普考-化學工程有機化學概要104 年第 15 題單選題
醛酮類的化合物在微酸性的水溶液中會有下列的平衡存在:下列那一個化合物的平衡最偏向右方?
ACH₃CHO(乙醛 acetaldehyde)
BCH₃COCH₃(丙酮 acetone)
CCl₃C–CO–CCl₃(六氯丙酮 hexachloroacetone)正確答案
DC₆H₅CHO(苯甲醛 benzaldehyde)
C正確答案
醛酮水合反應的平衡受羰基碳的親電性影響,連接強拉電子基團(如氯原子)會使羰基碳更缺電子,促使平衡極度偏向右方(生成水合物)。
為什麼答案是 C
六氯丙酮含有兩個三氯甲基(-CCl₃),氯原子具有極強的誘導拉電子效應,使羰基碳帶有強烈的部分正電荷(極度缺電子),極易受水分子攻擊,且能穩定生成的水合物,故平衡最偏向右方。
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完整詳解
Pro · 無限重點 醛酮水合反應的平衡受羰基碳的親電性影響,連接強拉電子基團(如氯原子)會使羰基碳更缺電子,促使平衡極度偏向右方(生成水合物)。
尋找具有最強「拉電子基」的選項。選項C有六個氯原子(強拉電子基),使羰基碳極度缺電子,最容易與水反應。
逐選項分析
A✕
乙醛含有一個甲基(推電子基),會降低羰基碳的部分正電荷,使其親電性下降,水合反應平衡不如含有強拉電子基的化合物偏右。
B✕
丙酮含有兩個甲基(推電子基),不僅進一步降低羰基碳的親電性,還增加了立體障礙,是最不利於水合反應的選項,平衡極度偏左。
C✓ 正確
六氯丙酮含有兩個三氯甲基(-CCl₃),氯原子具有極強的誘導拉電子效應,使羰基碳帶有強烈的部分正電荷(極度缺電子),極易受水分子攻擊,且能穩定生成的水合物,故平衡最偏向右方。
D✕ 陷阱
苯甲醛的苯環雖然具有誘導拉電子性,但其與羰基共軛產生的「共振推電子效應」佔主導地位,這會穩定羰基並降低其親電性,導致水合反應平衡偏左。
取代基對醛酮水合反應平衡的影響
| 取代基類型 | 電子效應 | 羰基碳親電性 | 平衡方向 (水合程度) |
|---|
| 強拉電子基 (如 -CCl₃, -CF₃) | 強烈誘導拉電子 | 極高 (極度缺電子) | 極度偏右 (水合程度極高) |
| 氫原子 (甲醛) | 無明顯效應 | 高 (立體障礙最小) | 偏右 (水合程度高) |
| 烷基 (如 -CH₃) | 誘導推電子 | 較低 | 偏左 (水合程度低) |
| 芳香環 (如 -Ph) | 共振推電子 | 低 | 偏左 (水合程度極低) |
考生容易單純從「立體障礙」的角度思考,認為酮類(如選項C)的立體障礙大於醛類(如選項A、D),從而誤判平衡偏左。但在水合反應中,強拉電子基(如-CCl₃)的「電子效應」影響遠大於立體障礙,是決定平衡方向的關鍵。