《有机化学学习指南与练习(第二版)》为普通高等教育“十一五”**级规划教材《有机化学(第三版)》(谷文祥等,科学出版社,2012年)配套的学习指导书。
《有机化学学习指南与练习(第二版)》主要由两大部分组成:**部分包含各章的知识要点、单元练习、典型题精解,综合练习题及参考答案,研究生入学考试模拟试题及参考答案。单元练习学生可在听课和理解的基础上自行完成。典型题精解部分对解题方法、解题思路和解题技巧进行了阐述。《有机化学学习指南与练习(第二版)》还编写了综合练习题,并给出了参考答案,便于学生复习和自我检查。第二部分为《有机化学(第三版)》各章习题的参考答案。
《有机化学学习指南与练习(第二版)》作为有机化学的学习指导书,可供生命科学、农林院校等相关专业的学生使用,也适用于学生自学和考研复习参考。 有机化学学习指南与练习-(第二版)_谷文祥董先明尹立辉_科学出版社_

第1章 绪 论
1.1 知识要点
1.1.1 有机化合物的特点
有机化合物可燃烧、熔点低、难溶于水、有机反应速度慢、反应复杂、副产物多。
1.1.2 现代化学键理论
1)原子轨道一个电子在原子核外空间*可能出现的区域称为原子轨道。核外电子的分布遵循能
量*低原理、泡利不相容原理和洪德规则。2)分子轨道原子轨道的线性组合称为分子轨道。分子轨道的数目等于组成分子轨道的原子轨道
数,比原子轨道能量低的轨道称为成键轨道,反之为反键轨道。3)共价键的基本性质通过电子的共享而形成的化学键称为共价键。
(1)共价键的极性。由于形成共价键的原子对电子的吸引力不同,电子云在两个原子之间不对称分布,因此共价键有极性,这样的共价键称为极性共价键。若原子对电子的吸引力相同,就会形成非极性共价键。
(2)共价键的键长、键角和键能。键长是指原子核之间的平均距离。键长受多种因素的影响,即使是同一种共价键在不同的化合物中也会有差别。键角是指每两个共价键之间的夹角。甲烷的每个C―H键之间的夹角是109°28′。键能是指共价键断裂过程中吸收的能量。键能越大,键越牢固不容易断裂;键能越小,键越容易断裂。
(3)共价键的类型。共价键分为单键、双键等,按成键轨道方向的不同又可分为σ键
和π键。4)杂化轨道理论杂化是指原子成键时,参与原子成键的若干个能级相近的电子轨道相互“混杂”,组成
一个新的轨道。
理论要点 只有能量相近的原子轨道才能进行杂化,且只有在形成分子的过程中才能进行杂化,杂化轨道的成键能力比原来未杂化的轨道的成键能力强,形成的化学键键能大。杂化轨道的数目是参加杂化轨道的原子轨道的总数。杂化轨道成键时要满足化学键间*小排斥力原理。杂化轨道的类型与空间构型有关。
1.1.3 共价键的断裂和有机反应类型
共价键的断裂分为均裂和异裂。均裂:共用电子对平均分配给两个成键原子或者原子团。生成游离基。游离基反应一般在光照或加热的条件下发生。异裂:成键电子完全―1―
1.1.4 有机化合物酸碱理论
酸碱质子理论:酸是能释放质子的物质,碱是能接受质子的物质。
酸碱电子理论:酸是在反应过程中能接受电子对的物质,碱是在反应过程中能够给出电子对的物质。
1.2 单元练习
1.价键理论和分子轨道理论的主要区别是什么?
2.元素定量分析表明某有机化合物的相对分子质量为78,实验式CH,它的分子式是什么?
3.共价键有哪几种断裂方式?各发生什么样的反应?
4.根据生活实际,简述有机化学的作用与用途。
1.3 典型题精解
1.某化合物元素分析值为C(70.4%),H(13.9%),请写出实验式。
解 由化合物元素分析值可知氧的质量分数为
(100-70.4-13.9)%=15.7%则C∶H∶O=(70.4/12)∶(13.9/1)∶(15.7/16)=6∶14∶1
故该化合物的实验式为C6H14O。
2.预测下列各对物质的酸性相对强弱。
(1) H3 O + 和NH+4 (2)H3O+ 和H2O (3)NH4+ 和NH3
(4)H2S和HS-(5)H2O和OH解 (1)H3O+> NH +4(2) H3 O +> H2 O (3) NH +4> NH3
-
(4) H2 S > HS -(5)H2O>OH3.下列物种哪些是亲电试剂?哪些是亲核试剂?
+H + Cl+ H2O,CNRCH-2RNH 3+ NO +2R―CO,OHNH-2,NH3,RO
解 根,据酸,碱理论,能,接受电,子对的,为酸,,是亲电试剂,所以,H +、Cl+、RNH+3、
+
NO +2、R―CO是亲电试剂;能给出电子对的为碱,是亲核试剂,所以H2O、CN-、RCH-2、OH-、NH-2、NH3、RO-是亲核试剂。
4.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原子成键的?画出它们的轨道形状及甲烷分子的形状。
解 碳原子核外有六个电子,氢原子核外有一个电子,碳原子以核外2s22p2 上的四个电子与氢原子1s轨道成键,其中s轨道的形状为圆球形,p轨道的形状为哑铃形,分别―2―
第2章 烷 烃
2.1 知识要点
2.1.1 烷烃的结构
1)烷烃碳原子的杂化
sp3。
2) 构造异构
分子式相同而结构式不同的化合物称为同分异构体,这种现象称为同分异构。同分异构是有机化合物中的一种普遍现象。
3) 碳氢的类型
直接与一个、两个、三个或四个碳与原子相连的碳原子分别称为伯、仲、叔和季碳原子,用1°C、2°C、3°C、4°C表示;同样,把伯、仲、叔碳原子连接的氢原子分别称为伯、仲、叔氢原子,也可用1°H、2°H、3°H表示。
2.1.2 烷烃的系统命名规则
系统命名分为三步:一选,二编,三配基。
(1)选母体:碳链*长,取代*多。
(2)编号:位次*低(*低系列原则)。
(3)配基:先小后大(优先基团后列出),同基合并。
2.1.3 烷烃的构象
构象是指在一定构造的分子中的原子或原子团通过单键旋转而产生的不同空间排列形式。烷烃以C―C单键自由旋转可以产生无数种构象。交叉式构象和重叠式构象为乙烷的两种典型构象,其交叉式构象为优势构象。
2.1.4 烷烃的化学性质
1) 卤代反应和烷烃的自由基取代机理
烷烃的卤代反应是按游离基历程(自由基取代机理)进行的。以甲烷为例,烷烃的氯代反应历程经历了链的引发、链的增长、链的终止三个阶段。
2)烷基游离基的稳定性(不同H原子的活泼性)
烷基游离基的稳定性的次序为:3°C>2°C>1°C>CH3?,所以卤代时,烷基氢的活性为3°H>2°H>1°H>CH4。
2.2 单元练习
1.用系统命名法命名下列化合物。
C2 H5
(1)(CH3CH2)2CHCH3 (2)CH3CCH2CH3
CH2CH2CH3
2.写出相对分子质量为114,同时含有1°、2°、3°、4°碳的烷烃的构造式。3.写出下列化合物的结构式,如其名称与系统命名原则不符,请予以改正。
(1)3,3-二甲基丁烷(2)3,4-二甲基-3-乙基戊烷
(3)2-叔丁基-4,5-二甲基己烷4.相对分子质量为72的烷烃进行高温氯代反应,根据氯代产物的不同,推测各种烷
烃的结构式。
(1)只生成1种一氯代产物 (2)可生成3种不同的一氯代产物
(3)生成4种不同的一氯代产物 (4)只生成2种二氯代产物
5.写出BrCH2CH2Cl的优势构象。
2.3 典型题精解
1.请解释:(1)为什么烷烃不活泼?(2)为什么在烷烃高温热解过程中,断裂的是C―C键而不是C―H键?(3)虽然烷烃的燃烧是一个强烈的放热反应过程,但是这个反应并不在室温下发生。
解 (1)分子中的反应活性部位通常有一对或者两对未共用电子、一个极性键、一个缺电子原子或者有一个可扩张的八隅体的原子,而烷烃没有这些,所以不活泼。
(2)C―C键的能量(ΔH=+347kJ/mol)比C―H键的能量(ΔH=+414kJ/mol)低。
(3)由于反应的ΔH非常高,所以在室温下该反应进行得非常慢。2.写出分子中仅含有1个季碳原子、1个叔碳原子、1个仲碳原子及多个伯碳原子的
*简单的烷烃的可能异构体。解 根据季碳、叔碳、仲碳原子的定义,必须具有如下的状态:
H
C CH HC
季碳叔碳仲碳其中游离价表示必须与其他碳原子相连,要符合*简单烷烃的要求,首先它们之间必须互相连接,剩余的游离价再用*小的烷基(甲基)饱和,因此其相应的烷烃为
H3CCCCCH3H3CCCCCH3H3CCCCCH3
CH3HHCH3HHHCH3H
2,2,3-三甲基戊烷2,2,4-三甲基戊烷2,2,3-三甲基戊烷3.(1)列出由①CH3CH2CH2CH3和②(CH3)2CHCH3得到的一溴取代物。(2)判断每种情况下组成占主要数量的异构体。解 (1)分子中有两种H原子,因而每一种化合物都可能有两种异构体。
①CH3CH2CH2CH2Br和CH3CHBrCH2CH3;②(CH3)2CHCH2Br和(CH3)2CBrCH3。
(2)一般来说,溴取代的H原子的反应活性顺序为:3°(1600)>2°(82)>1°(1)。所以,在决定溴代产物的产率中,反应活性不同的影响可以完全掩盖概率因素的影响。①中CH3CHBrCH2CH3是通过取代2°H原子形成的;②中(CH3)2CBrCH3是通过取代3°H原子形成的,故它们为主要异构体。

第二版前言
**版前言
第1章 绪论
1.1 知识要点
1.1.1 有机化合物的特点
1.1.2 现代化学键理论
1.1.3 共价键的断裂和有机反应类型
1.1.4 有机化合物酸碱理论
1.2 单元练习
1.3 典型题精解
第2章 烷烃
2.1 知识要点
2.1.1 烷烃的结构
2.1.2 烷烃的系统命名规则
2.1.3 烷烃的构象
2.1.4 烷烃的化学性质
2.2 单元练习
2.3 典型题精解
第3章 烯烃和红外光谱
3.1 知识要点
3.1.1 烯烃的结构与命名
3.1.2 烯烃的主要化学性质
3.1.3 常见官能团的红外光谱波数
3.2 单元练习
3.3 典型题精解
第4章 炔烃、共轭二烯烃和紫外光谱
4.1 知识要点
4.1.1 炔烃的结构与命名
4.1.2 炔烃的性质
4.1.3 共轭二烯烃
4.1.4 诱导效应和共轭效应
4.2 单元练习
4.3 典型题精解
第5章 脂环烃
5.1 知识要点
5.1.1 脂环烃分类和命名
5.1.2 环烷烃的结构与化学性质
5.2 单元练习
5.3 典型题精解
第6章 芳香烃
6.1 知识要点
6.1.1 芳香烃的命名
6.1.2 苯的结构
6.1.3 单环芳烃的化学性质
6.1.4 苯环上亲电取代反应的活性和定位效应
6.1.5 休克尔规则
6.2 单元练习
6.3 典型题精解
第7章 对映异构
7.1 知识要点
7.1.1 名词与概念
7.1.2 构型表示的方法
7.1.3 只含一个手性碳原子化合物的旋光异构与构型标记的方法
7.1.4 含两个手性碳原子化合物的旋光异构
7.1.5 不含手性碳原子化合物的旋光异构
7.2 单元练习
7.3 典型题精解
第8章 卤代烃
8.1 知识要点
8.1.1 卤代烃的命名
8.1.2 卤代烃的化学性质
8.1.3 卤代烃化学结构与活性的关系
8.2 单元练习
8.3 典型题精解
第9章 醇、酚、醚
9.1 知识要点
9.1.1 醇
9.1.2 酚
9.1.3 醚
9.2 单元练习
9.3 典型题精解
第10章 核磁共振谱
10.1 知识要点
10.1.1 核磁共振谱的基本原理
10.1.2 核磁共振质子谱的主要参数
10.1.3 化学等价与(n+1)规则
10.1.4 解析步骤
10.2 单元练习
10.3 典型题精解
第11章 醛和酮
11.1 知识要点
11.1.1 命名
11.1.2 亲核加成反应机理与反应活性
11.1.3 醛酮的主要化学反应
11.2 单元练习
11.3 典型题精解
第12章 羧酸、羧酸衍生物和质谱
12.1 知识要点
12.1.1 羧酸及其衍生物的命名
12.1.2 羧酸及其衍生物的化学性质
12.1.3 质谱
12.2 单元练习
12.3 典型题精解
第13章 胺及其衍生物
13.1 知识要点
13.1.1 胺的命名
13.1.2 胺的结构
13.1.3 胺的碱性
13.1.4 胺的化学性质
13.2 单元练习
13.3 典型题精解
第14章 糖类
14.1 知识要点
14.1.1 单糖的结构
14.1.2 单糖的化学性质
14.1.3 二糖的结构与性质
14.1.4 淀粉和纤维素的结构
14.2 单元练习
14.3 典型题精解
第15章 杂环化合物
15.1 知识要点
15.1.1 杂环化合物的分类与命名
15.1.2 杂环化合物的结构特征
15.1.3 杂环化合物的反应
15.1.4 生物碱
15.2 单元练习
15.3 典型题精解
第16章 氨基酸、蛋白质和核酸
16.1 知识要点
16.1.1 氨基酸
16.1.2 蛋白质
16.1.3 酶的结构与性质
16.1.4 核酸的组成、结构
16.2 单元练习
16.3 典型题精解
综合练习题及参考答案
综合练习题(Ⅰ)
综合练习题(Ⅱ)
综合练习题(Ⅲ)
综合练习题(Ⅳ)
综合练习题参考答案
研究生入学考试模拟试题及参考答案
研究生入学考试模拟试题(Ⅰ)
研究生入学考试模拟试题(Ⅱ)
研究生入学考试模拟试题(Ⅲ)
研究生入学考试模拟试题参考答案
《有机化学(第三版)》习题参考答案
参考文献