华东理工大学有机化学考研练习题及答案.docx
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华东理工大学有机化学考研练习题及答案
第一章绪论
1.以下化合物是否有极性?
若有试用“
”标记标明偶极矩方向。
(醇醚O以sp3
杂化)
解答:
2.根据S与O的电负性差别,H2O与H2S相比,哪个有较强的偶极-偶极作用力或氢键?
答案:
电负性O>S,H2O与H2S相比,H2O有较强的偶极作用及氢键。
3.预测下列各对物质的酸性相对强弱。
(1)H3O+和N+H4
(2)H3O+和H2O(3)N+H4和NH3(4)H2S和HS-(5)H2O和OH-
解答:
(1)H3O+>N+H4
(2)H3O+>H2O(3)N+H4>NH3(4)H2S>HS-(5)H2O>OH-
4.把下列各组物质按碱性强弱排列成序。
解答:
5.下列物种哪些是亲电试剂?
哪些是亲核试剂?
解答:
亲电试剂H+,Cl+,RNH3+,NO2+,R―C=O+
亲核试剂H2O,CN-,RCH2-,OH-,NH2-,NH3,RO-
第二章烷烃
1.用中文系统命名法命名或写出结构式。
(5)四甲基丁烷(6)异己烷
解答:
(1)2,6,6-三甲基-3-乙基辛烷。
有几种等长的碳链可供选择时,选择含有支链数目最多的碳链为主链,并让支链具有最低位次。
(2)3,3,4,5-四甲基-4-乙基庚烷。
选择最长的碳链为主链。
(3)2,6,7-三甲基壬烷。
从距支链最近的一端开始编号。
(4)3-甲基-4-异丙基庚烷
2.不要查表试将下列烃类化合物按沸点降低的次序排列。
(1)2,3-二甲基戊烷
(2)正庚烷(3)2-甲基庚烷(4)正戊烷(5)2-甲基己烷
解答:
(3)>
(2)>(5)>
(1)>(4)。
烷烃的沸点随相对分子质量增加而明显提高。
此外,同碳数的各种烷烃异构体中,直链的异构体沸点最高,支链烷烃的沸点比直链的低,且支链越多,沸点越低。
3.写出下列烷基的名称及常用符号。
(1)CH3CH2CH2―
(2)(CH3)2CH―(3)(CH3)2CHCH2―
(4)(CH3)3C―(5)CH3―(6)CH3CH2―
解答:
(1)正丙基(n-Pr-)
(2)异丙基(i-Pr-)(3)异丁基(i-Bu-)
(4)叔丁基(t-Bu-)(5)甲基(Me-)(6)乙基(Et-)
4.某烷烃的相对分子质量为72,根据氯化产物的不同,试推测各烷烃的构造,并写出其构造式。
(1)一氯代产物只能有一种
(2)一氯代产物可以有三种
(3)一氯代产物可以有四种(4)二氯代产物只可能有两种
解答:
(1)(CH3)4C
(2)CH3CH2CH2CH2CH3(3)CH3CH2CH(CH3)2(4)(CH3)4C
5.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。
解答:
(3)、(6)等同;
(2)、(5)构造异构;
(1)、(4)构象异构
6.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?
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
。
(2)用Cl2。
只有一种氢,氯原子反应活性高。
7.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。
8.以C2与C3的σ键为轴旋转,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。
解答:
2,3-二甲基丁烷有四个典型构象式,2,2,3,3-四甲基丁烷有二个;前者最稳定的构象式为
。
9.试将下列烷基自由基按稳定性大小排列成序。
解答:
(4)>
(2)>(3)>
(1)
10.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:
重复
(2)、(3)。
解答:
ΔH=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.完成反应式(在标有*的括号内注明产物构型)
(1)
(2)
*
解答:
(1)
。
Cl+进攻双键,生成
中间体较稳定。
(2)
。
反应为顺式加成。
2.下列化合物氢化热最小的是()。
A.
B.
C.
D.
解答:
B
3.下列化合物中最稳定的是()。
A.
B.
C.
解答:
A
4.排列碳正离子稳定性顺序()
解答:
A>C>D>B
A有芳香性;B叔碳正离子,但碳骨架难以形成平面结构,故不稳定;
C烯丙基碳正离子,P-π共轭使之稳定,
5.写出下列转变的机理:
(1)
(2)
解答:
(1)溴鎓离子中间体。
Br-或Cl-从环鎓离子反面加成。
(2)
6.化合物A与HBr加成的重排产物是:
A.
B.
C.
D.
解答:
C。
7.解释下列两反应的加成位置为何不同?
解答:
碳正离子稳定性:
—CF3基团有强的吸电子诱导效应,使碳正离子不稳定。
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。
8.某化合物A,分子式为C10H18,经催化加氢得化合物B,B的分子式为C10H22。
化合物A与过量KMnO4溶液作用,得到三个化合物:
试写出A可能的结构式。
解答:
A可能的结构式为:
第四章炔烃二烯烃红外光谱
1.简要回答问题:
为什么CH≡CH的酸性大于CH2=CH2的酸性?
解答:
CH≡CH中碳原子以sp杂化,电负性较大;CH2=CH2中碳原子以sp2杂化。
CSP—H键极性大于CSP2—H键
2.用共振论解释1,3-丁二烯的1,2-和1,4-加成。
解答:
3.写出1,3-丁二烯及1,4-戊二烯分别与1molHBr或2molHBr的加成产物。
答案:
4.用化学方法区别下列各组化合物。
(1)丙烷、丙烯和丙炔
(2)1-丁炔,2-丁炔和1,3-戊二烯
解答:
(1)Br2/CCl4;Ag(NH3)2NO3,
(2)顺丁稀二酸酐;Ag(NH3)2NO3,
5.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。
6.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。
7.以乙炔、丙烯为原料合成:
解答:
8.某化合物A的分子式为C5H8,在液氮中与NaNH2作用后,再与1-溴丙烷作用,生成分子式为C8H14的化合物B,用KMnO4氧化B得分子式为C4H8O2的两种不同的酸C和D。
A和稀H2SO4/HgSO4水溶液作用,可生成酮E(C5H10O)。
试写出A-E的构造式。
解答:
A的不饱和度为2。
从可与NaNH2反应后再与1-溴丙烷反应来看。
A应为端炔。
从B氧化得到两种不同的酸来看,A应有支链,推测为:
9.用红外光谱区别
和
解答:
在1715cm-1处有一强吸收峰,在2720cm-1处有两个弱吸收峰;
在1710cm-1处有一强吸收峰。
根据2720cm-1的峰可区别两个化合物。
10.如何用IR光谱区别环己醇和环己酮?
解答:
环己醇在3200~3600cm-1处有强而宽的吸收峰;环己酮在1720cm-1处有强的吸收峰。
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。
2.用化学方法鉴别下列化合物,并写出有关反应:
A.
B.
C.
D.
解答:
3.写出
的最稳定的构象。
解答:
。
环己烷最稳定的构象为椅式,大基团在e键能量低。
4.比较下列两组化合物的稳定性。
解答:
第六章单环芳烃
1.比较稳定性大小:
(1)
(2)
解答:
(1)a>b>c>d
(2)a>b>c
2.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。
3.用箭头标出下列化合物硝化反应主要产物位置:
解答:
硝基取代在电子云密度较大的环上,并结合定位规律。
4.用简单的化学方法鉴别:
,
,
,
解答:
能使Br2/CCl4褪色的为
和
,与顺丁烯二酸酐产生白色沉淀的为
。
混酸硝化后有黄色油状物产生的为
。
.
5.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。
6.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:
7.以甲苯为原料合成邻硝基甲苯
解答:
8.某芳烃的分子式为C16H16,臭氧化分解产物为C6H5CH2CHO,强烈氧化得到苯甲酸。
试推断该芳烃的构造。
解答:
順式或反式
9.溴苯氯代后分离得到两个分子式为C6H4ClBr的异构体A和B,将A溴代得到几种分子
式为C6H3ClBr2的产物,而B经溴代得到两种分子式为C6H3ClBr2的产物C和D。
A溴代后所得产物之一与C相同,但没有任何一个与D相同。
推测A,B,C,D的结构式,写出各步反应。
答案:
第七章多环芳烃和非苯芳烃
1.环戊二烯为什么可以与Na反应?
解答:
环戊二烯负离子具有芳性,稳定;故环戊二烯的氢酸性较强,可与Na反应。
2.环庚三烯中的CH2上的H的酸性要比典型烯丙基H的酸性小
解答:
无芳性,不稳定。
负离子较稳定。
3.蓝烃的结构式为
,判断其是否有芳性;如有,亲电取代反应发生在几元环上?
解答:
为偶极分子:
,有芳性。
亲电取代反应发生在电子云密度大的五元环上。
4.下列化合物有芳香性的是()。
解答:
A、E、F。
芳香性的判断:
休克尔规则,Π电子数满足4n+2,适用于单环、平面、共轭多烯体系。
对于多环体系,处理如下:
5.分子式为C8H14的A,能被高锰酸钾氧化,并能使溴的四氯化碳溶液褪色,但在汞盐催化
下不与稀硫酸作用。
A经臭氧化,再还原水解只得到一种分子式为C8H14O2的不带支链的
开链化合物。
推测A的结构,并用反应式加简要说明表示推断过程。
解答:
即环辛烯及环烯双键碳上含非支链取代基的分子式为C8H14O2的各种异构体,例如以上各种异构体。
第八章立体化学
1.下列化合物中,有旋光活性的为()。
解答:
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。
2.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。
3.考察下面的Fischer投影式,这两种化合物互为()。
(A)同一种化合物(B)对映体(C)非对映体(D)立体有择
解答:
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。
4.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。
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%。
6.
解答:
。
中间体碳正离子为平面结构,产物各占50%。
7.画出S-2-甲基-1-氯丁烷的结构式,其在光激发下与氯气反应,生成的产物中含有2-甲基-1,2-二氯丁烷和2-甲基-1,4-二氯丁烷,写出反应方程式,说明这两个产物有无光学活性,为什么?
解答:
在光激发下,烷烃与氯气的反应为自由基取代反应,中间体为碳自由基。
碳自由基中间体的平面结构,导致产物可以有两种构型,各占50%。
8.某芳烃A,分子式为C9H12,在光照下与不足量的Br2作用,生成同分异构体B和C(C9H11Br)。
B无旋光性,不能拆开。
C也无旋光性,但能拆开成一对对映体。
B和C都能够水解,水解产物经过量KMnO4氧化,均得到对苯二甲酸。
试推测A、B、C得构造式,并用Fischer投影式表示C的一对对映体,分别用R/S标记其构型。
解答:
分子的不饱和度为4,含有一个苯环。
由最后生成对苯二甲酸可以判断出苯环对位二取代。
初步确定分子的结构为:
。
在较高温度或光照射下,烷基苯与卤素作用,芳烃的侧链卤化。
则C为:
9.一光学活性体A,分子式为C8H12,A用钯催化氢化,生成化合物B(C8H18),B无光学活性,A用Lindlar催化剂(pd/BaSO4)小心氢化,生成化合物C(C8H14)。
C为光学活性体。
A在液氨中与钠反应生成光学活性体D(C8H14)。
试推测A、B、C、D的结构。
解答:
化合物A中含有碳碳叁键和碳碳双键,叁键不能位于端基,A是光学活性体,其中应含有手性碳原子:
。
A还原到B,光学活性消失,说明A中C*与不饱和键相连。
所以A的结构应为:
。
第九章卤代烃
1.完成下列反应:
解答:
2.下列化合物中,可用于制备相应的Grignard试剂的有()。
A.
B.
C.
D.
解答:
B
3.下列化合物中,既能进行亲电取代反应,又能进行亲核取代反应的是:
A.
B.
C.
D.
解答:
D。
芳环能进行亲电取代,卤代烃可进行亲核取代。
4.用以下方法合成甲基叔丁基醚为什么不能成功?
解答:
CH3ONa为强碱,叔卤代烃易消除。
5.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。
A.
B.
C.
D.
解答:
A>B>C>D。
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。
6.下列化合物中哪一个最容易发生SN1反应?
A.
B.
C.
解答:
C
7.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-
解答:
A。
若亲核原子相同,则碱性与亲核性一致。
8.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:
A>B>C>D。
位阻越小反应越易进行。
9.化合物
在丙酮-水溶液中放置时会转变为相应的醇,试从下面选项中选出此醇的正确构型,并说明理由。
(1)构型保持不变
(2)构型翻转(3)外消旋化(4)内消旋化
解答:
(2)。
该碘烷在丙酮-水溶液中放置会发生SN2反应,生成相应的醇,构型进行了翻转。
10.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。
11.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。
,
12.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:
消除时,cis-可直接与β-H反式共平面消除:
trans-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。
顺式快于反式。
13.用简单的化学实验方法区别下列各组化合物:
氯乙烯,氯乙烷,烯丙基氯,苄基氯
解答:
卤原子相同时,不同类型的卤代烃其卤原子的活泼性大小为:
苄基型卤代烃、烯丙基型卤代烃>卤代烷>卤苯型卤代芳烃、乙烯型卤代烯烃。
利用不同的卤代烃与AgNO3溶液的反应速率不同来区别。
14.某烃(A)分子式为C4H8,在常温下与Cl2反应生成分子式为C4H8Cl2的(B),在光照下与Cl反应生成分子式为C4H7Cl的(C),(C)与NaOH/H2O作用生成(D)(C4H8O),(C)与NaOH/C
2H5OH反应生成(E)(C4H6),(E)与顺丁烯二酸酐反应生成(F)(C8H8O3),写出A~F的结构式及相应的反应式。
解答:
15.某烃为链式卤代烯烃(A),分子式C6H11Cl,有旋光性,构型S。
(A)水解后得B,分子式C6H11OH,构型不变。
但(A)催化加氢后得(C),分子式为C6H13Cl,旋光性消失,试推测A、B、C的结构。
解答:
A的不饱和度为1,含有一个双键。
A经过催化加氢后分子的旋光性消失,说明加氢后手性碳原子消失了。
双键CH2=CH—催化加氢后变成CH3CH2—,则原来的手性碳原子上应该有一个CH3CH2—基团。
所以初步判断A的结构为:
构型为S。
A,B,C的结构如下:
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:
D>A>B>E>C。
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。
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.如何除去1-溴丁烷中少量的正丁醇?
解答:
在此混合物中加入冷浓H2SO4
3.合成:
解答:
利用Grignard试剂来进行增碳。
4.合成:
解答:
在进行Grignard反应时,注意保护羟基
5.用醇为原料合成异丙基叔丁基醚。
解答:
产物是混醚,用威廉姆森制醚法。
注意:
不能用叔卤代烃与醇钠反应。
不能用两种醇分子之间酸性脱水制备混醚,因为得到的是混合物,难分离,无合成意义。
6.写出下列反应的机理:
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。
第十一章酚和醌
1.比较下列化合物的酸性大小:
()
解答:
d>c>a>b。
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。
2.解释下列现象:
(1)酚中的C-O键长比醇中的C-O键长短。
(2)
(104℃)熔点比
(172℃)的小许多。
解答:
(1)酚中的氧原子直接连在sp2杂化C上,氧的杂化状态也为sp2杂化,为平面结构,因此氧上的孤对电子就能与苯环Π电子发生p-Π共轭,使C-O键具有部分双键特性。
另外sp2杂化的氧s电子云成分比sp3要高,所以sp2电子云距原子核更近。
而醇中的C-O键的形成是由C-sp3杂化轨道与O-sp3杂化轨道头对头重叠而成,所以形成σ单键键长比Csp2—Osp2键长要长些。
此题关键是要了解氧原子与不同杂化碳成键时氧的杂化状态也不同,由此引起不同的电子效应,使得分子中化学键的性质亦有所不同。
结构决定化合物的性质。
弄清化合物结构能帮助了解化合物的性质。
(2)分别形成分子内氢键、分子间氢键
3.用简便化学法分离A:
α-萘酚和B:
α-甲基萘的混合物。
解答:
酚有弱酸性,可溶于氢氧化钠,利用此性质将二者分离
4.一个学生试图从邻甲基苯酚按下面路线合成邻甲氧基苯甲醇,但几乎没有收率,这条路线错在哪里?
解答:
错误在第一步。
由于酚在强氧化剂作用下也非常容易被氧化。
将反应路线稍加改进,即可得预计产物。
先保护酚羟基成醚,因为醚键对氧化剂、还原剂、碱有特殊的稳定性。
改进方法:
回答此题的关键在于知晓官能团的不同特性。
必须考虑到试剂对不同官能团的影响。
官能团的保护在有机合成中的应用非常普遍。
5.由
解答:
由于苯酚与Br2反应不易控制,苯酚易被Br2氧化,且有邻、对位多种取代物,不易分离。
先对酚羟基进行保护,再用磺酸基进行占位,降低芳环上亲电取代活性,确保在芳环溴代时只进行一取代反应,并且是在烷氧基的邻位。
最佳路线是:
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:
a>b>c。
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。
2.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。
3.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。
4.用化学方法鉴别:
解答:
5.利用什么波谱分析法可以区别化合物PhCH=CHCH2OH和PhCH=CHCHO,简述原因。
解答:
可用红外光谱鉴别,原因:
前者OH在3200~3500cm-1处有强而宽的吸收峰;后者-CHO的羰基在1700cm-1处有一强吸收峰,在2720cm-1处有两个弱而特征的吸收峰。
6.由
合成
解答:
此题是一个增碳反应,同时增碳的部分存在不饱和键。
如果用格氏试剂增碳生成产物为醇,醇脱水有两种β-H可消除,产物不单一,因而考虑用炔钠和伯卤烷反应来增碳。
但不论何种方法都涉及到羰基的保护问题。
7.
解答:
产物为不饱和醇,可以通过羟醛缩合反应先生成α,β-不饱和醛,而后还原得到产物。
8.写出下面反应的机理:
解答:
9.写出下面反应的机理:
解答:
10.化合物A、B分子式均为C10H12O。
IR在1720cm-1均有强吸收峰,1H-NMR(δ,ppm):
A:
7.2(5H),3.6(单峰,2H),2.3(四重峰,2H),1.0(三重峰,3H);B:
7.1(5H),2.7(三重峰,2H),2.6(三重峰,2H),1.9(单峰,3H)。
试写出的构造式,并指出1H-NMR化学位移的归属。
解答:
A.
,B.
不饱和度f=5>4,有苯环;IR:
1720cm-1有C=O;
A:
7.2(5H)为苯环单取代;3.6(单峰,2H)为-CH2—;2.3(四重峰,
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- 华东理工大学 有机化学 考研 练习题 答案