1,下列烷烃的系统命名中，哪些命名应给予更正？ (1).CHgCHCH2CH3 (2).CH CH2CHCHCH3 (③).CHCH2 CH(CH2)7CH3 C2H5 CHa CH 2-乙基丁烷 2,3-2甲基成烷 3甲基11烷 CHa (5).CHgCHCH2CHCHCHCHCH3 CHa C2Hs 4二甲基庚烷 4甲基-5-乙基辛烷 CH(CHa)2 (6).CHgCHCHCHCH2CH2CHa 4-丙基庚烷 解(1)应为3甲基戊烷(2)应为2,3二甲基戊烷(3)3甲基十一烷 (4)4,4二甲基庚烷(5)正确 (6)应为4异丙基庚烷 2.写出下列烷基的名称及常用符号： (1)CH;CH:CH2- (2)(CH)2CH- (3)CH:CH2CH2CH2- (4)(CH:)2CHCH2- (⑤)CHCH2CH(CH)一 (6)(CH)C 解(1)丙基n-Pr (2)异丙基-Pr (3)丁基m-Bu (4)异丁基-Bu (5)仲丁基Bu (6)叔丁基-Bu 3.用纽曼(Newman).投影式画出乙烷的重叠式构象和交叉式构象并回答下列问题： (1)乙烷的重叠式构象和交叉式构象是乙烷的仅有的两种构象吗？ (2)室温下乙烷的优势构象是哪一种？为什么？ (3)温度升高时构象会发生什么变化？ 解乙烷的重叠式构象和交叉式构象如下： HH H大 重叠式构象 交叉式构象 (1)乙烷的重叠式构象和交叉式构象不是乙烷仅有的两种构象，它们仅是乙烷的两个极端 构象，介于它们二者之间还有无数个中间状态的构象。 (2)室温下乙烷的优势构象是交叉式构象。在C-C键旋转的过程中，相邻碳原子上C-H键
1．下列烷烃的系统命名中，哪些命名应给予更正？ CH3CHCH2CH3 C2H5 CH3CH2CHCHCH3 CH3 CH3 CH3CH2CH(CH2 )7CH3 CH3 (1). (2). (3). 2-乙基丁烷 2，3-2 甲基戊烷 3-甲基 11 烷 CH3CH2CH2CCH2CH2CH3 CH3 CH3 CH3CH2CH2CHCHCH2CH2CH3 CH3 C2H5 (4). (5). 4-二甲基庚烷 4-甲基-5-乙基辛烷 CH3CH2CH2CHCH2CH2CH3 CH(CH3 )2 (6). 4-丙基庚烷 解 （1）应为 3-甲基戊烷 （2）应为 2，3-二甲基戊烷 （3）3-甲基十一烷 （4）4，4-二甲基庚烷 （5）正确 （6）应为 4-异丙基庚烷 2．写出下列烷基的名称及常用符号： (1) CH3CH2CH2— (2) (CH3)2CH— (3) CH3CH2CH2CH2— (4) (CH3)2CHCH2— (5) CH3CH2CH(CH3) — (6) (CH3)3C— 解 （1）丙基 n-Pr （2）异丙基 i-Pr （3）丁基 n-Bu （4）异丁基 i-Bu （5）仲丁基 s-Bu （6）叔丁基 t-Bu 3．用纽曼（Newman）投影式画出乙烷的重叠式构象和交叉式构象并回答下列问题： （1）乙烷的重叠式构象和交叉式构象是乙烷的仅有的两种构象吗？ （2）室温下乙烷的优势构象是哪一种？为什么？ （3）温度升高时构象会发生什么变化？ 解 乙烷的重叠式构象和交叉式构象如下： H H H H H H H H H H H H 重叠式构象 交叉式构象 （1）乙烷的重叠式构象和交叉式构象不是乙烷仅有的两种构象，它们仅是乙烷的两个极端 构象，介于它们二者之间还有无数个中间状态的构象。 （2）室温下乙烷的优势构象是交叉式构象。在 C-C 键旋转的过程中，相邻碳原子上 C-H 键
的电子云互相排斥，交叉式中两个碳原子上的CH健相距最远，排斥力最小。因此，该构象体系 的能量最低，稳定性增加，为乙烷的优势构象。 (3)分子在不停的运动，温度越高，C-C键旋转的速度越快，重叠式等能量较高的构象出 现的几率增加。 4.用纽曼(Newman)投影式画出下列化合物的交叉式构象，并比较其稳定性： (1)CH:CH2-CH2CH; (2)(CH3)2CH-CH2CHa 解 (1) CH A H H H CH 稳定性A>B,C: B、C的稳定性相等。 (2) H H B CH CH 稳定性A>C: A、B的稳定性相等。 5.将下列透视式改写成相应的纽曼(Newman)投影式： 6.回答下列问题： (1)为什么烷烃不活泼？ (2)解释直链烷烃的沸点随分子量的增加而增加，支链烷烃的沸点比碳数相同的直链烷烃小
的电子云互相排斥，交叉式中两个碳原子上的 C-H 键相距最远，排斥力最小。因此，该构象体系 的能量最低，稳定性增加，为乙烷的优势构象。 （3）分子在不停的运动，温度越高，C-C 键旋转的速度越快，重叠式等能量较高的构象出 现的几率增加。 4．用纽曼（Newman）投影式画出下列化合物的交叉式构象，并比较其稳定性： （1）CH3CH2—CH2CH3 (2) （CH3）2CH—CH2CH3 解 （1） CH3 H H H H CH3 H H CH3 CH3 H H H H3C H CH3 H H A B C 稳定性 A>B，C； B、C 的稳定性相等。 （2） H CH3 H H CH3 CH3 H H CH3 H CH3 CH3 CH3 H H H CH3 CH3 A B C 稳定性 A>C； A、B 的稳定性相等。 5．将下列透视式改写成相应的纽曼（Newman）投影式： CH3 H H H CH3 H CH3 H H H CH3 H CH3 H H H CH3 H CH3 H H H CH3 H 解 CH3 H H CH3 H H CH3 H H CH3 H H CH3 H H CH3 H H CH3 H H CH3 H H 6．回答下列问题： （1）为什么烷烃不活泼？ （2）解释直链烷烃的沸点随分子量的增加而增加，支链烷烃的沸点比碳数相同的直链烷烃小
(3)有机过氧化物（含-00-键）和偶氨化合物常被作为自由基反应的引发剂，请说明原由。 解(1)烷烃分子中只含有C-C和CH。键，且CC和C-H的键能大，因而烷烃分子比较稳定， 其化学性质不活泼。 (2)烷烃分子是非极性分子，分子中碳原子和氢原子越多，色散力越大，因此直链烷烃的沸点 随分子量的增加而增加。有支链分子由于支链的阻碍，分子间不能紧密地靠在一起，因此带支链 烷烃分子间的色散力比直链小，沸点也相应地低一些。 (3)一般来说，键的均裂能在168-210kJmo'之间，这样的键断裂需要200-400℃，这些键包括 Br-Br、O-N、NN、C-0、C-N、C-H和C-C键。均裂能在126-168kJmo之间，这些键包括-0-0- 键和-C-N=N-C键等，如(CH)5C0-OC(CHh分子中-O-0-键的离解能为155mo',受热时较易 裂解为自由基，从而引发自由基反应。 7.烷烃分子中，伯、仲、叔氢溴代的相对活性为1：82：1600，试预测(1)CH.CH.CH,CH, (2)(CHs).CHCH在一溴化时所得到的异构体的比例。 解烷烃卤代时，各种不同的氢被取代，从而生成不同的产物，有三种因素决定产物的相对比例： 几率因素，氢原子的活泼性，卤素的活泼性。 (1)分子CH:CH:CH-CH中有两类不同化学环境的氢原子，可得两种一溴化异构体，其产 物的比例为： 1-溴丁烷：2-溴丁烷=1×6：4×82=3：164 (2)分子(CH)CHCH在一溴化时可得两种一溴化异构体，其产物的比例为 (CHa)2CHCH2Br (CHa)2CBrCHa=9x1:1x1600=9:1600 8.甲烷与甲苯的自由基溴化反应，何者比较容易进行？试讨论之。 解一般来说生成自由基中间体的一步是控速步骤，自由基越稳定，所需活化能越低，反应速 度越快。苄基自由基由于苯环对自由基的稳定作用而比甲基自由基稳定得多，所以甲苯的溴化反 应比较容易进行。 9,螺戊烷在光照条件下用氯进行氯化是制备氯代螺成烷的最好方法： ÷ (1)解释在该反应条件下，为什么氯化是制备这一化合物的如此有用的方法？ (2)写出反应历程。 解 (1)在该反应条件下螺戊烷的氯化为自由基反应，生成自由基中间体： ()
（3）有机过氧化物（含-O-O-键）和偶氮化合物常被作为自由基反应的引发剂，请说明原由。 解 （1）烷烃分子中只含有 C-C 和 C-H σ 键，且 C-C 和 C-H 的键能大，因而烷烃分子比较稳定， 其化学性质不活泼。 （2）烷烃分子是非极性分子，分子中碳原子和氢原子越多，色散力越大，因此直链烷烃的沸点 随分子量的增加而增加。有支链分子由于支链的阻碍，分子间不能紧密地靠在一起，因此带支链 烷烃分子间的色散力比直链小，沸点也相应地低一些。 （3）一般来说，键的均裂能在 168-210kJ·mol-1 之间，这样的键断裂需要 200-400℃，这些键包括 Br-Br、O-N、N≡N、C-O、C-N、C-H 和 C-C 键。均裂能在 126-168kJ·mol-1 之间，这些键包括-O-O- 键和-C-N=N-C 键等，如(CH3)3CO-OC(CH3)3 分子中-O-O-键的离解能为 155 kJ·mol-1，受热时较易 裂解为自由基，从而引发自由基反应。 7．烷烃分子中，伯、仲、叔氢溴代的相对活性为 1：82：1600，试预测（1）CH3CH2CH2CH3， (2) (CH3)2CHCH3 在一溴化时所得到的异构体的比例。 解 烷烃卤代时，各种不同的氢被取代，从而生成不同的产物，有三种因素决定产物的相对比例： 几率因素，氢原子的活泼性，卤素的活泼性。 （1）分子 CH3CH2CH2CH3 中有两类不同化学环境的氢原子，可得两种一溴化异构体，其产 物的比例为： 1-溴丁烷：2-溴丁烷=1×6 ：4×82 = 3 ：164 （2）分子(CH3)2CHCH3 在一溴化时可得两种一溴化异构体，其产物的比例为： (CH3)2CHCH2Br ：(CH3)2CBrCH3 = 9×1 : 1×1600 = 9 : 1600 8．甲烷与甲苯的自由基溴化反应，何者比较容易进行？试讨论之。 解 一般来说，生成自由基中间体的一步是控速步骤，自由基越稳定，所需活化能越低，反应速 度越快。苄基自由基由于苯环对自由基的稳定作用而比甲基自由基稳定得多，所以甲苯的溴化反 应比较容易进行。 9．螺戊烷在光照条件下用氯进行氯化是制备氯代螺戊烷的最好方法： CH2 CH2 C CH2 CH2 Cl2 hv CH2 CH2 C CHCl CH2 （1） 解释在该反应条件下，为什么氯化是制备这一化合物的如此有用的方法？ （2） 写出反应历程。 解 （1）在该反应条件下螺戊烷的氯化为自由基反应，生成自由基中间体： CH2 CH2 C CH CH2 （Ⅰ）
自由基(I)的构型为平面型或近似于平面型：中心碳原子为SP杂化，未参与杂化的p轨道只 有一个未配对电子并垂直三个SP杂化轨道，并被另一个环丙烷的弯曲健所稳定，活化能低，反 应速度快，是制备该化合物有效的方法。 (2)该反应的反应机理为： Cl2 hv 2 CI- HCI CH, CH2 CH2 CH2 CH2 10.本世纪三十年代美国化学家M.S.Kharach等对烯丙基澳与化氢的加成反应进行了深入的 研究。他们发现在此反应混合物中加入痕量的有机过氧化物，能使加成反应在几小时内完成，并 得到反马加成产物。反应式如下： CH2-CHCH2CHg HBr ROOR BrCHCHCHCHa 请用不同类型自由基的稳定性对该反应的结果给子一个合理的解释。 解有机过氧化物中.0-0-键的离解能为：146-209k小mo',加热时容易裂解而产生自由基： RO-OR→2RC R0自由基从溴化氢分子中夺取一个氢原子，从而生成一个溴原子： RO+HBr一ROH+Br 溴原子加在烯烃的碳碳双健上，生成烷基自由基： CH2=CHCH2CH+Br· ·CHgCH2CHCH2Br CH2=CHCH2CH+Br·→CHCH2CHCH2 Br 由于自由基的稳定性为：RC>RCH>RCH2,所以溴原子按(2)途径进行反应，总是加在含 氢较多的碳原子上，生成稳定的自由基。从而得到反马加成产物。 11,正丁烷分别进行氯化和溴化，其产物的组成很不一样，试解释之。 CHCH.CH.CH 28% 72% CH.CH.CHCHB2 CHCHCHCHBr CHCHBrCH.CH 2% 98%
自由基（Ⅰ）的构型为平面型或近似于平面型；中心碳原子为 SP2 杂化，未参与杂化的 p 轨道只 有一个未配对电子并垂直三个 SP2 杂化轨道，并被另一个环丙烷的弯曲键所稳定，活化能低，反 应速度快，是制备该化合物有效的方法。 （2）该反应的反应机理为： CH2 CH2 C CH2 CH2 CH2 CH2 C CHCl CH2 CH2 CH2 C CH CH2 Cl2 hv 2 Cl + Cl + HCl CH2 CH2 C CH CH2 + Cl2 + Cl 10．本世纪三十年代美国化学家 M.S.Kharach 等对烯丙基溴与溴化氢的加成反应进行了深入的 研究。他们发现在此反应混合物中加入痕量的有机过氧化物，能使加成反应在几小时内完成，并 得到反马加成产物。反应式如下： CH2 CHCH2CH3 + HBr ROOR BrCH2CH2CH2CH3 请用不同类型自由基的稳定性对该反应的结果给予一个合理的解释。 解 有机过氧化物中-O-O-键的离解能为：146-209 kJ·mol-1，加热时容易裂解而产生自由基： RO-OR → 2RO· RO·自由基从溴化氢分子中夺取一个氢原子，从而生成一个溴原子： RO· + HBr → ROH + Br· 溴原子加在烯烃的碳-碳双键上，生成烷基自由基： CH2 CHCH2CH3 + Br CH3CH2CHCH2Br CH3CH2CHCH2 Br CH + Br 2 CHCH2CH3 由于自由基的稳定性为：R3C·> R2CH·>RCH2·，所以溴原子按（2）途径进行反应，总是加在含 氢较多的碳原子上，生成稳定的自由基。从而得到反马加成产物。 11．正丁烷分别进行氯化和溴化，其产物的组成很不一样，试解释之。 CH3CH2CH2CH3 Cl2 CH3CH2CH2CH2Cl + CH3CHClCH2CH3 28 % 72% CH3CH2CH2CH3 Br2 CH3CH2CH2CH2Br + CH3CHBrCH2CH3 2% 98 %
解这是由于氯化和溴化的选择性和活性不一样的结果。室温下氯化时，氯对叔、仲、伯氢原子 的相对活性为5：4：1，而溴化时为1600：82：1，即溴化的选择性非常高，故正丁烷溴化时有 98%的2-溴丁烷。 12.曾有人将等量甲烷和氯的混合气体通过弧光灯照射，产物经冷凝后分析，发现其中含20% 乙烷氯化物。即使用很纯的甲烷作原料，也得到乙烷的氯化物。扩大实验的规模还可以分离出更 高级的烧烃氯化物。请解释产生这一现象的原因。 解甲烷和氯的混合气体在弧光灯照射下的反应机理如下： Ch一2C(光照或加热) CH+C→CH+HC CH+C→CHsC+CI 产生的一氯甲烷再与氯自由基作用，生成二氯甲烷： CH,C+C→CH,C+HC CHCI+C→CHC+CI 该反应生成的自由基CH和CHC可能发生如下反应而生成氯乙烷或更高级的氯化物 CH+CH→CH,CH CHCH+CI→CHCH+HC CHCH+C2→CHCH.CI+C CHCI+CHCI→CH-CICH-CI CH+CHC CH.CH.CI 13.甲烧和氯的反应通常在光照或必须在加热至250℃时才开始发生反应，但在无光照条件下， 如加入少量(0.02%)的四甲基铅1Pb(CH小，则加热至140℃，氯化反应即可顺利进行。试用反 应机理进行解释。 解四甲基铅PbCH)4]在加热的情况下，易发生Pb-C键的断裂而引发如下的反应过程： →4CH·+Pb CH·+C2→CHgd+C· CH+C·CH3·+HC 循环进行，反应即可顺利进行。 14.假定取代基的体积是B>CH,将下列化合物按照CC健旋转时需要克服的能垒的大小次 序排列之， (1)CH:CICH2CI (2)CH:BrCH2Br (3)CBr3CBr3 (4)CH;CHs 解(3)>(2)>(1)>(4)
解 这是由于氯化和溴化的选择性和活性不一样的结果。室温下氯化时，氯对叔、仲、伯氢原子 的相对活性为 5：4：1，而溴化时为 1600：82：1，即溴化的选择性非常高，故正丁烷溴化时有 98%的 2-溴丁烷。 12．曾有人将等量甲烷和氯的混合气体通过弧光灯照射，产物经冷凝后分析，发现其中含 20% 乙烷氯化物。即使用很纯的甲烷作原料，也得到乙烷的氯化物。扩大实验的规模还可以分离出更 高级的烷烃氯化物。请解释产生这一现象的原因。 解 甲烷和氯的混合气体在弧光灯照射下的反应机理如下： Cl2 → 2Cl· (光照或加热) CH4 + Cl·→ CH3· + HCl CH3· + Cl2 → CH3Cl + Cl· 产生的一氯甲烷再与氯自由基作用，生成二氯甲烷： CH3Cl + Cl· → ·CH2Cl + HCl ·CH2Cl + Cl2 → CH2Cl2 + Cl· 该反应生成的自由基 CH3·和 CH2Cl·可能发生如下反应而生成氯乙烷或更高级的氯化物： CH3· + CH3·→ CH3CH3 CH3CH3 + Cl· → CH3CH2· + HCl CH3CH2· + Cl2 →CH3CH2Cl + Cl· . . CH2Cl· + CH2Cl· → CH2ClCH2Cl CH3· + CH2Cl·→ CH3CH2Cl 13．甲烷和氯的反应通常在光照或必须在加热至 250℃时才开始发生反应，但在无光照条件下， 如加入少量（0.02%）的四甲基铅[Pb(CH3)4]，则加热至 140℃，氯化反应即可顺利进行。试用反 应机理进行解释。 解 四甲基铅[Pb(CH3)4]在加热的情况下，易发生 Pb-C 键的断裂而引发如下的反应过程： Pb(CH3 )4 4 CH3 + Pb CH + 3 Cl2 CH3Cl + Cl CH4 + Cl CH3 + HCl 循环进行，反应即可顺利进行。 14．假定取代基的体积是 Br>Cl>H，将下列化合物按照 C-C 键旋转时需要克服的能垒的大小次 序排列之。 （1）CH2ClCH2Cl (2) CH2BrCH2Br (3) CBr3CBr3 (4)CH3CH3 解 （3）>（2）>（1）>（4）
15.将下列化合物的沸点按高-→低顺序排列，然后与手册核对。 (1)己烷 (2)辛烷(3)3甲基庚烷 （4)正戊烷 (5)2,3二甲基戊烷(6)2.甲基已烷(7)2,2,3,3-四甲基丁烷 解(2)>(3)>(6)>(5)>(1)>(7)>(4)
15．将下列化合物的沸点按高→低顺序排列，然后与手册核对。 （1）己烷 （2）辛烷 （3）3-甲基庚烷 （4）正戊烷 （5）2，3-二甲基戊烷 （6）2-甲基己烷 （7）2，2，3，3-四甲基丁烷 解 （2）>（3）>（6）>（5）>（1）>（7）>（4）