化学药学类考研2021基础有机化学考研典型题真题解析

化学药学类考研2021基础有机化学考研典型题真题

解析

1.1 典型题详解与解析

典型题1-1 写出符合下列分子式的链形化合物的同分异构体。

（i）C4H10

（ii）C5H10

解：（i）分子式C4H10完全符合链形烷烃的通式C n H2n＋2，为饱和烃。若只考虑链形结构，则其对应的同分异构体共有2个，结构简式如下：

（1）CH3CH2CH2CH3

（2）CH3CH（CH3）CH3

（ii）分子式C5H10完全符合链形烷烃的通式C n H2n，为不饱和烃。若只考虑链形结构，仅需考虑烯烃类有机物，分析链形异构时也要考虑烯烃的顺反异构。故其对应的同分异构体共有6个，结构简式如下：

（1）CH3CH2CH2CH＝CH2

（2）

（3）

（4）

（5）

（6）

典型题1-2 用伞形式表达下列化合物的两个立体异构体。

（i）

（ii）

（iii）

解：题中每一个化合物分子中均含有一个手性碳原子，因此每个化合物均有两个立体异构体，分别是本身和其对映体。

（i）

（ii）

（iii）

典型题1-3 写出下列分子或离子的一个可能的Lewis结构式，如有孤对电子，请用黑点标明。

（i）H2SO4

（ii）CH3CH3

（iii）＋CH3

（iv）NH3

（v）

（vi）

（vii）H2NCH2COOH

解：对于Lewis结构式，常用短线表示成键电子，孤电子对用黑点表示。故各分子或离子的Lewis结构式如下所示：

（i）

（ii）

（iii）

（iv）

（v）

（vi）

（vii）

典型题1-4 根据八隅规则，在下列结构式上用黑点标明所有的孤对电子。（i）

（ii）

（iii）

解：根据八隅规则，题中各化合物的孤对电子如下所示：

（i）

（ii）

（iii）

典型题1-5 下列化合物中，哪些是离子化合物？哪些是极性化合物？哪些是非极性化合物？

NaCl；Cl2；CH4；CH3Cl；CH3OH；CH3CH3；LiBr

解：含有离子键的化合物称为离子化合物；具有偶极矩的共价化合物为极性化合物，正负电荷中心重叠的共价化合物为非极性化合物，如双原子分子、结构对称的分子等。上述化合物按题意分类如下所示：

离子化合物有：KBr；极性化合物有：CH3Br、CH3OH；非极性化合物有：I2、CH3CH3。

典型题1-6 结合教材表1-3中的数据回答下列问题：

（i）下列化合物中，编号所指三根C—H键的键长是否相等？为什么？

（ii）下列化合物中，编号所指碳碳键的键长是否相等？为什么？

（iii）卤甲烷中，碳氟键与碳碘键的键长为什么不同？

（iv）氯甲烷和氯乙烷中，碳氯键的键长是否相等？为什么？

解：（i）箭头所指三根C—H键的键长不相等。因为C的杂化轨道方式不同，则对电子的吸引力就不同。杂化轨道中s成分的含量越多，该碳原子的电负性就越大。电负性大的碳原子对电子的吸引强，最终导致相应的C—H键键长会短一些。因此三根键键长的大小顺序为：②＞①＞③。

（ii）箭头所指五根C—C键的键长不相等。通常情况下，单键最长，双键次之，三键最短。①是碳碳双键，由一根C sp2—C sp2σ键和一根C p—C pπ键构成。④是碳碳三键，有一根C sp—C spσ键和两根C p—C pπ键构成。②③⑤均为碳碳单键，但碳原子的杂化方式不同，即②为C sp3—C sp2σ键，③为C sp3—C sp3σ键，⑤为C sp3—C spσ键。由于杂化轨轨道不同，不同的C对电子的吸引力也不相同。杂化轨道中s成分的含量越多，该碳原子的电负性就越大，键长就越短。故这五根键的键长顺序为③＞②＞⑤＞①＞④。

（iii）不同的卤甲烷中，因卤原子的电负性不同，电负性越大，对电子的吸引能力越强，导致碳卤键键长越短；卤原子半径越大，导致碳卤键的半径越长。I的电负性比F小，且原子半径比F大，所以碳氟键与碳碘键的键长不同，而且碳碘键的键长长于碳氟键。

（iv）不相等。与卤原子相连的中心碳原子周围的电子云环境不同，则会导致碳卤键的键长不相同。氯乙烷存在一根C—CH3，由于甲基具有给电子效应，使得C—Cl键具有更大的极性，最终导致中心碳原子和氯原子之间的距离更近。所以氯乙烷的碳氯键要比氯甲烷更短。

典型题1-7 下列化合物中有几个sp3杂化的碳原子？有几个sp2杂化的碳原子？有几个sp杂化的碳原子？最多有几个碳原子共平面？最多有几个碳原子共直线？哪些原子肯定处在两个互相垂直的平面中？

解：根据价键理论可知，上述有机物中，有5个sp3杂化的碳原子，有2个sp2杂化的碳原子，有3个sp杂化的碳原子。最多有8个碳原子共平面。最多有4

个碳原子共直线。联烯结构存在时，由于分子的稳定性导致存在两个互相垂直的平面。垂直结构如下所示：

故在如下图所示的结构中，1号碳原子所连的两个氢原子和3号碳原子所连的一个碳原子和一个氢原子处在一个垂直的平面上。

典型题1-8 将下列各组化合物中有下划线的键按键解离能由大到小排列成序。（i）

（ii）

（iii）

解：参考教材表（P21）1-5中的一些常见键的解离能，可知：

（i）

（ii）

（iii）CH2＝CHCN＞CH3CH2F＞CH4＞CH3CHCl＞CH2＝CHCH2OH＞CH3COI 典型题1-9 按酸碱的质子论，下列化合物哪些为酸？哪些为碱？哪些既能为酸，又能为碱？

H2S；NH3；SO32－；H3＋O；HClO；－NH2；HSO4－；F－；HCN

解：根据酸碱质子论，酸是质子的给予体，碱是质子的接受体。根据该理论，所以：

H2S、H3＋O、HClO、HCN为酸；

SO32－、F－为碱；

NH3、－NH2、HSO4－既能为酸又能为碱。

典型题1-10 按酸碱的电子论，在下列反应的化学方程式中，哪个反应物是酸？哪个反应物是碱？

（i）－NH2＋H2O→NH3＋OH－

（ii）HS－＋H＋→H2S