《饱和烃：烷烃和环烷烃》习题及答案习题2. 1 写出分子式为C 6H 14的烷烃和C 6H 12的环烷烃的所有构造异构体，用短线或缩简式表示。
【解答】C 6H 14共有5 个构造异构体，如下所示：环烷烃C 6H 12共有12个构造异构体， 如下所示：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?(1) CH 3C(CH 3)2CH 2CH 3(2) CH 3CH 2CH(CH 3)CH 2CH 3(3) CH 3CH(CH 3) (CH 2)2CH 3(4) (CH 3)2CHCH 2CH 2CH 3(5)CH 3(CH 2)2CHCHCH 3CH 3(6)(CH 3CH 2)2CHCH 3【解答】 ( 2 ) 和 ( 6 ) 是同一化合物; ( 3 ) 、( 4 ) 和( 5 ) 是同一化合物; ( 1 ) 、( 2 ) 和( 3 ) 是构造异构体。
习题2. 3 将上述系统命名法基本原则( a) 和( b) 中所列举的三例( I )、( II )和(III)用系统命名法命名。
【解答】( I ) 2，3，5 -三甲基-4-丙基庚烷; ( II ) 2，3-二甲基-4-异丙基庚烷; (III) 2，3，5 -三甲基己烷。
习题2.4 下列化合物的系统命名是否正确？若有错误予以改正（P30）(1)CH 3CHCH 2CH 3C 2H 52-乙基丁烷（2）CH 3CH 2CHCHCH 3CH 3CH 32,3-甲基戊烷(3)CH 3CH 2CH 2CHCH 2CH 2CH 3CH(CH 3)24-异丙基庚烷(4)CH 3CHCH 2CH CH 3CH 3CHCH 2CH 3CH 2CH 34,6-二甲基-乙基庚烷(5)CH 3CH 2CH 2CHCH 2CH 3CH(CH 3)23-异丙基己烷(6)CH 3CH 2CH 2CHCH 2CHCH 2CH 2CH 3C 2H 5CH 2CH 2CH 36-乙基-4-丙基壬烷【解答】（1）3-甲基戊烷 (2) 2, 3-二甲基戊烷 （3）正确（4）2, 4-二甲基-5-乙基庚烷 （5）2-甲基-3-乙基己烷 （6）4-乙基-6-丙基壬烷习题2.5 命名下列各化合物：（P30）(1)（2）(3)(4)CH 3CHCH 2CHCH 2CH 3C 2H 5CH 2CH 2CH 3CH 3CH CH 3CCH 2CH 2CH 2CCH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CHCHCH 2CHCH 2CH 3CH 3CH 3CH 2CH(CH 3)2CH 3CHCH 2CH CH 3CH 3CCH 2CH 2CH 2CHCHCH 3CH 3CH 3CH 3CH 3【解答】 （1）3-甲基-5-乙基辛烷 （2）2, 2,6, 6, 7-五甲基辛烷（3）2, 3, 7-三甲基-5-乙基辛烷 （4）2, 3, 7, 7, 8, 10-六甲基十一烷习题2.6 命名下列各化合物(1)（2）(3)(4)(5)(6)CH 3C 2H 5CH(CH 3)23CH 3CH3CH3C 2H 5CH 2(CH 2)4CH 3【解答】 （1）1-甲基-2-乙基-3-异丙基环己烷 （2）1, 1, 2, 3-四甲基环丁烷 （3）正戊基环戊烷 （4）2-甲基-3-环丙基庚烷 （5）1-甲基-3-环丁基戊烷 （6）1-乙基-4-己基环辛烷习题2.7 命名下列各化合物（P33）(1)（2）(3)(4)3CH 3CH 3CH 3(5)CH 3CH 3CH 3(6)C 2H 5CH 3【解答】 （1）6-甲基二环[3.2.0]庚烷 （2）8-甲基二环[3.2.1]辛烷 （3）8-甲基二环[4.3.0]壬烷 （4）6-甲基螺[3.5]壬烷（5）1, 3, 7-三甲基螺[4.4]壬烷 （6）1-甲基-7-乙基螺[4.5]癸烷习题2 . 8 下列化合物中，哪个张力较大，能量较高，较不稳定?(1)(2)(3)【解答】(1)的张力最大，因为分子内含有三元环。
习题2. 9 已知正丁烷沿C2与C3之间的σ键旋转可以写出四种典型的构象式，如果改为沿C1与C2之间的σ键旋转，可以写出几种典型的构象式? 试用Newman 投影式表示。
【解答】两种：,习题2.10 构造和构象有何不同? 判断下列各对化合物是构造异构、构象异构，还是完全相同的化合物。
(1)(2)(3)(4)【解答】构造和构象的不同点略〈见教材)。
（1）和( 3 )分别是构象异构; ( 2)构造异构; ( 4)为相同的化合物。
习题2. 1 1 写出下列每一个构象式所对应的烷烃的构造式。
(1)(2)(3)(4)【解答】(1)(2)(3)(4)(CH 3)2CHCH 3CH 3CH 2CH(CH 3)2CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3CH 3CH 2CH CH 3CHCH 2CH 3CH 3习题2. 1 2 写出2 ， 3 -二甲基丁烷沿C 2 –C 3 键旋转时， 能量最低和能量最高的构象式。
【解答】能量最低为交叉式:能量最高为重叠式：习题2 . 1 3 写出下列化合物最稳定的构象式。
(1) 异丙基环己烷 ( 2 ) 1, 3-二甲基环己烷 (3 )1 - 甲基-4-叔丁基环己烷 【解答】(1)(2)(3)习题2. 1 4 比较下列各组化合物的沸点高低，并说明理由。
(1) 正丁烷和异丁烷( 2 ) 正辛烷和2，2，3，3-四甲基丁烷(3) 庚烷、2-甲基己烷和3 ，3-二甲基戊烷【解答】各组化合物中沸点均是依次降低。
因为当碳原子个数相同时，分子中支链越多，分子间作用力越小，沸点越低。
习题2 . 1 5 比较下列各组化合物的熔点高低，并说明理由。
(1)正丁烷和异丁烷( 2 )正辛烷和2，2，3，3-四甲基丁烷【解答】(1)正丁烷的熔点大于异丁烷的熔点; ( 2 )后者大于前者的熔点。
因为当碳原子个数相同时，分子对称性越好，则晶格填充得越好，熔点越高。
习题2. 1 6 在己烷( C6H14) 的五个异构体中，试推测哪一个熔点最高? 哪一个熔点最低? 哪一个沸点最高?哪一个沸点最低?【解答】正己烷的熔点和沸点最高; 2-甲基戊烷熔点最低; 2 ，2-二甲基丁烷的沸点最低。
习题2. 17 比较下列各组化合物的相对密度高低，并说明理由。
(1)正戊烷和环戊烷( 2)正辛烷和环辛烷【解答】两组化合物的相对密度都是后者大于前者。
因为后者的刚性和对称性均较前者大，分子间作用力更强些，结合得较为紧密。
习题2. 18 甲烷氯化时观察到下列现象，试解释之。
(1)将氯气先用光照，在黑暗中放置一段时间后，再与甲烷混合，不生成甲烷氯代产物。
(2) 将氯气先用光照，立即在黑暗中与甲烷混合，生成甲烷氯代产物。
(3) 甲烷用光照后，立即在黑暗中与氯气混合，不生成甲烷氯代产物。
【解答】(1)氯气光照后产生氯自由基，放置一段时间后，氯自由基重又结合成氯气。
因此不再与甲烷反应。
(2) 氯气光照后产生的氯自由基遇甲烷发生反应。
(3) 甲烷用光照，不能产生自由基，因此不会与氯气反应。
习题2. 1 9 环己烷与氯气在光照下反应，生成(一) 氯环己烧。
试写出其反应机理。
【解答】链引发:链增长:链终止:习题2. 20 甲烷和氯气通常需要加热到2 5 0 °C 以上才能反应，但加人少量( 0 . 0 2 % ) 四乙铅[Pb(C2H5 )4]后，则在1 4 0 °C就能发生反应，试解释之，并写出反应机理。
(提示: Cl-Cl 键和C-Pb键的解离能分别为242 kJ·mol- 1 和205 k J·mol-1。
)【解答】四乙铅在这里作为自由基引发剂，由于C-Pb键的解离能比Cl一Cl键的解离能低，故反应在较低温度下即能进行。
反应机理如下：习题2. 21以等物质的量的甲烷和己烷混合物进行一元氯化反应时，产物中氯甲烷与氯乙烷之比为1 : 400 ，试问: (1)如何解释这样的事实? (2) 根据这样的事实，你认为CH3·和CH3CH2·哪一个稳定?【解答】(1)甲烷分子中的C-H键解离能比乙烷分子中的大，因此甲烷较不活泼，较难发生取代反应。
(2)CH3CH2·更稳定。
习题2 . 22甲基环己烷的一溴代产物有几种?试推测其中哪一种较多?哪一种较少?【解答】共有5 种。
其中CH 3Br较多，较少。
习题2 . 23完成下列各反应式：(1)(2)(3)(4)【解答】(1)(2)(3)(4)CH 3CHCH 2CH 3ICH 3CHCH 2CH 3OSO 3H (CH 3)2CCH 2CH 2BrBr（一）命名下列化合物(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)CH 3(9)(10)(CH3)3CCH2(11)(12)H3CCH3CH2CH2CH2CHCH3【解答】（1）3-甲基-3-乙基庚烷（2）2, 3-二甲基-3-乙基戊烷（3）2, 5-二甲基-3, 4-二乙基己烷（4）1, 1-二甲基-4-异丙基环癸烷（5）乙基环丙烷（6）2-环丙基丁烷（7）1, 7-二甲基-4-异丙基二环[4.4.0]癸烷（8）2-甲基螺[3，5]壬烷（9）5-异丁基螺[2，4]庚烷（10）新戊基（11）(2-甲基)环丙基（12）(1-甲基)戊基(二) 写出相当于下列名称的各化合物的构造式如其名称与系统命名原则不符，予以改正。
（1）2，3-二甲基-2-乙基丁烷（2）1，5，5-三甲基-3-乙基己烷（3）2-叔丁基-4，5-二甲基己烷（4）甲基乙基异丙基甲烷（5）丁基环丙烷（6）1-丁基-3-甲基环己烷【解答】(1)(2)(3)(4)(5)(6)CH 3CCH 3CH 2CH 3CHCH 3CH 32, 3, 3-三甲基戊烷CH 3CCH 2CHCH 2CH 2CH 3CH 3CH 3CH 2CH 32, 2-二甲基-4-乙基庚烷CH 3C CH 3CH 3CHCH 2CHCHCH 3CH 3CH 3CH 32, 2, 3, 5, 6-五甲基庚烷CH 3CHCHCH 2CH 3CH 3CH 32, 3-二甲基戊烷CH 2CH 2CH 2CH 31-环丙基丁烷H 3CCH 2CH 2CH 2CH 31-甲基-3-丁基环己烷（三）以C 2和C 3的σ键为轴旋转，试分别画出2, 3-二甲基丁烷和2, 2, 3, 3-四甲基丁烷的典型构象式，并指出哪一个为其最稳定的构象式。
【解答】3H 3H 32, 3-二甲基丁烷有四个典型的构象式，最稳定的构象式为2, 2, 3, 3-四甲基丁烷有两个典型的构象式,最稳定的构象式为3H 333H 3（四）将下列的投影式改为透射式，透射式改为投影式。
CH 3CFCl 23H 3(1)(2)(3)BrHCH 3BrHCH 3HCH 3BrCH 3H(4)(5)【解答】ClH CH 3ClHCH 3HClCH 3HH 3C(1)(2)ClCl Cl H 3CH(3)HH 3C(4)3(5)（五）用透视式可以画出三种 的交叉式构象：F ClCl HHH Cl Cl F HHH Cl F Cl H HH 它们是不是 的三种不同的构象式？用Newman 投影式表示，并验证所得结论是否正确。