基础有机化学 第4章烷烃自由基取代反应
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基础有机化学邢其毅第4版上册配套练习题库邢其毅《基础有机化学》(第4版)(上册)配套题库【考研真题精选+章节题库】目录第一部分考研真题精选一、选择题二、填空题三、简答题第二部分章节题库第1章绪论第2章有机化合物的分类表示方法命名第3章立体化学第4章烷烃自由基取代反应第5章紫外光谱红外光谱核磁共振和质谱第6章卤代烃饱和碳原子上的亲核取代反应β-消除反应第7章醇和醚第8章烯烃炔烃加成反应(一)第9章共轭烯烃周环反应第10章醛和酮加成反应(二)第11章羧酸第12章羧酸衍生物酰基碳上的亲核取代反应第13章缩合反应•试看部分内容考研真题精选一、选择题1下列不属于Lewi s酸的有()。
[中山大学2009年研]A.CuCl2B.Ag+C.H+D.【答案】D查看答案【解析】Lewis酸是电子的接受体,只有D项不能再接受电子。
2下列物质酸性最小的是()。
[中山大学2009年研]A.B.C.CH3OHD.C H3C N【答案】C查看答案【解析】一般地,酚类的酸性强于醇类的酸性,而醇类的酸性又强于烷基的酸性,所以D项的酸性最小。
3下列化合物酸性由大到小的次序是()。
[首都师范大学20 10年研]a.苯酚b.戊醇c.对硝基苯酚d.间硝基苯酚A.c>d>a>bB.a>c>d>bC.b>a>d>cD.c>a>d>b【答案】A查看答案【解析】本题考查有机化合物的酸性的大小比较,四个选项中有两类物质,即醇和酚,由于苯环的共轭结构,使得酚类的酸性大于醇类,则排除C项,苯酚中苯环上含有吸电子取代基时其酸性增强,则排除B、D项。
4下列自由基的稳定性从大到小的次序是()。
[中山大学20 10年研]A.d>c>b>aB.d>c>a>bC.a>b>c>dD.c>b>a>d【答案】C查看答案【解析】自由基与其周围的基团的共轭作用越强,或超共轭作用越强,越稳定。
5下列化合物中,有旋光活性的为()。
[华中科技大学200 2年研]【答案】BC查看答案【解析】(A)、(D)分子中有对称中心或对称面,为非手性分子,无光学活性;(B)分子中两个四元环互相垂直;(D)分子中两个π键也互相垂直,它们都没有对称中心或对称面,为手性分子,有光学活性。
烷烃为什么发生自由基取代反应机理烷烃是由碳和氢元素组成的一类有机化合物,其中碳原子上连接着四个氢原子。
由于烷烃分子中没有其他功能团,因此它们在化学反应中相对稳定,不容易发生反应。
然而,在适当的条件下,烷烃也能够发生自由基取代反应。
自由基取代反应是指在化学反应中,一个自由基分子取代另一个分子中的一个原子或基团的过程。
在烷烃的自由基取代反应中,通常是烷烃分子中的一个氢原子被取代为其他官能团或基团。
这种反应的机理可以分为三个步骤:起始步骤、传递步骤和终止步骤。
首先是起始步骤,也称为引发步骤。
在该步骤中,一个化合物分解为两个自由基。
这个过程通常需要一定的能量,比如热量或光能。
在烷烃的自由基取代反应中,通常会使用光能来提供起始步骤所需的能量。
例如,在氯代烷烃的自由基取代反应中,紫外线光能可以提供起始步骤所需的能量,使氯气分子解离成两个氯自由基。
接下来是传递步骤,也称为链传递步骤。
在该步骤中,自由基与其他化合物发生反应,将自由基转移给其他分子,从而生成新的自由基。
这个过程会不断地进行下去,形成一个自由基链反应。
在烷烃的自由基取代反应中,通常是自由基与另一个烷烃分子发生反应,将自由基转移给该分子,并形成一个新的自由基。
例如,在氯代烷烃的自由基取代反应中,氯自由基会与另一个烷烃分子发生反应,将自由基转移给该分子,并形成一个新的氯代烷烃分子。
最后是终止步骤,也称为链终止步骤。
在该步骤中,自由基与其他自由基发生反应,形成稳定的化合物,从而终止自由基链反应。
这个过程通常是通过自由基之间的相互作用来实现的。
在烷烃的自由基取代反应中,可能会发生自由基与其他自由基相互作用的终止步骤。
例如,在氯代烷烃的自由基取代反应中,两个氯自由基可能会相互作用,形成稳定的二氯代烷烃化合物。
总结起来,烷烃发生自由基取代反应的机理可以概括为起始步骤、传递步骤和终止步骤。
起始步骤中,一个化合物分解为两个自由基;传递步骤中,自由基与其他分子发生反应,将自由基转移给其他分子;终止步骤中,自由基与其他自由基相互作用,形成稳定的化合物。
烷烃的自由基取代反应自由基取代反应是有机化学中一类重要的反应类型。
烷烃是碳氢化合物的一种,由于其分子结构中只含有碳和氢两种元素,因此烷烃的反应性较低。
然而,通过引入自由基反应剂,可以使烷烃发生自由基取代反应,从而引发一系列有机反应。
自由基取代反应是指烷烃分子中的氢原子被自由基取代剂(如卤素、过氧化氢等)所取代的反应过程。
这类反应通常发生在光照、加热或引发剂的作用下。
典型的自由基取代反应包括氯代烷烃的制备、烷烃的氯化、烷烃的卤素化等。
以氯代烷烃的制备为例,氯代烷烃是一类重要的有机化合物,广泛应用于有机合成、医药、材料等领域。
常见的氯代烷烃制备方法之一就是通过自由基取代反应实现。
在反应中,以氯气为氯源,通过光照或热照射等条件,使烷烃中的氢原子被氯原子取代,生成氯代烷烃。
烷烃的氯化反应是另一种重要的自由基取代反应。
在氯化反应中,以氯化亚铁等作为引发剂,通过加热或光照等条件,使烷烃中的氢原子被氯原子取代,生成氯代烷烃。
这种反应常用于制备氯代烃烃类溶剂、药物合成中间体等。
除了氯代烷烃的制备和氯化反应外,烷烃还可以通过自由基取代反应进行卤素化反应。
卤素化反应是指在烷烃中引入卤素原子的反应过程。
常见的卤素化反应有氯代烷烃的卤素化、溴代烷烃的卤素化等。
这些反应通常在光照或加热条件下进行,通过自由基取代反应实现。
自由基取代反应具有一定的选择性和反应条件的灵活性。
通过调节反应条件和反应剂的选择,可以实现对烷烃分子中不同位置的取代。
例如,在氯化反应中,通过控制反应温度和反应剂的浓度,可以实现对烷烃分子中不同位置氢的取代。
这为有机合成提供了一种灵活的方法。
烷烃的自由基取代反应是有机化学中的重要反应类型。
通过引入自由基反应剂,可以使烷烃发生取代反应,生成具有不同官能团的有机化合物。
这类反应具有一定的选择性和适应性,可以通过调节反应条件和反应剂的选择实现对烷烃分子中不同位置的取代。
自由基取代反应在有机合成、医药、材料等领域具有重要应用价值。
第4章烷烃自由基取代反应一、选择题1.下列自由基中最稳定的是()。
【答案】B【解析】p-π共轭使自由基稳定。
2.下列1,2,3-三氯环己烷的三个异构体中,最稳定的异构体是()?【答案】(c)3.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.2-甲基己烷A.d>a>b>cB.b>c>d>aC.c>b>d>aD.a>d>c>b【答案】C4.反应的反应类型属于()。
A.碳正离子重排B.亲核加成C.亲电加成D.自由基反应【答案】D5.分子式为的三元环化合物,其可能的异构体总数为()?A.6个B.5个C.4个D.3个【答案】B二、填空题1.两环烷烃的分子式均为,燃烧热较大的是。
【答案】(a)2.比较环丁烷、环己烷、环庚烷分子中1mol的燃烧值大小。
【答案】环丁烷>环庚烷>环己烷3.写出烷烃中熔点与沸点最接近的一个异构体。
【答案】4.排列自由基稳定顺序(由高到低)。
A.B.C.D.【答案】A>B>C>D三、简答题1.以环己烷、乙炔为原料(其他试剂任选)合成答:2.某化合物A的分子式为,A在其同分异构体中熔点和沸点差距最小,A的一溴代物只有一种B,B进行反应都很慢,但在Ag+的作用下,可以生成烯烃C。
试写出A、B、C的构造式。
答:3.用普通命名法与系统命名法给下列化合物和烷基命名。
答:(1)异丁基;2-甲基丙基(2)二级丁基;1-甲基丙基(3)3-甲基-4-乙基辛烷(4)2-甲基-4-叔丁基庚烷;2-甲基-4-(1,1-二甲基乙基)庚烷4.利用17中得到的烷烃中伯、仲、叔氢在氯化时的活性比,求氯化时得到的各种一氯化产物的相对含量。
答:不同一氯化产物的相对含量与它们相应的原子数和活性比有关。
原子数之比为伯氢:仲氢=6:4=3:2其活性比为伯氢:仲氢=1:4所以1-氯丁烷的相对含量为2-氯丁烷的相对含量为5.如何用试管测试快速地鉴别下列化合物,写出反应结果:己烷,答:己烷很容易与其他3种物质区分出来,它不能使溴水褪色,用溶液处理以测定的存在,己烷的反应呈阴性。
第4章烷烃自由基取代反应习题4-1查阅下列化合物的沸点,将它们按大小排列成序,并对此作出解释。
解:对于正烷烃及其卤代物,相对分子质量越高,其沸点也越高。
对于分子式相同的烷烃,正烷烃的沸点最高,叉链烷烃的分子沸点较低;碳原子相同的链烷烃沸点低于环烷烃的沸点。
习题4-2化合物A转为化合物B时的焓变为一7kJ·mol-1(25℃),可忽略不计,请计算平衡常数,并指出A与B的百分含量。
解:根据热力学,平衡常数与势能变化的关系为可忽略不计,得所以,设A的百分含量为a,B的百分含量为b,则解得,习题4-3下列反应在某温度的反应速率常数k=4.8×10-6mol-1·L·s-1,请根据已给的浓度计算反应速率。
解:习题4-4将下列自由基按稳定性顺序由大到小排列。
解:因为既是烯丙型自由基,又是苯甲型自由基,离域范围很大,比单纯的烯丙型自由基和单纯的额苯甲型自由基更稳定;解离能越低的碳自由基越稳定,因此有。
习题4-5溶剂的极性、酸或碱性催化剂对自由基反应有无影响?为什么?解:没有影响。
因为自由基的反应是由于键的均裂产生自由基而引起的,而溶剂的极性、酸性催化剂、碱性催化剂利于键的异裂,而对键的均裂没有影响,所以对自由基反应也不会产生影响。
习题4-6写出新戊烷在光作用下溴化产生溴代新戊烷的反应机理。
解:链引发:链转移:链终止:习题4-7写出C5H11Br的所有可能异构体的结构式(如有构型问题,须用伞形式表示),写出每个异构体的中英文系统名称。
指出与溴原子相连的碳原子的级数。
解:习题4-8定性画出溴与甲基环己烷反应生成1-甲基-1-溴代环己烷链转移反应阶段的反应势能变化图。
标明反应物、中间体、生成物、过渡态的结构及其相应位置,并指出反应的速控步是那一步。
(溴的键解离能:192.5kJ﹒mol-1,三级碳氢键的键解离能:389.1kJ ﹒mol-1)解:查表得知键的键解离能为192.5kJ·mol-1,所以H—Br键的键解离能为366.1kJ·mol-1,三级碳氢键的键解离能为389.1kJ·mol-1所以,三级碳溴键的键解离能为280.3kJ·mol-1,所以,为放热反应,反应势能变化图如图4-1所示:图4-1因为第一过渡态势能比第二过渡态势能高,因此步(2)是慢的一步,是甲基环己烷溴化反应中决定速率的一步。
4.1.1 自由基取代反应自由基作为一种重要的有机机活性中间体,在很多有机化学反应中存在。
其中,最常见的自由基反应为饱和烷烃的自由基取代反应。
通过自由基取代反应,饱和烷烃和卤素生成卤代烃。
甲烷氯化过程中甲基自由基的生成一. 烷烃的结构与化学性质饱和烷烃是最基本的有机化合物,在分子中只存在C—C单键和C—H单键,其化学性质不活泼。
碳与氢的电负性相差不大,所以饱和烷烃中的共价键C—C键和C—H键的极性很小,不易发生亲核和亲电反应。
烷烃最常见和最重要的反应为自由基取代反应。
C的电负性为2.5,H为2.2二. 甲烷自由基卤代反应的机理甲烷在光照或加热的条件下和卤素(氯或溴)发生反应,生成卤代甲烷和卤化氢。
首先,卤代反应的几个实验事实:(1). 光照或加热条件;(2). 反应过程中的链式反应;(3). 氯代反应的速率>溴代反应(4). O2的存在会使反应速率减慢1. 链引发2. 链传递3. 链终止各种自由基结合形成中性分子二. 甲烷自由基卤代反应的机理甲烷在光照或加热的条件下和卤素(氯或溴)发生反应,生成卤代甲烷和卤化氢。
1. 链引发两种断裂的可能键离解能△H = 242.7 KJ/mol键离解能△H = 439.3 KJ/mol二. 甲烷自由基卤代反应的机理甲烷在光照或加热的条件下和卤素(氯或溴)发生反应,生成卤代甲烷和卤化氢。
2. 链传递注:本页动画由Gaussian软件和Gaussview程序制作二. 甲烷自由基卤代反应的机理甲烷在光照或加热的条件下和卤素(氯或溴)发生反应,生成卤代甲烷和卤化氢。
2. 链传递注:本页动画由Gaussian软件和Gaussview程序制作二. 甲烷自由基卤代反应的机理甲烷在光照或加热的条件下和卤素(氯或溴)发生反应,生成卤代甲烷和卤化氢。
3. 链终止注:本页动画由Gaussian软件和Gaussview程序制作二. 甲烷自由基卤代反应的机理除了甲烷之外,其他饱和烷烃的卤代反应的机理是类似的。