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湖南大学有机化学-课后例题习题-第七章.pdf
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7 章
思 考 题
7.1 试说明取代苯甲酸的酸性,应遵循哪些规律?
7.2 简要说明影响碳氧双键化合物亲核加成反应的因素。
7.3 指出不饱和羰基化合物的分类方式及其结构特征。
7.4 为什么醛、酮和氨的衍生物的反应要在微酸性(pH~3.5)条件下才有最大的速率?pH 值太
大或太小有什么不好?
- -
7.5 2,2-二甲基丙酸乙酯与 OH 的反应和丙酸乙酯与 OH 的反应相比,反应进行得非常慢,
为什么?
7.6 醛容易氧化成酸,在用重铬酸氧化伯醇以制备醛时需要采取什么措施?
7.7 制备缩醛,反应后要加碱使反应混合物呈碱性,然后蒸馏,为什么?
7.8 乙酸中也含有乙酰基,但不发生碘仿反应,为什么?
7.9 为什么 CH
3
COOH 的沸点比相对分子量相近的有机物沸点一般要高,但却低于醇?
7.10 为什么旋光性的 2-甲基丁醛在碱性条件下的 α-溴代反应产物为外消旋体?
解 答
7.1 答(1)邻位取代苯甲酸的酸性,均大于间位和对位异构体。
(2)间、对位上的吸电子基使苯甲酸酸性增加、供电子基使苯甲酸酸性降低。
7.2 答(1)立体因素的影响:当羰基上的两个取代基和亲核试剂体积越小,反应速度越快。
(2)电子因素的影响:反应物羰基碳原子的正电性越强,羰基进行亲核加成反应活性
越大。
(3)亲核试剂的影响:亲核试剂的亲核性越强,对反应越有利。
(4)酸碱的影响:适当控制羰基化合物与亲核试剂反应的酸碱性,有利于提高反应速
率。
7.3 答(1)不饱和羰基化合物,根据种类考虑可分为不饱和醛酮、不饱和羧酸、不饱和羧
酸衍生物及醌。
根据双键和羟基的相对位置,可分为烯酮(如 RCH=C=O ),弧立不饱和羰基化合物
O
O
(如 RCH=CH(CH
2
)nC—OC
2
H
5
)
,α,β-不饱和羰基化合物(RCH=CHC —CH
3
,
(醌是一类特殊的 α,β-不饱和羰基化合物如苯醌 )
O
7.4 答 醛酮和氨的衍生物的反应一般为加成、消去两步反应。
O
pH 太大,消除脱水步较慢,pH 太小,加成步骤慢。
7.5 答 叔丁基的空间位阻效应大于乙基,再者供电子效应比乙基大使羰基碳的亲电性降低,
故反应慢。
7.6 答 利用醛的沸点比醇低这一特点,使反应生成的醛不断蒸发出来以免被进一步氧化。
7.7 答 缩醛在碱性条件下稳定。
7.8 答 乙酸在 NaOH 条件下,形成 CH
3
COO
-
,氧负离子与羰基共轭,电子离域化的结果,
降低了羰基碳的正电性,因此 α-氢活泼性降低,不能发生碘仿反应。
7.9 答 乙酸存在分子间氢键,故沸点比相对分子质量相近的有机物要高。
OH
7.10
答 2-甲基丁醛在碱性条件存在下列平衡 CH
3
CH
2
CHCHO
而烯醇酸中对 C=C 加溴可从平面上或下两个方向,故为外消旋体。
CH
3
CH
2
C=CH
CH
3
习 题
7.1写出下列化合物的构造式。
(1) 2-丁烯醛 (2) 二苯甲酮
(3) 2,2-二甲基环己酮 (4) 3-(间羟基苯基)丁醛
(5) 甲醛苯腙 (6) 丁酮缩氨脲
(7) 苄基丙酮 (8) α-氯代丙醛
(9) 三聚甲醛 (10) 对羟基苯甲醛
(11)草酸 (12) 马来酸酐
(13) 肉桂酸 (14) 硬脂酸
(15) α-甲基丙烯酸甲酯 (16) 邻苯二甲酸
(17) 过氧化苯甲酰 (18) ε-己内酰胺
(19) 胍 (20) 聚乙酸乙烯酯
7.2 7.2 写出分子式为 C
6
H
12
O 的醛和酮的同分异构体, 并命名。
7.3 7.3 写出分子式为 C
5
H
6
O
4
的不饱和二元羧酸的所有异构体(包括顺反异构)的结构式,
并命名及指出哪些容易生成酸酐。
7.4 7.4 写出乙醛与下列各试剂反应所生成的主要产物。
(1) NaBH
4
, 在 NaOH 水溶液中 (2) C
6
H
5
MgBr , 然后加 H
3
O
+
(3) LiAlH
4
, 然后加 H
2
O (4) NaHSO
3
(5) NaHSO
3
, 然后加 NaCN (6) 稀 OH
-
(7) 稀 OH
-
, 然后加热 (8) H
2
, Pt
(9) 乙二醇, H
+
(10) Br
2
在乙酸中
(11) Ag(NH
3
)
2
OH (12) NH
4
OH
(13) PhNHNH
2
7.5 7.5 写出间乙基苯甲醛与下列各试剂反应所生成的主要产物。
(1) 乙醛, 稀 NaOH , 加热 (2) 浓 NaOH
(3) HCHO , 浓 NaOH (4) KMnO
4
(5) KMnO
4
, H
+
, 加热
7.6 7.6 下列化合物中哪些在碱性溶液中会发生外消旋化。
(1) (R) -2-甲基丁醛 (2) (S) -3-甲基-2-庚酮
(3) (S) -3-甲基环己酮 (4) (R) -1, 2, 3-三苯基-1-丙酮
7.7 7.7 写出丙酸与下列各试剂反应所生成的主要产物。
(1) Br
2
, P (2) LiAlH
4
, 然后加 H
2
O
(3) SOCl
2
(4) (CH
3
CO)
2
O , 加热
(5) PBr
3
(6) C
2
H
5
OH , H
2
SO
4
(7) NH
3
, 加热
7.8 下列化合物中哪些能发生碘仿反应? 哪些能和饱和亚硫酸氢钠水溶液加成? 写出反应产
物。
(1) 2-戊酮 (2) 丙醛
(3) 乙醇 (4) 苯甲醛
(5) 3-己酮 (6) 苯乙酮
(7) 2-戊醇 (8) 环己酮
7.9 7.9 将下列羰基化合物按其亲核加成的活性顺序排列。
(1) CH
3
COCH
2
CH
3
, CH
3
CHO , CF
3
CHO , CH
3
COCH=CH
2
(2) ClCH
2
CHO , BrCH
2
CHO , FCH
2
CHO , F
2
CHCHO , CH
3
CH
2
CHO , PhCHO ,
PhCOCH
3
7.107.10 用化学方法区别下列各组化合物。
(1) (1) 苯甲醇与苯甲醛 (2) 丁醛与 2-丁酮
(3) 2-戊酮与 3-戊酮 (4) 丙酮与苯乙酮
(5) 2-丙醇与丙酮 (6) 1-苯基乙醇与 2-苯基乙醇
(7) 乙醇, 乙醛, 乙酸 (8) 甲酸, 乙酸, 丙二酸
(9) 草酸, 马来酸, 丁二酸 (10) 水杨酸, 苯甲酸, 苄基醇
(11)乙酰氯, 乙酸酐, 氯乙烷 (12) CH
3
COCH
2
COOH , HOOCCH
2
COOH
(13) CH
3
COCH(CH
3
)COOC
2
H
5
, CH
3
COC(CH
3
)
2
COOC
2
H
5
7.11 化合物 A(C
5
H
12
O)有旋光性。 它在碱性高锰酸钾溶液作用下生成 B(C
5
H
10
O), 无旋光
性。 化合物 B 与正丙基溴化镁反应, 水解后得到 C 。 C 为互为镜象关系的两个异构
体。 试推测化合物 A , B , C 的结构。
7.12有一化合物 A 的分子式为 C
8
H
14
O , A 可使溴水迅速褪色, 也可以与苯肼反应。 A 氧
化生成一分子丙酮及另一化合物 B 。 B 具有酸性, 与次氯酸钠反应生成一分子氯仿和
一分子丁二酸。 试写出 A , B 可能的构造式
7.13某化合物的分子式为 C
6
H
12
O , 能与羟胺作用生成肟, 但不发生银镜反应, 在铂催化
下加氢得到醇, 此醇经去水, 臭氧化, 水解反应后, 得到两种液体, 其中之一能
发生银镜反应,但不发生碘仿反应; 另一种能发生碘仿反应,而不能使费林试剂还原。
试写出该化合物的构造式。
7.14化合物 A(C
9
H
10
O)不能发生碘仿反应,其红外光谱表明在1690cm
-1
处有一强吸收峰。其
核磁共振谱数据如下:
δ1.2 ( 3H )三重峰; δ3.0 ( 2H )四重峰; δ7.7 ( 5H )多重峰
试推测 A 的结构。
B 为 A 的异构体,能发生碘仿反应,其红外光谱表明在 1705cm
-1
处有一强吸收峰。其
核磁共振谱数据如下:
δ2.0 ( 3H )单峰; δ3.5 ( 2H )单峰; δ7.1 ( 5H )多重峰
试推测 B 的结构。
7.15化合物 A 的分子式为 C
6
H
12
O
3
, 在 1710cm
-1
处有强的红外吸收峰。 A 用碘的氢氧化
钠溶液处理时,得到黄色沉淀。 A 与托伦斯试剂不发生银镜反应。 但 A 先用稀硫酸
处理, 再与托伦斯试剂作用能发生银镜反应。 A 的核磁共振谱数据如下:
δ2.1 ( 3H )单峰; δ2.6 ( 2H )多重峰; δ3.2 ( 6H )单峰; δ4.7 ( 1H )三重峰
试推测 A 的结构。
7.16某化合物 A 的分子式为 C
12
H
14
O
2
, 可在碱存在下由芳醛和丙酮反应得到。 红外光谱
显示 A 在 1675 cm
-1
处有强的吸收峰。 A 催化加氢得到 B , B 在 1715 cm
-1
处有强的吸
收峰。 A 和碘的碱溶液作用得到碘仿和化合物 C(C
11
H
12
O
3
)。 B 及 C 进一步氧化均得
到酸 D(C
9
H
10
O
3
)。 将 D 和氢碘酸作用得到另一种酸 E(C
7
H
6
O
3
), E 能用水蒸汽蒸馏蒸
出。 试推测 E 的结构, 并写出各步反应式。
7.17由指定原料合成下列化合物。
(1) (1) 乙炔, 丙烯 → 4-辛酮
(2) (2) 丙烯, 2-戊酮 → 2, 3-二甲基-2-己烯
(3) (3) 乙烯, β-溴代丙醛 → 4-羟基戊醛
(4) (4) 乙炔 → 丙烯酸甲酯
(5) (5) 异丙醇 → α-甲基丙酸
(6) (6) 甲苯 → 苯乙酸(用两种方法合成)
(7) (7) 丁酸 → 乙基丙二酸
(8) (8) 乙烯 → β-羟基丙酸
(9) (9) 对甲氧基苯甲醛 → α-羟基对甲氧基苯乙酸
(10)(10) 乙烯 →α-甲基-β-羟基戊酸
(11)(11) 乙醇, 对甲氧基苯乙酮→β-甲基-β-羟基对甲氧基苯丙酸乙酯
(12)(12) 环戊酮, 乙醇 →β-羟基环戊烷乙酸
(13)(13) 丙酸 → 丁酸
(14)(14) 丁酸 → 丙酸
(15)(15) 丙烯 → 丁酸
7.18以甲醇, 乙醇为主要原料, 用丙二酸酯法合成下列化合物。
(1) α-甲基丁酸 (2) 正己酸
(3) 3-甲基己二酸 (4) 1, 4-环己烷二甲酸
(5) 环丙烷甲酸
7.19以甲醇, 乙醇及无机试剂为原料, 经乙酰乙酸乙酯合成下列化合物。
(1) 2, 7-辛二酮 (2) 3-乙基-2-戊酮
(3)α-甲基丙酸 (4) γ-戊酮酸
(5) 甲基环丁基甲酮
7.20写出下列化合物加热后生成的主要产物。
(1) α-甲基-α-羟基丙酸 (2) β-羟基丁酸
(3) β-甲基-γ-羟基戊酸 (4) δ-羟基戊酸
(5) 乙二酸
7.21比较下列各组化合物的酸性强弱。
(1) (1) 乙酸, 丙二酸, 草酸, 苯酚, 甲酸
(2) (2) 乙酸, 苯酚, 三氟乙酸, 氯乙酸, 乙醇, 丙酸, 乙烯, 乙炔, 乙烷
(3) (3) 对硝基苯甲酸, 间硝基苯甲酸, 苯甲酸, 苯酚, 环己醇
7.22某化合物 A 的分子式为 C
7
H
12
O
4
, 已知其为羧酸, 依次与下列试剂作用。
(1) SOCl
2
; (2) C
2
H
5
OH;
(3) 催化加氢(高温); (4) 与浓硫酸加热;
(5) 用高锰酸钾氧化后, 得到一种二元羧酸 B 。 将 B 单独加热, 则生成丁酸。
试推测 A 的结构, 并写出各步反应式。
7.23化合物 A 的分子式为 C
4
H
6
O
2
。 它不溶于 NaOH 溶液, 与碳酸钠无作用, 可使溴水
褪色。 它有类似乙酸乙酯的香味。 A 与 NaOH 水溶液共热后生成乙酸钠和乙醛。 另
一种化合物 B 的分子式与 A 相同。 B 不溶于 NaOH 溶液, 与碳酸钠无作用, 可使溴
水褪色, 且有类似乙酸乙酯的香味。 但 B 与 NaOH 水溶液共热后生成甲醇和一种羧
酸钠盐。 此钠盐用硫酸中和后蒸馏出的有机物可使溴水褪色。 试写出化合物 A , B
的结构。
7.24化合物 A 的分子式为 C
5
H
6
O
3
。 它能与乙醇反应得到两个互为异构体的化合物 B 和 C 。
B 和 C 分别与亚硫酰氯作用后, 再加入乙醇, 则均生成同一化合物 D 。 试推测化合
物 A , B , C , D 的结构。
7.25某酮酸 A 经 NaBH
4
还原后, 依次用 HBr , Na
2
CO
3
和 KCN 处理后生成腈 B 。 B 水解
得到 α-甲基戊二酸。 试推测化合物 A , B 的结构, 并写出各步反应式。
7.26某酯 A(C
5
H
10
O
2
), 用乙醇钠的乙醇溶液处理, 得到另一个酯 B(C
8
H
14
O
3
)。 B 能使溴
水褪色。 将 B 用乙醇钠的乙醇溶液处理后, 再与碘乙烷反应, 又生成另一个酯
C(C
10
H
18
O
3
)。 C 和溴水在室温下不发生反应。 把 C 用稀碱水解后再酸化, 加热得到
一个酮 D(C
7
H
14
O)。 D 不发生碘仿反应, 用锌汞齐还原则生成 3-甲基己烷。 试推测
化合物 A , B , C , D 的结构, 并写出各步反应式。
7.27分离下列混合物。
(1) (1) 丁酸和丁酸丁酯
(2) (2) 苯甲醚, 苯甲酸和苯酚
(3) (3) 丁酸, 苯酚, 环己酮和丁醚
(4) (4) 苯甲醇, 苯甲醛和苯甲酸
(5) (5) 3-戊酮, 戊醛, 戊醇和戊酸
(6) (6) 己醛(沸点 161 C)、戊醇(沸点 169 C)
(7) (7) 正溴丁烷、正丁醚、正丁醛
(8) (8) 2-辛醇、2-辛酮、正辛酸
习题解析
7.1
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