2455_有机化学(第四版)下册 第十八章 杂环化合物课后答案

高等教育出版社无机化学第十八章课后习题答案第十八章1．用反应方程式说明下列现象：（1）铜器在潮湿空气中会慢慢生成一层铜绿；（2）金溶于王水中；（3）在CuCl2浓溶液逐渐加入稀释时，溶液颜色有黄棕色经绿色而变为蓝色。

（4）当SO2通入CuSO4与NaCl的浓溶液时析出白色沉淀；（5）往AgNO3溶液滴加KCN溶液时，先生成白色沉淀而后溶解，再加入NaCl溶液时并无AgCl沉淀生成，但加入少许Na2S溶液时却析出黑色Ag2S沉淀。

答(1) 2Cu + O2 + H2O + CO2 = Cu2(OH)2CO3(2) Au + 4HCl + HNO3 = HAuCl4 + NO + 2H2O(3) [CuCl4]2- + 4H2O = [Cu(H2O)4]2+ + 4Cl-[CuCl4]2-为黄色[Cu(H2O)4]2+为蓝色，而当这两种离子共存时溶液呈绿色(4）2Cu2+ + 2Cl- + SO2 + 2H2O = 2CuCl + 4H+ + SO42-(5) Ag+ + CN- = AgCNAgCN + CN-=[Ag(CN)2]-2[Ag(CN)2]- + S2- = Ag2S + 4CN-2．解释下列实验事实：（1）焊接铁皮时，常先用浓ZnCl2溶液处理铁皮表面；（2）HgS不溶于HCl，HNO3和(NH4)2S中而能溶于王水或Na2S中，（3）HgC2O4难溶于水，但可溶于含有Cl 离子的溶液中；（4）热分解CuCl2·2H2O时得不到无水CuCl2；（5）HgCl2溶液中有NH4Cl存在时，加入NH3水得不到白色沉淀NH2HgCl。

答（1）ZnCl2 + H2O = H[ZnCl2(OH)]H[ZnCl2(OH)]有显著的酸性能清除金属表面的氧化物而不损害金属表面如：FeO + 2H[ZnCl2(OH)]2 + H2O（2）HgS不溶于HCl溶液中是因为HgS的容度积常数太小HgS不溶于HNO3是因为它与HNO3反应生成难溶的Hg(NO3)2HgSHgS不溶于(NH4)2S是因为(NH4)2S溶液水解为HS-，因而S2-浓度很低，不能形成配合物HgS溶于王水，它与王水反应生成HgCl42-和S3 HgS + 8H+ + 2NO3- + 12Cl- = 3HgCl42- + 3S + 2NO + 4H2OHgS溶于Na2S溶液反应生成可溶性的HgS22-HgS + S2- = HgS22-（3）为H2C2O4酸性比HCl 弱得多；而Cl-与Hg2+生成的配合物较稳定，因而HgC2O4溶于盐酸HgC2O4 + 4HCl = H2HgCl4 + H2C2O4（4）Cu2+离子极化能力很强，HCl又为挥发性酸，CuCl22H2O 热分解时发CuCl2CuCl22H2Cl + H2O↑ + HCl↑（5）NH4Cl存在抑制了生成NH2-，且NH2HgCl 溶解度较大，因而不能生成NH2HgCl沉淀HgCl2 + 4NH3 = Hg(NH3)42+ + 2Cl- 3．试选用配合剂分别将下列各种沉淀溶解掉，并写出相应得方程式。

第十八章杂环化合物1命名下列化合物：解：(1) 4-甲基-2-乙基噻唑(2) 糠酸（α-呋喃甲酸）(3) N-甲基吡咯(4) 4-甲基咪唑(5) α,β-吡啶二甲酸（2,3-吡啶二甲酸）(6)β-乙基喹啉（3-乙基喹啉）(7) 5-异喹啉磺酸(8)β-吲哚乙（3-吲哚乙酸）(9) 6-氨基嘌呤(10) 6-羟基嘌呤2、为什么呋喃能与顺丁烯二酸酐进行双烯合成反应，而噻吩及吡咯则不能？试解释之。

解：在呋喃、吡啶和噻吩中，杂原子分别是O、N和S。

电负性是O＞N＞＞S ,提供电子对构成具有芳香性的芳环的能力与此电负性的关系相反。

因此芳香性：呋喃＞吡啶＞噻吩。

另一方面，反应出来的共轭二烯性：呋喃＞吡啶＞噻吩。

因此，呋喃易与顺—丁烯二酸酐发生环加成反应而吡啶、噻吩则需反应性更强的双烯体，如苯炔、丁炔二酸脂等。

3、为什么呋喃、噻吩及吡咯容易进行亲电取代反应，试解释之。

解：在呋喃、噻吩和吡咯中，具有五原子环六个π电子芳香共轭体系，符合[4n+2]休克尔规则，都具有芳香性。

因此芳香性大小是：呋喃＞吡啶＞噻吩。

这些芳环又是富电子的芳香共轭体系，易发生亲电取代。

4、吡咯可发生一系列与苯酚相似的反应，例如可与重氮盐偶合，试写出反应式。

NH C6H5N2 XNN N C6H52—吡咯偶氮苯5、比较吡咯与吡啶两种杂环。

从酸碱性、环对氧化剂的稳定性、取代反应及受酸聚合性等角度加以讨论。

解: 吡咯和吡啶分子中的氮原子都是sp2杂化的。

在吡啶中，有一对未共用电子对处在未参与共轭的sp2杂化轨道上，因此吡啶的碱性很强；另外吡啶氮上的未共用电子对能与水分子形成氢键，吡啶易溶于水，吡咯不具备与水形成氢键的结构特征，因此难溶于水。

在吡咯中，氮原子提供一对未参与杂化的p轨道上电子参与芳香体系的形成，因此其碱性很弱；氮原子上的氢电离后形成的负离子未破坏其芳香性，因此，吡啶的性质类似于硝基苯；为一缺电子芳香性分子，对氧化剂较不稳定，亲电取代反应活性也较高。

第18章杂环化合物1．命名下列化合物：答：（1）4-甲基-2-乙基噻唑（2）2-呋喃-甲酸或糠酸（3）N-甲基吡咯（4）4-甲基咪唑（5）α，β-吡啶二羧酸（6）3-乙基喹啉（7）5-磺酸基异喹啉（8）β-吲哚乙酸（9）腺嘌呤（10）6-羟基嘌呤2．为什么呋喃能与顺丁烯二酸酐进行双烯合成反应，而噻吩及吡咯则不能？试解释之。

答：五元杂环的芳香性比较是：苯>噻吩>吡咯>呋喃。

由于杂原子的电负性不同，呋喃分子中氧原子的电负性（3.5）较大，π电子共轭减弱，而显现出共轭二烯的性质，易发生双烯合成反应，而噻吩和吡咯中由于硫和氮原子的电负性较小（分别为2.5和3），芳香性较强，是闭合共轭体系，难显现共轭二烯的性质，不能发生双烯合成反应。

3．为什么呋喃、噻吩及吡咯容易进行亲电取代反应，试解释之。

对电子参加共轭，属富电子芳环，使整个环的π电子密度比苯大，因此，它们比苯容易进行亲电取代反应。

4．吡咯可发生一系列与苯酚相似的反应，例如可与重氮盐偶合，试写出反应式。

答：5．比较吡咯与吡啶两种杂环。

从酸碱性、环对氧化剂的稳定性、取代反应及受酸聚合性等角度加以讨论。

答：吡咯与吡啶性质有所不同，与环上电荷密度差异有关。

它们与苯的相对密度比较如下：吡咯和吡啶的性质比较：表18-16．写出斯克劳普合成喹啉的反应。

如要合成6-甲氧基喹啉，需用哪些原料？答：Skramp法合成喹啉的反应：7．写出下列反应的主要产物：答：8．解决下列问题：（1）区别吡啶和喹啉；（2）除去混在苯中的少量噻吩；（3）除去混在甲苯中的少量吡啶；（4）除去混在吡啶中的六氢吡啶。

答：（1）吡啶溶于水，喹啉不溶。

（2）噻吩溶于浓H2SO4，苯不溶。

（3）水溶解吡啶，甲苯不溶。

（4）苯磺酰氯与六氢吡啶生成酰胺，蒸出吡啶。

9．合成下列化合物：（1）由合成；（2）由苯胺、吡啶为原料合成磺胺吡啶；（3）由合成。

答：10．杂环化合物C5H4O2经氧化后生成羧酸C5H4O3，把此羧酸的钠盐与碱石灰作用，转变为C4H4O，后者与钠不起反应，也不具有醛和酮的性质，原来的C5H4O2是什么？答：得喹啉的羟基衍生物（B）。

目录第一章绪论 (1)第二章饱和烃 (2)第三章不饱和烃 (6)第四章环烃 (14)第五章旋光异构 (23)第六章卤代烃 (28)第七章波谱法在有机化学中的应用 (33)第八章醇酚醚 (43)第九章醛、酮、醌 (52)第十章羧酸及其衍生物 (63)第十一章取代酸 (71)第十二章含氮化合物 (77)第十三章含硫和含磷有机化合物 (85)第十四章碳水化合物 (88)第十五章氨基酸、多肽与蛋白质 (99)第十六章类脂化合物 (104)第十七章杂环化合物 (113)Fulin 湛师第一章 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。

答案：1.2 NaCl 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CH 4及CCl 4各1mol 混在一起，与CHCl 3及CH 3Cl 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CH 4与CCl 4及CHCl 3与CH 3Cl 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（CH 4）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 4b.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 HHCC HH HH或 b.H C H H c.H N HHd.H S He.H O NO f.O C H Hg.O POO 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。

目录第一章绪论0第二章饱和烃1第三章不饱和烃6第四章环烃16第五章旋光异构25第六章卤代烃31第七章波谱法在有机化学中的应用37第八章醇酚醚49第九章醛、酮、醌59第十章羧酸及其衍生物72第十一章取代酸81第十二章含氮化合物87第十三章含硫和含磷有机化合物96第十四章碳水化合物100第十五章氨基酸、多肽与蛋白质113第十六章类脂化合物119第十七章杂环化合物130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。

答案：1.2 NaCl 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+1CCH 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.C2H4b.CH3Clc.NH3d.H2Se.HNO3f.HCHOg.H3PO4 h.C2H6 i.C2H2 j.H2SO4答案：a.C C H H H HCC HH HH 或 b.H C H c.H N HHd.H S H e.H O NOf.OC 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。

目录第一章绪论 (1)第二章饱和烃 (2)第三章不饱和烃 (6)第四章环烃 (14)第五章旋光异构 (23)第六章卤代烃 (28)第七章波谱法在有机化学中的应用 (33)第八章醇酚醚 (43)第九章醛、酮、醌 (52)第十章羧酸及其衍生物 (63)第十一章取代酸 (71)第十二章含氮化合物 (77)第十三章含硫和含磷有机化合物 (85)第十四章碳水化合物 (88)第十五章氨基酸、多肽与蛋白质 (99)第十六章类脂化合物 (104)第十七章杂环化合物 (113)Fulin 湛师第一章 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。

答案：1.2 NaCl 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CH 4及CCl 4各1mol 混在一起，与CHCl 3及CH 3Cl 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CH 4与CCl 4及CHCl 3与CH 3Cl 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（CH 4）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 4b.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 HHCC HH HH或 b.H C H c.H N Hd.H S He.H O NO f.O C H Hg.O POO 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。

目录之老阳三干创作第一章绪论0第二章饱和烃1第三章不饱和烃5第四章环烃13第五章旋光异构21第六章卤代烃26第七章波谱法在有机化学中的应用31第八章醇酚醚41第九章醛、酮、醌50第十章羧酸及其衍生物61第十一章取代酸68第十二章含氮化合物74第十三章含硫和含磷有机化合物82第十四章碳水化合物85第十五章氨基酸、多肽与蛋白质96第十六章类脂化合物101第十七章杂环化合物109Fulin 湛师第一章 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。

答案：1.2 NaCl 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，所以是两组分歧的混合物。

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+624HCCH 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.C2H4b.CH3Clc.NH3d.H2Se.HNO3f.HCHOg.H3PO4h.C2H6 i.C2H2 j.H2SO4答案：a.C C H H H HCC HH HH 或 b.H C H H c.H N H Hd.H S H e.H O NOf.OC H Hg.O P OO 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 OOH H或1.5下列各化合物哪个有偶极矩？画出其方向。

第18章杂环化合物成环原子中含有杂原子，具有一定程度芳香性的环状有机物及其衍生物称为杂环化合物。

杂原子是指除了C、H以外的其它原子，多指O、S、N…等非金属元素的原子。

过去见过的下列化合物均不属于杂环化合物：杂环化合物的数量很大，是最大的一类有机物，它们广泛存在于自然界。

第一节分类与命名一、分类在我们的教材（P.203）及其它一些教材中，嘌呤、腺嘌呤、鸟嘌呤的结构被写成：二、命名有二种方法1. 音译法母核名称的汉字加“口”字旁2. 以相应的C环母核命名称为某杂某单杂环的编号：总是从杂原子开始，含有二个以上杂原子时，按O→S→N的顺序编号。

稠杂环的编号：一般是固定的。

第二节五员杂环化合物一、呋喃、噻吩、吡咯的结构及芳香性的比较二、化学性质呋喃、吡咯、噻吩均为无色液体。

1.鉴定反应松木片试验：用被盐酸浸湿的松木片做试验。

呋喃显绿色吡咯显红色吲哚醌试验：用吲哚醌的浓H2SO4溶液做试验。

噻吩使溶液显蓝色。

2. 取代反应（亲电取代、芳香取代）芳香性特征这三个芳杂环，都是6个π电子分布在由5个原子构成的环体系中，环上π电子云的密度都比苯的大，属于富电子芳环，因此亲电取代的活性都比苯的大。

（1）卤代注意:上面三个杂环的卤代都不用FeX3催化,类似于苯胺和苯酚的卤化,足见其亲电取代的容易。

（2）硝化吡咯、呋喃、噻吩很易被氧化，甚至能被空气氧化。

因此一般不用硝酸直接硝化（但也可以），而是用比较温和的非质子性硝化剂——硝酸乙酰酯。

练习题:写出下列反应的一取代产物。

（3）磺化噻吩的芳香性较强，环较稳定，可以用浓H2SO4直接磺化：呋喃与吡咯则须用温和的非质子性磺化剂——吡啶三氧化硫。

（4）F –C酰基化酰化剂或用酸酐或酰卤。

3. 加成反应烯烃的特征（1）催化氢化呋喃、噻吩、吡咯均可进行催化氢化，生成饱和的杂环化合物。

呋喃与吡咯可用一般的催化剂，而噻吩是含S 的化合物，须用特殊催化剂。

吡咯和噻吩还可以用化学还原剂还原为二氢衍生物：（2）双烯合成反应（D-A反应）噻吩了生上述反应的倾向很小。

第二章习题2.1 写出分子式为C 6H 14烷烃和C 6H 12环烷烃的所有构造异构体，用短线式或缩简式表示。

(P26)解：C 6H 14共有5个构造异构体：CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3CH 3CHCH 2CH 2CH 3CH 3CH 3CH 2CHCH 2CH 3CH 3CH 3CCH 2CH 3CH 3CH 3CH 3CH CHCH 3CH 3CH 3C 6H 12的环烷烃共有12个构造异构体：CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 2CH 3CH 3CH 33CH 2CH 3CH 3CH 2CH 3CH 2CH 2CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 9CH 3)2习题2.2 下列化合物哪些是同一化合物？哪些是构造异构体？(P26)(1) CH 3C(CH 3)2CH 2CH 3 2,2-二甲基丁烷 (2) CH 3CH 2CH(CH 3)CH 2CH 3 3-甲基戊烷 (3) CH 3CH(CH 3)(CH 2)2CH 3 2-甲基戊烷 (4) (CH 3)2CHCH 2CH 2CH 3 2-甲基戊烷 (5)CH 3(CH 2)2CHCH 3CH 32-甲基戊烷(6) (CHJ 3CH 2)2CHCH 3 3-甲基戊烷解：(3)、(4)、(5)是同一化合物；(2)和(6)是同一化合物；(1)与(3)、(6)互为构造异构体。

习题2.3将下列化合物用系统命名法命名。

(P29)(1)CH 3CH CHCH CH 2CH 2CH 3CH 3CH CH 3CH 2CH3CH 31234567 2,3,5-三甲基-4-丙基庚烷(2)1234567CH 3CH CHCH CH 2CH 2CH 3CH 3CH CH 3CH 3CH 3 2,3-二甲基-4-异丙基庚烷(3)123456CH 3CH CHCH 2CHCH 3CH 3CH 3CH 32,3,5-三甲基己烷习题2.4 下列化合物的系统命名是否正确？如有错误予以改正。

有机化学Organic Chemistry 第18章杂环化合物(3’)教材:李景宁主编高等教育出版社原则上，环状机化合物中，构成环的原子，除了碳原子外，还有其他原子的，都称为杂环化合物。

2. 杂环化合物的英文？杂环化合物，heterocyclic compound。

[hetərə'saɪklɪk]By the end of eighteen century,experimenters had well established that each pure substance had its own characteristic set of properties such as density, specific heat,melting point,and boiling point. Organic chemistry is a sub-discipline within chemistry involving the scientific study of the structure,properties,composition,reactions,and preparation(by synthesis or by other means)of carbon-based compounds,hydrocarbons,and their derivatives.一、分类ON S五元 杂环第一节杂环化合物的分类和命名H 六 元 杂环NN N 单杂环稠 杂环NN H1. 母体名称呋喃吡咯噻吩咪唑噻唑82. 编号•从杂原子编起（母体的编号是固定的）；•若有不同杂原子时，从O 、S 、N 顺序编号；•杂原子的位次遵循最低系列原则•例：3-1-酸类化合物以酸为母体，杂环为取代基。

N CH3甲基吡咯(β-甲基吡咯)甲基吡咯(N -甲基吡咯)α-呋喃甲酸(2-呋喃甲酸)α-噻吩磺酸N第二节五元杂环化合物OSHfuran pyrrole thiophene 呋喃吡咯噻吩一、呋喃、噻吩、吡咯杂环的结构π电子数满足4n +2，分子是闭合的共轭体系，NMR 谱图δ值为7左右，具有芳香性。