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05材料15章3132习题课

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05材料15章3132习题课_第1页
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习题1 回答下列问题:5.举例说明诱导效应、共轭效应和超共轭效应答:(1)诱导效应(I效应):分子内原子或基团电负性不同,引起成键电子云沿原子链向某一方向移动的现象,简称I效应以氢为标准,吸电子是﹣I,供电子是+II效应随距离的增加迅速减少,最多传递三个化学键●吸电子顺序:NH3+>NO2>CN>COOH>F>Br>Cl>I>OAr>COR>OCH3>OH>C6H5>CH2=CH>H>CH3>C2H5>CH(CH3)2>C(CH3)3>CO2­>O­(2)共轭效应(C效应):电子在整个系统离域,任一原子受外界影响,均会影响分子的其余部分,这种电子通过共轭系统传递的现象,称共轭效应有­共轭和p­共轭后果:单双键平均化;分子能量显著降低,稳定性增加包括+C效应和-C效应超共轭有­p超共轭和­超共轭超共轭效应比共轭效应要弱得多9/4/20241 8.为什么苯有芳香性?苯的芳香性具体表现是什么?解:共轭键高度离域,电子云完全平均化,使苯环具有150kJmol­1的离域能苯的芳香性表现在苯环不易加成和氧化,易取代 9.什么是定位效应和定位规律?解:定位效应:苯环原有取代基对新引入基团进入苯环的位置有指定作用,对苯环的活性有影响。

定位规律:定位效应、与苯相比的反应活性以及影响亲电取代反应的其它因素(如立体效应)的总称12.什么是对映异构?举例说明化合物的手性碳原子与化合物旋光性的关系解:构造相同,构型不同,互为实物与镜像不能重合的立体异构体,称对映异构体分子中连四个不同的原子或基团的碳原子,称手性碳原子如乳酸的第二个碳原子含一个手性碳原子的分子具有手性,因而有旋光性9/4/20242 13.为什么制备格利雅试剂常用乙醚作溶剂,而且乙醚要除尽水分和残存的乙醇?解:乙醚的氧有未共用电子对,是路易斯弱碱,格氏试剂RMgX是路易斯弱酸,形成酸碱配合物,使格氏试剂稳定格氏试剂极性强,能夺取水和乙醇的活泼氢,使试剂分解,要除尽水和乙醇16. 醇的羟基被取代与卤代烃的亲核取代反应有何异同?解:相同点:都是亲核取代,机理相似,可分为SN1和SN2两种SN1产生碳正离子,会发生重排,SN2中发生构型翻转;1RX和1ROH以SN2为主,3RX和3ROH以SN1为主不同点:醇中C—O键的可极化度比卤代烃中的C—X键小,因而醇羟基是一个不好的离去基团(略)17. 说明环己醇的水溶性大于1﹣己醇的水溶性解:环己醇中因碳环的存在使OH更为裸露,更易与水形成氢键 9/4/20243 18. 为什么苯酚的酸性比环己醇大得多?解:酚羟基中氧的未共用电子对与苯环形成p﹣ 共轭,使氧原子上电子云密度降低,利于氢质子的解离。

更重要的是酚解离氢后生成的苯氧负离子,同样由于p﹣ 共轭效应,使氧上的负电荷得到分散,苯氧负离子稳定性大大增强醇羟基上未共用电子对及氢解离后生成的烷氧负离子不能与烷基发生共轭作用20. 为什么与饱和亚硫酸氢钠溶液的反应中,只有醛、脂肪族甲基酮和少于8个碳的环酮才有明显的现象?已讲21. 为什么醛、酮与氨的衍生物反应要在微酸性(pH≈3.5)时才有最大的速率?pH值太小有什么不好?已讲22. 比较醛、酮异构体的燃烧热,可看到通常情况下酮比醛更稳定(二者能量差约2040kJmol﹣1),以丙醛和丙酮为例说明已讲9/4/20244 23. 为什么羧酸的沸点及其在水中的溶解度较相对分子质量相近的其它有机化合物高得多?解:羧酸能通过氢键缔合成二聚体,这种氢键比醇分子间的更稳定低级羧酸在蒸气状态下还保持双分子缔合状态 24. 羧酸及其衍生物的亲核取代反应与卤代烃的亲核取代反应有何异同?已讲解:相同点:都是由亲核试剂进攻而引起的取代反应不同点:羧酸及其衍生物的亲核取代是亲核试剂进攻酰基不饱和碳原子,是加成­消除反应机理;卤代烃的亲核取代是亲核试剂进攻饱和碳原子 9/4/20245 25. 羧酸及其衍生物和醛、酮同样都具有羰基,为什么羧酸及其衍生物发生亲核取代反应,而醛、酮表现的却是亲核加成反应?已讲解:羧酸衍生物的亲核取代大多是加成­消除机理。

L的诱导和共轭效应的共同结果使羰基碳上带有如下的正电性顺序:酰氯>酸酐>酯~酸>酰胺,因而在加成步骤的速率顺序也是如此在消除步骤中,离去基L­的碱性越弱越容离去醛和酮在相应的中的L为H和R的化合物,在消除步骤中离去的应该是H­和R­,但它们都是极强的碱,是很难离去的基团,因而通常和亲核试剂反应时得到的是加成产物9/4/20246 习题2的4. 9/4/20247 习题2的7命名已讲(f)3,3﹣二甲基﹣5﹣乙基﹣6﹣庚烯﹣2,4﹣二酮 (g)1,2﹣二苯基﹣2﹣羟基乙酮 (h)丙酮缩氨基脲解:(a)5­已酮­醛;(b)4­羟基­2­甲氧基苯甲醛(c);环已酮肟;(d)(E反)­4­甲氧基­3­丁烯­2­酮;(e)4­甲氧基苯乙酮9/4/20248 习题2的8命名已讲解:a 2,4­戊二烯­1­酸;b (E)2­甲基­3­苯基丙烯酸;c 4­氨基­2羟基­苯甲酸;d 4­苯基丁酰溴;e 3­甲基­2­丁烯酰氯;f 乙丙酸酐;g 邻环已烷二甲酸酐;h 顺丁烯二酰亚胺;i N­环已基异丁酰胺;j 乙二醇二乙酸酯;k 乙酰乙酸乙酯(江:3­丁酮酸乙酯)9/4/20249 8.(l)反﹣1,2﹣环戊烷二甲酸, (m)对乙酰氧基苯甲酰氯, (n)四甲基丁二酸酐, (o)丙二酸二乙酯, (p)γ﹣丁内酯,(q)N,N﹣二甲基乙酰胺已讲解:9/4/202410 习题3 完成下列反应式:(a)(CH3)3CBr;(b)CH3CH2CHClCH2Cl;(c)(CH3)2COHCH2Br,环氧化合物;(d)CH3CH2(CH3)2COSO2OH, CH3CH2(CH3)2COH ;(e)HOOCCH2CH(CH3)CH2CH2COOH;(f) (g)(CH3)2BrCOH­CH2Br; (h) CH3CHO+HCHO+CH3COCHO ;(i)(CH3)3CHCH2CH2OH9/4/202411 (a)CH3C≡CNa, CH3C≡CC2H5;(b)CH2=CHCH2CH=CH2(顺式)(c)C2H5COCH3;(d)(CH3)2CHCOOH+CH3CH2COOH;(e)CH3(CH2)3CBr2CH39/4/202412 9/4/202413 习题3的5的a,b,d,e,f9/4/202414 习题3的6的a,c9/4/202415 P499 习题3的6的b,d,e9/4/202416 P499 习题3的6的f习题3的7的a,b,c9/4/202417 P499 习题3的7的d,e,f,g已讲9/4/202418 P500 习题3的8的全部解:9/4/202419 P500 习题3的8的全部解:9/4/202420 P500 习题3的9的全部亲核试剂亲核性的强弱 P463:CN>I>NH3>RO>OH>Br>PhO>Cl>H2O>F9/4/202421 9/4/202422 习题3的10的全部9/4/202423 习题4的5. 将下列自由基按稳定性增大的顺序排列。

解:fedcba6. 比较下列卤代烃与2%AgNO3的乙醇溶液反应活性大小a)3­氯丙烯 (b)氯乙烯 (c)1­氯丁烷 (d)2­氯丁烷解: adcb7. 比较下列卤代烃与NaI丙酮溶液反应活性大小a)对甲基溴苯(b)苄基溴(c)溴甲基环己烷(d)1­甲基­1­溴环己烷解:bcda(P460)8. 比较下列化合物消除HBr的速度快慢解:cadb9/4/202424 P501 习题4的9. 将下列化合物按酸性递减顺序排列解:deba cf9/4/202425 习题4的10比较下列化合物与HCN反应活性大小解:fbaecd9/4/202426 习题4的11. 比较下列化合物酸性强弱a)(COOH)2 (b)ClCH2COOH (c)PhCOOH (d)CH3COOH (e)C2H5COOH (f)HCOOH解:abfcde12. 比较下列化合物酸性强弱a)C2H5OH (b)C6H5OH (c)CH3COOH (d)NH3 (e)CH≡CH (f)H2O解: cbfaed  P43413. 比较下列化合物碱性水解速度快慢。

解:adcbe   P4509/4/202427 P501 习题4的14 比较下列化合物碱性强弱a)乙酰苯胺 (b)氢氧化四乙铵 (c)二乙胺 (d)乙胺 (e)苯胺 (f)氨解:bcdfea9/4/202428 习题7 用化学方法鉴别下列化合物:已讲1. 丙烷, 丙烯, 丙炔, 氮气, 环丙烷解:氮气不可燃;丙烯和丙炔可让高锰酸钾褪色,丙烷与环丙烷不能;但环丙烷可与溴的四氯化碳溶液加成,褪色丙炔则可用硝酸银的氨溶液生成白色沉淀9/4/202429 习题7 用化学方法鉴别下列化合物:已讲2解:与硝酸银的乙醇溶液反应,第一个白色沉淀,最快;第三个白色沉淀较慢;第二个不反应;第四个,快,且为黄色沉淀9/4/202430 习题7用化学方法鉴别下列化合物:已讲3. 1﹣戊醇, 2﹣戊醇, 3﹣戊醇, 2﹣戊酮, 3﹣戊酮解:2­戊醇和­3­戊醇与卢卡斯试剂反应较快,1­戊醇则需加热才浑浊,两种酮不反应,区别出1­戊醇;2­戊醇及2­戊酮可发生碘仿反应,生成黄色沉淀,而3位的醇和酮不行,区别开来4. 己烷, 1﹣丁醇, 苯酚, 丁醚, 1﹣溴丁烷解:苯酚可与三氯化铁生成蓝紫色配离子,其他不行;1­溴丁烷可与硝酸银的乙醇溶液生成溴化银沉淀,其他不行;1­丁醇可与金属钠反应,已烷和丁醚不行;丁醚可溶于浓硫酸,己烷不行9/4/202431 习题7鉴别5. 甲酸, 乙酸, 乙醛, 丙酮, 乙醇解:甲酸、乙酸可与碳酸氢钠反应(放出二氧化碳),其他不行,甲酸可与托伦试剂发生银镜反应,(HCOOH+[O]CO2+H2O)乙酸不行;乙醛可与托伦试剂发生银镜反应,丙酮、乙醇不行;乙醇可与金属钠反应,丙酮不行。

或丙酮可发生碘仿反应,或丙酮可与亚硫酸氢钠生成白色沉淀,乙醇不行9/4/202432 习题8.用化学方法分离或纯化下列各组化合物:1. 分离戊烷、1﹣戊炔、1﹣甲氧基﹣3﹣戊醇解:先用硝酸银的氨溶液让1﹣戊炔生成乙炔银的白色沉淀分离之,再用稀硝酸分解之;再用浓硫酸溶解1﹣甲氧基﹣3﹣戊醇(作为醚),分离后再用水将此烊盐分解为原物9/4/202433 习题9由指定原料合成下列化合物:2. 苯、甲苯 →解:7甲苯、乙醇 →解A、甲苯(h,Cl2)→苄氯PhCH2Cl(Mg,无水乙醚,回流)→PhCH2MgCl;B、CH3CH2OH([O,550℃,Cu]适度氧化)→CH3CHO;C、PhCH2MgCl+CH3CHO→PhCH2CH(CH3)OMgCl (H3O+)→PhCH2CH(CH3)OH(氧化)→产物 9/4/202434 习题9 由指定原料合成下列化合物(无机试剂任选):8. 甲苯、乙醇 → 肉桂酸(-苯丙烯酸)解:A、甲苯(h,Cl2)→PhCH2Cl(氢氧化钠水溶液)→PhCH2OH([O]适度氧化)→PhCHO;B、乙醇([O]适度氧化)→乙醛;C、PhCHO+CH3CHO(羟醛缩合)→PhCHOHCH2CHO→(,-H2O)→PhCH=CHCHO(氧化)→产物。

9/4/202435 9. 乙烯 → 丙二酸二乙酯解: 乙烯(H2O,H3PO4,300℃,7MPa)→乙醇(氧化)→乙酸(Cl2,P)→氯乙酸(氰化钠,乙醇-水,回流)→CNCH2COOH(氢氧化钠/水,加热)→NaOOCCH2COOH→HOOCCH2COOH(乙醇,硫酸) →产物9/4/202436 P502 习题9的10甲苯 → 4﹣甲基﹣3,5﹣二硝基苯胺解:甲苯(混酸,硝化)→4﹣硝基甲苯(Fe/HCl还原)→4﹣甲基苯胺(1、硫酸,2、硝酸,3、加碱)→产物9/4/202437 习题10 推断化合物的结构:1. 分子式为C7H10的某开链烃A,可发生下列反应:A经催化加氢可生成3﹣乙基戊烷;A与AgNO3/NH3溶液反应可产生白色沉淀;A在Pb/BaSO4作用下吸收1mol H2­生成化合物B;B可以与顺丁烯二酸酐反应生成化合物C试推测A、B和C的构造式解:能与AgNO3/NH3生成白色沉淀,说明有炔氢,故当为3­乙基­1­戊炔,若仅一个三键,当为C7H12,当还有双键,与顺丁烯二酸酐双烯合成,当为共轭二烯烃,故A当为3­乙基­3­戊烯­1­炔,B为3­乙基­1,3­戊二烯。

9/4/202438 2. 某芳烃A,分子式为C9H8,与Cu(NH3)2Cl 水溶液反应生成红色沉淀,在温和条件下,A用Pd/C催化加氢得B,分子式为C9H12B经KMnO4氧化生成酸性物质C,分子式为C8H6O4,C经加热失水得D,分子式为C8H4O3A与丁二烯反应得化合物E,分子式为C13H14E在Pd/C催化下脱氢得2﹣甲基联苯,试推测A~E的结构式,并写出有关反应式解:从分子式推,A当有一苯环,有一炔氢,氧化得苯二甲酸,三键邻位还应有一甲基,A为邻甲基苯乙炔,B为1­甲基­2­乙基苯,C邻苯二甲酸,D为邻苯二甲酸酐,E为双烯合成的产物9/4/202439 习题10的3. 某烃A(C4H8),在较低温度下与氯气作用生成B(C4H8Cl2);在较高温度下作用则生成C(C4H7Cl)C与NaOH水溶液作用生成D(C4H7OH);C与NaOH醇溶液作用生成E(C4H6)E能与顺丁烯二酸酐反应,生成F(C8H8O3)试推测A~F的结构式解:9/4/202440 P502 习题10的4. 化合物A的分子式是C9H10O2,能溶于NaOH溶液,可与羟氨、氨基脲等反应,又能与FeCl3 溶液发生显色反应,但不与托伦试剂反应。

A经LiAlH4还原则生成化合物B,B的分子式为C9H12O2A和B均能起卤仿反应将A用锌汞齐在浓HCl中还原,可以生成化合物C,C的分子式为C9H12O,将C与NaOH溶液作用,然后与碘甲烷煮沸,得到化合物D,D的分子式为C10H14OD用KMnO4溶液氧化,最后得到对甲氧基苯甲酸试写出A、B、C、D的结构式及有关的反应式9/4/202441 习题10的5. 化合物A(C7H12O4)为羧酸,依次与下列试剂反应:(1)SOCl2 (2)C2H5OH (3)催化加氢(4)与浓硫酸加热 (5)用KMnO4氧化后得到一种二元羧酸B将B单独加热,则生成丁酸试写出A、B的结构式及各步反应式解:9/4/202442 P502 习题10的6. 某碱化合物A(C4H9N)经臭氧氧化再水解,得到的产物中有一种是甲醛A经催化加氢得到B(C4H11N)B也可由戊酰胺和溴的氢氧化钠溶液反应得到A和过量的碘甲烷作用,则生成盐C(C7H16IN)该盐和湿的氧化银反应并加热分解得到D(C4H6)D和丁炔二酸二甲酯反应得到E(C10H12O4)E在钯存在下脱氢生成邻苯二甲酸二甲酯,试推测A、B、C、D、E的结构,并写出各步反应式。

解:此题答案显然有问题9/4/202443 。

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