有机化学第2章习题和解答.docx
有机化学第2章 习题和解答第二章 习题解 1. 写出C6H14的所有同分异构体的构造式。指出其中含有一级碳原子最多、二级碳原子最少和没有三级碳原子的同分异构体。 CH3CH2CH2CH2CH2CH3CH3CH2CH2CHCH3CH3CH3CH2CHCH2CH3CH3CH3CH3CH2CCH3CH3CH3CH3CCCH3CH3含有一级碳原子最多、二级碳原子最少和没有三级碳原子的同分异构体是： CH3CH3CH2CCH3CH3 2. 用系统命名法命名下列化合物。 CH2CH3CH3CHCHCH2CCH3CH3CHCH3CH3CH3CCH2CH3CH2CH3CH3CH3CH2CHCH3CHCHCH3CH3CHCH2CH3CH3CH2CH2CHCH2CHCH2CH2CH3CHCH3CH2CH3CH2CH3CH3CCH3CH3CH3解：(1) 2,3,5,5四甲基庚烷 (2) 2,2,4,5四甲基4乙基己烷 (3) 2,5二甲基3,4二乙基己烷 (4) 4丙基6异丙基壬烷 3. 写出下列化合物的构造式。 2,2,3,3 四甲基戊烷 (2) 2 甲基3乙基庚烷 (3) 2,4二甲基3乙基己烷 (4) 2,3,4三甲基3乙基戊烷 解： CH3CH3CH3CCCH2CH3(2)CH2CH3CH3CHCHCH2CH2CH2CH3CH3CH3CH3CH2CH3(3)CH3CHCHCHCH2CH3CH3CH3(4)CH3CHCH2CH3CCHCH3CH3CH3CH34. 不参看物理常数表，按从高到低的顺序排列下列化合物的沸点。 正庚烷 正己烷2甲基戊烷 2,2二甲基丁烷 正癸烷 解：沸点：>>>> 烷烃的沸点随碳原子数的增加而生高，在碳原子数相同的情况下，沸点随支链的增加而下降。 5. 比较下列各组化合物的熔点高低，并说明理由。 6. 正戊烷、异戊烷和新戊烷 正辛烷和2,2,3,3四甲基丁烷 解：新戊烷>正戊烷>异戊烷。 这三种烷烃的分子量相同，它们的熔点主要受分子在固体晶格中的排列顺序影响，分子的对称性高，排列比较紧密，分子间引力大，熔点高，上述三种烷烃，新戊烷的对称性最好，正戊烷次之，异戊烷的对称性最差，所以，熔点的高低顺序是新戊烷>正戊烷>异戊烷。 2,2,3,3四甲基丁烷>正辛烷。 因为前者的对称性较后者好。 6. 将下列化合物的结构形式改写成立体透视式(或锯架式)、纽曼投影式，并用纽曼投影式表示其优势构象。 HClHCH3CH3HHClCCCH3ClH 解： HClHClCH3CH3ClHCH3ClHClCH3HCClH3CCHClCH3ClClHHCH3CH3HCH3HHClClHHClCCCH3ClHHH3CHHClCl(也是最稳定构象)7. 沿C2C3键轴旋转，画出2,3二甲基丁烷的典型构象式(用纽曼投影式表示)，并指出哪一个是最稳定构象。 解： CH3CH3HCH3HCH3HH3CHCH3HHH3CCH3CH3CH3H3CH3CHHCH3CH3CH3CH3最稳定构象 8. 排列下列自由基的稳定性。 CH3CHCH2CH2 CH3 CH3CHCHCH3CH3CH3CCH2CH3CH3CH3 (3) (4) 解：> (3)> (2) > (1) 9. 在下列反应中，选用Cl2或Br2哪一种卤化剂比较合适，为什么？ CH3CH31molX2hCH3XH3CCCCH31molX2hCH3CH3H3CCCCH2X解：(1) 选择Br2为卤化剂，因为反应物中，存在三种氢：1°H，2°H，3°H，反应要求3°H被取代，所以需要使用选择性高的卤化剂，由于Br2的活性比Cl2差，所以其选择性好，而氢的活性为3°H > 2°H >1°H。 选择Cl2为卤化剂，因为反应物中只有一种氢，不存在选择性问题，而Cl2的活性比Br2高，反应速率快。 10. 解释下列反应得出两个产物的原因，估计哪一个产物较多？ CH3CH2CH2CH2CH3Br2hCH3CHCH2CH2CH3+BrCH3CH2CHCH2CH3BrCH3CH3CH3CH3CH3解：由于反应过程中生成的自由基中间体：CH3CHCH2CH2CH3和CH3CH2CHCH2CH3 的稳定性相当，所以会有两种产物。但这两种仲氢的数目不同，2，4号碳上的四个氢相当，3号碳上的两个氢相当，在活性相当的情况下，产物的产率由相同氢的几率因素决定。所以 CH3CHCH2CH2CH3较多。Br11. 某烷烃A，分子式为C6H14，氯化时可以得到两种一氯化物。试推出烷烃A的结构。 解：A氯化时，可以得到两种一氯化产物，说明A有两种不同类型的氢可被取代。所以A的结构为：CH3CHCHCH3CH3CH312. 解释下列实验事实： 在室温下和黑暗中，甲烷和氯气可以长期保存而不起反应。 在黑暗中将甲烷和氯气的混合物加热到250以上，可以得到氯化产物。 先用光照射氯气，然后在黑暗中迅速与甲烷混合，可以得到氯化产物。 将氯气用光照射后，在黑暗中放一段时间再与甲烷混合，不发生氯化反应。 先将甲烷用光照射，然后在黑暗中与氯气混合，不发生氯化反应。 解：甲烷与氯气的反应属于自由基反应，在室温下和黑暗中，甲烷和氯气都不能产生自由基，所以可以长期保存而不起反应。 加热也能提供能量，使氯分子均裂产生氯自由基，只要产生了氯自由基就可以与甲烷之间发生链传递反应，从而得到氯化产物。 氯气在光照下产生的氯自由基，在黑暗中还没来得及自相结合，就与甲烷混合，由于体系中有氯自由基存在，所以氯化反应能进行，得到氯化产物。 氯气在光照下产生的氯自由基，在黑暗中放置一段时间后，氯自由基相互结合生成了氯气分子，这时再与甲烷混合，因为没有氯自由基存在，所以不发生反应。 甲烷的CH键解离能较大，用光照射不能产生自由基；在黑暗中氯气分子也不能产生自由基，故两者混合不发生氯化反应。 13. 写出下列反应的反应机理 CH3CH3CCH3CH3Br2光CH3CH3CCH2Br+CH3HBr解：链引发： Br2h2Br 链增长： CH3H3CCCH3CH3+BrH3CCH3CCH3CH2+HBrH3CCH2Br+BrCH3CCH3CH2+Br2H3CCH3CCH3 (3) 链终止： Br+BrBr2CH3Br+H3CCCH3CH3H3CCCH3CH2+H3CCH3CH2H3CCCH3CH3CCH3CH2H3CCH2BrCH3CCH3CH2CH2CH3CCH3CH314. 试分析在甲烷氯代反应中生成极少量的氯乙烷的原因。 解：在甲烷与氯的反应过程中，产生的CH3·与CH3·相遇形成了少量的CH3CH3，CH3CH3与Cl作用形成CH3CH2·，CH3CH2·再与Cl2反应生成CH3CH2Cl。 15. 在甲烷氯代反应历程中，为什么： 链引发是Cl2而不是CH4发生均裂? (2) 链传递不可能为： ClH+CH4+Cl2CH3Cl+HHCl+Cl依次重复。 解：因为ClCl键的解离能是242.4 kJmol-1，CH3H键的解离能是 434.7 kJmol-1 ， 前者较后者低得多，所以Cl2在光照或加热时更容易均裂。 因为Cl + CH4 CH3Cl + H 的rHm= 351.1（ 434.7 ) = 83.6 (kJmol-1) 说明该步反应的活化能至少在83.6 kJmol-1。而发生Cl + CH4 CH3· + HCl 的rHm= 430.5(434.7) = 4.2 (kJmol-1) ，活化能为16.7 kJmol-1较前者低得多，所以后者反应发生的概率较前者高得多，使前者没有机会发生。
