有机化学课后习题

1-3 写出下列化合物短线构造式。如有孤对电子对，请用黑点标明。

÷

C C C

C C C

N

H

H

H H H

C C

H H

H

C O H H

H

H

C H C H O

N

O

H C H

O

C H H

H

H

O

H

C H

C

O O

C

C H H H

H

C H

C

C

H

H C H

N

O

O

H

C H C H

O

H

(1)

(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)

1-5 判断下列画线原子的杂货状态 （1）sp 2，（2）sp ，（3）sp ，（4）sp 3，（5）sp ，（6）sp 。 1-6哪些分子中含有极性键？哪些是极性分子？试以“”标明极性分子中偶极矩方向。 答：除（

2）外分子中都含有极性键。（2）和（3）是非极性分子，其余都是极性分子。分子中偶极矩方向见下图所示，其中绿色箭头所示的为各分子偶极矩方向。

H

H 33

H 3

I I

(1)

(2)

(3)

(5)

(6)

(7)

(8)

1-7 解释下列现象。

（1）CO 2分子中C 为sp 杂化，该分子为直线型分子，两个C=O 键矩相互抵消，分子偶极矩为零，是非极性分子；而SO2分子中S 为sp2杂化，分子为折线型，两个S —O 键矩不能抵消，是极性分子。

（2）在NH 3中，三个N —H 键的偶极朝向N ，与电子对的作用相加；而NF 3中三个N —F 键的偶极朝向F ，与N 上的未成对电子的作用相反并有抵消的趋势。

（3）Cl和F为一同主族元素，原子共价半径是Cl比F大，而电负性是F比Cl大。键的偶极矩等于μ=qd，q为正电荷中心或负电荷中心上的电荷量，d为正负电荷中心的距离。HCl 键长虽比HF的长，但F-中心上的电荷量大大于Cl-上的电荷量，总的结果导致HF的偶极矩大于HCl。所以键长是H—Cl较长，偶极矩是H—F较大。

1-8 将下列各组化合物中指定键的键长由长到短排列并说明理由。

答：（1）从乙烷，乙烯到乙炔，碳原子杂化态由sp3到sp2至sp，s成份提高，拉电子能力增强，虽同属于碳氢键但键长缩短。

（2）键长顺序为C—I＞C—Br＞C—Cl＞C—F。因为卤素原子核外电子层数为I＞Br＞Cl ＞F，即其范德华半径为I＞Br＞Cl＞F，则其原子共价半径I＞Br＞Cl＞F。

（3）碳碳键键长为乙烷＞乙烯＞乙炔。因为碳原子杂化态由sp3到sp2至sp，其共价键分别为单键、双键和叁键，碳碳原子间的作用力是乙烷＜乙烯＜乙炔，作用力越强，则两原子被拉得越紧，键长越短。

1-9 将下列各组化合物按酸性由强到弱排列。

（1）D＞A＞C＞B；（2）A＞B＞D＞C

1-10 下列物种哪些是：（1）亲核试剂，（2）亲电试剂，（3）既是亲核试剂又是亲电试剂？答；（1）亲核试剂：Cl-，H2O，CH3OH，CH2=CH2，HCHO，CH3CN，-CH3；

（2）亲电试剂：H+，AlCl3，Br+，Fe3+，+NO2，HCHO，CH3CN，+CH3，ZnCl2，Ag+，BF3；（3）既是亲核试剂又是亲电试剂：HCHO，CH3CN；

（4）两者都不是的：CH4。

1-11 按质子酸碱理论，下列化合物哪些是酸？哪些是碱？哪些既是酸又是碱？

答：酸：NH3，HS-，HBr，H2O，NH4+，HCO3-；

碱：NH3，CN-，HS-，H2O，HCO3-；

既是酸又是碱：NH3，HS-，H2O，HCO3-。

1-12 按Lewis酸碱理论，在下列反应中，哪个反应物为酸？哪个反应物为碱？

答：（1）H2O 为酸，CN-为碱；（2）BF3为酸，HCHO为碱；（3）H2O 为酸，CH3NH2为碱；（4）Cu2+为酸，NH3为碱；（5）AlCl3为酸，COCl2为碱；（6）I2为酸，I-为碱。

1-13 指出下列哪些属于极性质子溶剂？哪些属于极性非质子溶剂？哪些属于非极性溶剂？答：极性质子溶剂：（5）（6）；极性非质子溶剂：（1）（4）（7）（8）；非极性溶剂：（2）（3）。1-14 矿物油（相对分子质量较大饱和烃的混合物）不溶于水或乙醇中，但可以溶于正已烷。答：矿物油为非极性分子，根据“相似相溶”原则，它可溶于非极性的正已烷，而不能溶于有极性的水或乙醇（水或乙醇醇间能形成氢键，分子间的引力非常强，故矿物油分子不能克服这种氢键与乙醇或水相互渗透而溶解）。

1-18 下列物质是否含有共轭酸和共轭碱？如有，请分别写出。

答：（1）即有共轭酸也有共轭碱，共轭酸是CH3NH3+，共轭碱是CH3NH2-；

（2）共轭酸是CH3OH；

（3）即有共轭酸也有共轭碱，共轭酸是CH3CH2OH2+，共轭碱是CH3CH2O-；

（4）共轭酸是H2；

（5）共轭酸是CH4；

（6）共轭碱酸是CH3CH2+，共轭碱是CH2=CH-。

1-19 将下列物种按碱性，由强至弱排列成序。

答：参照书中表1-9排出，CH3CH2-＞H2N-＞HC≡C-＞CH3O-＞OH-。

1-20 下列极限式中，哪个式子是错误的，为什么？

答：（1）中C是错的，因为此式中原子核的相对位置改变了；

（2）中C是错的，因为此式中的单电子数改变了（A、B式中单电子数为1，C中为3）；

（3）中C和D是错的，因为C式2个N原子外层价电子数不是8（而是6和10），D式中间N原子外层价电子数也不符合八隅体要求。

2-1 用系统命名法命名下列烷烃。

（1）2,2,5-三甲基已烷；（2）3,6-二甲基-4-正丙基辛烷；（3）4-甲基-5-异丙基辛烷；（4）2-甲基-3-异丙基庚烷；（5）5-正丙基-6-异丙基十二烷；

（6）3,3-二甲基-4-乙基-5-(1,2-二甲基丙基）壬烷；（7）4-异丙基-5-正丁基癸烷；（8）3,6,6-三甲基-4-正丙基壬烷。

2-2 用系统命名法命名下列不饱和烃。

（1）4-甲基-2-戊炔；（2）2,3-二甲基-1-戊烯-4-炔；（3）1-已烯-5-炔；

（4）3-异丁基-4-己烯-1-炔；（5）3-甲基-2,4-庚二烯；（6）2,3-已二烯；

（7）2-甲基-2,4,6-辛三烯；（8）4-甲基-1-已烯-5-炔；（9）亚甲基环戊烷；

（10）2,4-二甲基-1-戊烯；（11）3-甲基-4-(2-甲基环已基)-1-丁烯。

2-3 用系统命名法命名下列化合物。

（1）3-甲基环戊烯；（2）环丙基乙烯；（3）4,4-二氯-1,1-二溴螺[2.4]庚烷；

（4）3-烯丙基环戊烯；（5）1-甲基-3-环丙基环戊烷；（6）3,5-二甲基环已烯；（7）螺[4.5]-1,6-癸二烯；（8）1-甲基螺[3.5]-5-壬烯；（9）2-甲基-1-环丁基戊烷；（10）2,2-二甲基-1-环丁基二环[2.2.2]辛烷；（11）5,7,7-三甲基二环[2.2.1]-2-庚烯；（12）二环[4.2.0]-7-辛烯；（13）1-甲基-4-乙基二环[3.1.0]已烷。

2-4 写出下列化合物的构造式。

(1) 3-甲基环己烯(2) 3,5,5-三甲基环己烯(3) 二环[2.2.1]庚烷(4) 二环[4.1.0]庚烷(5) 二环[2.2.1]-2-庚烯(6)二环[3.2.0]-2-庚烯(7) 螺[3.4]辛烷

(8) 螺[4.5]-6癸烯(9) 2-甲基二环[3.2.1]-6-辛烯(10) 7,7-二甲基二环[2.2.1]-2,5-庚二烯

3

3 H3

3

H3

H3

(1)

(2)(3)

(4)(5)(6)(7)

(8)(9)(10)

2-5 用系统命名法命名下列化合物。

（1）3,3-二甲基-2-苯基戊烷；（2）1,3,5-三甲基-2-异丙基苯（或2,4,6-三甲基异丙苯）；（3）1-苯(基)丙烯；（4）二苯(基)乙炔；（5）1-甲基蒽；（6）2-环丙基萘（7）1,2-二苯基苯；（8）1,4-二甲基萘。

（1）3-甲基-1-溴丁烷； （2）2-甲基-3-氯丁烷； （3）1,1,3,3-四氟-1-氯丙烷； （4）二氟一氯甲烷；（5）氯甲基苯（或苯甲基氯，或氯化苄，或苄基氯，或苯一氯甲烷）； （6）2-甲基-1,2-二碘丁烷； （7）（2-氯苯基）乙烯 ；

（8）1-溴-1-丁烯-3炔； （9）3-甲基-6-溴环已烯； （10）4-甲基-5-氯 -2-戊炔。 2-7 写出下列化合物的构造式。

(1) 2,4－二硝基氟苯 (2) 六氯化苯 (3) 六溴代苯 (4) 氯化苄 (5) 2-甲基-2,3-二碘丁烷 (6) 2-氯-2-丁烯 (7)3-苯基-1-溴-2-丁烯 (8) 叔氯丁烷 (9) 仲丁基溴

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

F

NO 2

2

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl Br Br

Br

Br

Br

Br CH 2Cl CH 3CCHCH

3

I CH 3

I

H 3CC

CHCH 3

CH 2CH

CCH 3

Br (CH 3)3C

Cl

CH 3CH 2CHCH 3

2-8用系统命名法命名下列化合物。

（1）4-甲基-2-戊醇； （2）3-甲氧-2-戊醇； （3）5-溴-1-已炔-3-醇； （4）3-苯基-1,2-戊二醇； （5）1-甲基环已醇； （6）5-甲基-1,3-苯二酚； （7）2-丁硫醇； （8）4-甲基-2-戊硫醇； （9）1-苯基-2-丙烯-1-醇； （10）4-甲基-4’-乙基二苯甲醇； （11）4-环戊烯-1,3-二醇； （12）4-（3,3-二甲基丁基）-6-苯基-5-已烯-3-醇 （13）1,4-丁二醇。 2-9 写出下列化合物的构造式。

(1) 仲丁醇 (2) 2,3-二甲基-2,3-丁二醇 (3) 二苯甲醇 (4) 新戊醇 (5) 1,3-丙二醇甲乙醚 (6) 乙硫醇 (7) 1-苯基-2-丙醇 (8 ) 间溴苯酚 (9) 异丁醇 (10) 叔丁醇 (11)对苯二酚 (12) 丙三醇 (13) β,β′-二甲氧基乙醚

(1)

(2)

(3)(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

CH 3CHCH 2CH 3

OH

H 3C

C

C

CH 3

3OH 3

OH

CH OH

CH 32OH

CH 3

CH 3

CH 2CH 2CH 23

2H 5

CH 3CH 2SH

CH 23

OH

OH

Br

(CH 3)2CHCH 2OH

(CH 3)3COH

OH

HO

(11)

(12)

(13)

CH 2CHCH 2(CH 3OCH 2CH 2)2O

（1）4-戊烯-2-酮； （2）3-甲基-2-丁烯醛； （3）3-羟基丁醛； （4）1,3-二苯基-2-丙烯酮； （5）3-苯基-2-丙烯醛（或β-苯基丙烯醛）； （6）4-甲基环己基甲醛； （7）3-甲酰基己二醛； （8）3,3-二甲基-5-乙基-6-庚烯-2,4-二酮； （9）2,4-戊二酮； （10）3-甲酰基环戊酮（3-环戊酮甲醛）； （11）螺[2.4]-5-庚酮； （12）4-溴已醛； （13）3-甲基-2,6-萘醌。 2-11写出下列化合物的构造式。 (1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

O

COOH CHO

HOOC

HOOCCH 2CHCH 2CH 2CH 3

NO 2

COOH

HOOC

C C

CH 3

COOH

CH 3

HCOOCHCH 3

CH 3

CH 32CH 22CH 2CHCH 3

3

Cl

O

2-12 命名下列化合物。

（1）3-甲基-戊二酸单乙酯； （2）丁酸对甲氧基苯酯；

（3）3-甲基-4-丁内酯（或β-甲基-γ-丁内酯）； （4）环已基甲酸（或环已烷羧酸）； （5）N-溴代丁二酰亚胺； （6）4-硝基乙酰苯胺； （7）丙烯酰氯； （8）2-甲基-N-苯基丙酰胺； （9）4-硝基-1,2-苯二甲酸酐； （10）戊二酸酐； （11）3-苯（基）丙烯酰胺； （12）乙酸（正）丁酯； （13）对甲（基）苯磺酸。 2-13 写出下列化合物的构造式。（1.3.5.7.8.）

(1)

(2)

(3)

(4)(6)

(7)

(8)

C CH 22CH 2CHCH 3O

3

CH 322H 5

O

O

O O

C

O Cl C O

CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3

CH 3C O N

CH 3CH 3

O C O C O

O

O O

H 3C

SO 2NH 2

2-14命名下列化合物。

（1）三乙胺； （2）环丙胺； （3）甲基乙基环丁基胺； （4）N,N-二甲基仲丁胺； （5）N,N-二甲基苯胺； （6）2-硝基丙烷； （7）2,4-二硝基氯苯； （8）4-硝基-2-氯苯酚； （9）丁晴； （10）丙烯腈； （11）乙二胺； （12）丙亚氨基环戊烷； （13）1,6-已二腈；（14）对苯二胺；（15）5-甲氧基-3-氨基已烷。

2-15 写出下列化合物的构造式。（1.2.3.5.6.）

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

H 2C

CHCH 3

O

CH 3CH 2CHCH 2CH 3

3

CH 2

C 3

O

CH 3

NHCH 2CH 2Cl

NH 2

NHCH 3H 2N

CH 3CHCN

CH 3

(7)

(8)

2

CH 2COOH

O

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

CH 3(CH 2)7CH CH (CH 2)6CH 23

O

NH 2

O

CH 3SCH 2CH 3

Cl

NH 2H 2N

Cl

CH 2

Cl

H 2

N

NH 2

Cl

(14)

HOOCCHCCHCH 3

3O

3

C O C O O

H 3C

SO 2Cl

(15)

(16)

2-16写出下列基的构造式。

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(11)

(12)

CH 3CH 2

C 6H 5

(CH 3)2CH

CH 3CH 2CHCH 3

(CH 3)3CCH 2

CH 3CH 2CHCH 2CH 2

CH 3

CH 3CH 2O

ClCH 2

NO 2

(CH 3)2NCH 2

3

或(7)

(9)

(8)

(10)

(H 3C)2HC

3-1 下列化合物是否有顺反异构体？若有，试写出它们的顺反异构体。 （1）没有顺反异构体； （2）、（3）、（4）均有顺反异构体。

3

3

3

3

(2)

(3)

(4)

顺式反式

33

3

(顺式)

顺式

反式

γ-1反-2顺-2反-4

顺-2反-4

γ-1γ-1反-4

γ-1顺-2顺-4

顺式

反式顺式顺式

反式

反式

反-2γ-1顺-4反-2γ-1顺-4

3-2 下列化合物中有无手性碳原子？若有，请用“*”标记。 （1）、（4）、（5）、（6）、（8）、（9）、（10）、（11）均有手性碳原子； 而（2）、（3）、（7）、（12）无手性碳原子。

C C 2H 5

H

C H CH

3

C

H C

H C 2H 5

(1)

(9)

(10)

(4)

(5)

(6)

(8)

CH 3C HDC 2H 5

*CH 3C HCH 2CH

2CH 3

*CH 3C HClCHCl C HClCH 3

*

CH 2CH 3*

OH Br

**

3

COOH

3

OH

****

(11)

3-3 下列化合物中有无手性碳原子？若有，请用“*”标记。 （1）、（4）、（5）、（6）、（8）、（9）、（10）、（11）均有手性碳原子； 而（2）、（3）、（7）、（12）无手性碳原子。

C C 2H 5

H

C H CH

3

C

H C

H C 2H 5

(1)

(9)

(10)

(4)

(5)

(6)

(8)

CH 3C HDC 2H 5

*CH 3C HCH 2CH

2CH 3

*CH 3C HClCHCl C HClCH 3

*

2CH 3*

OH Br

**

3

COOH

CH 3

OH

****

(11)

3-4 指出下列化合物是否有旋光活性？ （2）、（5）有旋光活性；（1）中有一个甲基和羟基所在平面的对称面；（3）含甲酰基和氯所在的苯平面是分子的对称面；（4）为平面型分子，同时也含有对称中心；（6）、（7）和（8）三个分子都有对称面[（6）和（7）为内消旋体，其中（7）中3号碳原子上三个原子或基团

旋转后即可看出；（8）取代的乙烯有平面型分子，即二个双键碳原子、与双键碳相连的H、Cl、Br、C共六个原子在同一平面]。

OH

2

OH

CH2OH

Br H

HO H

2

OH

Br H

对称面

内消旋体

*

*

3-5 下列分子是否有手性？

（1）是平面型分子，无手性；（2）有手性；（3）有手性；

（4）分子有对称中心，无手性。

3-6 标明下列分子中手性碳原子的构型，并指出它们之间的关系。

(1)(3)(4)

(2)

CH3

Cl H

2

H

5

H3C OH

OH

H3C

C2H5

Cl

H

CH

3

3

3

C2H

H32H5

3

R

R

R

S

（1）与（3）为对映体；（2）与（4）为同一化合物；

（1）与（2）或（4）为非对称映体，（3）与（2）或（4）也是非对映体。

3-7 下列化合物有几个立体异构体？写出化合物（1）和（2）的立体异构体，并标明其不对称碳原子的构型。

必须将顺反异构、对映异构、对称因素进行综合分析。

(1)(3)

(6)

(4)

(5)

(2)

(8)

(7)

Cl Cl

CH3

O2N

OH

Cl

Cl

CHCH3

CH3

H3C C

H

CHCH3

OH O

*

*

*

*

**

*

*

**

*

*

*

*

*

（1）和（8）有两个不同手性碳，它们各有4个立体异构体；（2）（4）有两个相同手性碳，有3个立体异体；（4）有两个相同手性碳，有4个立体异构体；（3）有三个不同手性碳，有8个立体异构体；（5）有一个手性碳，所以有2个立体异构体；（6）有顺反异构体[类似于3-1中的（2））]；（7）二个不同手性碳，有4个立体异构体；（8）有2个相互制约的桥头手性碳原子，相当于一个不对称碳原子，所以有2个立体异构体。

(1)

(2)

a

b

a b

3-8写出下列化合物的立体结构式。

(1)

(3)

(6)

(4)

(5)

(2)

C H

CH 32CH 3

CH CH 3CH 2CH H 2C

CH

CH 2

C C H H 3C

H C

H

C

H CH 3

(CH 3)2CH

C C

C CH

CH 2CH 3

CH 3

I CH 3

H

6H 13

CH 3OH C C

CH 3H

H

(8)

(7)

H

3

H 3CO

H H 3CO CH 3

OH 2CH 3

H

CH 3H CHO

3-9 用系统命名法命名下列化合物（立体异构体用R-S 或Z-E 标明其构型）。 (1) (3S )-3-乙基-5-己烯-1-炔； (2) (Z )-3-叔丁基-2-己烯-4-炔； (3) (3Z ,7E )-3,8-二甲基-3,7-癸二烯； (4) (S )-3-氧代环已烷羧酸； (5) (2Z ,4R )-4-甲基-2-已烯； (6) (3Z ,5S ,6S )-5-氯-6-溴-3-庚烯； (7) (R )-4-甲基-3-溴-1-戊烯； (8 ) (2S ,5S )-5-氯-2-溴庚烷；

(9) (2R ,3E )-4-甲基-2-羟基-3-己烯酸； (10)(2S ,3R )-2,3-二甲基-2,3-二羟基丁二酸。 3-10指出下列构象是否有对映体？如果有，写出其对映体。

（1）没有构象对映体（有对称面）； （2）有构象对映体；（3）和（4）有对映体。

(3)

(4)

(2)

3

H 3

3

3

3-11用Newman 式画出下列分子的优势构象式。

(1)

(3)

(2)

3-13 请画出(2R ,3R ）-2-氯-3-溴戊烷的Fischer 投影式与其优势构象的锯架式和Newman 式。

CH 3Cl H CH 2CH 3

H

Br 25

Cl H

3

H Br

C 2H 5

Fischer 投影式 Newman 式 锯架式 3-14 试画出下列化合物的最稳定的构象式。（1.2.3.4.）

C 2H 5

2H 5

H 3C

OH

HO C(CH 3)3

CH 3

CH

3

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)(8)

H

3-15 某化合物的分子式是C 5H 10O ，无光学活性，分子中有环丙烷环，在环上有两个甲基和一个羟基，请写出它的可能的构型式。

3

3

3-16解释下列术语。

（1）手性分子——不能和它的镜像完全重叠的分子。

（2）对映体——互为实物和镜像关系，相对映而不重合的两种构型分子。 非对映体——不存在实物与镜像关系的构型异构体。

（3）构象——由于绕σ键轴旋转而使分子中原子或基团在空间的不同排列方式。 （4）外消旋体——两个对映体的等量混合而形成不具有旋光性的混合物。

内消旋体——分子内存在两个以上不对称碳原子，但分子内部存在对称因素（旋光相互抵消），该物质无旋光性，它是一种纯物质。

（5）几何异构体——由于双键或环的存在，某些原子或基团在空间的排列方式不同而产生的异构现象。

（6）构造异构——指分子式相同而分子中原子或基团的连接次序不同的化合物。 （7）构型异构——指构造式相同而原子或基团在空间的排布方式不同的异构体。

（8）构象异构——由于单键的内旋转而产生的分子结构中原子或基团在空间的不同排列形象。 （9）消旋化——旋光性化合物在物理因素或化学试剂作用下变成两个对映体的平衡混合物，失去旋光性的过程。

4-1 如何用IR 光谱区别下列各组化合物。

（1）异戊烷分子中有异丙基，在1370—1380cm -1 的吸收峰分裂成两峰，强度接近； （2）在3000cm -1以上无吸收峰者为丁烷； （3）在3000—3100cm -1无吸收者为环已烷； （4）在3010cm -1附近有吸收峰者为甲叉基环已烷（亚甲基环已烷）； （5）在3025cm -1附近和2720cm -1处有强吸收峰者为4-已烯醛； （6）在1060cm -1附近有强吸收峰者为正戊醇；

（7）在1750—1860ｃｍ-1出现两个峰，其中高频峰强于低频峰者为乙酐。 4-2 如何用1H-NMR 谱区分下列各组化合物？

（1）环丁烷只有一个单峰，而甲基环丙烷有四组吸收峰； （2）新戊烷只有一个单峰，而正戊烷有三组吸收峰；

（3）前者（1-氯-2-溴乙烷）有两组峰，而后者（1,2-二溴乙烷）只有一个单峰。

4-3 比较下面两化合物中所标出的质子在1H-NMR 谱中化学位移大小，并从低场到高场的

顺序排列。

（1）B →A →C →D ； （2）A →B →C 。

4-4 请将下列各化合物中画线的质子的化学位移按由低场至高场的顺序排列。 （2）→（1）→（3）。

4-6 请将下列各组化合物按紫外吸收波长由大到小的顺序排列。 (1) B →D →A →C ； (2) D →C →B →A 。 4-7根据NMR 谱推测下列化合物可能的构造式。

C CH 3

CH 3

H 3C

Br

CH 2OH

CH 3CH CH 3

(1)

(2)

(3)(4)

CH 2CH 2CHCH 3Br

4-8某化合物的分子式为C 4H 8O,它的红外光谱在1715cm -1有强吸收峰，它的核磁共振谱有

一单峰，相当于三个H ，有一四重峰相当于二个H ，有一三重峰相当于三个H.。试写出该化合物的构造式。

CH 3CCH 2CH 3O

该化合物为丁酮，其构造式为

4-9根据光谱分析，分别推断下列各芳香族化合物可能的构造式。

(1)(2)(3)

CH 2CH 2CH 2Br CH 2CCH 3

O

C CH 3

CH 3

CH 3

4-11某化合物的分子式为C 4H 6O ，其光谱性质为：

UV 谱:在230nm 附近有吸收峰，κ>5000；

1H-NMR

谱：δ＝2.03（3H ）双峰,δ=6.13（1H ）多重峰，δ=6.87（1H ）多重峰；

δ=9.48（1H ）双峰；

IR 谱：在1720 cm -1 2720cm -1处有强吸收。 试推该化合物的构造式。

δ2.03

δ6.13

δ6.87δ9.48该化合物构造式为CH 3CH C H CHO

4-12根据光谱分析，分别推测下列各脂肪族化合物的构造式：

（1）分子式为C 3H 6O

UV 谱：210nm 以上无极大值；IR 谱：1080cm -1；

1H-NMR 谱：δ=4.75（4H ）三重峰，δ=2.75（2H ）五重峰，J=7.1Hz 。 (2) 分子式为C 3H 7NO UV 谱：219nm(κ=60）；IR 谱：3413cm -1，3236cm -1，1667cm -1； 1H-NMR 谱：δ=6.50（2H ）宽单峰，δ=2.25（2H ）四重峰，δ=1.10（3H ）三重峰，J=7.5Hz 。 (3) 分子式为C 4H 7N

UV 谱：219nm 以上无极大值；IR 谱：2273cm -1；

1H-NMR 谱：δ=2.82（1H ）七重峰，δ=1.33（6H ）双峰，J=6.7Hz 。 （4）分子式为C 8H 8O 2

UV 谱：270nm(κ=420）；IR 谱：1725cm-1；

1H-NMR 谱：δ=11.95（1H ）单峰；δ=7.21（5H ）多重峰，δ=3.53（2H ）单峰。

(2)(3)(4)

H 2C O H 2C CH 2

CH 3CH 2CONH 2

(CH 3)2CHCN

CH 2C O

OH

(1)

4-13化合

物分子式为C 4H 6O 2，其13C-NMR 谱如下图所示，推断其可能的构造。

H 2C

C H

C O

CH 312

3

4该化合物构造式为:O 4-14化合物A ，mp ：21℃；元素分析：C ：79.97%，H ：6.71%，O ：13.32%；MS 、IR 、NMR

谱如图所示，提出A 的结构式并解释三谱的归属。 答：A 为苯乙酮。结构式如下示。

CH 3

O

MS 图中m /z =120，是A 的分子离子峰，m /z =105是A 去甲基后离子峰，m /z =77是苯基离子峰。

IR 谱图中1750cm -1处的强吸收峰是羰基的伸缩振动峰，在1300cm -1附近分别为甲基中C —H 的弯曲振动和C —C 的弯曲振动峰。指纹区二个吸收峰（760cm -1、690cm -1）是C —H 的面外弯曲振动峰。

1H-NMR

较高场的单重峰，对应的是CH 3—中3个H ，较低场对应的是苯环中的5个

H 。

第五章饱和烃

5-1 写出符合下列条件的C7H16的构造式，并各以系统命名法命名。

(1)庚烷(3)3-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

5-2 写出下列烷基的名称及常用缩写符号。

（1）甲基（Me—）；（2）乙基（Et—）；（3）正丙基（n-Pr—）；（4）异丙基（i-Pr—）；（5）正丁基（n-Bu—）；（6）异丁基（i-Bu—）；（7）仲丁基（s-Bu—）；

（8）叔丁基（t-Bu—）。

5-3 比较下列化合物沸点的高低，并说明原因。

(1) CH3(CH2)4CH3(2) (CH3)2CH(CH2)2CH3

(3)CH3CH2C(CH3)3(4) CH3CH2CH(CH3)CH2CH3

(1)>(4) >(2)>(3)同碳数的烷烃异构体，含支链越多，分子间作用力越弱，沸点越低。

5-4 完成下列反应式：

OSO3

H

Br

Br

(1)

HO2C(CH2)4CO2H

HNO3

+

(2)

Br

Br

-60℃

Br 2

+(3)

CH(CH 3)

2

CO 2H 2O

Cl

+Cl

Cl

Cl

碳正离子重排导致的产物

++

CH(CH 3)2Br

C(CH 3)2Br

+

(4)Br

HBr

(5)

5-5 比较下列化合物构象的稳定性大小。

1,4-二甲基环已烷的构象稳定性（1）＜（2）。原因是（1）中的二个甲基均处于a 键上，而（2）中的二个甲基则皆处于e 键上，后者构象能量较低，较稳定。

3

H 3

3

CH 3

CH 3

H 3C

CH 3

(1)

(2)

5-6 下列异构体中哪个最稳定？

题目所示二甲基环已酮三个异构体对应的构象式如下，从中可看出（3）最稳定，因为其两个甲基均处于e 键上，体系能量较低。 O

O

O

(1)

(2)(3)

5-7 环丙烷内能高是由哪些因素造成的？

环丙烷分子中碳原子为不等性sp 3杂化，轨道重叠比开链烷烃的小，形成的碳碳共价键键能小（即有角张力），容易断裂，不如开链烷烃牢固；其次是环丙烷的三个碳原子共平面，

相邻两个碳原子上的C —H 键是重叠式构象，存在扭转张力。基于上述原因，导致环丙烷的内能较高。

5-8 用费歇尔（Fischer ）投影式表示下列化合物的构型，并用R / S 标记手性碳的构型。

3H

CH 3

Br

H

CH 3

Br

D

2Cl

H 3

C

(1)(2)

(3)

三个化合物费歇尔投影式如下

CH 2Cl

D

H

3CH 3

H

Cl 2CH 3CH 3H Br CH 3

H

Br (1)

(2)(3)

S

S R

S

5-9 下列四个纽曼投影式表示的化合物，哪些是对映体？哪些是非对映体？哪些是同一化合

物的不同构象？

CH 3

H Cl 2H 5H

Br

H 32H 5

C 2H 5Br

H

H

3C Cl H

(1)

(4)(2)

(3)

32H 5C 2H H 332H 52H 5Br

H

CH 3Cl H

C 2H 5Br

H H Cl CH 3

2H 5Br H

CH 3H

Cl

CH 3

Cl H C 2H 5

H

Br C 2H 5

Br H 3

Cl

H H Cl H 3C C 2H 5H

Br

CH 3H Cl

C 2H 5H

Br

CH 3

H Cl C 2H 5Br

H C 2H 5

H

Br Cl

H

CH 32H 5

H Br

CH 3Cl

H

（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)(2)(3)Cl 2h υ或△Cl

2C 5H 10HCl C 5H 9+Cl

++C 5H 9Cl C 5H 9++Cl 2C 5H 9C 5H

9C 5H 9

Cl

+C 5H 9Cl

链引发

链增长

链终止

反应势能变化草图：

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。

3

(CH 3)2(CH 3)3C

(CH 3)2CHCH 2

(CH 3)3CCH 2H 2C

C H 2

C CH 3

CH 3

C

H

CH 3

CH 3

H 3C

C H C

CH 3CH 3

C H

CH 3CH 3H 3C

C H 2

C CH 3CH 3

H

CH 3CH 2

H 3C

C H 2

C CH 3CH 3

C

CH 3

CH 3CH 3CHCH 2C(CH 3)3

其稳定性为：3°R ·＞2°R ·＞1°R ·＞CH 3·

C 5H 10+Cl ?

C 5H 9Cl+Cl ?

C 5H 9?+HCl

中间体（自由基）

过渡态1

过渡态2

能量

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。

(2)

+(1)RH

+t -BuOH

R

+t -BuOCl

R

RCl +t -BuO 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这些现象。

(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) Cl 2先用光照，产生氯自由基·Cl ，迅速在黑暗中与CH 4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) Cl 2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Cl 2，Cl 2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。

(3) 甲烷解离能较大，光照不足以产生自由基，黑暗中Cl 2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。

2

h υ

戊烷发生一溴代反应可得到3种构造异构产物。

(3)

(2)

(1)

H 3C

H 2

C

C H 2H 2C

2Br H 3C

H 2C

C H 2CH

CH 3Br H 3C

H 2C

CH H 2C

CH 3

*

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

伯氢的总数

仲氢的总数

伯氢的相对活性

仲氢的相对活性

×

=6

6

1

82

×

=

1

82 =

1-溴戊烷的含量

=

=

1

1+82

×100% 1.2%

2-溴戊烷的含量=82

1+82×100%65.9% 2

3

=

3-溴戊烷的含量=82

1+82×100%32.9% 1

3

=

2-溴戊烷中R型和S型是等量的(消旋化)，即各为32.9%。