湖南大学《有机化学》郭灿城主编课后习题解答

《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第1页共84页《有机化学》课后习题答案第1章思考题答案1.1答：具有同一个分子结构通式，且结构和性质相似的一系列化合物称为同系列。分子式相同而结构相异，因而其性质也各异的不同化合物，称为同分异构体，这种现象叫同分异构现象。1.2答：因某一原子或基团的电负性而引起电子云沿着键链向某一方面偏移的效应叫诱导效应。1.3答：影响有机化学反应活性的因素主要有三个：底物（反应物）的结构和特性，进攻试剂的性质和反应环境条件（温度、压强、溶剂、反应时间等）。1.4答：有机物的沸点、熔点比无机盐低。在水中的溶解度比无机盐小。1.5答：溶解度跟有机物和水分子间形成的氢键有关，因二者和水解都能形成氢键，而沸点与同种物质分子间氢键有关，正丁醇分子间能形成氢键，乙醚分子间不能形成氢键。1.6答：自由基反应和离子型的反应。习题答案1.1答：（1）6-甲基-4,5-辛二醇（2）3-甲基-5氯-4-壬醇（3）3-甲基-5丙基-4-壬醇（4）4-甲基-3-乙基-已醛（5）2,4-二甲苯甲酸（6）2-甲基-4-氨基苯甲酸（7）2-氨基-4-硝基苯甲酸（8）4-硝基苯甲酸（9）3-甲基苯甲酸（10）环已胺（11）2-环已烯甲酸（12）4-甲基环已胺（13）4-甲基-4-丙基-2-氯苯磺酸（14）3-甲基-4-丙基-3-辛烯1.2答：1.3答：《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第2页共84页1.4答：1.5答：(CH3)3N的溶解度最小，原因：N原子上三个甲基的位阻效应使与H2O分子的氢键不易形成，而引起溶解度减小。1.6答：《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第3页共84页1.7答：（4）（3）（2）（1）《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第4页共84页第2章思考题答案2.1答：在离域体系中，键长趋于平均化，体系能量降低而使分子稳定性增加。共轭体所表现出来的这种效应叫共轭效应。共轭体系分为π-π共轭体系和p-π共轭体系。超共轭效应是当C—H键与相邻的π键处于能重叠位置时，C—H键的轨道与π轨道也有一定程度的重叠，发生电子的离域现象，此时，键向π键提供电子，使体系稳定性提高。它分为-p和-π超共轭。超共轭效应比共轭效应小。2.2答：异构现象异同点举例构造异构分了中原互相联结的方式和次序不同1.碳链异构碳链不同2.位置异构取代基在碳链或环上的位置不同3.官能团异构官能团不同立体异构分子中原子在空间2.3答：（1）无引发剂自由基产生（2）光照射，产生Cl·，氯自由基非常活泼与甲烷立即反应。（3）所生成的Cl·重新变为Cl2，失去活性。（4）光照射，CH4不能生成自由基，不能与Cl2在黑暗中反应。《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第5页共84页（5）自由基具有连锁反应。2.4答：2.5答：2.6答：（略）2.7答：+5o，-175o2.8答：习题答案2.12.2答：《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第6页共84页2.3解：烷烃的沸点随相对分子质量增大而升高，相对分子质量相同时，支链越多，沸点越低，顺序：（3）（2）（1）（5）（4）2.4解：（略）2.5+《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第7页共84页2.6答：（1）最稳定构象：图略（全交叉式），最不稳定构象：图略（全重叠式）（2）设该烷烃的分子式为，则2.7答：（4）（2）（3）（1）2.8答：有顺反异构现象，即2.9解：《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第8页共84页2.10答：主要是因为中间经历了碳正离子重排历程。2.11答：以上烯烃如用酸性KMnO4溶液氧化，则醛被继续氧化成羧酸，酮不变。2.12答：2.132.14答：构造式为CH3CH=CHCH32.15《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第9页共84页2.162.17解：（1）热KMnO4试液2.18《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第10页共84页2.192.202.212.22《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第11页共84页2.232.24解（1）将乙烷气体通入Cu(NH3)2Cl溶液中洗涤可除去乙炔。（2）同上2.25解（1）1,2-加成快，因为该反应中间体与Br-反应生成1,2-加成产物所需的活化能较低。（2）因为1,4-加成产物超共轭效应化,12-加成产物大，故比1,2-加成产物稳定。2.262.27《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第12页共84页2.28解（1）对映体（2）（略）（3）非对映体（4）对映体（5）同一化合物，[都为(S,S)型]（6）对映体2.292.302.31《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第13页共84页2.32《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第14页共84页第3章思考题答案1、答：环的实际角度与碳原子正四面体所需要的角度不一致，导致分子的热力学能高于正常烷烃的热力学能，这种高出的能量叫张力能。这种张力是由于键角的偏差所引起的，所以叫张角张力。2、答：命名螺环化合物时，根据组成环的碳原子总数，命名为“某烷”，加上词头“螺”。再把连接于螺原子的两个环的碳原子数目，按由小到大的次序写在“螺”和“某烷”之间的方括号内，数字用圆点分开。例如命名桥环化合物时，根据组成环的碳原子总数命名为“某烷”，加上词头“双环”，再把各“桥”所含碳原子的数目，按由大到小的次序写在“双环”和“某烷”之间的方括号里，数字用圆点分开。注意编号顺序。例如3.3答：环烷烃越不稳定，其燃烧热越大。这里环丙烷的张力最大，所以燃烧热最大。环丁烷的张力比环丙烷小，比环戊烷要大，所以其燃烧热值也居中，而环戊烷基本上无张力，所以燃烧热与烷烃的很相近。3.4答：环丙烷的张力最大，容易加氢、加卤素、加卤化氢等得到相应的开环产物。3.5答：在环已烷的构象中，每个碳原子上的两个碳氢键，可以分为两类：一类是垂直于碳环所在的平面，称为直立键(a键)。另一类是大体平行碳环的平面，称为“平伏键”(e键)。习题答案3.13.2解（1）1-甲基-3-异丙基-环已烯（2）1-甲基-4-乙烯基-1.3-环已二烯（3）1,3,5-环已三烯（4）螺[2,5]-4-辛烯（5）双环[2.2.2]-2-辛烯（6）3,7,7-二甲基-4-乙基环戊烷（7）1,2-二甲基-4-乙基环戊烷《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第15页共84页3.33.43.53.6《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第16页共84页3.73.83.9《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第17页共84页《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第18页共84页第4章思考题答案4.1答：（1）因烷基正离子容易重排，易形成烷基异构化产物；（2）烷基可活化苯环，易使烷基化反应产物为多元取代产物；（3）烷基化反应是可逆反应，使得产物可能复杂化。4.2答：苯环上已有一个取代基后，再进行亲电取代反应时，新进入的基团进入苯环的位置由环上原有取代基的性质决定，这个原有的取代基叫定位基。定位基可分为三类，即（1）邻、对位定位基，如—OH、—NH2、—NHCOCH3、—CH3等，这类基团使苯环活化，并且使新引入的取代基在定位基的邻位和对位。（2）间位定位基，如—NO2、—CN、—COCH3、—COOH、—SO3H等，这类基团使苯环钝化，并使新引入的取代基在它的间位。（3）卤素是一类特殊的定位基，它使苯环钝化，但都是邻、对定位基。4.3答：邻、对位定位基的推电子作用是苯环活化的原因，这又可分为两种情况：①在与苯环成键的原子上有一对未共享电子，这对电子可以通过大π键离域到苯环上；②虽无未共享电子对，但能通过诱导效应或超共轭效应起推电子作用的基团，如甲基或其他烷基。当邻、对位定位基直接连在带δ+的碳上时，能更好地使中间体δ络合物稳定，故新取代基主要进入邻、对位。间位定位基的吸电子作用使苯环上电子云密度降低，结果使苯环钝化。当间位定位基直接连在带δ+的碳上时，使中间体络合物更不稳定，但它连在间位时，使络合物不稳定的影响就小些，故新取代基主要进入间位。卤素的诱导效应和共轭效应的总结果使苯环上电子云密度降低，故使苯环钝化，共轭效应决定着反应的方向，因此卤素是邻，对位定位基。4.4答：（1）共轭式中原子的排列完全相同，不同的是电子的排布。例如，乙烯醇与乙醛间的互变异构就不是共振关系。（2）共振式中配对电子或未配对的电子数应是相等的。（3）中性分子也可用电荷分离式表示，但是电子的转移要与原子的电负性一致。4.5答：芳香亲电取代反应主要有：卤化、硝化、磺化和弗-克反应。其反应机制可表示如下：通常形成络合物这步是反应速度的决定步骤。络合物失去质子一般比失去亲电试剂（即逆反应）要快，从而得到取代产物。4.6答：对二甲苯和对游离基卤代反应更活泼。因为对二甲苯在卤素游离基作用下生成以对甲苄基游离基，由于甲基的给电子作用，使得它的稳定性大于苄基游离基。即稳定性：《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第19页共84页4.7答：p-NO2-C6H4CH3的极性大于甲苯，使更易溶于K2CrO7+H+体系中发生氧化反应，故有较好的产率。4.8答：（1）说明环丁二烯没有形成闭合的共轭大π键，无芳香性。环上的4个碳原子不等同。习题答案4.14.2《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第20页共84页4.3解（1）加溴水，使溴水褪色的为，剩下的两种化合物中加浓硫酸，加热后溶于酸层的为（2）加AgNO3氨溶液，有白色沉淀的为，剩下的两种化合物中加溴水，使溴水褪色的为4.4解（1）间二乙苯对二乙苯乙苯苯（2）丙苯苯氯苯硝基苯（3）间二甲苯甲苯对甲苯甲酸对苯二甲酸（4）氯苯对氯硝基苯2,4-二硝基氯苯4.5解（1）DBACE（2）BDAC4.6《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第21页共84页4.7《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第22页共84页4.84.9《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第23页共84页（2）（A）具有吸电子基相连的苯环不发生弗-克反应；（B）氧化时烃基侧链变成COOH。4.104.11《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第24页共84页4.12《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第25页共84页4.134.14解（2）4.154.16《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第26页共84页4.17解（1）CAB（2）CBA4.184.19解（1），（4），（8），（11），（12）有芳香性4.202-苯基丙烯在同样的反应条件可能生成：《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第27页共84页第5章思考题答案5.1答：可分为三类：（1）丙烯基卤代烃，如CH3CH=CHX（2）烯丙基卤代烃，如CH2=CH-CH2X（3）孤立式卤代烃，如CH2=CHCH2CH2X5.2答：（略）5.3答：在溶剂中，分子或离子都可以通过静电力与溶剂分子相互作用，称为溶剂化效应。5.4答：增加温度可提高消除反应的比例。5.5答：在卤代芳烃分子中，卤素连在sp2杂化的碳原子上。卤原子中具有弧电子对的p轨道与苯环的π轨道形成p-π共轭体系。由于这种共轭作用，使得卤代芳烃的碳卤键与卤代脂环烃比较，明显缩短。5.6答：对二卤代苯的对称性好，分子排列紧密，分子间作用力较大，故熔点较大。由于对二卤代苯的偶极矩为零，为非极性分子，在极性分子水中的溶解度更低。5.7答：（略）习题答案5.1（1）1-溴-3-氯丁烷（2）四氟乙烯（3）2-氯-3-乙烯（4）3-氯环已烯（5）2-甲基-3-氯-6-碘-1,4-已二烯（6）2-甲基-3-乙基-4-溴戊烷（7）4-甲基-1-溴环已烯（8）1-氯-4-溴苯5.25.3《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第28页共84页《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第29页共84页5.4解5.5（略）5.6《有机化学》课后习题答案2011年3月1日第30页共84页5.7解（1）第二个反应较