大学有机化学练习题—第四章 芳烃
第四章芳烃_有机化学及实验
第四章芳烃一基本要求1、掌握芳烃的分类、命名和结构。
2、掌握芳烃的化学反应：氧化反应、加成反应和取代反应，重点学习芳香族化合物的亲电取代反应理论。
3、掌握芳烃亲电取代反应中的定位效应。
三类定位基的特点极其理论解释以及利用定位效应于有机合成中。
4、了解芳烃的一些物理性质和光谱特征，特别是苯环的各向异性效应在解析1HNMR谱图方面的应用。
5、了解芳香族亲电取代反应的机理和实例，学会运用付-克反应处理有机化学中的分析、合成问题。
二基本概念苯的凯库勒结构，离域结构，共振结构，休克尔规则，自由基加成，亲电取代反应，亲核取代反应，付-克反应，第一类定位基，第二类定位基，第三类定位基，共轭效应(C)，诱导效应(I)。
三重点与难点提示1苯的离域结构：苯具有平面正六边形结构，每两个相邻碳原子之间的距离是一样的，分子中每个碳原子都以sp2 杂化轨道分别与一个氢和两个碳以σ键结合，3个σ键之间的夹角都是120°，每个碳还剩一个p电子，处于和苯环平面相垂直的p轨道上。
6个p轨道彼此重叠，互相贯通成圆环。
由于苯分子的这种对称性排列，电子云是平均分布在整个环上的，6个p电子发生离域形成环状大л键(见图4.1)。
图4.1苯的离域л分子轨道2、苯的共振结构共振论认为许多化合物可以用一个结构式表示其结构，例如乙烯C CHH。
但有一些化合物却不能用单一的结构式精确表示其结构。
它的真实结构是由多个共振结构式共振而成的共振杂化体。
例如，苯的真实结构可以认为主要是由下列共振结构式共振而成的共振杂化体。
共振结构式之间用双箭头“”连接。
+_共振论认为共振结构式符合下列规定：（1）各共振结构式中原子位置无任何变动，且成对或未成对的电子数也应相同，它的差别在于电子的分布。
例如：CH 3CCH 3OCH 3C CH 2OH CH 2CHCH 2CH 2CH CH 2CH 2CHCH 2CH 2CHCH 2CH 3COOCH 3COO（2）能量越低越稳定的共振结构在共振杂化体中占较大的分量，它们的贡献越大。
第四章 芳香烃
目录△
2 、萘的一般性状
无色晶体 m.p 80.55℃ b.p 218℃ ，易升华
3、萘的化学性质
（1） 亲电取代
萘的亲电取代反应比苯易进行
Cl + Cl2 I2 , C6H6 + HCl
Br + Br2 CCl4 + HBr
第四章 芳 香 烃
目录△
NO2 + HNO3 H2SO4
SO 3H 0-60 75-80 % + H2SO4 160 75-80 %
COOH
注意：没有α-H的侧链不被氧化，如叔丁苯不能使高锰酸钾褪色 第四章 芳 香 烃
目录△
激烈条件下苯环也可以被氧化
O + O2 V2O5 450-500o O O
第四章 芳 香 烃
目录△
第四节
卤代： X2 + FeX3
苯环上亲电取代反应历程
X+
+ FeX4
一、 正离子的形成
亲电离子
硝化： 2H2SO4 + HNO3
CH2COOH
1. 萘的结构
萘分子中碳原子和氢原子都在同一平面内，碳－碳键的长度 不全相等，但与苯相近。
142
pm
136
pm
140 pm
123
第四章 芳 香 烃
目录△
萘分子中碳原子和氢原子都在同一平面内，碳－碳 键的长度不全相等，但与苯相近。 萘的共振式为：
共振能为 251.2 kJ/mol
第四章 芳 香 烃
薁
目录△
第一节 苯的结构
一 、苯的凯库勒（kekule）式
苯是一个很稳定的化合物，分子式为C6H6，起反应时， 六个碳原子作为一个整体转移到新化合物中，其一元取代 物只有一种，这说明其中六个H是相同的。据此，1865年 kekule 提出了苯的环状构造式。
芳烃知识点及试题(化学竞赛用)
芳烃知识解读【知识点1】芳烃的分类、结构、命名、物理性质1、芳烃的分类按照其结构可以分为单环芳烃和多环芳烃。
单环芳烃包括苯及其同系物、乙烯苯和乙炔苯等；多环芳烃根据苯环的连接方式，又可在分为三类：联苯（）、多苯代脂肪烃、和稠环烃（）。
2、苯的结构根据现代物理方法如X射线衍射法、光谱法等证明了苯分子是一个平面六边形构型，键角都是120°，碳碳键的键长都是0.1397nm。
苯分子里6个碳原子都以sp2杂化方式分别与2个碳原子形成碳碳σ键、与1个氢原子形成碳氢σ键，由于碳原子是sp2杂化，所以键角是120°，并且6个碳原子和6个氢原子都在一个平面内。
另外，苯环上6个碳原子各有一个未参加杂化的2p轨道，它们垂直于环的平面，相互重叠形成大π键。
每个碳碳键的键长相等，其数值介于碳碳单键和碳碳双键之间。
图1 苯分子的σ键图2 碳原子的p轨道3、芳烃的命名（1）单环芳烃以苯环为母体，烷基作为取代基，称“某烷基苯”，烃基复杂时，也可把苯当作取代基：甲苯苯乙烯（乙烯苯）苯乙炔（乙炔苯）CH=CH1,2-二苯乙烯（2）有两个或多个取代基时，须注明相对位次：邻二甲苯 间二甲苯1,2-二甲苯 1,3-二甲苯 1,4-二甲苯o-二甲苯 m-二甲苯 p-二甲苯（3）三个基团相同时：连三甲苯 偏三甲苯均三甲苯1,2,3-三甲苯 1,2,4-三甲苯1,3,5-三甲苯（4）苯取代基不同时，一般用数字表示位次：OH CHONH 2OH2Br2-氨基-5-羟基苯甲醛 3-氨基-5溴苯酚（5）多元取代基的芳烃衍生物①-NO 2、-NO 、-X 只作取代基而不作母体；②-NH 2、-OH 、-CHO 、-COOH 则看作一类化合物，苯看作取代基；③当环上有多种取代基时，选好母体，依次编号，母体选择顺序如下：-N +R , -COOH , -SO 3H , -COOR , -COX, -CONH 2 , -CN , -CHO , -COR , -OH , NH 2 , -OR - , -R, -X间二硝基苯 苯酚 对氯苯酚（6）几个重要的基团苯基（Ph ）：苯环上消去一个氢原子剩余的基团C 6H 5—苄基（Bz ）：甲苯上的甲基消去一个氢原子剩余的基团C 6H 5CH 2—芳基（Ar ）：芳烃分子的芳环上消去一个氢原子剩余的基团4、芳烃的物理性质芳香烃不溶于水，但溶于有机溶剂。
有机化学41
第四章 芳 香 烃Ⅰ 学习要求1. 熟练掌握用系统命名法命名芳香烃和芳香族化合物。
2. 掌握和熟练应用芳环的亲电取代反应及侧链氧化反应。
3. 了解亲电取代反应的影响因素，熟练应用亲电取代反应定位规律判断反应的主要产物，芳环的化学活性和确定合成路线。
4. 了解芳香性的概念，掌握休克尔规则，熟练应用休克尔规则判断环状共轭烯烃有无芳香性。
Ⅱ 内容提要一．苯的结构与芳香性1．苯的分子式为C 6H 6，有较大的不饱和性。
苯分子中每个碳原子以sp 2杂化轨道与相邻的两个碳原子组成碳碳σ键，与一个氢原子组成碳氢σ键，六个碳原子和六个氢原子都在同一平面内，构成平面六边形。
六个碳原子上各自未杂化的含有单电子的且垂直于环平面p 轨道，相互轴向平行重叠形成闭合的离域大π键。
2．苯分子中碳碳键长完全平均化，形成的完全离域的闭合共轭体系，其离域能为150kJ ·mol ﹣1，使得苯环具有很好的热力学稳定性。
在通常的反应条件下，苯环的结构保持不变，不易被氧化，不易被加成，较易于发生苯环上的取代反应。
3．苯环上具有较多的π电子且具有较大的可极化性，可与缺电子的亲电试剂作用，发生亲电取代反应。
苯环上连有供电子基（致活基团）时，亲电取代反应活性增加，主要产物为邻、对位取代产物；苯环上连有吸电子基（致钝基团）时，亲电取代反应的活性降低，主要产物为间位取代产物。
4．苯分子的特定结构及特殊性质称为芳香性，芳香性是芳香烃化合物的共性，其他芳环具有和苯环相似的化学性质。
如果符合以下两点条件，则该体系具有芳香性：①具有平面环状的闭合共轭体系。
②该闭合共轭体系中离域的π电子数等于(4n + 2)个（n = 0,1,2,3…。
一般n ≤6）。
这就是休克尔(Hückel)规则。
二．芳烃的化学性质1．苯环上的亲电取代反应FeX 3NO 2S O 3H X AlCl 3R (RCO)2AlCl 3COR+ X 2+ 浓HNO + 浓H 2SO + R X+ RC OX卤代反应，反应不可逆，通常用Cl 2，Br 2。
大学有机化学习题及答案
大学有机化学习题及答案work Information Technology Company.2020YEAR第一章绪论1.1 扼要归纳典型的以离子键形成的化合物与以共价键形成的化合物的物理性质。
1.2NaCl与KBr各1mol溶于水中所得的溶液与NaBr及KCl各1mol溶于水中所得溶液是否相同？如将CH4 及CCl4各1mol混在一起，与CHCl3及CH3Cl各1mol的混合物是否相同为什么答案： NaCl与KBr各1mol与NaBr及KCl各1mol溶于水中所得溶液相同。
因为两者溶液中均为Na+ , K+ , Br－, Cl－离子各1mol。
由于CH4 与CCl4及CHCl3与CH3Cl在水中是以分子状态存在，所以是两组不同的混合物。
1.3 碳原子核外及氢原子核外各有几个电子它们是怎样分布的画出它们的轨道形状。
当四个氢原子与一个碳原子结合成甲烷（CH4）时，碳原子核外有几个电子是用来与氢成键的？画出它们的轨道形状及甲烷分子的形状。
答案：C+624H CCH 4中C 中有4个电子与氢成键为SP 3杂化轨道,正四面体结构CH 4SP 3杂化2p y2p z2p x2sH1.4 写出下列化合物的Lewis 电子式。
a. C 2H 2b. CH 3Clc. NH 3d. H 2Se. HNO 3f. HCHOg. H 3PO 4h. C 2H 6i. C 2H 2j. H 2SO 4 答案：a.C C H H H HCC HH HH或 b.H C H c.H N HHd.H S He.H O NO f.O C H Hg.O P O O H H Hh.H C C HHH H HO P O O H HH或i.H C C Hj.O S O HH OH H或1.5 下列各化合物哪个有偶极矩？画出其方向。
a. I 2b. CH 2Cl 2c. HBrd. CHCl 3e. CH 3OHf. CH 3OCH 3 答案：b.ClClc.HBrd.He.H 3COHH 3COCH 3f.1.6 根据S 与O 的电负性差别，H 2O 与H 2S 相比，哪个有较强的偶极-偶极作用力或氢键？1.7 答案：电负性 O > S , H 2O 与H 2S 相比，H 2O 有较强的偶极作用及氢键。
有机化学4第四章芳香烃
（1）、闭合离域体系
（2）、具有平面结构或接近平 面
（3）、参与共轭的π电子数符合 4n+2
轮烯
[8]轮 烯
HH
[10]轮 烯
HHHH
[14]轮 烯
[18]轮 烯
盆形
不共平面
π电子数8 不符合4n+2
π电子数10 符合4n+2
无芳香性 无芳香性
不共平面
π电子数12 不符合4n+2
无芳香性
共平面
π电子数18 符合4n+2
COCH3
HO
COOH
COOH NH2
HO
CH3CH2CCH2CHCHO O Cl
3-丁烯-2-醇 4-氧代-2-氯乙醛
4-羟基环己烷甲酸
4-羟基-3-甲氧基苯甲醛 2-氨基-5-羟基苯甲酸
3-硝基-4-羟基苯乙酮
官能团的优先顺序 见教材P93
1
α
891
7
2β
6
3
5
10
5
4
α
SO3H
2β
萘 1,5-二甲基萘 2-萘磺酸 或 β-萘磺酸
―O-， ―NH2，―NR2， ―OH（强烈活化） > ―OR，―OCOCH3， ―NHCOCH3（中等活化） > ―R， ―C6H5 >（弱活化） ― F， ―Cl， ―Br， ―I（弱钝化）
2、第二类定位基（间位定位基）
-N+R3， -NO2，-CN， -SO3H， -CF3，-CHO，COCH3，-COOH，-COOCH3， -CONH2（强烈钝化）
Cl
H
Cl
Cl
E
O
δδ
N
《有机化学(第二版)》第4章：芳香烃
19:46
2.命名 （1）苯的一元取代物
简单的烃基命名以苯环为母体，烃基作为取代基来命名。
CH3 H3C CH3
CH3
NO 2
甲苯
乙苯
异丙苯
硝基苯
19:46
复杂烃基或其他不饱和烃基取代苯——以苯环为取 代基，侧链为母体进行命名.
CH3CHCH2CH2CH3
CH
CH2
C
CH
2-苯基戊烷
苯乙烯
苯乙炔
δ -
δ -
硝基苯 间位取代基使苯环上电子云密度下降，苯环钝化，亲电试剂 难于进攻。 NO2 量子力学计算电子云密度结果为：
0.736 0.740 0.808
19:46
5. 定位规律的应用——预测反应生成物
① 邻对位定位基——新基团进入邻、对位为主 （第一类定位基） ② 间位定位基——新基团进入间位为主 （第二类定位基）
Br
FeBr3 55~60℃
+ Br2
+ HBr
59%~65%
（主产物）
19:46
卤代反应历程
2Fe + 3Br2 Br2 + FeBr3 2 FeBr3 Br+
+ FeBr
4
H
H
+ Br+
+
Br （或
+
Br
）
σ
H
络合物
+
+ FeBr4﹣ Br
Br + HBr + FeBr3
19:46
（2） 硝化反应
α：1、4、5、8—电子云密度次之 β：2、3、6、7—电子云密度最低 γ：9、10—电子云密度最高
《有机化学》练习题与参考答案
（4）苯酚分子中，羟基属于（ ）。 A．间位定位基 B．邻位定位基 C．对位定位基 D．邻、对位定位基
（5）苯分子中碳原子的杂化方式是（ ）。 A．sp 杂化 B．sp2 杂化 C．sp3 杂化 D．sp2d 杂化
6
（6）下列基团能活化苯环的是（ ）。 A．－NH2 B．－COCH3 C．－CHO D．－Cl
（7）
基团的名称是（ ）。
A．苄基 B．苯基 C．甲苯基 D．对甲苯基 （8）下列化合物中，在 Fe 催化下发生卤代反应最快的是（ ）。
A．乙苯 B．邻二硝基苯 C．苯酚 D．氯苯 （9）在苯分子中，所有的 C－C 键键长完全相同，是因为（ ）。
A．自由基加成反应 B．亲电取代反应 C．亲电加成反应 D．协同反应
2..判断题（对的打√，错的打×） （1）炔烃比烯烃的不饱和程度大，所以炔烃更容易发生加成反应。 （2）在卤化氢中，只有 HBr 与烯烃的加成才观察到过氧化物效应。 （3）凡是具有通式 CnH2n-2 的化合物一定是炔烃或环烯烃。 （4）顺-1,2-二氯-1-溴乙烯又可命名为（Z）-1,2-二氯-1-溴乙烯。
(7)
CC
H3CH2CH2C
CH3
4.写出下列化合物的结构式。
（2） CH3CH2CHCH2CH3 CH CH2
(4) H2C CH CH C(CH3)2
H
H
(6)
CC H
H3C
CC
H
CH2CH3
（1）3-甲基环戊烯
（2）3,3-二甲基-1-己炔
（3）2,4-二甲基-1,3-己二烯 （4）3-乙基-1-戊烯-4-炔
有机化学第四章 芳香烃
1 价键理论
此时每个碳原子上剩有一 H 个未参与杂化 参与杂化的 轨道， 个未 参与杂化 的 p 轨道 ， H120° 其对称轴垂直碳环所在 平面，并彼此平行，于 两侧相互交盖重叠，形 H H 成一个闭合的π 成一个闭合的 π键 ， 这样 处于该 π 键中的 π 电子能 高度离域， 够 高度离域 ， 使 π 电子云 完全平均化。分子整体 能量降低，分子稳定。 能量降低，分子稳定。
CH3
CH3 甲苯
CH2CH3 乙苯
CH2CH2CH2CH3
CH3
CH3
CH3CH2
对二甲苯
邻甲乙苯
13
苯同系物的命名
• 3 苯环上连有三个相同基团时，用连、偏、均来 表示相对位置。 表示相对位置。 • 要求必须是三个相同基团才能用连、偏、均来表 才能用连 示此三基团的相对位置。
CH3 CH3 CH3
H H
0.110nm
0.140nm
8
• 由于苯形成了一个环状π键，使6个碳－碳键、6 个碳－氢键都相同，其碳－碳键较烷烃中短，比 烯烃中碳－碳双键长，导致其性质与烷烃、烯烃 都有较大区别，苯的这种难加成、难氧化、易取 难加成、难氧化、 代的性质，就被称为芳香性。 现在一般用
表示苯，以示苯中 个碳 个碳－ 表示苯，以示苯中6个碳－碳键并无
3 芳烃衍生物的命名
当苯环上连有－OH、－CHO、－COOH、－ 当苯环上连有－OH、－CHO、－COOH、－ 、－CHO、－COOH 、－NO 、－SO 、－X NH2、－NO2、－SO3H、－X等基团时我们又该 如何命名这样的化合物呢？ 如何命名这样的化合物呢？ 首先仍然是选择一个母体。 首先仍然是选择一个母体。 一般我们按一定的次序选择一个最优先的基团 选择一个最优先的基团， 一般我们按一定的次序选择一个最优先的基团， 并将它与苯一起作为一个完整的母体。 并将它与苯一起作为一个完整的母体。其它都作 为取代基来看。 为取代基来看。 这一次序我们称为“ 优先次序 ”，它与在烯烃一 完全没有任何关系。 章中介绍的“ 次序规则 ”完全没有任何关系。 一些常见基团的优先次序如下: 一些常见基团的优先次序如下:
2022新有机化学各章练习题
第一章 习 题1. 何为共价键的饱和性和方向性？2. 下列分子中哪些具有极性键？哪些是极性分子？（1）CH 4（2）CH 2C12（3）CH 3Br （4）CH 3OH （5）CH 3OCH 3（6）HC ≡CH 3. 按碳架形状分类，下列化合物各属哪一类化合物？ （l ） （2） （3）（4） （5） （6）4. 指出下列每个分子中存在的官能团类型：（1） （2） （3）（4） （5） （6）第二章 习 题1．用系统命名法命名下列化合物：CH 3CH CH 2OHOHCH 2CH 2CH 2NO 2H 2N NH 2OONO 2CH 3CHCH 2OHCH 3CH 2CHCOCH 3CH 3SO 3HCl COOH(3)CCH 2CH 33)2CH 3CH 2(CH 3)3C(4) (C 2H 5)2CHCH(C 2H 5)CH 2CH(CH 3)2（1）(CH 3CH 2)2CHCH 3（2）CH 3CCH 2CH 3C 2H 5CH 2CH 2CH 32．写出下列化合物的构造式：(1)由一个叔丁基和异丙基组成的烷烃； (2)含一侧链甲基,分子量为98的环烷烃；(3)分子量为114，同时含有1°、2°、3°、4°碳的烷烃。
3．写出下列化合物的结构式，如其名称与系统命名原则不符，请予以改正。
(1) 3，3- 二甲基丁烷 (2) 2，3- 二甲基-2- 乙基丁烷 (3) 4 - 异丙基庚烷 (4) 3，4- 二甲基 - 3 - 乙基戊烷 (5) 3，4，5 - 三甲基 - 4 - 正丙基庚烷 (6) 2 - 叔丁基 - 4，5 - 二甲基己烷4．相对分子质量为72的烷烃进行高温氯化反应，根据氯化产物的不同，推测各种烷烃的结构式。
(1)只生成一种一氯代产物 (2)可生成三种不同的一氯代产物 (3)生成四种不同的一氯代产物 (4)只生成二种二氯代产物 5．不查表将下列烷烃的沸点由高至低排列成序：(1) 2，3 – 二甲基戊烷 (2) 2 – 甲基己烷 (3) 正庚烷 (4) 正戊烷 (5) 环戊烷 6．写出下列化合物的优势构象(1) BrCH 2CH 2Cl (2) CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3 (3) (4) 反 -1- 甲基 - 4 - 叔丁基环己烷7．写出1，3 -二甲基环已烷和1-甲基 - 4 - 异丙基环已烷的顺、反异构体优势构象，并比较每组中哪个稳定。
有机化学 第四章 芳香烃
第四章芳香烃芳烃，也叫芳香烃，一般是指分子中含苯环结构的碳氢化合物。
现代芳烃的概念是指具有芳香性的一类环状化合物，它们不一定具有香味，也不一定含有苯环结构。
分类：芳香烃根据分子中是否含有苯环，可分为苯系芳烃和非苯系芳烃。
苯系芳烃按所含苯环的数目和结合方式分为单环芳烃、稠环芳烃和多环芳烃。
1．单环芳烃：指分子中仅含一个苯环的芳烃，包括苯、苯的同系物和苯基取代的不饱和烃。
例如：CH3CH2CH3CH=CH2苯甲苯乙苯苯乙烯2．多环芳烃：指分子中含两个或两个以上苯环的芳烃，多环芳烃根据分子中苯环的连接方式不同分为多苯代脂肪烃，联苯烃和稠环芳烃(1)多苯代脂肪烃：可以看作脂肪烃分子中两个或两个以上氢原子被苯基取代的化合物。
CH2HC CH二苯甲烷1,2-二苯乙烯(1)联苯烃：指两个或两个以上苯环分别以单键相连而成的多环芳烃例如：联苯1,4-三联苯(2)稠环芳烃：两个或两个以上苯环彼此共用两个碳原子而成的多环芳烃，例如：萘蒽菲3．非苯芳烃：指分子中不含苯环的芳香烃，例如：环戊二烯负离子环庚三烯正离子第一节单环芳烃一，单环芳烃的异构现象和命名苯是最简单的单环芳烃。
单环芳烃包括苯、苯的同系物和苯基取代的不饱和烃。
1．异构现象（1）烃基苯有烃基的异构例如：CH2CH2CH3CHCH3CH3（2）二烃基苯有三种位置异构例如：RR'RRR'R'（3）三取代苯有三种位置异构例如： R R'RRR''R''R''R'R'2. 命名（1）苯基的概念芳烃分子去掉一个氢原子所剩下的基团称为芳基(Aryl)用Ar 表示。
重要的芳基有：CH 2(C 6H 5CH 2-)苄基（苯甲基），用Bz 表示苯基， 用Ph 或 表示ф（2）一元取代苯的命名a 当苯环上连的是烷基（R-），-NO 2，-X 等基团时，则以苯环为母体，叫做某基苯。
例如：CH CH 3CH 3NO 2Cl异丙基苯叔丁基苯硝基苯氯苯b 当苯环上连有-COOH ，-SO 3H ，-NH 2，-OH ，-CHO ，-CH=CH 2或R 较复杂时，则把苯环作为取代基。
2022新第四章 芳香烃
第四章芳香烃芳香烃中“芳香”二字的由来，最初是指那些从天然的香树脂、香精油中提取而且具有芳香气味的物质，因而称为“芳香烃”或“芳烃”。
随着有机化学的发展，人们发现许多具有芳香族化合物特性的物质，却没有芳香味，而具有芳香味的化合物却不具备芳香族化合物的特性，所以“芳香烃”一词只是沿用了历史的名词。
芳香烃一般是指含有苯环结构并具有特殊化学性质的碳氢化合物。
但某些碳环烃（如环戊二烯负离子）不含苯环，却具有苯的类似性质。
因此，芳香烃是指苯及其化学性质类似于苯的化合物。
根据分子中是否含水量有苯环可将芳香烃分为两大类：苯系芳香烃（含有苯环）和非苯芳香烃。
1．苯系芳香烃：根据苯环的连接情况苯系芳香烃可分为：单环芳烃：分子中只含有一个苯环的芳烃。
多环芳烃：分子中含有两个或两个以上独立苯环的芳烃。
稠环芳烃：分子中含有两个或两个以上苯环通过共用两个相邻碳原子稠合而成的芳烃。
2．非苯芳烃：分子中不存在苯环结构，但具有与苯相似的电子结构和化学性质的芳香环，并具有芳香族化合物的共同特性。
第一节单环芳烃单环芳香烃的命名(Nomenclature of Aromati Compounds)：一般以苯环为母体，烷基作为取代基命名为某烷基苯；有多个取代基时，以某一个取代基所连的碳原子作为1编号，必须使取代基位置数字之和最小。
不同取代基时，小取代基优先。
二取代时，也可用邻、间、对表示位置。
对于复杂的取代基或不饱和碳链，则把苯作为取代基：若苯环上连有非烷基取代基时，按以下顺序命名：—SO3H, —COOH, —CHO, —CN, —OH, —NH2, —R, —NO2, —X顺序靠前的为母体，靠后的为取代基。
苯的同分异构现象更复杂，有碳链异构，取代基异构，位置异构。
苯的结构(The Structure of Benzene)：1825年从煤焦油中发现了一种无色液体，分子式为C6H6命名为苯。
但直到1931年才确定了苯的结构。
苯的结构稳定，不易发生加成反应、氧化反应，却易发生取代反应，不具备其它不饱和烃的性质。
大学有机化学答案
第二章 饱和脂肪烃2.3下列各结构式共代表几种化合物？用系统命名法命名。
a.CH 3CH CH 3CH 2CHCH 3CH CH 3CH 3 b.CH 3CH CH 3CH 2CHCH 3CH CH 3CH 3c.CH 3CH CH 3CH CH 3CH CH 3CH CH 3CH 3d.CH 3CHCH 2CHCH 3CH 3CH H 3CCH 3e.CH 3CH CH CH 2CH CH 3CH 3CH 3CH 3f.CH 3CH CH 3CH CHCH 3CH 3CHCH 3CH 3答案：a =b = d = e 为2,3,5－三甲基己烷c = f 为2,3,4,5－四甲基己烷 2.6 a b c2.9将下列化合物按沸点由高到低排列（不要查表）。
a. 3,3－二甲基戊烷b. 正庚烷c. 2－甲基庚烷d. 正戊烷e. 2－甲基己烷答案：c > b > e > a > d2.16将下列游离基按稳定性由大到小排列：a.CH 3CH 2CH 2CHCH 3 CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2b.c.CH 3CH 2C CH 3CH 3答案： 稳定性 c > a > b第三章不饱和脂肪烃3.1用系统命名法命名下列化合物a. b.c.(CH 3CH 2)2C=CH 2CH 3CH 2CH 2CCH 2(CH 2)2CH 3CH 2CH 3C=CHCHCH 2CH 3C 2H 5CH 3d.(CH 3)2CHCH 2CH=C(CH 3)2答案：a. 2－乙基－１－丁烯b. 2－丙基－１－己烯c. 3,5－二甲基－３－庚烯d. 2,5－二甲基－２－己烯 3.9 b3.11完成下列反应式，写出产物或所需试剂．a.CH 3CH 2CH=CH 2H 2SO 4b.(CH 3)2C=CHCH 3HBrc.CH 3CH 2CH=CH 2CH 3CH 2CH 2CH 2OHd.CH 3CH 2CH=CH 2CH 3CH 2CH-CH 3OHe.(CH 3)2C=CHCH 2CH 3O 3Zn H 2O,f.CH 2=CHCH 2OHClCH 2CH-CH 2OHOH答案：a.CH 3CH 2CH=CH 2H 2SO 4CH 3CH 2CH CH 3OSO 2OHb.(CH 3)2C=CHCH 3HBr(CH 3)2C-CH 2CH 3Brc.CH 3CH 2CH=CH 2BH 3H 2O 2OH －CH 3CH 2CH 2CH 2OHd.CH 3CH 2CH=CH 2H 2O / H+CH 3CH 2CH-CH 3OHe.(CH 3)2C=CHCH 2CH 3O 3Zn H 2O ,,CH 3COCH 3+CH 3CH 2CHOf.CH 2=CHCH 2OHCl 2 / H 2OClCH 2CH-CH 2OHOH1).2).1).2).3.14 将下列碳正离子按稳定性由大至小排列：CCH 3H 3C C HCH 3CH 3++C CH 3H 3C CH CH 3CH 3CCH 3H 3C C H 2CH 2CH 3+答案： 稳定性：CCH 3H 3C CHCH 3CH 3++>CCH 3H 3C CHCH 3CH 3>CCH 3H 3C CH 2CH 2CH 3+3.15 写出下列反应的转化过程：C=CHCH 2CH 2CH 2CH=CH 3C H 3CCH 3CH 3H+C=CH 3C H 3CC CH 2CH 2H 2CCH 2H 3C CH 3答案：C=CHCH 2CH 2CH 2CH=CH 3C H 3CH+CH 3CH 3C-CH 2CH 2CH 2CH 2CH=CH 3C H 3CCH 3CH 3++H+H_3.19 以适当炔烃为原料合成下列化合物：a. CH 2=CH 2b. CH 3CH 3c. CH 3CHOd. CH 2=CHCle. CH 3C(Br)2CH 3f. CH 3CBr=CHBrg. CH 3COCH 3h. CH 3CBr=CH 2i. (CH 3)2CHBr答案：a.HC CH Lindlar catH 2C CH 2 b.HC CHNi / H 2CH 3CH 3c.HC CH+H 2OHgSO 4H 2SO 4CH 3CHOd.HC CH +HCl HgCl 2CH 2=CHCle.H 3CC CHHgBr 2HBrCH 3C=CH 2BrHBrCH 3-C Br BrCH 3f.H 3CC CH+Br 2CH 3C=CHBrBrg.H 3CC CH +H 2OHgSO 4H 2SO 4CH 3COCH 3+ H 2Lindlar catH 3CC CH +H 2h.H 3CC CH+HBrHgBr 2CH 3C=CH 2Bri.CH 3CH=CH 2HBr(CH 3)2CHBr3.20 用简单并有明显现象的化学方法鉴别下列各组化合物：a. 正庚烷 1,4－庚二烯 1－庚炔b. 1－己炔 2－己炔 2－甲基戊烷 答案：正庚烷1,4－庚二烯1－庚炔Ag(NH 3)2+灰白色无反应1－庚炔正庚烷1,4－庚二烯Br 2 / CCl 4褪色无反应正庚烷1,4－庚二烯a.b.2－甲基戊烷2－己炔1－己炔Ag(NH 3)2+灰白色无反应1－己炔2－己炔Br 2 / CCl 4褪色无反应2－己炔2－甲基戊烷2－甲基戊烷3.21 完成下列反应式：HgSO 4H 2SO 4a.CH 3CH 2CH 2C CHHCl (过量)b.CH 3CH 2C CCH 3+KMnO 4H+c.CH 3CH 2C CCH 3+H 2Od.CH 2=CHCH=CH 2+CH 2=CHCHO e.CH 3CH 2C CH+HCN答案：a.CH 3CH 2CH 2C CHHCl (过量)CH 3CH 2CH 2CClClCH 3b.CH3CH 2C CCH 3+KMnO 4H+CH 3CH 2COOH+CH 3COOHHgSO 4H 2SO 4c.CH 3CH 2C CCH 3+H 2OCH 3CH 2CH 2COCH 3+CH 3CH 2COCH 2CH 3d.CH 2=CHCH=CH 2+CH 2=CHCHO CHOe.CH 3CH 2C CH+HCNCH 3CH 2C=CH 2CN3.22 分子式为C 6H 10的化合物A ，经催化氢化得2－甲基戊烷。
第4章芳香烃
CH CH 2
CH3 CH3 C CH3
H3C CH2 CH
苯乙烯
2,3-二甲基-2-苯基戊烷
芳基（Aryl）
有机化学 第四章 芳烃
14
三、物理性质： （自学）
芳香烃不溶于水，但溶于有机溶剂。一般芳香烃均
比水轻。沸点随相对分子质量升高而升高。熔点除
2
有机化学 第四章 芳烃
(1) 单环芳烃——分子中只含有一个苯环
CH3
CH=CH2
如：
苯
甲苯
苯乙烯
(2) 多环芳烃——分子中有两个或以上的苯环
如： 联苯 萘(nai)
有机化学 第四章 芳烃
CH2
二苯甲烷
3
(3) 非苯芳烃 ——分子中不含苯环，但结构性质与苯环相似，
即具有芳香族化合物的共同特性（芳香性）的环。
3 .定位规律的应用（重点）
（1）预测反应的主要产物
a.若两个取代基的定位效应一致，则它们的作用可互相加强
OH NO2 NO2 NO2 CH3
NO2
b.若两个取代基的定位效应不一致，则活化作用超过钝化作用
OH CH3
CHO
NO2
36
有机化学 第四章 芳烃
c.强活化基团的影响比弱活化基团的影响大
NH2 CH3
+
AlCl3
R
+
+
O C
AlCl4
+
AlCl4
26
有机化学 第四章 芳烃
H
+ R+
H R H C R O
R
+
O R C
H C R O
吉林大学《有机化学》期末考试学习资料(三)
吉大《有机化学》（三）
第四-五章芳香烃&卤代烃
一、苯的结构
X-射线分析和电子衍射证明：
轨道杂化理论认为：
C:sp2杂化
苯形成了一个电子云密度完全平均化了的没有单双键之分的大π键。
苯的结构式表示为：
二、苯及其同系物的化学性质有哪些
苯环是一个非常稳定的体系，与烯烃性质有显著区别，具有特殊的芳香性，主要表现在易取代，不易加成和氧化
1、亲电取代反应——芳香烃的特征反应
1）卤化反应
卤素的反应活性：
2）硝化反应
3）磺化反应
2、苯环侧链上的取代反应
4）Friedel—Crafts烷基化反应烷基化反应。
有机化学芳香烃习题
[第04章芳香烃]1、下列属于饱和链烃的是（）A、C4H6B、C5H12C、C6H6D、C7H142、下列烃中，能使高锰酸钾和溴水都褪色的是（）A、C2H4B、C6H14C、C6H6D、C7H83、下列各组物质中，不能发生取代反应的是（）A、苯与氢气B、苯与溴C、苯与浓硫酸D、苯与浓硝酸4、芳烃具有特殊的化学性质称为芳香性，芳香性是指（）A、易加成和氧化、难取代B、难加成、易氧化和取代C、难氧化、易取代和加成D、易取代、难加成和氧化5、下列物质中，苯环上进行硝化反应活泼性最强的是（）A．苯B．溴苯C．硝基苯D．甲苯6、以下物质进行溴代，溴原子进入间位的是（）A．B．C．D．7、不能与苯发生取代反应的物质是（）A、溴水B、浓硫酸C、浓硝酸D、氢气8、能区分苯与甲苯的试剂是（）A、高锰酸钾B、溴水C、硝酸D、硫酸9、不属于苯的同系物的是（）A、甲苯B、邻-二甲苯C、间二甲苯D、氯苯10、最简单的稠环芳香烃是（）A、蒽B、萘C、菲D、环戊烷多氢菲11、既能用酸性高锰酸钾溶液鉴别，又能用溴的四氯化碳溶液鉴别的一组物质是（）A、苯与甲苯B、己烷与苯C、乙烯与乙炔D、乙烯与乙烷12、属于间位定位基的是（）A、-NH2B、ClC、-NO2D、-OH13、关于苯的下列说法中不正确的是（）A、苯不能发生取代反应和加成反应B、苯环中6个碳碳键键长完全相同C、苯环中碳碳键的键能介于C－C和C＝C之间D、组成苯的12个原子在同一平面上14、既能鉴别1－戊烯和戊烷，又能鉴别苯和甲苯的试剂是（）A．酸性KMnO4溶液 B．FeCl3水溶液 C．浓H2SO4D．溴水15、下列烃中，能使高锰酸钾酸性水溶液和溴水都褪色的是（）A、己烷B、己烯C、苯D、甲苯16、苯的硝化反应属于 ( )A、加成反应B、取代反应C、卤代反应D、氧化反应OH CH3Cl NO217、下列属于吸电子基团的是（ ）A 、甲基B 、羟基C 、氨基D 、硝基二、填空题18～19芳香烃的通式为 ，最简单的芳香烃是 。
有机化学 第四章 芳香烃
第四章 芳香烃具有“芳香性”的碳氢化合物称芳香烃。
芳香性：难加成,难氧化,易取代;平面环p;特征光谱单环芳烃苯型芳烃多环芳烃非苯型芳烃芳烃3第一节 苯及其同系物一、苯的结构(一) 苯的 Kekulé 结构式简写为：H HH HHHH H碳为4有人提出质疑: 按照这个结构, 苯的二溴代物应有两种.结构式溴BrBrBr Br和但实际上只得到一种!预期的1,3,5-环己三烯键长数据134pm147pm(二) 苯分子结构的现代解释苯分子中6个C 都是sp 2杂化, 每个C 都以3个sp 2杂化轨道分别与2个相邻的C 和1个H 形成3个σ键,构成平面正六边形碳环结构。
每个C 还有1个未杂化的p 轨道，均垂直于碳环平面而相互平行。
每个p 都可与2个相邻C 的p 侧面重叠，形成一个包含6个原子6个π电子的闭合“大π键”。
o结构及性质特征：所有原子共平面； 形成环状大π键 碳碳键长全相等;环稳定、难加成、 难氧化、易取代虽然苯的结构在今天已得到完全阐明,但苯的结构式仍然采用当初Kekulé提出的式子。
或用圆圈代表环闭大π键的苯结构式。
苯的结构也可以用两个Kekulé 结构式的共振式或共振杂化体表示。
个共振式共振杂化体二、苯及其同系物的命名苯环上的氢原子被烃基取代后，所得产物为苯的同系物。
可分为一烃基苯、二烃基苯和多烃基苯等。
命名时，一般以苯作母体，将其它烃基作为取代基，称“某苯”。
3H 3C 3甲苯(toluene) 异丙苯(isopropylbenzene)二烃基苯有三种异构体，用邻或1,2-；间或1,3-；对或 1,4- 表示；间-二甲苯1,3-二甲苯m -二甲苯m -xylene对-二甲苯1,4-二甲苯p -二甲苯p -xylene 邻-二甲苯1,2-二甲苯o -二甲苯o -xylene CH 3CH 3CH 3CH 3CH 33具有三个相同烃基的取代苯也有三种异构体。
如:连-三甲苯1,2,3-三甲苯偏-三甲苯1,2,4-三甲苯均-三甲苯1,3,5-三甲苯CH 3CH 3CH 3CH 3CH 33CH 3H 3CCH 3(1,2,3-trimethylbenzene)若苯环上连接不同的烷基时，烷基名称的排列顺序按“优先基团”后列出的原则，其位置的编号应将简单的烷基所连的碳原子定为1-位，并以位号总和最小为原则来命名。
有机化学课后习题答案第四章
4章思考题4.1付-克烷基化反应的特点是什么？4.2解释什么叫定位基，并说明有哪三类定位基。
4.3解释定位效应。
4.4共振论对于共振结构式有何规定？4.5试说明芳香亲电取代反应的机理。
4.6甲苯和对二甲苯相比哪个对游离基卤代反应更活泼？试说明理由。
4.7用KMnO 4或心6。
7+『使PhCH s氧化成PhCOOH的反应产率很差，而由P-O2N-C6H4CH3 氧化成P-O2NC6H4COOH，同样的氧化反应却有较好的产率。
如何解释。
4.8回答下列问题。
（1）（1）环丁二烯只在较低温度下才能存在，高于35K即（如分子间发生双烯合成）转变为二聚体，已知它的衍生物二苯基环丁二烯有三种异构体。
上述现象说明什么？写出二苯基环丁二烯三种异构体的构造式。
（2）（2） 1,3,5,7-环辛四烯能使冷的高锰酸钾水溶液迅速褪色，和溴的四氯化碳溶液作用得到C s H8Br8a、它应具有什么样的结构？+ 2-b、b、金属钾和环辛四烯作用即得到一个稳定的化合物2K C8H8 （环辛四烯二负离子）。
这种盐的形成说明了什么？预期环辛四烯二负离子将有怎样的结构？解答4.1答：（1）因烷基正离子容易重排，易形成烷基异构化产物；（2）烷基可活化苯环，易使烷基化反应产物为多元取代产物；（3）烷基化反应是可逆反应，使得产物可能复杂化。
4.2答：苯环上已有一个取代基后，再进行亲电取代反应时，新进入的基团进入苯环的位置由环上原有取代基的性质决定，这个原有的取代基叫定位基。
定位基可分为三类，即（1）邻、对位定位基，如一OH、一NH 2、一NHCOCH 3、一CH3等，这类基团使苯环活化，并且使新引入的取代基在定位基的邻位和对位。
（2）间位定位基，如一NO2、—CN、—COCH 3' —COOH、—SO3H等，这类基团使苯环钝化，并使新引入的取代基在它的间位。
（3）卤素是一类特殊的定位基，它使苯环钝化，但都是邻、对定位基。
4.3答：邻、对位定位基的推电子作用是苯环活化的原因，这又可分为两种情况：①在与苯环成键的原子上有一对未共享电子，这对电子可以通过大n键离域到苯环上；②虽无未共享电子对，但能通过诱导效应或超共轭效应起推电子作用的基团，如甲基或其他烷基。
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第四章：芳烃
学习指导：1. 芳烃构造异构和命名；
2. 环上亲电取代反应：取代反应定位规则（两类定位基，电子效应，空间效应，二取代苯的定位规则，定位规则在有机合成上的应用）卤化，硝化，卤化磺化，烷基化和酰基化；
3. 氧化反应（侧链氧化）；
4. 萘环上二元取代反应的定位规则；
一、命名
1、写出的名称。
2、写出的系统名称。
3、写出苯乙炔的构造式。
5、写出反-5-甲基-1-苯基-2-庚烯的构造式。
6、写出的系统名称。
二、完成下列各反应式
1、
2、
3、
( )
4、
5、
6、
7、
(CH3)2C＝＝CH2
8、
( )
三、理化性质比较题
1、比较下列化合物的稳定性大小：
(A) C6H5CH2CH2CH==CH2 (B) C6H5CH==C(CH3)2
(C) C6H5CH2CH==CHCH3 (D) C6H5CH==CHCH==CH2
2、将苄基正离子(A)、对硝基苄基正离子(B)、对甲氧基苄基正离子(C)和对氯苄基正离子
(D)按稳定性大小排列次序。
3、比较下列自由基的稳定性大小：
4、将下列化合物按硝化反应活性大小排列成序：
5、将下列化合物按亲电取代反应活性大小排列成序：
6、下列哪对异构体的稳定性最接近?
7、比较Fe存在下(A)～(D)位置上氯代的反应活性：
8、比较下列碳正离子稳定性的大小：
(A) (C6H5)3C+ (B) C6H5CH2+ (C) CH3+ (D)
9、下列化合物中，哪些不能进行Friedel-Crafts反应?
10、预测下列化合物进行亲电取代反应时，第二个取代基进入苯环的位置。
四、用简便的化学方法鉴别下列各组化合物
1、用简便的化学方法鉴别以下化合物：
(A) 苯 (B) 甲苯 (C) 甲基环己烷
2、用简便的化学方法鉴别以下化合物：
五、用化学方法分离或提纯下列各组化合物。
用简便的化学方法除去环己烷中的少量甲苯。
六、有机合成题
1、以甲苯和乙炔为原料(无机试剂任选)合成：
2、完成转化：
3、以甲苯和2-丁醇为原料(无机试剂任选)合成：
七、推导结构题
1、某烃A的分子式为C9H10，强氧化得苯甲酸，臭氧化分解产物有苯乙醛和甲醛。
推测A 的构造。
2、某芳烃A含九个碳原子，其余为氢原子，相对分子质量为120。
A不能使溴的四氯化碳溶液褪色，硝化后只得到两种一元硝基化合物B和C。
B和C分别用高锰酸钾氧化后得到同一化合物D。
试推测A～D的构造式。
答案
一、命名
1、1-甲基-4-异丙基苯
2、1-乙基-2-丙基-5-丁基苯
3、5、1, 4-二甲基萘
6、
二、完成下列各反应式
1、
2、
3、
4、
5、
6、
7、HBr／R2O2，
8、
三、选择题
1、(D)＞(B)＞(C)＞(A)
2、(C)＞(A)＞(D)＞(B)
3、(D)＞(B)＞(C)＞(A)
4、(C)＞(B)＞(A)
5、(A)＞(B)＞(D)＞(C)
6、(D)
7、(D)＞(C)＞(A)＞(B)
8、(A)＞(B)＞(C)＞(D)
9、2,3和4 2
10、
四、鉴别 2
1、(B) 能使温热的KMnO4溶液(加少量H2SO4)褪色。
余二者中，能与温热的混酸作用，生成比水重的黄色油状物硝基苯的是(A)。
3
2、(A)和(B)能使Br2-CCl4褪色，而(C)和(D)则否。
1
(A)和(B)中，能使KMnO4溶液褪色的是(B)。
2
(C)和(D)中，能使温热的KMnO4溶液(加少量H2SO4)褪色的是(D)。
3
五、分离
加入浓硫酸回流，或在室温下加入发烟硫酸，甲苯生成溶于硫酸的甲基苯磺酸。
六、有机合成
1、
2、
3、
七、推结构
1、2
2、各1。