有机化学(第五版)李景宁主编

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《有机化学》(第五版,李景宁主编)习题答案

第一章

3、指出下列各化合物所含官能团得名称。

(1)CH3CH=CHCH3答:碳碳双键

(2)CH3CH2Cl 答:卤素(氯)

(3) CH3CHCH3

OH答:羟基

(4)CH

CH2 C=O答:羰基(醛基)

H

(5)答:羰基(酮基)

(6) CH3CH2COOH答:羧基

(7)答:氨基

-C≡C-CH3答:碳碳叁键

(8)CH

4、根据电负性数据,用与标明下列键或分子中带部分正电荷与负电荷得原子。

答:

6、下列各化合物哪个有偶极矩?画出其方向

(1)Br2(2)CH2Cl2(3)HI (4)CHCl3 (5)CH3OH (6)CH3OCH3

答:以上化合物中(2)、(3)、(4)、(5)、(6)均有偶极矩

(2) (3)(4) (5)

(6)

7、一种化合物,在燃烧分析中发现含有84%得碳[Ar(C)=12、0]与16得氢[Ar(H)=1、0],这个化合物得分子式可能就是

(1)CH4O(2)C6H14O2(3)C7H16(4)C6H10(5)C14H22答:根据分析结果,化合物中没有氧元素,因而不可能就是化合物(1)与(2);

在化合物(3)、(4)、(5)中根据碳、氢得比例计算(计算略)可判断这个化合物得分子式可能就是(3)。

第二章

习题解答

1、用系统命名法命名下列化合物

(1)2,5—二甲基—3-乙基己烷

(3)3,4,4,6—四甲基辛烷

(5)3,3,6,7—四甲基癸烷

(6)4-甲基-3,3-二乙基—5—异丙基辛烷

2、写出下列化合物得构造式与键线式,并用系统命名法命名之。

(3)仅含有伯氢与仲氢得C

5H

12

答:符合条件得构造式为CH3CH2CH2CH2CH3;

键线式为;命名:戊烷.

3、写出下令化合物得构造简式

(2)由一个丁基与一个异丙基组成得烷烃

(4) 相对分子质量为100,同时含有伯、叔、季碳原子得烷烃

答:该烷烃得分子式为C7H16。由此可以推测同时含有伯、叔、季碳原子得烷烃得构造式为(CH3)3CCH(CH3)2

(6)2,2,5-trimethyl—4-propylnonane(2,2,5-三甲基-4—丙基壬烷)

8、将下列烷烃按其沸点由高至低排列成序。

(1) 2-甲基戊烷(2)正已烷(3) 正庚烷(4)十二烷

答:对于饱与烷烃,随着分子量得逐渐增大,分子间得范德华引力增大,沸点升高.支链得存在会阻碍分子间得接近,使分子间得作用力下降,沸点下降。由此可以判断,沸点由高到低得次序为:十二烷>正庚烷〉正己烷>2-甲基戊烷。[(4)>(3)>(2)>(1)]

10、根据以下溴代反应事实,推测相对分子质量为72得烷烃异构式得构造简式。答:相对分子质量为72得烷烃得分子式应该就是C5H12.溴化产物得种类取决于烷烃分子内氢得种类(指核磁共振概念中得氢),既氢得种类组与溴取代产物数相同。

(1)只含有一种氢得化合物得构造式为(CH3)3CCH3

(2)含三种氢得化合物得构造式为CH3CH2CH2CH2CH3

(3)含四种氢得化合物得构造式为CH3CH2CH(CH3)2

14、答:

(1)在此系列反应中,A与C就是反应物,B与E为中间产物,D与F为产物。(2)总反应式为2A + C→D + 2F -Q

(3)反应能量变化曲线草图如图2-2所示。

15、下列自由基按稳定性由大至小排列成序。

答:同一类型(如碳中心)自由基得稳定性大小直接取决与该中心原子与氢间得共

价键得解离能大小。解离能越低,产生得自由基越稳定。因此,可以推测下列自由基得稳定性次序为(3)>(2)>(1)

第三章

1、写出戊烯得所有开链烯异构体得构造式,用系统命名法命名之,如有顺反异构体则写出构型式,并标以Z、E.

解:

1-戊烯(Z)—2-戊烯(E)-2-戊烯

2—甲基—1—丁烯3-甲基-1—丁烯2—甲基-2—丁烯。

2、命名下列化合物,如有顺反异构体则写出构型式,并标以Z、E。

(1) 2,4—二甲基—2-庚烯(5)Z—3,4-二甲基—3—庚烯

(6)E—3,3,4,7-四甲基-4-辛烯

3、写出下列化合物得构造式(键线式)。

(1) 2,3-dimethyl-1—pentene;(3)(E)-4-e thyl—3—methyl—2-hexene

2,3—二甲基—1-戊烯(E)-3—甲基—4-乙基—2-己烯

4、写出下列化合物得构造式。

(1)(E)-3,4—二甲基—2-戊烯(2)2,3—二甲基-1—己烯(5) 2,2,4,6-四甲基—5—乙基-3-庚烯

5、对下列错误得命名给予更正:

(2) 2,2-甲基-4-庚烯应改为:6,6-二甲基-3-庚烯

(4) 3-乙烯基—戊烷应改为:3—乙基-1-戊烯

6、完成下列反应式

(1)

马氏方向加成

(2)α—氢取代

(4)H2H2将Br - 氧化成了HOBr

(5)(CH3)2C=CH2B2H6[(CH3)2C—CH2]3B

(8)马氏方向加成(12)

7、写出下列各烯烃得臭氧化还原水解产物。

(1)H2C=CHCH2CH3H2C=O+ O=CHCH2CH3

(2)CH3CH=CHCH32CH3CH=O

(3) (CH3)2C=CHCH2CH3(CH3)2C=O+O=CHCH2CH3

8、裂化汽油中含有烯烃,用什么方法能除去烯烃?

答:主要成份就是分子量不一得饱与烷烃,除去少量烯烃得方法有:

用KMnO4洗涤得办法或用浓H2SO4洗涤。

9、试写出反应中得(a)与(b)得构造式.

(a )+ Zn( b )+ ZnCl2

( b )+ KMnO4CH3CH2COOH +CO2+H2O

解:a 为:CH

3CH

CHClCH2Cl b 为:CH3CH2CH=CH2

12、某烯烃得分子式为C

5H

10

,它有四种异构体,经臭氧化还原水解后A与B分

别得到少一个碳原子得醛与酮,C与D反应后都得到乙醛,C还得到丙醛,而D 则得到丙酮.试推导该烯烃得可能结构式。

答:A与B经臭氧化还原水解后分别得到少一个碳原子得醛与酮,说明A、B结构中得双键在边端,根据题意,

A为或B为

C反应后得到乙醛与丙醛,说明C为

D得到乙醛与丙酮,说明D为:

该烯烃可能得结构为或

15、试用生成碳正离子得难易解释下列反应。

———--

解:碳正离子得稳定性次序就是:三级> 二级> 一级

烯烃C=C双键与H+在不同得碳上加成后,可以两个不同得碳正离子,本例中分别生成了一个三级碳正离子与一个二级碳正离子,由于三级碳正离子比二级碳正离子更稳定,所以反应优先按形成三级碳正离子得方向进行,随后再与反应体系中得Cl-结合形成预期得符合马氏规则得产物为主,。

16、把下列碳离子稳定性得大小排列成序.

解:稳定性从大到小得次序为:(1) 〉(4)>(3)〉(2)

21、用指定得原料制备下列化合物,试剂可以任选(要求:常用试剂)。(1)由2—溴丙烷制1—溴丙烷

CH3CHCH3

Br KOH

ROH

CH3CH=CH2

HBr

CH3CH2CH2Br

(3) 从丙醇制1,2-二溴丙烷

CH3CH2CH2OH24CH3CH=CH2Br2

CH3CHCH2Br

4

Br

(5)由丙烯制备1,2,3-三氯丙烷

CH3CH=CH22

500o C CH2CH=CH2

Cl2

CH2CHCH2Cl

4

Cl

Cl Cl

第四章习题解答

2、(1)(CH3)3CC≡CCH2C(CH3)3 2,2,6,6-四甲基-3-庚炔(3)HC≡C-C≡C—CH=CH2 1—己烯-3,5—二炔

(5) (2E,4Z)-3-叔丁基—2,4-己二烯

3、写出下列化合物得构造式与键线式,并用系统命名法命名。

(1)丙烯基乙炔3-戊烯-1—炔

(4)异丙基仲丁基乙炔2,5—二甲基-3-庚炔

4、写出下列化合物得构造式,并用系统命名法命名之。

(1)5-ethyl-2-methyl-3—heptyne 2-甲基-5-乙基-3—庚炔(3)(2E,4E)-hexadiene(2E,4E)—己二烯

8、写出下列反应得产物。

(1)

(2)

(7)

9、用化学方法区别下列各化合物。

(1)2—甲基丁烷、3-甲基—1-丁炔、3-甲基-1-丁烯

14、从乙炔出发,合成下列化合物,其她试剂可以任选。(1)氯乙烯

(4)1-戊炔

HC CH+ NaNH2CNa CH3CH2CH2Br

CH3CH2CH2C CH

(6) 顺-2-丁烯

HC CH +2 NaNH NaC CNa

2CH 3Br

CH 3C

CCH 3

2

3 C=C

H CH 3

H

H 3C

16、以丙炔为原料合成下列化合物 (2) C H3CH 2CH 2CH 2OH

CH 3C

CH

2

Pd-CaCO 3,喹啉

CH 3CH=CH 2

2622CH 3CH 2CH 2OH

(4) 正己烷

CH 3C CH + NaNH 2

CH 3C CNa

CH 3CH 2CH 2Br

CH 3CH 2CH 2C CCH 3

2CH 3CH 2CH 2CH 2

CH 2CH 3

19、写出下列反应中“?”得化合物得构造式 (2)

(3)(炔烃得酸

性比水弱)

(5)

6

第五章

2、写出顺-1-甲基-4-异丙基环己烷得稳定构象式。

CH 3H

H

CH(CH 3)2

3)2H H

H 3C

稳定构象

4、写出下列得构造式(用键线式表示).

(1)1,3,5,7-四甲基环辛四烯 (3) 螺[5,5]十一烷

5、命名下列化合物

(1)反—1-甲基—3乙基环戊烷 (2)反—1,3—二甲基-环己烷 (3)2,6-二甲基二环[2,2,2]辛烷 01(4)1,5—二甲基—螺[4,3]辛烷

6、完成下列反应式。 (2) (3)

(4)

(6)

(7)

(10)

(11)

8、化合物物A分子式为C4H8,它能就是溴溶液褪色,但不能使烯得高锰酸钾溶液褪色。1mol(A)与1molHBr作用生成(B),(B)也可以从(A)得同分异构体(C)与HBr作用得到。化合物物(C)能使溴溶液褪色,也能使烯得高锰酸钾溶液褪色。试推论化合物(A)、(B)、(C)得构造式,并写出各步得反应式。

答:根据化合物得分子式,判定A就是烯烃或单环烷烃

9、写出下列化合物最稳定得构象式。

(1)反-1—甲基—3-异丙基环己烷

(2)顺-1—氯-2-溴环己烷

第六章对映异构

2、判断下列化合物哪些具有手性碳原子(用*表示手性碳原子)。哪些没有手性碳原子但有手性。

(1)BrCH2-C*HDCH2Cl 有手性碳原子

(3)有手性碳原子

(8)无手性碳原子,无手性

(10)没有手性碳原子,但有手性

5、指出下列构型式就是R或S。

6、画出下列化合物所有可能得光学异构体得构型式,标明成对得对映体与内消旋体,以R、S标定它们得构型。

(2)CH3CHBrCHOHCH3

(5)

7、写出下列各化合物得费歇尔投影式。

(4)(8)

8、用费歇尔投影式画出下列各化合物得构型式。

(2)(3)

2-氯-(4S)-4—溴—(E)-2-戊烯内消旋-3,4—二硝基己烷

12、下列化各对化合物哪些属于对映体、非对映体、顺反异构体、构造对映体或同一化合物?

(1)属于非对映体(2)属于非对映体(3)属于非对映体

(4)属于对映体(5)顺反异构体(6)属于非对映体(7)同一化合物(8)构造异构体

16、完成下列反应式,产物以构型式表示。

17、有一光学活性化合物A(C6H10),能与AgNO3/NH3溶液作用生成白色沉淀

B(C6H9Ag)。将A催化加氢生成C(C6H14),C没有旋光性。试写出B、C得

构造式与A得对映异构体得投影式,并用R、S命名法命名A。

答:根据题意,A就是末端炔烃,且其中含有手性碳,因而推测A得结构为

AB C

(S)—3—甲基-1—戊炔(R)-3-甲基-1—戊炔

H12,有光学活性。A用铂催化加氢得到B(C8H18、化合物A得分子式为C

),无光学活性,用Lindlar催化剂小心氢化得到C(C8H14)。有光学活性。A 18

与钠在液氨中反应得到D(C8H14),无光学活性。试推断A、B、C、D得结构。

答:根据题意与分子组成,分析A分子中含炔与烯,又由于其有光学活性,说明其中含有手性碳,推断A、B、C、D得结构如下:

A、有光学活性

B、无光学活性

C、有光学活性D、无光学活性

注意:Lindlar催化剂氢化炔,得到顺式烯烃,炔在钠得液氨中反应得到反式烯烃。

第七章答案

2、写出下列化合物得构造式。

(1)2-硝基-3,5-二溴甲苯(4)三苯甲烷(8)间溴苯乙烯

(11)8—氯—1-萘磺酸(12)(E)-1-苯基—2-丁烯

3、写出下列化合物得构造式。

(1)2—nitrobenzoic acid(2-硝基苯甲酸) (3)o-dibromobenzene(邻-二溴苯)

(6)3-cloro-1-ethoxybenzene (7)2-methyl—3-phenyl—1-nutanol

2—甲基—3—苯基-1—丁醇

3—氯—1—苯乙醚

(8)p—chlorobenzenesulfonic acid(12)tert—butylbenzene (14)3-phenylcyclohexanol

对—氯苯磺酸叔丁基苯3-苯环己醇

(15)2—phenyl-2—butene

2—苯—2-丁烯

5、写出下列反应得反应物构造式。

C8H104溶液HOOC COOH

(2)

(3)

C9H12CH

CH2CH3or CHCH3

2

3

6、完成下列反应:

(1)

+ ClCH2CH(CH3)CH2CH

3

AlCl3C

CH3

CH3

CH2CH3 2-甲基丁基碳正离子重排成更稳定得叔戊基碳正离子后再进攻苯环,生成叔戊基苯。

8、试解释下列傅-克反应得实验事实。

(1)

3

+ CH3CH2CH2Cl

CH2CH2CH3

+ HCl

产率极差

11、试比较下列各组化合物进行硝化反应得难易。

(1)苯、1,2,3-三甲苯、甲苯、间二甲苯

硝化反应从易到难得顺序为:1,2,3-三甲苯、间二甲苯、甲苯、苯(3)对苯二甲酸、对甲苯甲酸、苯甲酸、甲苯

硝化反应从易到难得顺序为:甲苯、对甲苯甲酸、、苯甲酸、对苯二甲酸12、以甲苯为原料合成下列化合物。请提供合理得合成路线.

13、某芳烃分子式为C9H10,用重铬酸钾得硫酸溶液氧化后得一种二元酸,将原来得芳烃进行硝化所得得一元硝基化合物主要有两种,问该芳烃得可能构造式如何?并写出各步反应.

答:根据题意,该化合物就是一个二元取代物,其结构有邻、间、对三种,又因为芳烃进行硝化所得得一元硝基化合物主要有两种,所以该芳烃得可能构造式为对位结构,即:

反应式为:

15、比较下列碳正离子得稳定性。

17、解释下列事实。

(2)用重铬酸钾得酸性溶液作氧化剂,使甲苯氧化成苯甲酸,反应产率差,而将对硝基甲苯氧化成对硝基苯甲酸,反应产率好。

答:因为甲基就是第一类定位基,使苯环得活性增强,重铬酸钾在酸性溶液中有强氧化作用,使苯环发生氧化开环。对硝基甲苯中得硝基有使苯环致钝得作用,与甲基得作用相互抵消,因而氧化成对硝基苯甲酸得反应产率好. 19、下列化合物或离子哪些具有芳香性,为什么?

(2) 有6个π电子,符合4n+2得结构特点,具有芳香性 (3) 有6个π电子,符合4n+2得结构特点,具有芳香性 (6) 有2个π电子,符合4n+2得结构特点,具有芳香性

20、某烃类化合物A,分子式为C 9H 8,能使溴得CC l4溶液褪色,在温与条件下就能与1mol 得H 2加成生成B (分子式为C 9H 10);在高温高压下,A 能与4mol 得H 2加成;剧烈条件下氧化A ,可得到一个邻位得二元芳香羧酸。试推测A 可能得结构.

解:根据A 得分子式,推断A含有一个芳环,又A 氧化后可得到一个邻位得二元芳香羧酸,说明A 得结构中具有二个邻位取代基。

又A 能使溴得CCl 4溶液褪色,说明其中含有一个碳—碳三键或两个碳-碳双键。因为在温与条件下就能与1mol 得H2加成生成B (分子式为C 9H 10),说明A得结构中含碳-碳三键,推测A 得结构为:

第八章 现代物理实验方法在

有机化学中得应用

1、指出下列化合物能量最低得电子跃迁得类型.

π→π* n →σ* n →π*

CH 3CH 2CH

CH 2

(1)(2)CH 3CH 2CH(OH)CH 3(3)CH 3CH 2COCH 3

(5)(4)CH 3CH 2OCH 2CH 3

CH 2

CH CH O

n →σ* n →π* 2、按紫外吸收波长长短得顺序,排列下列各组化合物。

(1)(2)(3)(4)

CH CH CH CH 2

CH 3

O

CH 3

O

O CH 2CH CH CH 2CH 2CH 2

CH 3Cl CH

3I CH 3Br NO 2

Cl

⑸ 反—1,2—二苯乙烯 顺-1,2—二苯乙烯

解: 以环己酮为基准,添加共轭双键即增加助色基都使 UV 吸收产生红移。

以乙烯为基准,添加共轭双键即增加助色基都使

UV 吸收产生红移。 杂原子得原子半径增大,化合物得电离能降低,吸收带波长红移,n →σ*。 以苯环为基准,硝基苯增加π-π共轭,氯苯增加p-π共轭,UV 吸收红移。

(5) 反-1,2—二苯乙烯> 顺—1,2-二苯乙烯

反式异构体得共轭程度比顺式异构体更大。

3、指出哪些化合物可在近紫外区产生吸收带。 σ→σ* 跃迁,在近紫外区无吸收; n→σ* 跃迁,在近紫外区无吸收 π→π* 非共轭跃迁,在近紫外区无吸收; n →π* 跃迁,在近紫外区有弱吸收 n →π* 跃迁,在近紫外区有弱吸收; π→π* 共轭跃迁,在近紫外区有强吸收

4、图8-34与图8-35分别就是乙酸乙酯与1—己烯得红外光谱图,试识别各图得主要吸收峰。

解: 图8-34,乙酸乙酯,图中2980cm —1为饱与C -H键伸缩振动吸收峰;1742cm —1为酯羰基C=O 双键伸缩振动吸收峰,因烷氧基得吸电子性而向高波数位移;1374cm —1为饱与CH 3弯曲振动吸收

峰;1240cm -1为C—O -C 键不对称伸缩振动吸收峰;1047cm-1

为C-O -C 键对称伸缩振动吸收峰.

图 8—35,1-己烯,图中3070cm-1为不饱与C=C-H键伸缩振动吸收峰;2960~2866cm -1为饱与C -H 键得伸缩振动吸收峰;1641cm —1为C=C键伸缩振动吸收峰;1460cm —1为CH 3得不对称弯曲振动特征吸收峰;1374cm -1为饱与CH 3对称弯曲振动吸收峰;910cm -1为R -CH=C H2型烯烃得面外弯曲振动特征吸收峰.

(1)(2)(3)

(4)CH CH CH CH 2CH 3O

CH 3

O O CH 2CH CH CH 2CH 2CH 2CH 3Cl CH 3I CH 3Br NO 2Cl >>>>>

>>>(1)(2)(3)(5)(4)CH 2CH CH CHCH 3

CH 3CH 2CH(CH 3)2CH 3CH 2OCH(CH 3)2CH 3CH 2C CH

CH 3COCH 2CH 3CH 2C O (6)

5、指出如何应用红外光谱来区分下列各对称异构体:

(4)(5)

(1)(2)

(3)CH 3CH CHCHO 和CH 3C CCH 2OH C C

H Ph Ph H

C C

Ph H Ph H

和和和

COCH 3CH 2

C COCH 3C C C

Ph Ph

CN CN

C C N Ph Ph

CH CH 2

解:

(1)前者在1705~1685 cm —1间有一强吸收,而后者无此吸收;

后者在2820~2720 cm —1间有一中强吸收,而前者无此吸收; 后者在3300 c m-1以上有一强吸收,而前者没有此吸收. (2)两者在1680~1620 cm —1间有一中强吸收,但前者得强度比后

得更大,前者得波数比后者更小;前者在980~965 cm —1间有一强特征吸收,

而后者无此吸收;后者在730~650 cm —1间有一强特征吸收,而前者没有此吸收。

(3)两者在1600~1750 cm -1间都有C =O 羰基强特征吸收,但相对

来说,前者因π—π共轭得存在,其羰基吸收波数更低且强度更大.

(4)前者在1950 cm —1左右有一吸收峰,而后者无此吸收;

后者在1650 cm -1左右有一吸收峰,而前者无此吸收。

(5)后者在910c m—1为R—CH=CH 2型烯烃得面外弯曲振动特征吸收峰,

而前者无此吸收。

6、化合物E,分子式为C8H 6,可使Br /CCl 4溶液褪色,用硝酸银氨溶液处理,有白色沉淀生成;E 得红外光谱如图8-36所示,E 得结构就是什么? 解:苯乙炔

分子式C 8H6,不饱与度为6,显然含有苯环(一个苯环得不饱与度为4);可使溴-四氯化碳溶液褪色表明环上侧链还含有重键C =C 或C ≡C ;用硝酸银氨溶液处理有白色沉淀生成,说明含有≡C —H ;至此,E 得结构已经确定.无需用到IR 光谱,但I R 光谱可进一步验证前面推测得正确性.

IR 中,3300 cm -1处吸收为≡C—H 伸缩振动所致;1600~1500 cm -1处吸收为苯环伸缩振动所致;691 cm -1与756 cm —1处一起为单取代苯环得特征弯曲振动吸收;2110 cm -1处为C ≡C 伸缩振动所致,很弱。

7、试解释如下现象:乙醇以及乙二醇四氯化碳溶液得红外光谱在3350 c m—1处都有有一个宽得O -H 吸收带,当用CCl 4稀释这两种醇溶液时,乙二醇光谱得这个吸收带不变,而乙醇光谱得这个带被在3600 cm—1一个尖峰代替。

解:3350 cm —1处都有一个宽峰就是由于得O-H 以氢键缔合形式所引起得。其中乙醇就是分子间氢键缔合,当溶液稀释后氢键不能存在,3600 c m—1得一个尖峰就就是游离O -H 所致;而乙二醇就是分子内氢键缔合,溶液稀释后氢键仍然存在,故吸收带位置与形状不变。 8、预计下列每个化合物将有几个核磁共振信号?

(6)(8)(7)(4)(5)(1)(2)(3)CH 3CH 2CH 2CH 3CH 3CH CH 2

O

CH 3CH CH 2反-2-丁烯1,2-二溴丙烷

CH 2BrCl CH 3CO 2CH(CH 3)22-氯丁烷

解:(1)2个 (2)4个(有顺反异构) (3)4个(有顺反异构)

(4)2个 (5)4个(考虑手性碳因素) (6)1个 (7)3个 (8)5个(考虑手性碳因素)

9、定出具有下列分子式但仅有一个核磁共振信号得化合物结构式。

(1) C 5H 12 (2)C 3H 6 (3) C 2H6O (4) C 3H4

(5) C2H 4B r2 (6)C 4H 6 (7) C 8H 18 (8)C3H 6Br 2 解:

(6)(8)(7)(4)(5)(1)(2)

(3)C(CH

3)4CH 3OCH 3

CH 2

C CH 2

CH 2

CH 2Br

CH 3C CCH 3(CH 3)3CC(CH 3)3CH 3CCH 3

Br

Br

10、二甲基环丙烷有三个异构体,分别给出2,3与4个核磁共振信号,试画出这三个异构体得构型式。 解:

2组信号 3组信号 4组信号 11、按化学位移δ值得大小,将下列每个化合物得核磁共振信号排列成序。

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