有机化学典型习题及解答――胡宏纹

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第二章烷烃1.由下列指定的化合物制备相应的卤代物,用Cl2还是Br2?为什么?(1)CH3+X2(1分子)CH3X+HX光照(2)+X2光照X+HX解答:(1)用Br2。因氢原子活性有差异,溴原子活性适中,反应选择性强,主要得到:CH3Br(2)用Cl2。只有一种氢,氯原子反应活性高。2.解释等摩尔的甲烷和乙烷混合进行一氯代反应,得到CH3Cl和C2H5Cl的比例为1∶400。解答:CH3CH2·的稳定性大于CH3·,易于生成。解答:3.试说明为什么甲烷氯代反应机理不太可能按下述方式进行:(2)Cl+CH4CH3Cl+H(3)H+Cl2HCl+Cl(1)Cl2光照2Cl重复(2)、(3)。(2)Cl+CH3-HCH3-Cl+H435349ΔH=435-349=+86KJ/mol因为控制反应的一步(2)高度吸热,所以这种历程可能性小。第三章烯烃1.解释下列两反应的加成位置为何不同?CF3CHCH2CF3CH2CH2ClCH3OCHCH2CH3OCHClCH3HClHCl①②解答:碳正离子稳定性:CF3CHCH2HCF3CHCH2+H①-CF3基团有强的吸电子诱导效应,使碳正离子不稳定。CH3OCHCH2HCH3OCHCH2+HCH3OCHCH2HCH3OCHCH3()②氧原子未共用电子对的离域,使正电荷分散而体系稳定性增加。2.写出下列转变的机理:解答:CH3CH3CH3BrCH3ClCH3BrCH3Br+Br2NaCl溴鎓离子中间体。Br-或Cl-从环鎓离子反面加成。CH3CH3Br+X-CH3BrCH3X(Br-或Cl-)3.写出下列转变的机理:解答:H+H+H+第四章炔烃二烯烃红外光谱1.以丙烯为唯一碳源合成:解答:利用炔钠与卤代烷的增碳反应先生成相应的炔烃,而后还原得到反式烯烃。CCHCH3CH3CH2CH2HHBrCH3CH2CH2BrCH3CHCH2OOCH3CCNaCH3CCHNaNH2CH3CHCH2BrBrBr2CH3CHCH2NaNH2CCHCH3CH3CH2CH2H液NH3NaCH3CH2CH2CCCH3CH3CH2CH2Br2.以所给的起始物为原料(其它化学试剂不限)完成下列合成:解答:产物为顺式结构,合成时必须考虑立体化学的控制,叁键还原时不能用Na/NH3还原,而应用Lindlar催化剂进行催化加氢。NaNaNH2NH3(l)C2H5BrLindlarH23.以乙炔、丙烯为原料合成:解答:CH2CCH3O2CHCHH2CCHCCHH2LindlarH2CCHCHCH2CHCCH2CHCH2CHCHNaNH3HCCNaCH3CHCH2Cl2hvCH2CHCH2Cl△HgSO4,H2SO4H2OCH3CCH2CHCH2OCCH3O4.用化学方法区别下列化合物:解答:顺丁稀二酸酐;Ag(NH3)2NO3。1-丁炔,2-丁炔和1,3-戊二烯第五章脂环烃1.命名解答:2,8,8-三甲基-双环[3.2.1]-6-辛烯。根据双环化合物命名原则,再考虑取代基位次尽可能小。CH3CH3CH32.用化学方法鉴别下列化合物,并写出有关反应:解答:A.B.C.D.ABCD不褪色(A)褪色不褪色(B)褪色沉淀无沉淀KMnO4H+Ag(NH3)2NO3(D)(C)Br2/CCl43.写出最稳定的构象。解答:环己烷最稳定的构象为椅式,大基团在e键能量低。CH3C(CH3)3CH3CH3CH3(CH3)3C4.比较下列两组化合物的稳定性。解答:CH3CH(CH3)2CH3CH(CH3)2CH3CH3(1)ClH3CC2H5C2H5H3CCl(2)CH3CH(CH3)2CH3CH(CH3)2CH3CH3(1)ClH3CC2H5C2H5H3CCl(2)第六章单环芳烃1.判断下列化合物苯环上亲电取代反应活性的大小:解答:A>B>C>D。硝基为吸电子基,甲基为供电子基。B中—NO2对苯环的作用为吸电子诱导效应,比C、D中硝基对苯环的共轭吸电子作用弱得多。A.B.C.D.CH3CH3NO2CH2NO2NO22.用箭头标出下列化合物硝化反应主要产物位置:解答:C.B.A.O2NCNHOOCH3D.硝基取代在电子云密度较大的环上,并结合定位规律。C.B.A.O2NCNHOOCH3D.3.完成反应并提出合理的反应机理。解答:此反应为芳环的烷基化反应,为亲电取代。反应首先应在无水AlCl3作用下产生烷基碳正离子,生成的烷基碳正离子可能重排成更加稳定的叔碳正离子。AlCl3无水CH2CH2CH2CCH2ClCH3CH3H3CCH2CH3HH3CCH2CH3CH2CH2CH2CCH2ClCH3CH3CH2CH2CH2CCH2+CH3CH3无水AlCl3H+CH2CH2CH2C+CH2CH3CH34.已知光照下乙苯和氯气反应时氯自由基夺取α-H比夺取β-H的速度快14.5倍,试用反应历程解释。解答:CH2CH3ClCHCH3CH2CH2CHCH3ClCl2ClCl22Cl5.以甲苯为原料合成邻硝基甲苯。解答:CH3浓H2SO4CH3SO3H浓H2SO4浓HNO3CH3SO3HNO2CH3NO2H3+O第八章立体化学1.考察下面的Fischer投影式,这两种化合物互为()。解答:(A)同一种化合物(B)对映体(C)非对映体(D)立体有择A。将A或B任何一个化合物在纸面上翻转180度后就变成了另一个化合物。CH3OHHOHHCH2CH3CH3HOHHOHCH2CH32.命名解答:S-2-溴丁烷。首先分析构造,为2-溴丁烷。根据Newman投影式分析构型为S。HH3CHBrHCH33.写出化合物(2E,4S)-3-乙基-4-溴-2-戊烯的构型。解答:先写出其结构式:根据双键所连接基团,确定构型为E型,根据手性碳原子,用Fischer投影式或透视式写出其构型。CCH3CCH2CH3CHCH3HBr4.下列化合物中,有旋光活性的为()。解答:COOHCOOHCOOHHOOCCCCCOOHHHHOOCCOOHOHHOHHCOOHA.B.C.D.C。化合物A和B都有对称中心,化合物D有对称面和对称中心。5.解答:此反应为芳烃侧链α-H卤代。中间体碳自由基为平面结构,产物各占50%。(S)-CH2CHCH2CH3CH3Cl2hv()FischerHCH3BrHBrCH3BrCH3HHBrCH3+6.解答:中间体碳正离子为平面结构,产物各占50%。CHBrHCH3CH2+HBr()*HCH3BrHBrCH3BrCH3HHBrCH3+第九章卤代烃1.比较下列卤代烃在2%AgNO3-乙醇溶液中反应活性大小,简述原因。解答:ABCD。反应为SN1,比较碳正离子稳定性,苯环上有吸电子基不利于碳正离子的稳定。CH2ClCH3OCH2ClCH3CH2ClCH2ClO2NA.B.C.D.2.下列化合物中哪一个最容易发生SN1反应?解答:CHCH2ClCH2CH3CH2CH2ClCHCHClCH3CH2A.B.C.C.3.下列离子与CH3Br进行SN2反应活性顺序()。A.C2H5O-OH-C6H5O-CH3COO-B.OH-C2H5O-CH3COO-C6H5O-C.CH3COO-C6H5O-OH-C2H5O-4.排列下列化合物发生SN2反应活性顺序()。A.溴甲烷B.溴乙烷C.2-溴丙烷D.2-溴-2-甲基丙烷解答:ABCD。位阻越小反应越易进行。解答:A。若亲核原子相同,则碱性与亲核性一致。5.下列卤代烃发生消去反应生成烯烃速率最快的是:解答:B。叔卤烷易消除,B能形成共轭烯烃。CH3CH3ClCH3HHCH3CH3ClC6H5HHHCH3ClCH3HHHCH3ClC6H5HHA.B.C.D.6.试解释在3-溴戊烷的消除反应中制得的反-2-戊烯比顺式的产量高的原因?解答:在3-溴戊烷中,溴原子与β-H应处于反式共平面消除。CH3HHCH2CH3HBr-HBr顺式-2-戊烯(A)HCH3HCH2CH3HBr-HBr反式-2-戊烯(B)(B)构型更稳定7.画出cis-和trans-4-叔丁基环己基溴的稳定的构象结构式,它们发生消除时何者较快,为什么?解答:BrBrcis-trans-消除时,cis-可直接与β-H反式共平面消除:Br-HBrtrans-需构型翻转,Br与C(CH3)3均处于a键时方能消除,所需能量较大。BrBr-HBr顺式快于反式。8.完成下列反应:CHBrCH3CH2CH3+-SR()(1)CRSHCH3CH2CH3SN2,构型翻转(1)BrCH3CH2CH2CH3CH2CH3+CH3OH()(2)CH3OCH3CH2CH2CH3CH2CH3CH2CH2CH3CH2CH3CH3OCH3+SN1,外消旋体(2)解答:8.完成下列反应:解答:CH3ClHCH2CH3+H2O()(3)CH3HCH2CH3OHSN1,外消旋体HCH2CH3OHCH3+(3)第十章醇和醚1.按下列醇在硫酸存在下脱水活性从大到小排序:解答:DABEC。醇在硫酸作用下脱水反应,属于E1历程,反应速度快慢由中间体碳正离子稳定性决定。碳正离子愈稳定,决定反应速度的第一步就容易进行。OHOHOHCH2OHOHABCDECH2+桥头碳正离子不能满足sp2平面结构,存在较大的扭转张力,最不稳定。2.以所给的起始物为原料(其它化学试剂不限)完成下列合成:解答:利用Grignard试剂来进行增碳。OHHBrMgH3O+CHBrCH3CHMgBrH3CCHCH2CH2OMgBrH3COHO3.以所给的起始物为原料(其它化学试剂不限)完成下列合成:解答:在进行Grignard反应时,注意保护羟基。H+CH2C(CH3)2Mg干醚D2OH+DOHBrOHBrOC(CH3)3BrMgOC(CH3)3OC(CH3)3DBrOHDOH4.写出下列转变的机理:解答:这是个SN1反应,活性中间体是烯丙基型碳正碳离子,并且可写出其共振式Ⅱ,所以亲核试剂进攻不同的碳正离子,得到两种产物。OHCH3OEtEtO++EtOHH2SO4H2OⅡOHOEtEtOH+OH2+++OEtH+H+EtOH+H+H2OEtOHEtOH第十一章酚和醌1.比较下列化合物的酸性大小:解答:dcab。苯酚具有弱酸性,当苯酚邻对位上有强吸电子基-NO2时,由于硝基的吸电子共轭效应,酚羟基的氢更易离解,其酸性增强;吸电子基越多,酸性越强;当-NO2在间位时,只有吸电子诱导效应,所以a的酸性弱于c。OHNO2OHNO2NO2NO2OHabcOHd2.用简便化学法分离A:α-萘酚和B:α-甲基萘的混合物。解答:NaOH/H2O乙醚萃取醚层(2-甲基萘)水层(酚钠)浓缩HCl减压蒸馏乙醚萃取水层醚层浓缩减压蒸馏ABBA3.解释下列现象:OHOH熔点(172℃)OHOH熔点(104℃)分别形成分子内氢键、分子间氢键3.合成:解答:OHBrOH磺化碱熔OCH3(CH3)2SO4OCH3SO3HOCH3SO3HBrBr2FeH2SO4浓OHBrH3O+1.HI2.第十二章醛和酮核磁共振谱1.下述化合物与饱和NaHSO3反应速度大小次序为()。解答:abc。醛酮与NaHSO3反应为亲核加成,醛的反应速度大于酮,此外,减少了羰基碳的正电性,减慢了亲核加成速度。。a.b.c.HOOOOO-++O-2.下列化合物中,哪个可发生Cannizzaro反应()。解答:D。只有不含α-H的醛在浓OH-条件下才能发生Cannizzaro反应。A.B.C.D.CH3CH2CH2CHOCH2CHO(CH3)3CCHOCH3CCH2CH3O3.下列化合物中不能与2,4-二硝基苯肼反应的化合物是();不能发生碘仿反应的是();不能发生银镜反应的含羰基化合物是();不能发生自身羟醛缩合反应的含羰基化合物是()。解答:C,A,D,A。醛,酮与苯肼反应脱去一分子水生成腙;甲基醛,甲基酮或含甲基的伯醇,仲醇能发生碘仿反应;醛有银镜反应,酮无银镜反应;能发生自身羟醛缩合反应的羰基化合物必须有α-H。A.B.C.D.HCHOCH3

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