有机化学课后习题答案

第二章饱和烃习题2.1写出分子式为C6H14烷烃和C6H12环烷烃的所有构造异构体，用短线式或缩简式表示。(P26)解：C6H14共有5个构造异构体：CH3CH2CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH2CH3CH3CH3CH2CHCH2CH3CH3CH3CCH2CH3CH3CH3CH3CHCHCH3CH3CH3C6H12的环烷烃共有12个构造异构体：CH3CH3CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH3CH2CH2CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH9CH3)2习题2.2下列化合物哪些是同一化合物？哪些是构造异构体？(P26)(1)CH3C(CH3)2CH2CH32,2-二甲基丁烷(2)CH3CH2CH(CH3)CH2CH33-甲基戊烷(3)CH3CH(CH3)(CH2)2CH32-甲基戊烷(4)(CH3)2CHCH2CH2CH32-甲基戊烷(5)CH3(CH2)2CHCH3CH32-甲基戊烷(6)(CHJ3CH2)2CHCH33-甲基戊烷解：(3)、(4)、(5)是同一化合物；(2)和(6)是同一化合物；(1)与(3)、(6)互为构造异构体。习题2.3将下列化合物用系统命名法命名。(P29)(1)CH3CHCHCHCH2CH2CH3CH3CHCH3CH2CH3CH312345672,3,5-三甲基-4-丙基庚烷(2)1234567CH3CHCHCHCH2CH2CH3CH3CHCH3CH3CH32,3-二甲基-4-异丙基庚烷(3)123456CH3CHCHCH2CHCH3CH3CH3CH32,3,5-三甲基己烷习题2.4下列化合物的系统命名是否正确？如有错误予以改正。(P30)(1)CH3CHCH2CH3C2H52-乙基丁烷╳3-甲基戊烷(2)CH3CH2CHCHCH3CH3CH32,3-二甲基戊烷√(3)CH3CH2CH2CHCH2CH2CH3CHCH3CH34-异丙基庚烷√(4)CH3CHCH2CHCHCH2CH3CH3CH3CH2CH34,6-二甲基-乙基庚烷╳2,4-二甲基-5-乙基庚烷(5)CH3CH2CH2CHCH2CH3CHCH3CH33-异丙基庚烷╳2-甲基-3-乙基己烷(6)CH3CH2CH2CHCH2CHCH2CH2CH3C2H5CH2CH2CH36-乙基-4-丙基壬烷╳4-乙基-6-丙基壬烷习题2.5命名下列化合物：(P30)(1)CH3CHCH2CHCH2CH3CH2CH3CH2CH2CH3123456783-甲基-5-乙基辛烷(2)12345678CCH2CH2CH2CCH3CH3CH3CH3CH3CHCH3CH32,3,3,7,7-五甲基辛烷(3)CH3CHCHCH2CHCH2CH3CH3CH3CH2CHCH3CH3123456782,3,7-三甲基-5-乙基辛烷(4)CH3CHCH2CHCCH2CH2CH2CHCHCH3CH3CH3CH3CH3CH3CH391012345678112,4,5,5,9,10-六甲基十一烷习题2.6命名下列各化合物：(P31)(1)CH3C2H5CH(CH3)2123456(2)CH3CH3CH3CH31-甲基-2-乙基-3-异丙基环己烷1,1,2,3-四甲基环丁烷(3)(4)正戊基环戊烷2-甲基-3-环丙基庚烷(5)(6)C2H5CH2(CH2)4CH31-甲基-3-环丁基环戊烷1-乙基-4-正己基环辛烷习题2.8下列化合物中，哪个的张力较大，能量较高，最不稳定？(P37)(1)(2)(3)稳定性：2＞3＞1习题2.9已知正丁烷沿C2与C3的键旋转可以写出四种典型的构象式，如果C2和C3之间不旋转，只沿C1和C2之间的σ键旋转时，可以写出几种典型构象式？试以Newman投影式表示。(P44)解：可以写出2种典型构象式：CH2CH3HHHHHCH2CH3HHHHH交叉式重叠式习题2.10构造和构象有何不同？判断下列各对化合物是构造异构、构象异构，还是完全相同的化合物。(P24)解：构造异构——分子中原子或原子团的排列顺序不同；从一种构造转变成另一种构造必须断裂化学键。构象异构——分子中原子或原子团的排列顺序相同，但由于C—C单键自由旋转所引起的原子或原子团的相对位置不同；从一种构象转变成另一种构象不需要断裂化学键。(3)HBrBrClClHClClHBrBrH(4)ClHBrHClBrHClBrClHBr构象异构体(实际上是同一化合物)同一化合物(构象也相同)习题2.11写出下列每一个构象式所对应的烷烃的构造式。(P44)(1)CH3HCH3HHH(2)HHCH3CH3HCH3解：(1)CH3CHCH3CH3(2)CH3CH2CHCH3CH3习题2.12写出2,3-二甲基丁烷沿C2—C3σ键旋转时，能量最低和能量最高的构象式。(P45)解：2,3-二甲基丁烷的典型构象式共有四种：能量最低(I)(II)(III)HCH3CH3CH3HCH3HCH3CH3CH3CHH3HCH3CH3CH3CH3H最稳定构象(IV)最不稳定构象(III)(II)HCH3CH3CH3HH3CHCH3CH3HCCH3H3HCH3CH3HCH3CH3能量最高习题2.14比较下列各组化合物的沸点高低，并说明理由。(P48)(1)正丁烷和异丁烷解：b.p:正丁烷＞异丁烷(含支链越多的烷烃，相应沸点越低)(2)正辛烷和2,2,3,3-四甲基丁烷解：b.p:正辛烷＞2,2,3,3-四甲基丁烷(含支链越多的烷烃，相应沸点越低)(3)庚烷、2-甲基己烷和3,3-二甲基戊烷解：b.p:庚烷＞2-甲基己烷＞3,3-二甲基戊烷(含支链越多的烷烃，相应沸点越低)习题2.15比较下列各组化合物的熔点高低，并说明理由。(P48)(1)正戊烷、异戊烷和新戊烷解：m.p:新戊烷＞正戊烷＞异戊烷(分子的对称性越高，晶格能越大，熔点越高)(2)正辛烷和2,2,3,3-四甲基丁烷解：m.p:2,2,3,3-四甲基丁烷＞正辛烷(分子的对称性越高，晶格能越大，熔点越高)习题2.16在己烷(C6H14)的五个异体中，试推测哪一个熔点最高？哪一个熔点最低？哪一个沸点最高？哪一个沸点最低？(P48)解：熔点最高？CH3CH2CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH2CH3CH3熔点最低沸点最高CH3CH2CHCH2CH3CH3CH3CCH2CH3CH3CH3CH3CHCHCH3CH3CH3熔点最高?沸点最低习题2.17试比较下列各组化合物的相对密度高低，并说明理由。(P48)(1)正戊烷和环戊烷(2)正辛烷和环辛烷解：相对密度：正戊烷(0.626)＜环戊烷(0.745)；正辛烷(0.703)＜环辛烷(0.836)。解释：分子中所含碳原子相同时，环状结构比链状结构的对称性更高。(正如“圆圈”比“长棍”的对称性更高一样)习题2.18甲烷氯化时观察到下列现象，试解释之。(P55)(1)将氯气先用光照，在黑暗中放置一段时间后，再与甲烷混合，不生成甲烷氯代产物。解：在黑暗中放置一段时间后，氯气经光照而产生的氯自由基已销毁。此时再将氯气与甲烷混合，没有自由基引发反应，不生成甲烷氯代产物。(2)将氯气先用光照，立即在黑暗中与甲烷混合，生成甲烷的氯代产物。解：氯气经光照后可产生自由基，立即在黑暗中与甲烷混合，氯自由基来不及销毁，可引发反应，生成甲烷的氯代产物；(3)甲烷用光照后，立即在黑暗中与氯气混合，不生成甲烷氯代产物。解：甲烷分子中C─H键较强，不会在光照下发生均裂，产生自由基。习题2.19环己烷和氯气在光照下反应，生成(一)氯环己烷。试写出其反应机理。解：链引发：ClClh2Cl链增长：ClH+HCl++Cl2Cl+ClClH+HCl+……链终止：ClCl+2ClCl22习题2.21以等物质量的甲烷和乙烷混合物进行一元氯化反应时，产物中氯甲烷与氯乙烷之比为1∶400，试问：(1)如何解释这样的事实？(2)根据这样的事实，你认为CH3·和CH3CH2·哪一个稳定？(P55)解：(1)这样的事实说明：乙烷自由基取代的活化能比甲烷自由基取代的活化能低；乙基自由基比甲基自由基稳定；乙烷中的氢原子被取代的机率大于甲烷中的氢；(2)稳定性：CH3CH2·＞CH3·习题2.22甲基环己烷的一溴代产物有几种：试推测其中哪一种较多？哪一种较少？(P55)解：甲基环己烷的一溴代产物有5种：CH3BrCH3BrCH3BrCH2BrCH3Br较多较少习题2.23写成各反应式：(P59)(1)CH3+HICH3CH2CHCH3I(2)CH3H2SO4CH3CH2CHCH3OSO2OHCH3CH=CHCH3++主要产物次要产物(3)CH3CH3Br2CH2CH2CCH3BrBrCH3(4)Br2-60CoBrBr第二章饱和烃习题(P60)(一)用系统命名法命名下列各化合物，并指出这些化合物中的伯、仲、叔、季碳原子。(1)1234567(2)123453-甲基-3-乙基庚烷2,3-二甲基-3-乙基戊烷(3)123456(4)101234567892,5-二甲基-3,4-二乙基己烷1,1-二甲基-4-异丙基环癸烷(5)(6)1234乙基环丙烷2-环丙基丁烷(10)(CH3)3CCH2新戊基(11)H3C(12)CH3CH2CH2CH2CHCH32-甲基环丙基2-己基or(1-甲基)戊基(二)写出相当于下列名称的各化合物的构造式，如其名称与系统命名原则不符，予以改正。(1)2,3-二甲基-2-乙基丁烷(2)1,5,5-三甲基-3-乙基己烷(3)2-叔丁基-4,5-二甲基己烷CH3CCHCH3CH3CH3CH2CH3CH2CH2CHCH2CCH3CH3CH3CH3C2H5CH3CCH2CHC(CH3)3CH3CHCH3CH32,3,3-三甲基戊烷2,2-二甲基-4-乙基庚烷2,2,3,5,6-五甲基庚烷(4)甲基乙基异丙基甲烷(5)丁基环丙烷(6)1-丁基-3-甲基环己烷CHCH3CH2CH3CHCH3CH3CH2CH2CH2CH3CH2CH2CH2CH3CH32,3-二甲基戊烷1-环丙基丁烷1-甲基-3-丁基环己烷(三)以C2与C3的σ键为旋转轴，试分别画出2,3-二甲基丁烷和2,2,3,3-四甲基丁烷的典型构象式，并指出哪一个为其最稳定的构象式。解：2,3-二甲基丁烷的典型构象式共有四种：(I)(II)(III)HCH3CH3CH3HCH3HCH3CH3CH3CHH3HCH3CH3CH3CH3H(最稳定构象)(IV)(最不稳定构象)(III)(II)HCH3CH3CH3HH3CHCH3CH3HCCH3H3HCH3CH3HCH3CH32,2,3,3-四甲基丁烷的典型构象式共有两种：CH3H3CCH3CH3H3CCH3CH3CH3CH3CH3CCH3H3(最稳定构象)(I)(II)(六)试指出下列化合物中，哪些所代表的是相同的化合物而只是构象表示式之不同，哪些是不同的化合物。(1)CH3CClCH3CHCH3CH3(2)ClCH3CH(CH3)2HHH(3)CH3CH3HClCH3CH3(4)CH3HCH3H3CClCH3(5)HHHHCCl(CH3)2CH3(6)CH3CH3CH3HClCH3解：⑴、⑵、⑶、⑷、⑸是同一化合物：2,3-二甲基-2-氯丁烷；⑹是另一种化合物：2,2-二甲基-3-氯丁烷。(八)不参阅物理常数表，试推测下列化合物沸点高低的一般顺序。(1)(A)正庚烷(B)正己烷(C)2-甲基戊烷(D)2,2-二甲基丁烷(E)正癸烷解：沸点由高到低的顺序是：正癸烷＞正庚烷＞正己烷＞2-甲基戊烷＞2,2-二甲基丁烷(2)(A)丙烷(B)环丙烷(C)正丁烷(D)环丁烷(E)环戊烷(F)环己烷(G)正己烷(H)正戊烷解：沸点由高到低的顺序是：F＞G＞E＞H＞D＞C＞B＞A(3)(A)甲基环戊烷(B)甲基环己烷(C)环己烷(D)环庚烷解：沸点由高到低的顺序是：D＞B＞C＞A(九)已知烷烃的分子式为C5H12，根据氯化反应产物的不同，试推测各烷烃的构造，并写出其构造式。(1)一元氯代产物只能有一种(2)一元