H3CH2COHHO

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