有机化学思考题详解(1-5章)

普通大专《有机化学》课后复习思考题参考答案第一章绪论1、以生活中常见物质为例，说明有机化合物的特性。答：生活中最常见的两种物质，如食用油和食盐它们的基本特性是：NaCl食用油不易燃烧熔点高易溶于水电解质化学反应简单，速度快分子量小易燃烧熔点低难溶于水，易溶于有机化合物非电解质化学反应复杂且速度慢，常有副反应发生分子量大结构复杂，存在同分异构体2、有机化学中的离子型反应与无机化学中的离子反应有何区别？答：有机化学的离子型反应是指：共价键发生异裂时，成键电子集中在一个碎片上，产生正负离子，再由正负离子与进攻试剂之间进行的反应。像亲核取代、碳负离子反应，都是离子型反应。反应中的正负离子不能稳定存在。这类反应通常发生在有机物的极性分子之间，通过共价键的异裂而产生离子型中间体，再进一步完成反应；而无机化学中的离子反应是指由阴阳离子参加的化学反应，这里的阴阳离子可以稳定存在。其反应历程与无机物瞬间完成的离子反应不同。3、将共价键C-H、N-H、F-H、O-H按极性由大到小的顺序进行排列。。答：几种共价键极性由大到小的顺序为F—H>O—H>N—H>C—HCH34、将下列化合物由键线式改写成结构简式，并指出含有哪种官能团。CH3（1）（2）(3)(4)(5)(6)解：（1）（2）官能团：碳碳双键官能团：羟基（3）（4）官能团：羰基、卤原子官能团：醚键、碳碳双键（5）（6）官能团：酯基官能团：碳碳叁键5、甲醚（CH3-O-CH3）分子中，两个O-C键的夹角为110043/。甲醚是否为极性分子？若是，用表示偶极矩的方向。答：甲醚是极性分子。用偶极矩表示如下：H3H3OCH36、计算：（1）C5H12（2）C4H10O中各元素的百分含量。解：（1）=83.3%(2)7、某化合物的分子量为88，含碳54.5%、含氢9.1%、含氧36.4%。确定该化合物的分子式。解：从元素分析得知有C、H、O三种元素，各元素原子的个数比为：分子式为C4H8O2。第二章烷烃和环烷烃1、指出分子中分别含伯、促、叔、季碳原子各几个。答：伯碳5个、仲碳1个、叔碳1个、季碳1个。2、试写出C6H12的异构体和名称（在已学知识范围内）答：=1\*GB3①CH3CH2CH2CH2CH2CH3已烷=2\*GB3②CH3CH(CH3)CH2CH2CH32-甲基戊烷=3\*GB3③CH3CH2CH(CH3)CH2CH33-甲基戊烷=4\*GB3④CH3C(CH3)2CH2CH32，2-二甲基丁烷=5\*GB3⑤CH(CH3)2CH(CH3)22，3-二甲基丁烷3、命名下列化合物（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）(8)(9)解（1）2-甲基丁烷（2）3-乙基戊烷（3）3，3，4-三甲基己烷（4）2，3-二甲基戊烷（5）乙基环丁烷（6）1，2-二甲基环已烷（7）反-1，3-二甲基环戊烷（8）1-甲基螺[4，5]癸烷（9）二环[2，2，1]庚烷4、写出下列化合物的结构式（1）2-甲基丁烷（2）2，3-二甲基戊烷（3）2，3-二甲基-4-乙基已烷（4）顺-1，3-二甲基环丁烷（5）环已基环已烷（6）反-1-甲基-4-异丙基环已烷（优势构象）解：（1）（2）（3）（4）（5）（6）5、丙烷与氯气在日光作用下，生成1-氯丙烷（43%），2-氯丙烷（57%），试回答下列问题：（1）写出其反应式；（2）各级氢的相对反应活性解：（1）（2）仲氢>伯氢6、完成下列反应：解：7、用化学方法区别环丁烷和丁烷解：CHCH第三章烯烃和炔烃CHCH1、将下列化合物的结构式改写成碳链式和键线式（1）（2）解（1）（2）2、试写出下列碳氢化合物可能有的异构体和名称（在已学知识范围内）（1）C4H8（2）C5H8解：（1）=1\*GB3①1-丁烯=2\*GB3②2-丁烯=3\*GB3③2-甲基-1-丙烯=4\*GB3④=5\*GB3⑤（2）=1\*GB3①—CH31-戊炔=2\*GB3②2-戊炔—CH3=3\*GB3③3-甲基-1-丁炔=4\*GB3④1，3-戊二烯=5\*GB3⑤1，4-戊二烯=6\*GB3⑥1，2-戊二烯=7\*GB3⑦2-甲基-1，3-丁二烯=8\*GB3⑧3-甲基-1，2-丁二烯=9\*GB3⑨环戊烯=10\*GB3⑩1-甲基环丁烯（11）2-甲基环丁烯3、指出中各碳原子的杂化状态。解：按编号顺序分别为：sp2、sp2、sp、sp、sp3杂化。4、命名下列化合物（1）（2）（3）（4）解：（1）1—戊烯—4—炔（2）1—已烯—4—炔（3）4—甲基—2—戊烯（4）4—乙基—1—已烯—5—炔5、写出下列化合物的结构式（1）3，3－二甲基－1－丁烯（2）反－３－甲基－２－已烯（3）－戊烯－１－炔（4）４－乙烯基－４－庚烯－２－炔解：（1）（2）（3）（4）6、用Z、E命名法给下面化合物命名（1）（2）解（1）（E）—1，2—二氯丙烯（Z）—3—乙基—2—已烯7、完成下列反应式（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）解：（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）8、用化学方法鉴别下列各组化合物（1）乙烷、乙烯、乙炔（2）2-戊炔、1-已炔——C—O解：（1）（2）9、化合物A和B互为同分异构体，二者都能使溴水褪色。A能与硝酸银的氨溶液反应而B不能。A用酸性高锰酸钾溶液氧化后生成CH3CH2COOH和CO2，B用酸性高锰酸钾溶液氧化后生成CH3COOH。试推测A和B结构式和名称，并写出有关的反应式。解：根据题中条件，A和B应具有碳碳双键或叁键，A能使硝酸银的氨溶液反应应为1-位炔烃，从A与酸性高锰酸钾氧化产物分析A为：1-丁炔；由于B与互为同分异构体，以及B的氧化产物分析，B为2-丁炔。有关反应式为：10、某化合物的分子量为82，每摩尔该化合物可吸收2molH2，不与硝酸银的氨溶液反应，当它吸收1molH2时，生成2，3-二甲基-1-丁烯。试写出该化合的的结构式。解：根据中题中信息，该化合物可能为二烯烃或炔烃，当它吸收1molH2时，生成2，3-二甲基-1-丁烯，应为二烯烃；其结构式为：名称为2，3-二甲-1，3-丁二烯。第四章芳香烃1、命名下列化合物(1)(2)(3)解（1）对—甲乙苯（2）2，4，6—三硝基苯（3）3—苯基丙烯2、写出下列化合物的结构式（1）对二异丙苯（2）4-硝基氯甲苯(3)α-甲基-β-萘解:(1)(2)(3)3、完成下列反应（1）（2）(3)（4）解：（1）（2）（3）（4）4、比较下列化合物苯环硝化的反应活性，并指出硝基导入的位置。（1）4、解：苯环上的基团分活化基和钝化基两类，其中（1）、（4）、（5）上的甲基、羟基是活化基，（2）和（3）上的卤原子和硝基是化基；按定位能力的大小羟基>甲基，钝化基中硝基强于卤原子，所以苯环硝化的反应活性顺序为（5）、（1）、（4）、（2）、（3）。硝基导入的位置为：5、芳香烃A、B、C分子式同为C9H12，高锰酸钾氧化后，A生成一元羧酸，B生成二元羧酸，C生成三元羧酸。硝化时，A和B分别得到两种一硝基化合物，C只生成一种一硝基化合物。写出A、B、C的结构和名称。解：由于A、B、C三种化合物的分子式符合苯及苯的同系物的通式，结构中只有一个苯环。A只有一个烃基，B有两个烃基，C有三个烃基。所以A为B为C为第五章卤代烃1、写出下列化合物的名称或结构式（1）（2）（3）（4）（5）（6）氯化苄（7）3-氯环已烯（8）4-甲基-5-溴-2-戊炔（9）氯乙烯（10）2，4-二硝基氯苯解：（1）2，2-二氯丁烷（2）3-溴-1-丁烯（3）4-氯-2-溴乙苯（5）4—甲基—5—碘—1—戊烯（6）（7）（8）（9）（10）2、完成下列反应（1）（2）（3）（4）解：（1）（2）（3）（4）3、用化学方法区别下列化合物（1）对氯甲苯、氯化苄和β-氯乙烯（2）解：（1）（2）4、由1-溴丙烷制备下列化合物（1）异丙醇（2）1，1，2，2-四溴丙烷（3）3-溴丙烯（4）2，3-二氯-1-丙醇解：（1）（2）（3）（4）(6)2-甲基-1-萘酚(7)2,2-二甲基-3-戊烯-1-醇（8）乙烯基丙醚[解]苯乙醚[解]苯乙醚3.用化学方法区别下列化合物[解]4.分子式C5H10的A烃，与溴水不发生反应，在紫外光照射下与等摩尔溴作用得到产物B(C5H9Br)，B与KOH的醇溶液加热得到C(C5H8)，C经酸性KMnO4氧化得到戊二酸，写出A、B、C的结构及各步反应式。[解]分析：A不发生烯烃的加成反应，而能发生取代反应，应为环烷烃，其溴代产物B与KOH的醇溶液加热发生的是消除反应，产物应为一个环烯烃；这个环烯烃被KMnO4氧化得到戊二酸，由此推知A、B均为五元环：A为环戊烷，B为溴代环戊烷，C为环戊烯。ABC第七章醛、酮、醌1.用系统命名法命名下列化合物[解]2.写出下列化合物的结构式(1)3,5-二甲基-2,4-己二酮(2)2-甲基-1,4-萘醌(3)对羟基苯甲醛(4)3-甲基-4-环己基戊醛3.下列化合物中哪些能与饱和亚硫酸氢钠加成？哪些能发生碘仿反应？[解]能与饱和亚硫酸氢钠加成的化合物是：(1)(2)(5)(7)；能发生碘仿反应的化合物是：(1)(3)(6)(8)4.写出丙醛与下列各试剂反应的产物[解]5.写出下列反应的主要产物[解]6．用化学方法鉴别下列各组化合物[解]7．化合物A和B，分子式都是C3H8O，都能与苯肼作用生成苯腙，A能与希夫试剂显紫色，还能发生自身羟醛缩合反应，但不能发生碘仿反应，B不能与希夫试剂显紫色，但能发生碘仿反应，试推测A和B的结构式，写出它们分别与各试剂作用的反应式。[解]分析：A的有关反应显示它是一个醛，结合组成来看，应为丙醛；B的有关反应显示它是一个酮，结合组成来看，应为丙酮。反应式：8．某芳香族化合物A的分子式为C9H10O，能与羟胺加成反应，与托伦试剂或饱和的亚硫酸氢钠不起反应，A经催化加氢，得分子式为C9H12O的化合物B；B和浓硫酸共热脱水，得分子式为C9H10的化合物C；C经臭氧氧化，再还原水解，生成分子式分别为C7H6O的化合物D和C2H4O的化合物E；D有银镜反应，无碘仿反应；E既有银镜反应，又有碘仿反应，试推测A、B、C、D、E的结构式。[解]分析：此题关键是明确A的芳环上连接的侧链，从其组成和加氢-脱水-氧化的最终产物来看，苯环上只连了一个三碳原子的侧链；A的其它反应又显示它是一个酮。由此可推断其结构式，在此基础上B、C、D、E的结构式不难推断。第八章羧酸和取代羧酸3.用化学方法区别下列化合物[解]4.按酸性由强到弱得顺序排列以下各族化合物[解](1)β-丁酮酸>β-羟基丁酸>丁酸>丁醇5.用适当的方法完成下列转化，写出所用的试剂和反应条件6.完成下列转变7.什么是酮体，用所学知识如何检验它的存在？答：医学上把β-丁酮酸、β-羟基丁酸和丙酮总称为酮体。丙酮在弱碱性溶液（水）中与Na2[Fe(CN)5NO]反应显紫红色，这是检验酮体存在的依据。第九章羧酸衍生物和脂类1.写出下列化合物的名称或结构式2.完成下列反应[解]3.用适当的方法完成下列转化，写出所用的试剂和反应条件4.什么是碘值？三硬脂酰甘油与三软脂酰甘油的碘值是否相同？(原题有误)答：100克油脂能吸收碘的克数称为碘值。三硬脂酰甘油中没有不饱和键，理论上讲碘值为0，三软脂酰甘油含不饱和键，有一定的碘值。5.写出磷脂酰胆碱的水解方程式[解]6.写出三油酸甘油酯的水解方程式[解]第九章对映异构1．名词解释：[解]（1）立体异构——分子构造相同，而分子中的原子或原子团在空间的排列方式（位置）不同的异构现象。（2）手性和非手性——实物（包括分子）与自己的镜像不能重合的特性称为手性；实物（包括分子）与自己的镜像能够重合的性质称为非手性（亦称对称性）。（3）手性碳原子——与四个不同的原子或原子团连接的碳原子。（4）对映异构——互为镜像对映关系而不能完全重合的一对化合物分子，或者说互为镜像对映关系的一对手性分子称为对映异构体（亦称镜像异构体）；这种现象称为对映异构。（5）非对映异构——相互不是镜像关系的旋光异构体称为非对映异构体，这种现象称为非对映异构。（6）费歇尔投影式——把分子立体模型按规定的投影方向投影在纸平面上所得的平面构型式。（7）相对构型——为了能够表示旋光性物质构型之间的关系，人为选择标准物质并规定其构型，其他旋光性物质的构型通过与标准物质相联系来确定，这样得出的构型称为相对构型。（8）绝对构型——旋光性物质的实际构型（9）内消旋体——含有手性碳原子而又存在对称面或对称中心的化合物。由于对称因素的存在，分子内不同部分产生的旋光性相互抵消从而失去旋光性。（10）外消旋体——一对对映体（一个左旋体和一个右旋体）的等量混合物2．对下列化合物的结构式（1）用“＊”标示出手性碳原子；（2）用R-S命名标示手性碳原子的构型；（3）画出它们的对映体；（4）指出哪些是手性分子，哪些是非手性分子，哪些是外消旋体？[解]（1）用“＊”标示出手性碳原子(2)用R-S命名标示手性碳原子的构型，如下：（3）画出它们的对映异构体（4）指出哪些是手性分子，哪些是非手性分子，哪些是外消旋体？①②③④⑥都是手性分子，⑤是非手性分子.题中给出的六个化合物中没有外消旋体。3．下列哪一对是相同的化合物？（1）（2）（3）（4）[解]第2对是相同的化合物。4．写出下列化合物的①费歇尔投影式，②对映异构体，③非对映体（如果有）。解（1）(S)-2-氯丁烷①费歇尔投影式eq\o(\s\up0(eq\o(\s\up15(CH3),\s\do12(C2H5))),\s\do0(eq\o(\s\up0(),\s\do0(eq\o(\s\up0(H——Cl),\s\do0(eq\o(\s\up5(︱),\s\do5(︱))))))))②对映体eq\o(\s\up0(eq\o(\s\up15(CH3),\s\do12(C2H5))),\s\do0(eq\o(\s\up0(),\s\do0(eq\o(\s\up0(Cl——H),\s\do0(eq\o(\s\up5(︱),\s\do5(︱))))))))③无非对映体(2)CH3CH2CH(OH)CH(OH)CH2CH3的内消旋体①费歇尔投影式eq\o(\s\up0(eq\o(\s\up10(C2H5),\s\do27(C2H5))),\s\do7(eq\o(\s\up0(eq\o(\s\up2(H——OH),\s\do10(H——OH))),\s\do0(eq\o(\s\up7(︱),\s\do10(eq\o(\s\up5(︱),\s\do5(︱))))))))②无对映异构体③无非对映体(3)(2R,3S)-2,3-二溴丁烷①费歇尔投影式②无对映异构体③非对映体eq\o(\s\up0(eq\o(\s\up10(CH3),\s\do27(CH3))),\s\do7(eq\o(\s\up0(eq\o(\s\up2(Br——H),\s\do10(Br——H))),\s\do0(eq\o(\s\up7(︱),\s\do10(eq\o(\s\up5(︱),\s\do5(︱))))))))无eq\o(\s\up0(eq\o(\s\up10(CH3),\s\do27(CH3))),\s\do7(eq\o(\s\up0(eq\o(\s\up2(Br——H),\s\do10(H——Br))),\s\do0(eq\o(\s\up7(︱),\s\do10(eq\o(\s\up5(︱),\s\do5(︱))))))))和eq\o(\s\up0(eq\o(\s\up10(CH3),\s\do27(CH3))),\s\do7(eq\o(\s\up0(eq\o(\s\up2(H——Br),\s\do10(Br——H))),\s\do0(eq\o(\s\up7(︱),\s\do10(eq\o(\s\up5(︱),\s\do5(︱))))))))(4)(R)-1,1,2-三甲基环己烷①费歇尔投影式②对映异构体③无非对映体(5)(2S,3R)-2,3-二溴丁酸①费歇尔投影式②对映异构体③非对映体(6)(+)-2-氯-3-苯基丁烷此题值得商榷，不知编者何意。(+)-2-氯-3-苯基丁烷并不是一个化合物，而是一对对映体的等量混合物。应有两对对映体，也就有两组外消旋体，下面给出两对对映体的费歇尔投影式第十一章有机含氮化合物1.写出下列化合物的名称或结构式[解]2.完成下列反应3.用房化学方法区别下列各组化合物4．用适当的方法完成下列转化，写出所用的试剂和反应条件[解]第十一章杂环化合物和生物碱1．命名下列化合物3．嘧啶分子中有两个氮原子，为什么碱性却比吡啶弱得多？[解]由于氮元素的电负性很大，嘧啶环上的任何一个氮原子相对于另一个氮原子都相当于一个较强的吸电子基，所以任何一个氮原子的电子云密度比吡啶小，碱性也就比吡啶弱。4．用适当的方法除去下列试剂中的杂质（1）甲苯中混有少量噻吩[解]用浓硫酸洗涤，噻吩溶解在浓硫酸中再经分液而纯化。（2）苯中混有少量吡啶[解]用盐酸洗涤，吡啶溶解在盐酸中再经分液而纯化。（3）吡啶中混有少量苯酚[解]用NaOH溶液洗涤，苯酚溶解在NaOH溶液中再经分液而纯化。5．完成下列反应式6．简述生物碱的一般性质[解]（1）一般性状：多为结晶形或非结晶形的固体，少数为液体；味苦；多数具有旋光性。（2）具有弱碱性，能与酸作用生成盐。（3）一般难溶于水，能溶于乙醇、丙酮等有机溶剂以及盐酸。（4）能与一些试剂（生物碱沉淀剂）生成不溶性沉淀。（5）能与一些试剂（生物碱显色剂）发生颜色反应。第十三章糖类化合物1．试解释下列名词[解]（1）变旋光现象:某些旋光性化合物溶液的旋光度自行改变而至定值的现象就称为变旋光现象。（2）端基异构体:仅仅是顶端碳原子构型不同的异构体称为端基异构体（或异头物），属于非对映异构体。如α-D-吡喃葡萄糖和β-D-吡喃葡萄糖。（3）差向异构体：含有多个手性碳原子的旋光异构体中，若只有一个手性碳原子的构型不同，它们互称为差向异构体。如D-葡萄糖和D-甘露糖。（4）苷键：连接糖苷基和糖苷配基的键称为苷键，也有α-型和β-型之别；根据苷键上原子的不同，苷键又有氧苷键、氮苷键、硫苷键等。（5）还原糖：凡能与托伦试剂、班氏试剂、斐林试剂反应的糖叫还原性糖。（6）糖苷：单糖环状结构中的苷羟基与其它含羟基或活泼氢(如-NH2、-SH)的化合物脱水，生成的产物称为糖苷。（7）血糖：血液中的葡萄糖。（8）呋喃糖:具有五元环（与五元杂环呋喃相当）的单糖称为呋喃糖。2．写出下列化合物的哈沃斯式，并指出其能否水解，有无还原性及变旋光现象。[解]（1）α-D-吡喃半乳糖苄苷（2）β-D-呋喃果糖-1，6-二磷酸酯（3）N-乙酰基-α-D-氨基葡萄糖（4）β-D-呋喃-2-脱氧核糖（1）（2）（3）（4）3.写出D-甘露糖与下列试剂作用的反应式(1)稀硝酸(2)溴水(3)苯肼（过量）（4）甲醇（干燥HCl共存）[解]4.用简单的化学方法区别下列各组化合物[解]5.有甲、乙两个D-丁醛糖，能生成同样的糖脎；用硝酸氧化时，甲生成无旋光性的糖二酸，乙生成有旋光性的糖二酸，试写出甲、乙的链状结构投影式。[解]分析：能生成糖，表明α位都有羟基，D-型表明它们3-有羟基（在碳链右边），甲能氧化为无旋光性的糖二酸，必须是4-也有羟基。甲、乙的结构式如下：6.用果糖的结构式说明：D和L；α和β；呋喃糖和吡喃糖的区别。[解]D-果糖和L-果糖是一对对应异构体，它们编号最大的手性碳原子分别在碳链的右边和左边；α-果糖和β-果糖是环状结构果糖的一对端基异构体。呋喃果糖是五元氧环式果糖，吡喃果糖是六元氧环式果糖。7.回答下列问题（1）为什么葡萄糖不能与HCN发生加成反应？答：因为葡萄糖溶液中开链醛式结构仅含微量，与HCN的加成反应又是可逆反应，所以反应几乎不能发生。（2）在结构上有什么差别的不同糖能生成同样的糖脎？如果几种糖除了C1和C2构型不同外，其它碳原子的构型都相同，就能生成同样的糖脎。（3）为什么糖苷在中性或碱性水溶液中无变旋光现象，而在酸性水溶液中却有？糖苷本身没有变旋光现象，但水解后游离出糖就有变旋光现象了。糖苷在中性或碱性水溶液中稳定，所以无变旋光现象，而在酸性水溶液中能水解生成糖，就有变旋光现象了。（4）为什么酮糖能被碱性弱氧化剂（如班氏试剂）氧化，却不能被酸性弱氧化剂（如溴水）氧化？答：酮糖在碱性溶液中会互变异构化生成醛糖，所以能被碱性弱氧化剂（如班氏试剂）氧化；但在酸性溶液中不会发生这种互变异构化，所以酮糖不能被酸性弱氧化剂（如溴水）氧化。8．从结构单位、苷键类型和分子形状列表比较直链淀粉、支链淀粉、糖原和纤维素四种多糖的异同。多糖比较项目