2烷烃

问题 2-6 根据下列分子的开库勒模型，写出其楔形透视式、 锯架透视 式和纽曼投影式。
答：1.
楔形透视式
锯架透视式
纽曼投影式
问题 2-7（1）解释正丁烷构象的能量变化曲线。 答：从位能可以看出正丁烷构象的稳定性： 对位交叉式 > 邻位交叉式 部分重叠式 > 全部重叠式
（2）写出丙烷式表示） 。 答：丙烷
CH 3 CH 3 C CH 3 H CH 3 C CH 3 CH2 CH3 CH 3
答： （1）
2，2-二甲基-丙烷
（2）
2-甲基-丁烷
（3）
CH 3
CH 2
CH 2
CH 2
CH3
正戊烷
3. 写出下列化合物的构造简式。 （1）2，2，3，3-四甲基戊烷 （2）由一个丁基和一个异丙基组成的烷烃 （3）含一个侧链甲基和相对分子质量 86 的烷烃 （4）相对分子质量为 100，同时含有伯、叔、季碳原子的烷烃 （5）3-ethyl-2-methylpentane （6）2,2,5-trimethyl-4-propylheptane （7）2,2,4,4-tetramethylhexane （8）4-tert-butyl-5-methylnonane 答： （1）CH3C(CH3)3C(CH3) 3 CH2 CH3 （2）CH3 CH (CH3) CH2 CH2 CH2 CH3 （3）CH3 CH (CH3) CH2 CH2 CH2 CH3 或 CH3 CH2 CH (CH3) CH2 CH3 （4）CH3C(CH3)2 CH3
CH 3 CH 3 C H Br 2 ，光 室温， CCl 4
CH 3 CH 3 C Br + CH 3
CH 3 C H
（3）
CH 3
CH 3
CH 2 Br
∴ A%=9÷(9+1600)×100%=0.6% ∴ B%=1600÷(9+1600)×100%=99.4% 13. 试绘出下列反应能量变化曲线图： CH3-H + F · → H-F + · CH3 435.1 kJ·mol-1 564.8 kJ·mol-1
4. 试指出下列各组化合物是否相同？为什么？
Cl Cl C H H Cl H C H Cl
(1) (2)
C C
C C C
C
C C
C C
C C
答：(1) 相同。CH2Cl2 是四面体结构，只有一种构型，是一种构型的 两种不同的投影式 (2) 相同。两者均为己烷的锯架式，若把其中一个翻转过来，可 重叠。
15. 下列自由基按稳定性由大至小排列成序
· CH 3 CH CH CH 2CH 3 · CH 2 CH 2 CH CH 2CH 3 · CH 3 CH 2 C CH 2 CH 3
A
CH 3
B
CH 3
C
CH 3
答：C > A > B
（9） 2，2，3-三甲基丁烷 问题 2-4 按照 σ 键的涵义，sp -s、sp -sp 是 σ 键，而 1s 和 2px，2py 和 2pz 能否形成 σ 键？ 答：1s 和 2px，2py 和 2pz，不符合三个条件：对称性匹配，2. 最大重叠 3.能量相近。 σ 键其特征是电子云沿键轴近似圆柱形对称分布，成键的两个原 子可以围绕着键轴自由旋转。
第二章
烷烃
问题 2-1 写出庚烷（C7H16）的同分异构体的构造简式和键线式。 答：构造简式： 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. CH3CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 CH3CH（CH3）CH2 CH2 CH2 CH3 CH3 CH2CH（CH3）CH2 CH2 CH3 CH3 CH（CH3）CH（CH3）CH2 CH3 CH3CH（CH3）CH2 CH（CH3）CH3 CH3C（CH3）2CH2 CH2 CH3 CH3 CH2 C（CH3）2CH2 CH3 CH3 CH2 CH （CH2 CH3）CH2 CH3 CH3C（CH3）2 CH（CH3）CH3
12. 试写出下列各反应生成的一卤代烷，预测所得异构体的比例。
CH 3 CH 2 CH 3 光 室温
Br 2 ，光 CCl 4 室温，
（1） （2）
（CH 3 ） 3CCH(CH 3) 2
CH 3 CH 3 C CH 3 H Br 2 ，光 CCl 4 室温，
（3）
Cl
答： （1） CH 3 CH 2 CH 3
2O
2O
2O
1
O
1O 1
O
2.
问题 2-3 用系统命名法写出问题 2-1 中庚烷的各同分异构体的名称。 答： （1） 正庚烷 （2） 2-甲基已烷 （3） 3-甲基已烷 （4） 2，3-二甲基戊烷 （5） 2，4-二甲基戊烷 （6） 2，2-二甲基戊烷 （7） 3，3-二甲基戊烷 （8） 3-乙基戊烷
（5）CH3 CH(CH3) CH(CH2 CH3) （6）CH3 CH(CH3) CH2 CH(CH2 CH2 CH3) CH(CH3) CH2 CH3 （7）CH3C(CH3)2 CH2 C(CH3)2 CH2 CH3 （8）CH3 CH2 CH2 CH(C( CH3)3) CH(CH3) CH2 CH2 CH2CH3
5. 用轨道杂化理论阐述丙烷分子中 C-C 键和 C-H 键的形成。 答：丙烷（CH3CH2 CH3）分子中，两边两个 C 原子的 SP3 杂化轨道 与中间 C 原子的两个 SP3 杂化轨道分别沿键轴方接近至最大重叠所形 成两个 C-C σ 化学键。 H 原子的 1S 轨道分别沿 C 原子的 SP3 杂化轨 道对称轴的方向相互接近，轨道达到最大重叠形成 8 个 C-H 化学键。 7. 写出 2，3-二甲基丁烷的主要构象式（用纽曼投影式表示） 。
3 3 3
问题 2-5 为什么在结晶状态时，烷烃的碳链排列一般呈锯齿状？ 答： 由于 sp3 轨道 的 几何 构 型 为 正 四面 体， 轨道 对称 轴 夹角为 109°28'， 就决定了烷烃的排列不是直线型的。 而气态或液态的两个碳 原子以上的烷烃 ，由于 σ 键 自由旋转而形成多种曲折形式。 在结 晶状态时，烷烃的 σ 键不能自由旋转，所以碳链排列一般呈锯齿状。
（4）
（5）
（6） 答： （1）2，5-二甲基-3-乙基己烷 （2）2-甲基-3，5，6-三乙基癸烷 （3）3，3，5-三甲基-2-乙基庚烷 （4）2，2，4-三甲基戊烷 （5）3，3，6，7-四甲基辛烷 （6）4-甲基-3，3-二乙基-5-异丙基癸烷
2. 写出下列化合物的构造式和键线式，并用系统命名法命名之。 （1）仅含有伯氢，没有仲氢和叔氢的 C5H12 （2）仅含有一个叔氢的 C5H12 （3）仅含有伯氢和仲氢的 C5H12
∆H = -129.7 kJ·mol-1 ，E 活 = 5 kJ·mol-1
14. 在下列一系列反应步骤中； （1） A → B – Q （2） B + C → D + E ∆H 总< 0
（3） E + A→ 2F + Q 试回答：
a. 哪些物种可以认为是反应物，产物、中间体？ b. 写出总的反应式 c. 绘出一张反应能量变化曲线草图 答：a. 反应物：A，C b. 2A + C → D + 2F c. 产物：D，F 中间体：B，E
光
CH 3 CH 2 CH 2 Cl + CH 3 CH CH 3
（2）
Br （CH 3 ） 3CCH(CH 3) 2 Br 2 ，光 室温 ， CCl 4 Br （CH 3 ） CH 2（CH 3 ） 3CC(CH 3) 2 2 CCH(CH 3) 2 + + （CH 3 ） 3 CCHCH 3 CH 2 Br
键线式：
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）
（9）
问题 2-2 标出下列有机化合物中的伯、仲、叔和季碳原子。 1.（CH3）2CHCH2C（CH3）3
2.
2O 1O 1O (CH 3) 2 CHCH 2 C(CH 3) 3
答：
1.
1O 1O 1O
3
O
4O
1O
4O 2O 2O
3
O
1O
4O
H CH3 CH 3 H CH 3 CH 3 CH3 CH 3
H H CH 3 CH 3
8. 试估计 下列烷 烃 按其 沸 点 的 高低排 列成 序 （ 把沸 点高 的 排在 前 面） 。 （1）2-甲基戊烷 （2）正己烷 （3）正庚烷 （4）十二烷
答： （4）>（3）>（2）>（1） 因为烷烃的沸点随 C 原子数的增加而升高； 同数 C 原子的烷烃随着支 链的增加而下降。 9. 写出在室温时将下列化合物进行 一氯代反应，预计得到 的全部产 物的构造式。 （1）正己烷 （2）异己烷 （3）2，2-二甲基丁烷
CH3 CH 2 CH CH2 CH 2CH 3 Cl
CH 3 CH 3C CH 2CH 2CH 3 Cl CH 3 CH 3CH CH CH 2CH 3 Cl
CH 3 CH 3CH CH 2 CH CH 3 Cl
CH 3 CH 3CHCH 2 CH 2 CH 2 Cl
(3)
CH 3 CH 3C CH 2 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3C CH 2CH 3 CH 2Cl
而新戊烷的熔点（-16.6℃）却最高。 答： 分子间作用力不仅取决于分子的大小，而且取决于晶体中碳链 的空间排布情况。 新戊烷的对称性最高， 分子紧密排列， 导致分子间的作用力增强， 所以熔点最高。 正戊烷是直链烷烃，异戊烷有一个支链。正戊烷分子间排列较异 戊烷紧密。
问题 2-9 设氯、溴分别与甲烷起反应时的活化能为 16.7kJ·mol-1、70.3 kJ·mol-1，何者易起卤代反应呢？ 答：反应活性：氯 > 溴