2021年高中化學(xué)競(jìng)賽題苯及其同系物

中學(xué)化學(xué)競(jìng)賽試題資源庫(kù)——苯及其同系物A組A．AA烷烴同系物B烯烴同系物C炔烴同系物D苯同系物C．CA1種B2種C3種D4種A．下列有機(jī)物注入水中振蕩后分層且浮于水面是AA苯B溴苯C四氯化碳D乙醇D．DA溴和四氯化碳B苯和溴苯C汽油和苯D硝基苯和水C．CA乙烯乙炔B苯己烷C苯甲苯D己烷環(huán)己烷D．下列分子內(nèi)各原子均在同一平面上是①甲烷②乙烯③乙炔④DA所有B只有①C②和③D②③④B．以苯為原料，不能一步制得是BA環(huán)己烷B苯磺酸鈉C溴苯D硝基苯B．由無(wú)水醋酸鈉與堿石灰共熱可得到甲烷。BA苯B甲苯C乙苯D苯甲酸鈉與甲烷DDA4種B6種C8種D10種C．CA4個(gè)B5個(gè)C6個(gè)D7個(gè)D．苯環(huán)上有一種－C4H9和一種－C3H7DA12種B4種C8種D24種C．有三種不同取代基－X，－Y，－Z，當(dāng)它們同步取代苯分子中3CA2種B4種C6種D8種AAA10B8C6D4A．一氯代物有兩種，兩氯代物有四種烴是AA丙烷B2－甲基丙烷C丙烯D苯AAA丙烷B2，3－二甲基丁烷C甲苯D對(duì)－二甲苯D．甲苯苯環(huán)上一種氫原子被含3個(gè)碳原子烷基取代，也許得到一元取代物有DA3種B4種C5種D6種C．某苯同系物分子式為C11H16，經(jīng)分析，分子式中除含苯環(huán)外（不含其他環(huán)狀構(gòu)造），還具有兩個(gè)“－CH3”、兩個(gè)“－CH2－”、一種“－CH－”，它也許構(gòu)造式有CA6種B5種C4種D3種BBAC6H6BC3H8CC6H12DC6H14B、DB、DA甲苯分子中共平面原子最多是12個(gè)B對(duì)二甲苯分子中有四個(gè)碳原子在一條直線上C1一丁烯分子中4個(gè)碳原子一定在同一平面內(nèi)D2一丁烯分子中4個(gè)碳原子一定在同一平面內(nèi)CCAC10H14BC11H16CC12H18DC13H20D．在15mL苯中溶解560mL乙炔，再加入75DA40%B66.7%C75%D92.3%BBABCH3CH2CH2CH2CH3CDCH3－－CH3（1）苯或是（1）苯或是溴苯或－Br＋Br2→－Br＋HBr取代反映

（2）己烷、苯

（3）己烯

（4）甲苯（1）不能與Br2水和酸性KMnO4溶液反映，但在Fe屑作用下能與液溴反映是____，生成有機(jī)物是，反映化學(xué)方程式為。此反映屬于______反映。（2）不與溴水和酸性KMnO4溶液反映是；（3）能與溴水和酸性KMnO4溶液反映是；（4）不與Br2水反映但能與KMnO4溶液反映是。對(duì)于這種鑒別題，一方面考慮物理性質(zhì)差別，如：顏色、狀態(tài)、氣味、溶解性、密度等，然后再運(yùn)用辦法簡(jiǎn)樸，現(xiàn)象明顯化學(xué)性質(zhì)（辦法）進(jìn)行鑒別。這六種液體均為無(wú)色。而－NO對(duì)于這種鑒別題，一方面考慮物理性質(zhì)差別，如：顏色、狀態(tài)、氣味、溶解性、密度等，然后再運(yùn)用辦法簡(jiǎn)樸，現(xiàn)象明顯化學(xué)性質(zhì)（辦法）進(jìn)行鑒別。這六種液體均為無(wú)色。而－NO2具備特殊苦杏仁味，即可鑒別出來(lái)，而－Br比水密度大，余之四種比水輕，又可將－Br檢出。剩余四種液體分別加入酸性KMnO4溶液，和－CH3能使其褪色，再用溴水鑒別，能使溴水褪色，上、下層均為無(wú)色，而－CH3能萃取溴而使上層（甲苯層）呈橙紅色，下層為無(wú)色，剩余和再分別加入濃H2SO4和濃HNO3，水浴加熱，有苦杏仁氣味發(fā)生便是，沒(méi)有反映則是。、、、－CH3、－Br、－NO2（（1）酸性KMnO4溶液或溴水

（2）①酸性KMnO4溶液或溴水②完全相似平面

（3）不同不同于

（4）（1）提出假設(shè)：從苯分子式看，C6H6具備不飽和性；從苯凱庫(kù)勒構(gòu)造式看，分子中具有碳碳雙鍵，因此，苯一定能使褪色。（2）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：①苯不能使褪色。②經(jīng)科學(xué)測(cè)定，苯分子里6個(gè)碳原子之間鍵；6個(gè)碳原子和6個(gè)氫原子都在同一上。（3）結(jié)論：苯凱庫(kù)勒構(gòu)造式中雙鍵跟烯烴雙鍵，苯性質(zhì)沒(méi)有體現(xiàn)出不飽和性，構(gòu)造穩(wěn)定，闡明苯分子普通碳碳單、雙鍵交替環(huán)狀構(gòu)造。（4）應(yīng)用：為了表達(dá)苯分子構(gòu)造點(diǎn)，構(gòu)造式用表達(dá)，用凱庫(kù)勒式表達(dá)苯分子構(gòu)造式是不確切。（1）（1）－COONa＋NaOH＋Na2CO3

（2）HC≡C－C≡C－CH2－CH3

＋Br2－Br＋HBr（或其他合理答案）

（3）穩(wěn)定

（4）ad

（5）介于單鍵和雙鍵之間特殊鍵（或其他合理答案）（1）1834年德國(guó)科學(xué)家米希爾里希，通過(guò)蒸餾安息香酸（－COOH）和石灰混合物得到液體，命名為苯，寫出苯甲酸鈉與堿石灰共熱生成苯化學(xué)方程式（2）由于苯含碳量與乙炔相似，人們以為它是一種不飽和烴，寫出C6H6一種含叁鍵且無(wú)支鏈鏈烴構(gòu)造簡(jiǎn)式。苯不能使溴水褪色，性質(zhì)類似烷烴，任寫一種苯發(fā)生取代反映化學(xué)方程式（3）烷烴中脫水2mol氫原子形成1mol雙鍵要吸熱，但1，3－環(huán)己二烯（）脫去2mol氫原子變成苯卻放熱，可推斷苯比1，3—環(huán)己二烯（填穩(wěn)定或不穩(wěn)定）。（4）1866年凱庫(kù)勒（右圖）提出了苯單、雙鍵交替正六邊形平面構(gòu)造，解釋了苯某些性質(zhì)，但尚有某些問(wèn)題尚未解決，它不能解釋下列事實(shí)（填入編號(hào)）A苯不能使溴水褪色B苯能與H2發(fā)生加成反映C溴苯?jīng)]有同分異構(gòu)體D鄰二溴苯只有一種（5）當(dāng)代化學(xué)以為苯分子碳碳之間鍵是。乙炔苯．相似狀況下A、B兩種烴蒸氣：乙炔苯（1）B對(duì)A相對(duì)密度為3（2）A、B等摩爾混和后完全燃燒所消耗氧氣體積是混和氣體體積5倍（3）A、B完全燃燒生成二氧化碳和水質(zhì)量比均為44︰9問(wèn)A、B各是什么烴?A是乙炔、B是苯、C是乙烷、D是對(duì)二甲苯．有A、B、C、D四種烴，在常溫下A、C是氣體，B、D是液體。A完全燃燒后生成二氧化碳與水物質(zhì)量之比是2︰1；B分子量是A三倍；C不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，但在光照條件下最多可與六倍體積氯氣發(fā)生反映；燃燒相似物質(zhì)量C與D，生成二氧化碳體積比為1︰4，D不能使溴水褪色但能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，在鎳在下1molD能與3mol氫氣完全反映；在鐵粉存在下與溴反映生成一溴代物只有一種。試推斷A、A是乙炔、B是苯、C是乙烷、D是對(duì)二甲苯鄰二甲苯．某種液態(tài)烴，它對(duì)氫氣相對(duì)密度為53，其構(gòu)成里具有9.43%氫元素，它能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，當(dāng)它與氯氣發(fā)生取代反映（取代苯環(huán)上氫原子）時(shí)，生成一氯化物只有兩種，試推斷該烴化學(xué)式和構(gòu)造式鄰二甲苯CC9H12B組B．有機(jī)物①C2H6②C2H4③C2H2④C6H6BA①＞②＞③＞④B①＞④＞②＞③C④＞②＞①＞③D④＞①＞②＞③C．化學(xué)工作者把烷烴、烯烴、環(huán)烷烴、炔烴通式轉(zhuǎn)化成鍵數(shù)通式，給研究有機(jī)物分子中鍵能大小規(guī)律帶來(lái)了很大以便。設(shè)鍵數(shù)為I，則烷烴中碳原子跟鍵數(shù)關(guān)系通式為CnI3n＋1，烯烴（視雙鍵為兩條單鍵）及環(huán)烷烴中碳原子跟鍵數(shù)關(guān)系通式均為CnI3nCACnI3n－1BCnI3n－2CCnI3n－3DCnI3n－4B．由無(wú)水醋酸鈉與堿石灰共熱可得到甲烷。BA苯B甲苯C乙苯D苯甲酸鈉與甲烷DDAC6nH2×6n—6BC3n＋3H6nCC3×2nH3×2n＋1—6DC3n＋3H2×3nAA①②③A①＞②＞③B②＞③＞①C③＞①＞②D①＞③＞②E②＞①＞③（1）（1）（2）（3）＋3OHC＋3OHC—CHO＋＋2（（1）（2）OHC－CHOCH3CHOCH3－CH3已知：(CH3)2C＝CH2(CH3)2C＝O＋HCHO（1）若苯與H2按1︰1反映，則加成反映兩種產(chǎn)物構(gòu)造式是、。（2）鄰二甲苯能進(jìn)行臭氧氧化和還原水解反映，推測(cè)鄰二甲苯進(jìn)行上述反映產(chǎn)物構(gòu)造簡(jiǎn)式。對(duì)甲基異丙苯．化合物A從元素分析可知只具有C、H兩種元素，從有機(jī)質(zhì)譜測(cè)定其分子量為134；由紅外光譜和核磁共振可知化合物A具有苯環(huán)，并且是對(duì)位二元取代苯；由核磁共振可知化合物A具有五類不同化學(xué)環(huán)境氫原子。請(qǐng)寫出化合物A對(duì)甲基異丙苯如果在該構(gòu)造中引入2個(gè)－X基團(tuán)，可形成同分異構(gòu)體和之外，尚有各種同分異構(gòu)體，請(qǐng)?jiān)賹懗銎渲兴姆N，，，。5CH35CH3CH2－－CH2CH3＋24KMnO4＋36H2SO45HOOC－－COOH＋12K2SO4＋24MnSO4＋10CO2↑＋56H2O．苯一種同分異構(gòu)體為五面體棱晶烷，其二元取代物有幾種異構(gòu)體？寫出其構(gòu)造簡(jiǎn)式。．由甲苯為原料加入必要有機(jī)、無(wú)機(jī)試劑合成：ClH2C－－SO3H。（1）（1）（2）

（3）或（4）（1）（2）（3）（4）H3CC≡CH．1，1H3CC≡CHA：CH3－C≡CHB：A：CH3－C≡CHB：C：

．構(gòu)成為C10H14芳烴，可從苯制得，它具有一種手性碳原子，氧化后成為苯甲酸，擬定其構(gòu)造式。A：、、

B：A：、、

B：、．某芳烴A分子式為C9H12，用K2Cr2O7硫酸溶液氧化后得一種二元酸B，將A硝化所得一元硝基化合物重要有兩種，請(qǐng)寫出A構(gòu)造式并寫出各步反映式。（1）A：－CH2CH2（1）A：－CH2CH2CH3或－CH(CH3)2B：CH3－－C2H5C：（2）略（1）寫出A、B、C三種化合物也許構(gòu)造。（2）寫出這三種化合物氧化反映方程式。．分子式為C8H10某烴，它不能與溴發(fā)生加成反映，但能使溴水褪色，并能被高錳酸鉀氧化，寫出該烴同分異構(gòu)體和名稱。把C8H10氧化，氧化產(chǎn)物分子式為C8H6O4，C8H6O4失水得酸酐C8H4O3。依照上述狀況判斷該烴是哪一種異構(gòu)體，并闡明不也許是其她異構(gòu)體理由。（1）ABOHC—CHOCPhSO3HD：PhOHE：

（1）ABOHC—CHOCPhSO3HD：PhOHE：

（2）C6H6＋3O3＋3Zn＝3ZnO＋3OHCCHO

PhH＋H2SO4＝PhSO3H＋H2O

PhSO3H＋3NaOH＝2H2O＋PhONa＋Na2SO4

phONa＋H＋＝PhOH＋Na＋

PhH＋HO·＋Fe3＋＝PhOH＋H＋＋Fe2+

（自由基HO·是在Fe2＋、Fe3＋離子存在下，在H2O2連鎖分解反映過(guò)程中生成）

C分子中只具有一種硫原子。在濃硝酸或混酸作用下，物質(zhì)D被氧化，放出一氧化氮?dú)怏w。若預(yù)先將D溶于過(guò)量濃H2SO4中，然后在90℃條件下將溶液加熱數(shù)小時(shí)，則生成分子中含兩個(gè)硫原子產(chǎn)物。將混酸加到物質(zhì)D中時(shí)，不發(fā)生氧化，而是生成化合物E（C6H3N3O7），將反映混合物用水稀釋和冷卻后，E可以黃色晶體形式從混合物中析出來(lái)。（1）試擬定物質(zhì)A～E；（2）試寫出所發(fā)生反映方程式。（1）由燃燒產(chǎn)物構(gòu)成可算出X實(shí)驗(yàn)式為C4H5，再由相對(duì)密度算出X化學(xué)式C（1）由燃燒產(chǎn)物構(gòu)成可算出X實(shí)驗(yàn)式為C4H5，再由相對(duì)密度算出X化學(xué)式C8H10

（2）由題意可推斷出X應(yīng)為鄰二甲苯

（3）（X）（A）（B）

＋2CH3CH2CH2CH2OH＋2H2O

＋2CH3CH2CH2CH2OH＋H2O

（3）＋2→（Y：酚酞）

（無(wú)色）（紅色）

（4）鄰二甲苯凱庫(kù)勒式：或

共振式為：或

（5）按凱庫(kù)勒式來(lái)寫鄰二甲苯臭氧化，則：

2（E）＋（D）

（F）＋2（D）

D︰E︰F＝3︰2︰1成果證明苯環(huán)中C—C鍵是等同（水解前兩種臭氧化物比為l︰1）。

（6）HOOC—COOH；

（E）（H）

草酸作為原則物質(zhì)用于滴定KMnO4溶液濃度：

2KMnO4＋5HOOC—COOH＋3H2SO4＝2MnSO4＋K2SO4＋10CO2＋8H2O

滴定成果為G摩爾質(zhì)量為90g/mol（草酸）。計(jì)算成果略。

（7）在1865年凱庫(kù)勒提出苯環(huán)狀構(gòu)造：；當(dāng)代構(gòu)造式：；其臭氧化產(chǎn)物為：＋3O3＋3H2O＝3OHC—CHO＋3H2O2。用熱CrO3與H2SO4混合物氧化X，從反映混合物中分離出無(wú)色晶體A。A可溶于NaOH或NaHCO3水溶液?；衔顰受熱失去水，轉(zhuǎn)變成化合物B。在硫酸和氯化鋅存在下，B和苯酚發(fā)生縮合反映，生成Y，后者是一種慣用酸堿批示劑。無(wú)論A或B，當(dāng)加入幾滴濃硫酸與過(guò)量1—丁醇共熱都生成同一種液態(tài)化合物C。若接受在有機(jī)物中碳要形成四個(gè)鍵觀點(diǎn)，則化合物X可以寫成兩種形式上不同構(gòu)造式。但這樣寫出構(gòu)造式并不與X分子化學(xué)構(gòu)造相符合，由于迄今無(wú)人成功地制備出它兩種假想異構(gòu)體。1941年Hayman和Witbaut在CHCl3溶液里進(jìn)行化合物X臭氧化反映。待臭氧化物水解后，在水層里發(fā)既有三種不同有機(jī)物D、E、F，其物質(zhì)量比為：D︰E︰F＝3︰2︰1。通過(guò)溫和氧化反映，前兩者轉(zhuǎn)變成新化合物G和H，而第三個(gè)化合物不變。但后者在較強(qiáng)氧化劑如過(guò)氧化氫作用下，會(huì)生成一種知名液態(tài)化合物I，它有特殊刺激臭味。G純凈而無(wú)水樣品溶于1mol／dm3硫酸溶液，所得溶液用0.05mol／dm3高錳酸鉀溶液滴定，0.288g物質(zhì)G需耗用25.6cm3高錳酸鉀溶液。（1）寫出化合物X化學(xué)式。（2）依照題面給出信息和數(shù)據(jù)，寫出生成A、B和C相應(yīng)化學(xué)反映方程式。（3）寫出化合物Y名稱，并寫出其合成反映化學(xué)方程式。寫出它在酸性溶液和堿性溶液中構(gòu)造式和顏色。（4）寫出化合物X兩種形式上構(gòu)造式以及按照新近發(fā)現(xiàn)較對(duì)的構(gòu)造式。（5）寫出化合物X臭氧化反映方程式，并用來(lái)解釋反映生成臭氧化物水解后為什么水層中存在D、E和F，并且其物質(zhì)量比為3︰2︰1。（6）寫出生成化合物G、H反映化學(xué)方程式。（7）寫出另一種液態(tài)有機(jī)物兩種此前使用形式構(gòu)造式以及較對(duì)的當(dāng)代構(gòu)造式，這種有機(jī)物也是存在于煤焦油中，它是一種基本有機(jī)物，化合物X可當(dāng)作是它衍生物。你懂得跟這個(gè)化合物構(gòu)造式歷史關(guān)于一名知名化學(xué)家名字嗎？它臭氧化后將分解成什么產(chǎn)物？（1）X：（1）X：B：C：

K：CH3COOHL：CH3CHO

（2）（或酸性，無(wú)色）

（堿性，紅色）（強(qiáng)堿性，無(wú)色）

（3）（50%）（50%）

2＋

2＋

（4）CH3COCOOHCH3CHO＋CO2↑

（5）2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋→2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O已知：①有機(jī)物X蒸氣密度為相似條件下氮?dú)饷芏?.79倍。原則狀況下，1.06gX充分燃燒生成0.9gH2O和1.792LCO2。②有機(jī)化合物有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：③K是一種常溫下有刺激性氣味有機(jī)化合物，熔點(diǎn)為16.6℃。④D在Zn/H2O作用下生成化合物F、G、H物質(zhì)量之比為1︰2︰3。⑤J純凈而無(wú)水晶體溶于1mol/LH2SO4溶液，所得溶液用0.05mol/LKMnO4溶液滴定，0.288gJ消耗25.6mLKMnO4溶液。試回答下列問(wèn)題：（1）寫出下列物質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)式。X：B：C：K：L：（2）已知在酸性條件下酚酞呈無(wú)色，在堿性溶液中呈紅色是由于“O＝”構(gòu)造存在所致。當(dāng)c（OH－）＞6mol/L時(shí)，時(shí)間較久酚酞又呈無(wú)色。試寫出酚酞在酸、堿和強(qiáng)堿性條件下構(gòu)造互相轉(zhuǎn)變。（3）依照共振論理論，結(jié)合題給信息，用反映圖式闡明F、G、H物質(zhì)量之比是1︰2︰3因素。（4）寫出I→L轉(zhuǎn)化反映化學(xué)方程式。（5）寫出J與酸性KMnO4溶液反映離子方程式。C組還原性臭氧化反映可用來(lái)推斷分子中碳碳雙鍵位置，苯（以凱庫(kù)勒式表達(dá)）還原性臭氧化產(chǎn)物是乙二醛，由此可推斷苯是一高度對(duì)稱閉合環(huán)狀共軛構(gòu)造。

還原性臭氧化反映可用來(lái)推斷分子中碳碳雙鍵位置，苯（以凱庫(kù)勒式表達(dá)）還原性臭氧化產(chǎn)物是乙二醛，由此可推斷苯是一高度對(duì)稱閉合環(huán)狀共軛構(gòu)造。

按穩(wěn)定性從大到小順序?yàn)椋篈r3C＋＞Ar2CH＋＞ArCH2＋＞R3C＋＞CH3＋．比較下列碳正離子穩(wěn)定性：R按穩(wěn)定性從大到小順序?yàn)椋篈r3C＋＞Ar2CH＋＞ArCH2＋＞R3C＋＞CH3＋按穩(wěn)定性從大到小順序?yàn)椋篊＞A＞D＞B。．將芐基正離子A、對(duì)硝基芐基正離子B、對(duì)甲氧基芐基正離子C和對(duì)氯芐基正離子D按穩(wěn)定性大小排列順序。按穩(wěn)定性從大到小順序?yàn)椋篊＞A＞D＞B。按穩(wěn)定性從大到小順序?yàn)镃＞A＞B＞D。．比較下列自由基穩(wěn)定性大?。喊捶€(wěn)定性從大到小順序?yàn)镃＞A＞B＞D。ABCD普通來(lái)說(shuō)，生成自由基中間體一步是控速環(huán)節(jié)，自由基越穩(wěn)定，所需活化能越低，反映速度越快。芐基自由基由于苯環(huán)對(duì)自由基穩(wěn)定作用而比甲基自由基穩(wěn)定得多，因此甲苯溴化反映比較容易進(jìn)行。．甲烷與甲苯自由基溴化反映，何者比較容易進(jìn)行？試討論之。普通來(lái)說(shuō)，生成自由基中間體一步是控速環(huán)節(jié)，自由基越穩(wěn)定，所需活化能越低，反映速度越快。芐基自由基由于苯環(huán)對(duì)自由基穩(wěn)定作用而比甲基自由基穩(wěn)定得多，因此甲苯溴化反映比較容易進(jìn)行。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及成果可以看出，反映為放熱反映，產(chǎn)物都是環(huán)己烷。因產(chǎn)物相似，反映熱可以作為衡量反映物內(nèi)能高低指標(biāo)。1，3－環(huán)己二烯氧化熱略不不大于環(huán)己烯氫化熱2倍（－119.5kJ/mol×從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及成果可以看出，反映為放熱反映，產(chǎn)物都是環(huán)己烷。因產(chǎn)物相似，反映熱可以作為衡量反映物內(nèi)能高低指標(biāo)。1，3－環(huán)己二烯氧化熱略不不大于環(huán)己烯氫化熱2倍（－119.5kJ/mol×2＝239kJ/mol）。若將苯當(dāng)作抱負(fù)1，3，5－環(huán)己三烯，其氫化熱將約為－119.5kJ/mol×3＝－358.5kJ/mol。苯氫化熱僅為－208.5kJ/mol，比環(huán)己二烯還要大，闡明苯熱力學(xué)能比抱負(fù)1，3，5－環(huán)己三烯熱力學(xué)能要低得多，這是苯特殊穩(wěn)定性所致。上面所列氯化反映是按游離基歷程進(jìn)行。由所給數(shù)據(jù)及所學(xué)知識(shí)，可以得出如下結(jié)論：

上面所列氯化反映是按游離基歷程進(jìn)行。由所給數(shù)據(jù)及所學(xué)知識(shí)，可以得出如下結(jié)論：

（1）甲苯中甲基上碳?xì)滏I鍵能比甲烷中碳?xì)滏I鍵能小，闡明均裂時(shí)，甲苯中甲基上碳?xì)滏I相對(duì)容易，這是由于生成苯甲基自由基比甲基自由基穩(wěn)定。

（2）從反映焓變可以看出，甲苯比甲烷氯化反映容易進(jìn)行。這是由于苯甲基自由基比甲基自由基穩(wěn)定成果。CH3－H＋Cl－Cl→CH3－Cl＋H－Cl鍵能（kJ/mol）435.1242.5351.5