第7章芳烴及非苯芳烴思考題答案思考題7-1苯具有什么結(jié)構(gòu)特征?它與早期的有機(jī)化學(xué)理論有什么矛盾?答案：苯分子具有高度的不飽和性，其碳?xì)浔认喈?dāng)于同分子量的炔烴，根據(jù)早期的有機(jī)化學(xué)理論，它應(yīng)具有容易發(fā)生加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)等特性。但事實(shí)上，苯是一種高度不飽和卻具異常穩(wěn)定性的化合物。因此，要能夠很好地解釋這一矛盾是當(dāng)時(shí)有機(jī)化學(xué)家所面臨的重大挑戰(zhàn)。[知識點(diǎn)：苯的結(jié)構(gòu)特征]思考題7-2早期的有機(jī)化學(xué)家對苯的芳香性認(rèn)識與現(xiàn)代有機(jī)化學(xué)家對苯的芳香性認(rèn)識有什么不同?答案：早期的有機(jī)化學(xué)把那些高度不飽和的苯環(huán)類結(jié)構(gòu)并具有芳香氣味的化合物稱為芳香化合物，這些化合物所具有的特性具稱為芳香性。隨著對事物認(rèn)識的不斷深入，人們已經(jīng)意識到，除了苯環(huán)以外還有一些其他類型的分子結(jié)構(gòu)也具有如苯一樣的特別性質(zhì)?，F(xiàn)在仍然迫用芳香性概念，但其內(nèi)涵已超出了原來的定義范圍?，F(xiàn)在對芳香性的定義為：化學(xué)結(jié)構(gòu)上環(huán)狀封閉的共軛大π鍵，不易被氧化，也不易發(fā)生加成反應(yīng)，但是容易起親電反應(yīng)的性質(zhì)。[知識點(diǎn)：苯的芳香性]思考題7-3關(guān)于苯分子的近代結(jié)構(gòu)理論有哪些?其中,由Pauling提出的共振結(jié)構(gòu)理論是如何解釋苯分子結(jié)構(gòu)?答案：現(xiàn)代價(jià)鍵理論：苯分子中的六個(gè)碳原子都以sp2雜化軌道和相鄰的碳和氫原子形成σ鍵，此sp2雜化軌道為平面其對稱軸夾角為120°，此外每個(gè)碳原子還有一個(gè)和平面垂直的p軌道，六個(gè)p軌道相互平行重疊形成了一個(gè)閉合共軛體系。分子軌道理論：基態(tài)時(shí)，苯分子的六個(gè)π電子都處在成建軌道上，具有閉殼層電子結(jié)構(gòu)。離域的π電子使得所有的C-C鍵都相同，具有大π鍵的特殊性質(zhì)因此相比孤立π鍵要穩(wěn)定得多。Pauling提出的共振結(jié)構(gòu)理論：苯的每個(gè)1，3，5-環(huán)己三烯都是一種共振結(jié)構(gòu)體，苯的真實(shí)結(jié)構(gòu)是由這些共振結(jié)構(gòu)式疊加而成的共振雜化體?！局R點(diǎn)：苯近代結(jié)構(gòu)理論】思考題7-4什么是休克爾規(guī)則?如何利用休克爾規(guī)則判別有機(jī)分子的芳香性?答案：休克爾規(guī)則：單環(huán)化合物具有同平面的連續(xù)離域體系，且其π電子數(shù)為4n+2,n為大于等于0的整數(shù)，就具有芳香性；如果π電子數(shù)為芳香性，符合4n，為反芳香性，非平面的環(huán)狀共軛烯烴則為非芳香性?！局R點(diǎn)：休克爾規(guī)則】思考題7-5為什么有些有機(jī)分子的π電子數(shù)符合4n+2規(guī)則但卻不具備芳香性？答案：有些有機(jī)分子如[10]輪烯，其π電子為10，滿足4n+2規(guī)則，但無芳香性。其原因在該分子內(nèi)由于空間擁擠，整個(gè)分子不共平面影響共軛，故無芳香性。具有芳香性必須是共軛的平面分子?！局R點(diǎn)：休克爾規(guī)則應(yīng)用條件】思考題7-6什么是親電取代反應(yīng)?為什么苯環(huán)上容易發(fā)生親電取代反應(yīng)而不是親核取代反應(yīng)?答案：缺電子或帶正電的親電試劑進(jìn)攻電子給予體（如苯）所發(fā)生的取代反應(yīng)叫親電取代反應(yīng)。由于苯環(huán)具有高度離域的大π鍵，苯環(huán)上下都被離域的π電子所籠罩，因此，苯成為良好的電子給予體，極易與缺電子或帶正電荷的原子或基團(tuán)發(fā)生親電取代反應(yīng)?！局R點(diǎn)：苯環(huán)親電取代反應(yīng)】思考題7-7什么是傅-克反應(yīng)？傅-克烷基化反應(yīng)和傅-克?；磻?yīng)有什么區(qū)別？答案：傅克反應(yīng)即在無水三氯化鋁的催化下，芳環(huán)上的氫被烷基或酰基取代的反應(yīng)。在烷基化反應(yīng)中，易發(fā)生分子重排；在?；磻?yīng)中，無分子重排，但由于其反應(yīng)產(chǎn)物酮會(huì)與催化劑三氯化驢發(fā)生絡(luò)合，因此?；磻?yīng)的三氯化鋁必須過量?！局R點(diǎn)：傅克反應(yīng)】思考題7-8發(fā)生在苯環(huán)上的親電取代反應(yīng)歷程中有哪些過渡態(tài)?如何通過共振結(jié)構(gòu)式解釋苯環(huán)上發(fā)生親電取代反應(yīng)時(shí)的定位效應(yīng)？答案:苯環(huán)上的親電取代反應(yīng)要經(jīng)歷π絡(luò)合物和σ絡(luò)合物的中間態(tài)。苯環(huán)親電取代中間體的共振式有三種，當(dāng)含有鄰對位定位基時(shí)，由共振式可看出只有取代基在鄰對位時(shí)，此定位基的推電子效應(yīng)使得與它相鄰的碳原子上的正電荷密度降低而變得穩(wěn)定。相反，含有間位定位基時(shí)，其吸電子效應(yīng)，使鄰、對位電子密度下降，相對而言，間位的電子密度要高一些，從而使間位及容易發(fā)生親電取代反應(yīng)?！局R點(diǎn)：苯環(huán)取代定位規(guī)則】思考題7-9為什么萘在低溫下發(fā)生磺化反應(yīng)主要產(chǎn)生α-萘磺酸而在高溫下反應(yīng)主要產(chǎn)生β-萘磺酸?答案：由于磺酸基的體積較大與異環(huán)α-H會(huì)產(chǎn)生空間位阻效應(yīng)，在低溫時(shí)，分子內(nèi)的原子振動(dòng)程度較低，其位阻效應(yīng)不明顯，有利于在活性大的α位生成α-萘磺酸，但在高溫時(shí)，位阻效應(yīng)起主要作用，此時(shí)容易生成β-萘磺酸?！局R點(diǎn)：萘的磺化反應(yīng)】思考題7-10具有取代基的萘在什么情況下發(fā)生同環(huán)取代?在什么情況下發(fā)生異環(huán)取代?答案：若萘環(huán)上的原有取代基是鄰對位的活化取代基，由于其對所在環(huán)的活化作用，使得第二個(gè)取代基發(fā)生同環(huán)親電取代。若原有取代基是間位的鈍化取代基，則會(huì)發(fā)生異環(huán)取代?！局R點(diǎn)：萘環(huán)的取代規(guī)則】正丙苯 異丙苯 2-甲基乙苯 3-甲基乙苯4-甲基乙苯 1,2,3-三甲苯 1,2,4-三甲苯7-2寫出下列化合物的構(gòu)造式。（1）對溴硝基苯（2）間碘苯酚（3）對羥基苯甲酸（4）2,4,6-三硝基甲苯（5）對氯芐氯（6）3,5-二硝基苯磺酸（7）β-萘胺（8）β-蒽醌磺酸（9）９-溴菲（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）7-3命名下列化合物（1）(2)(3)（4）(5)(6)答案：（1）二苯甲烷（2）3-甲基-1-環(huán)己基-1-丁烯（3）1-甲基-1-苯基-1,3-丁二烯（4）4-甲基-2-硝基-苯胺（5）5-氯-2-萘磺酸（6）蒽醌7-4以構(gòu)造式表示下列各化合物經(jīng)硝化后可能得到的主要一硝基化合物(一個(gè)或幾個(gè)):（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）7-5完成下列各反應(yīng)式：（1）（2）(3)答案：（1）（2）（3）7-6試將下列各組化合物按環(huán)上硝化反應(yīng)的活潑性順序排列。（1）苯，甲苯，間二甲苯，對二甲苯（2）對苯二甲酸，甲苯，對甲苯甲酸，對二甲苯答案：（1）abcDd>c>b>a（2）abcDd>b>c>a7-7指出下列化合物中哪些具有芳香性？（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）答案：有芳性：（2），（7）有6個(gè)π電子，符合4n+2規(guī)則。7-8試扼要寫出下列合成步驟，所需要的脂肪族或無機(jī)試劑可任意選用。（1）甲苯→4-硝基-2-溴苯甲酸，3-硝基-4-溴苯甲酸（2）間二甲苯→5-硝基-１，3-苯二甲酸答案：（1）（2）7-9以苯為原料合成下列化合物（用反應(yīng)式表示）（1）對氯苯磺酸（2）間溴苯甲酸（3）對硝基苯甲酸（4）對芐基苯甲酸答案：（1）（2）（3）（4）7-10用簡單的化學(xué)方法區(qū)別下列各組化合物：（1）苯1,3-環(huán)己二烯環(huán)己烷（2）己烷1-己烯1-己炔（3）２-戊烯1,1-二甲基環(huán)丙烷環(huán)戊烷（4）甲苯甲基環(huán)己烷3-甲基環(huán)己烯答案：（1）（2）（3）（4）7-11根據(jù)氧化得到的產(chǎn)物，試推測原料芳烴的結(jié)構(gòu)(1)(2)(3)答案：（1）可能的結(jié)構(gòu)，（2）可能的結(jié)構(gòu)（3）可能的結(jié)構(gòu)7-12三種三溴苯經(jīng)過硝化后，分別得到三種、二種和一種一元硝基化合物。試推測原來三溴苯的結(jié)構(gòu)并寫出它們的硝化產(chǎn)物。答案：7-13A,B,C三種芳香烴的分子式同為C9H12。把三種烴氧化時(shí)，由A得一元酸，由B得二元酸，由C得三元酸。但經(jīng)硝化時(shí)，A和B都得兩種一硝基化合物，而C只得到一種一硝基化合物。試推導(dǎo)出A,B,C答案：A或BC7-14命名下列有機(jī)化合物（1）(2)(3)(4)(5)(6)(7)答案：（1）3-甲基吡咯（2）3-吡咯甲醇（3）3-噻吩甲醇（4）3-吡啶乙酮（5）4-甲基-2-硝基嘧啶（6）5-溴-3-吲哚甲酸（7）2,6,8-三羥基嘌呤7-15寫出下列化合物的結(jié)構(gòu)式（1）六氫吡啶（2）2-溴呋喃（3）3-甲基吲哚（4）2-氨基噻吩答案：（1）（2）（3）（4）7-16完成下列反應(yīng)方程式（1）（2）（3）（4）（5）（6）答案：（1）（2）（3）（4）（5）（6）7-17將下列化合物按堿性強(qiáng)弱排列（1）六氫吡咯吡啶吡咯苯胺（2）甲胺苯胺氨四氫吡咯答案：六氫吡咯>吡啶>苯胺>吡咯（2）四氫吡咯>甲胺>氨>苯胺7-18用簡單的化學(xué)方法區(qū)別下列化合物吡啶γ-甲基吡啶苯胺答案：7-19使用簡單的化學(xué)方法將下列混合物中的雜質(zhì)除去（1）吡啶中混有少量六氫吡啶（2）α-吡啶乙酸乙酯中混有少量吡啶答案：（1）先加苯磺酰氯，再抽濾除去六氫吡啶（2）加入鹽酸后除去水層7-20合成下列化合物（無機(jī)試劑任選）（1）由呋喃合成己二胺（2）由β-甲基吡啶合成β-吡啶甲酸芐酯（3）由γ-甲基吡啶合成γ-氨基吡啶答案：（1）（2）（3）7-21化合物（A）的分子式位C12H13NO2，經(jīng)稀酸水解得到產(chǎn)物（B）和（C）。（B）可發(fā)生碘仿反應(yīng)而（C）不能，（C）能與NaHCO3作用放出氣體而（B）不能。（C）為一種吲哚類植物生長激素，可與鹽酸松木片反應(yīng)呈紅色。試推導(dǎo)（A），（B），（C）的結(jié)構(gòu)式。答案：CH3CH2OH（A）（B）（C）第8章鹵代烴思考題答案思考題8-1寫出下列化合物的結(jié)構(gòu)（1）3，4-二甲基-1-環(huán)戊基-5-氯己烷（2）（順）-3，6-二氯環(huán)己烯答案思考題8-2命名下列化合物答案（1）（E）-1-溴-2-丁烯 （2）（S）-1-苯基-1-溴乙烷思考題8-3如何鑒別芐氯、氯苯和氯代環(huán)己烷答案思考題8-4比較烯丙基鹵化物和正丙基鹵化物發(fā)生SN１或SN2反應(yīng)的速率大小。答案對SN１反應(yīng)而言，烯丙基鹵化物的反應(yīng)活性大于正丙基鹵化物，因?yàn)橹虚g體烯丙基碳正離子的穩(wěn)定性遠(yuǎn)大于正丙基碳正離子。對SN2反應(yīng)而言，烯丙基鹵化物的反應(yīng)活性也高于正丙基鹵化物，因?yàn)橄┍u化物的不飽和鍵對過渡態(tài)有一定的穩(wěn)定作用。思考題8-5寫出C2H5OK的乙醇溶液與下列化合物發(fā)生E2消除的反應(yīng)的產(chǎn)物答案鹵代烴的E２消除反應(yīng)主要采用反式消除，同時(shí)E２消除反應(yīng)一般也遵守Saytzeff規(guī)則，生成取代基較多的烯烴。在第一個(gè)化合物中有兩個(gè)反式共平面的-H，兩種消除產(chǎn)物，其中遵從Saytzeff規(guī)則的產(chǎn)物為主；而第二個(gè)化合物只有一個(gè)反式共平面的習(xí)題答案8-1命名下列各化合物答案（1)1,4-二氯丁烷 (2)2-甲基-3-氯-6-溴-1,4-己二烯(3)(R)-3-甲基-2-氯戊烷 (4)(S)-1-苯基-1-溴丙烷(5)4-甲基-3-溴苯磺酸 (6)3-對溴苯-1-丙烯8-2寫出下列各化合物的構(gòu)造式(1)（R）2溴丁烷 (2)新戊基溴(3)聚四氟乙烯 (4)(Z)1溴3苯基2丁烯答案8-3寫出1-溴丁烷與下列試劑反應(yīng)的主要產(chǎn)物。（１）Mg（干醚）（２）Na（３）NH３ （４）NaI／丙酮溶液（５）NaCN （６）乙炔鈉（７）(CH３)２CHONa答案8-4寫出正丙基溴化鎂與下列試劑反應(yīng)的主要產(chǎn)物。（１）NH３ （２）H２O（３）C２H５OH （４）HBr（５）CH３CH２CH２C≡答案8-5將下列各組化合物按反應(yīng)速度的大小順序排列（1）按SN1反應(yīng)按SN2反應(yīng)答案8-6預(yù)測下列各對反應(yīng)中，哪一個(gè)較快？并說明理由。答案（1）CH3CH2CH2CH2Br反應(yīng)較快。因甲基支鏈的空間位阻降低了SN2反應(yīng)的速度。（2）(CH3)3Br反應(yīng)較快，為SN1反應(yīng)。(CH3)2CHBr首先進(jìn)行SN2反應(yīng)，但因水為弱親核試劑，故反應(yīng)慢。（3）SH-反應(yīng)快于OH-，因S的親核性大于O。（4）(CH3)2CHCH2Br快，因?yàn)锽r比Cl易離去。8-7鹵烷與NaOH在水和乙醇混合物中進(jìn)行反應(yīng)，指出哪些屬于SN2歷程，指出哪些屬于SN1歷程?產(chǎn)物構(gòu)型完全轉(zhuǎn)化有重排產(chǎn)物堿濃度增加反應(yīng)速度增加叔鹵烷速度大于仲鹵烷增加溶劑的含水量反應(yīng)速度明顯增加反應(yīng)不分階段，一步完成試劑親核性愈強(qiáng)，反應(yīng)速度愈快。答案SN1：2、4、5；SN2：1、3、6、78-8下列三個(gè)化合物與硝酸銀的乙醇溶液反應(yīng)，其反應(yīng)速度快慢順序如何？為什么？答案1﹥2﹥3，SN1反應(yīng)8-9不管反應(yīng)條件如何，新戊基鹵（（CH3）3CCH2X）在親核取代反應(yīng)中，反應(yīng)速度都很慢,為什么?答案對于SN2反應(yīng)來說,新戊基鹵因空間位阻較大，難以進(jìn)行；對SN1反應(yīng)來說,新戊基鹵是伯鹵烷，SN1反應(yīng)困難。8-10從指定的原料合成下列化合物:答案8-11試用簡便的化學(xué)方法區(qū)別下列化合物CH3CH=CHCl,CH2=CHCH2Cl和CH3CH2CH2Cl答案8-12化合物A分子式C3H7Br，A與氫氧化鉀(KOH)醇溶液作用生成B(C3H6)，用高錳酸鉀氧化B得到CH3COOH