101第1章结构与性能概论 (2)一卤甲烷(CH,一X)中的碳卤键(X=F,C1,Br,ID (3)乙烷、乙烯、乙炔中的碳碳键。 解:(I)CH,CH,一H>CH:CH-H>CH=C一H(键长随碳杂化轨道s轨道成分的增加而 减小) (2)H,C一>H,C-Br>H,C一C>H,C-F(成键原子的半径大,电负性小,键长长) (3)H,CCH,>H.C一CH:>HC=CH(键长随成键数的增加而减小) [知识点]键长与杂化轨道的关系。 1一8将下列各组化合物按酸性由强到弱排列。 (1)A.HC=CH B.HC-CH C.H,C-CH2 D.HO (2)A.CH,CHFCOOH B.CH,CHCICOOH C.BrCH.CH.COOH D.CH,CHBrCOOH 解:(1)D>A>C>B (C一日键中C原子的杂化轨道中的s成分越多,吸电子能力越强,氢的酸性越强) (2)A>B>D>C(-I效应:F>CID>Br) [知识点]酸性判断:诱导效应。 1-9下列物种哪些是:(1)亲核试剂,(2)亲电试剂,(3)既是亲核试剂又是亲电试剂? CI.H2O,HT,AlCl,CH,OH.Br,Fe.NO,.H2C CH:,HCHO,CH, CH,C=N CH,.CH,.ZnCl,Ag",BF, 解:(1)亲核试剂:C,HO.CH,OH,H,CCH,CH,CH,C=N,HCHO. (2)亲电试剂:AICl,Br,Fe,+NO,HCHO,CH,ZnCl,Ag,BF,CH,C=N : (3)既是亲核试剂又是亲电试剂:HCH和CH,C-N:,因为分子中碳是亲电试剂,氧和氮 是亲核试剂。 [知识点]亲电试剂:亲核试剂。 1一10按质子酸碱理论,下列化合物哪些是酸?哪些是碱?哪些既是酸又是碱? NH.CN-.HS-,HBr,H,O.NH:.HCO: 解:酸:HS,HB,HzO,HCO,NH,NH :NHCN.HO.HS.HCO 既是酸又是碱:HS,HCO,H,O,NH [知识点]质子酸碱理论。 1-11按Lewis酸碱理论,在下列反应中,哪个反应物为酸?哪个反应物为碱? (1)CN-+H,O→HCN+OH (2)H:C-0+BF,-H:C-O BF (3)H.O+CH,NH:=CH,NH,+OH (4)4NH+Cr+→Cu(NH) (5)COCl +AICh-+COCI+AICl
习题解答111■ (6)1+1→1 解:(I)CN+H,O→HCN+OH (2)HC-0+F,一H,C-OBF (3)H.O+CH,NH,CH,NH,+OH 酸 (4)4NH,+Cu+Cu(NH,) 碱 (5)+AICh-COCI+AICI (6)1+1F→1国 酸碱 [知识点]Lewis酸硫理论。 1-12指出下列溶剂中哪些属于极性质子溶剂?哪些属于极性非质子溶剂?哪些属于非 极性溶剂? 0 (1)(CHs=0 (2)ccl (3)CH (4)HC-N(CH (5)CHOH (6)NH,(1)(7)CH-C-CH,(8)[N(CH,),]P-O 解:极性质子溶剂:(5),(6) 极性非质子溶剂:(1),(4),(7),(8) 非极性溶剂:(2),(3) [知识点]溶剂的分类 1-13矿物油(相对分子质量较大饱和烃的混合物)不溶于水或乙醇中,但可以溶于正已 烷。试解释之。 解:矿物油和正己烷结构相似,都是非极性分子,油一油、己烷一己烷和油-己烷的分子间吸 引力相似,它们易相互混溶。而水或乙醇分子间能形成氢键,分子间的引力非常强,故矿物油分 子不能克服这种氢键与乙醇或水相互渗透而溶解。 [知识点]分子间作用力,相似相溶原理。 1-14用溶剂化作用比较氯化钠在水中和在二甲亚砜中的溶解方式。 解:水是极性质子溶剂,可以通过溶剂化作用将NC1分解成相互吸引的离子,由于离子- 偶极吸引作用,Na均被水分子包围,水分子偶极的负端氧原子被Na吸引,水分子与C之间 形成了氢键。二甲亚砜也可以通过离子一偶极吸引作用对Na进行溶剂化,S一O基中的氧原 子被八a吸引,但是二甲亚砜是极性非质子溶剂,C1无法与其形成氢键,溶剂化作用很弱。因 此,盐在二甲亚砜中的溶解性比在水中小。 [知识点]溶剂化作用,溶剂的极性 1-15在常温下,下列反应不能发生,请解释原因
121第1章结构与性能概论 CH,+2→CHI+HI C-H,1一1,C-1,H-1键键解离能分别为427 kJ.mol,151 kJ.mol1,222kJ·mol和 297 kI.mol 解:烷烃的卤代反应是自由基型反应,在反应中键的断裂需要吸收能量为 427(C-H)kJ.mol+151(I-I)kJ-mol-1=578 kJ-mol- 键的形成放出的能量为 222(C-1)kJ.mol1+297(日-IDk小·mol1=519k小·mol 反应焓△H=578kJmo1一519kJ·mol1=59k小·mol1,故反应为吸热反应。反应物与产物 结构相似,△S影响不大。△G与△H均大于零,反应不能发生。 [知识点]反应焓的计算 1-16乙醇和二甲醚,哪个焓值低? 键解离能:CC,C-H,C-O和O-H键分别为356k·molt,414 kJ.mol-,360k· mol和464 kJ.mol 解:C,HOH中总键能为 356(C-C)kJ.mol-1+5X414(5C-H)kJ.mol-1+360(C-O)kJ.mol +464(O-H)kJ.mol-1=3 250 kJ.mol- (CH,):O中总键能为 6×414(6C-H)kJ·mol1+2×360(2CO)kJ·mo1=3204kJ·mol 乙醇中有更高的键能,要分解为它的组成元素需要的能量高,形成时的烙则低。 [知识点]能量计算:焓。 1一17下列物质是否有共轭酸和共轭碱?如有,请分别写出。 (1)CH,NH2 (2)CH) (3)CH,CHOH (4)H (5)CH (6)CH2-CH2 解:共轭酸:(1)CHNH,(2)CHOH,(3)CHCH OH,(4)H,(5)CH,(6)CHCH 共轭碱:(I)CHNH,(2)无,(3)CH,CH,O,(4)无,(5)无,(6)CH,一CH [知识点]共轭酸碱。 1-18将下列物种按碱性由强至弱排列成序。 (1)CH,CH (2)C.H.O (3)-OH (4)HC-C (5)HN 解.(1)>(5)>(4)>(2)(3) 通过比较其共轭酸的酸性来比较共轭碱的碱性。共轭酸酸性强,其共轭碱的碱性弱。 [知识点]碱性强弱判断。 1-19下列极限式中,哪个式子是错误的,为什么? DH,C-CH-CH一cH-cH-GH一△
1习题解答113 (2)H,C-CH-CH:,←一CH,CHCH一CH.CHCH (3)CH-=N:一cH-N-:一eH-N-:一CH-N- A 解:(1)C(原子核位置发生改变) (2)C(单电子数不等) (3)C(中间N外层电子多于8个) [知识点]共振极限式的书写规则
第2章分类及命名 D。学习重点 1.官能团、官能团的名称、官能团的结构。 2.常见有机化合物的普通命名(习惯命名)。 3.系统命名法:官能团优先顺序,最低系列原则和次序规则 4.较复杂化合物用“化学介词”命名。 》。专题讨论与拓展 1.关于官能团的讨论 官能团是分子中比较活泼、易发生化学反应的原子和基团。 大多数官能团是极性键或含有极性健,如卤代烃(C一X)、醇(C-OH)、醚(CO一C)、醛 (C一H)、羧酸(C一OH)等。这些极性键很容易受亲电试剂、亲核试剂“攻击”,发生化学反 应。因此,某些化学性质比母体化合物烷烃活泼得多。官能团的极性键还可以增加分子间作用 力,甚至产生氢键,因此,官能团对有机化合物的物理性质也起着关键作用。 2.系统命名法与IUPAC命名法 系统命名法是根据IUPAC命名法的原则结合中国汉字的特点而制定的命名方法,两者不 完全相同。例如,命名时取代基列出顺序,系统命名法是按“次序规则”列出,而UPAC命名法 是按取代基英文字母顺序列出: CH,CH,CHCHCH.CH, 系统命名:3-甲基一4-乙基己烷 HC CH.CH, IUPAC命名:3-ethyl-4-methyl hexan IUPAC于1993年的A Guide to IUPAC Nomenclature of Organic Com pounds推荐:标i记 取代基和官能团位次的数字直接写到相应的取代基或官能团名称前。而中国化学会还没有这种 规定,目前系统命名仍是按中国化学会1980年的《有机化学命名原则》推荐的方法: