胡波化学竞赛题库-有机立体化学

中学综合学科网第1页共27页中学化学竞赛试题资源库——有机立体化学A组1．在有机物分子中，当碳原子连有4个不同的原子或原子团时，这种碳原子称为“手性碳原子”，凡具有一个手性碳原子的化合物一定具有光学活性。例如，右下图所示有机物含有一个手性碳原子，具有光学活性。当发生下列化学变化，生成的新有机物无光学活性的是A与新制银氨溶液共热B与甲酸在一定条件下发生酯化反应C与金属钠发生置换反应D与氢气发生加成反应2．在下列有机物中，若某个碳原子边连接着四个不同的原子或原子团，这种碳原子称为“手性碳原子”。凡有一个手性碳原子的物质一定具有光学活性。已知右面给出的物质具有光学活性，发生下列反应后生成的有机物无光学活性的是A与甲酸发生酯化反应B与NaOH水溶液共热C与银氨溶液作用D在催化剂存在下与氢气作用3．2001年诺贝尔化学奖被美国的诺尔斯、夏普雷斯和日本的野依良治获得，他们发现了某些手性分子可用作某些化学反应的催化剂，为合成对人类有用的重要化合物开辟了一个全新的研究领域。在有机物分子中，若某个碳原子连接4个不同的原子或基因，则这种碳原子称为“手性碳原子”，如CH3ClHC2H5C。在烷烃的同系物中，含有手性碳原子，且碳原子数最小烷烃是AC5H12BC6H14CC7H16DC8H18左右手互为镜像，许多分子也有如同左右手的关系（互为不能重叠的镜像），组成和结构相同而只是手性不同的一对分子称为对映异构体，各占50％时的对映体的混合物称消旋体生命体特别钟爱手性分子，生命作中最大量的物质蛋白质、糖、核菩酸都有手性。许多药物也具有手性，然而，用传统方法合成手性药物经常同时得到一对消旋体，这一对化合物中只有一个有药效，另一个或毫无药效或有毒副作用．1984年，野依良治发明了一种手性催化剂，成功地合成了跟天然薄荷中的提取物分子的手性完全相同的薄荷醇，且生产规模已达到每年1.20kt题中所给的是从天然薄荷中提取出来的一种有机物（X）的结构简式，标有“*”是手性碳原子根据以上材料。回答下列2小题。4．关于X的说法不正确的是AX滴加溴水、酸性高锰酸钾溶液，都能由于发生化学反应而褪色B1molX分子最多可以跟3molH2发生加成反应C天然薄荷中提取的X是消旋体DX不能发生银镜反应5．X分子有多个同分异构体，若不考虑手性异构体，试分析具有酚中学综合学科网第2页共27页．因有机物分子中碳碳双键（）不能旋转而产生的同分异构体叫顺反异构体。某些顺反异构体在光的照射下可以相互转化，例如顺式丁烯二酸反式丁烯二酸人和高等动物眼睛里的光敏细胞中含有镶嵌在视蛋白中的单顺式视黄醛，在光的作用下可转化为全反式视黄醛：单顺式视黄醛全反式视黄醛由于全反式视黄醛分子的侧链是“直”的，导致其脱离视蛋白，并由此引起人和动物的视觉。（1）视黄醛分子的顺反异构体共有A4种B8种C16种D32种（2）1mol视黄醛分子与H2充分发生加成反应时要消耗molH2。（3）将视黄醛链端的－CHO还原为－CH2OH即得维生素A。以下关于维生素A的叙述中正确的是A人体缺乏维生素A时易患夜盲症B维生素A是易溶于水的醇B侧链上的碳原子都在同一平面上D所有碳原子都在同一平面上7．2001年诺贝尔化学奖被美国的诺尔斯、夏普雷斯和日本的野依良治获得，他们发现了某些手性分子可用作某些化学反应的催化剂，为合成对人类有用的重要化合物开辟了一个全新的研究领域。在有机物分子中，若某个碳原子连接4个不同的原子或基因，则这种碳原子称为“手性碳原子”，如。若同一个碳原子上连着2个碳碳双键（如C＝C＝C）时，极不稳定，不存在。某链烃C7H10的众多同分异构体中：（1）处于同一平面上的碳原子数最多有。A6个B5个C7个D4个（2）含有“手性碳原子”，且与足量H2发生加成反应后仍具有“手性碳原子”的有5种。它们的结构简式除以下3种外，还有、。中学综合学科网第3页共27页①②③（3）含有“手性碳原子”，但与足量H2发生加成反应后，不具有“手性碳原子”的结构简式是。8．2001年诺贝尔化学奖被美国的诺尔斯、沙普雷斯和日本的野依良治获得，以表彰他们发现某些被称为手性的分子可以用来加速并控制化学反应的创造性工作。在有机物分子中，若某碳原子连接四个不同的原子或基团，则这种碳原子称为“手性碳原子”。例如：中*C就是手性碳原子。含“手性碳原子”的物质通常具有不同的光学特征（称为光学活性）。（1）据报道最新合成的有机物A为：具有光学活性，若要使A失去光学活性，可将A与浓硫酸共热，使变为：列出可采用的其他方法（最少列举三种方法）①_________________________________________；②_________________________________________；③_________________________________________；④_________________________________________；（2）某有机物B的化学式为C3H7NO2，B既能与强酸溶液反应，又能与强碱溶液反应。且B具有光学活性。则B的结构简式为；已知二分子B在一定条件下生成环状化合物C，则C的结构简式为；若B能在一定条件下生成高分子化合物D，写出B形成D的化学方程式：9．2001年10月10日，诺贝尔化学奖授予美国科学家巴里·麦普莱斯、威廉·诺尔斯和日本科学家野依良治，以表彰他们在“手性催化氢化反应”和“手性催化氧化反应”领域所作的贡献。在有机物分子中，如果一个碳原子连接4个互不相同的原子或原子团，该碳原子就是手性碳原子。只有一个手性碳原子或几个不相同手性碳原子的物质就可能具有光学活性。（1）有机物A的分子式为C5H9Cl，它和H2发生下面的变化：A（有光学活性）2HB（无光学活性），那么A的结构简式是。（2从在一定条件下会发生消去反应（指从分子中脱去1分子HCI）生成有机物C。已知C分子中所有碳原子都连有氢原子；用1molC和1molBr2发生加成反应时，产物有多种可能。请分别写出C与等物质的量的溴加成的产物可能的结构，并在后面注明“有”或“无”光学活性：（a），（光学活性）中学综合学科网第4页共27页（b），（光学活性）（c），（光学活性）10．材料一：在有机物中，有一类化合物的化学式相同，原子的连接方式和次序也相同（即结构式相同），但原子在空间排列的方式上不同，因而具有实物与镜像一样的结构，虽然这两种结构非常相似，但不能重叠，这种异构现象叫对映异构，这一对映异构之间的关系就旬人的左手和右手一样，故这类化合物的分子叫手性分子。材料二：在有机物分子中，若某个碳原子连接着四个不同的原子或原子团，这种碳原子就叫做手性碳原子或不对称碳原子，含有手性碳原子的分子一般是手性分子，手性分子就可能存在对映异构。试回答下列问题：（1）3－氯－2－丁氨酸的结构简式为：一个3－氯－2－丁氨酸分子中含有个手性碳原子。其中一对对映异构体用简单的投影式表示为（右图）：则另一对对映异构体的简单投影式为：和（）（2）化学式为的分子属于手性分子，一定条件下发生下列反应后，生成有机物仍然是手性分子的是：A与乙酸发生酯化反应B与氢氧化钠溶液共热C在催化剂存在下与氢气作用D与银氨溶液作用11．在烃的分子结构中，若每减少2个氢原子，则相当于碳碳间增加一对共用电子。试回答下列问题：（1）分子式为CnH2n＋2的烃分子中碳碳间共用电子对数为；（2）分子式为CnH2n－6的烃分子中碳碳间共用电子对数为；（3）Cx可看作是烃减氢后的产物，若某物质分子中碳碳间的共用电子对数为160，则符合该条件的碳单质的分子式为；符合该条件的单烯烃的分子式为。（4）目前，化学家们已经找到十余种富勒烯家族的Cx，它们分子结构中都由正五边形和正六边形构成的封闭的凸多面体，C60就是其中的一种富勒烯，其结构见右图。第（3）小题中的Cx也是其中一种富勒烯。则第（3）小题中Cx结构中五边形和六边形的个数分别是和。（5）下列物质不属于富勒烯家族的有。AC18BC44CC72DC8312．在分子结构中，当a、b、x、y为彼此互不相同的原子或原子团时，称此中学综合学科网第5页共27页分子为手性分子、中心原子为手性碳原子，在特殊的光学仪器中，常表现出旋光性。现有旋光性的物质A（分子式为C10H12O3）能溶于稀碱溶液，且能发生碘仿反应（有机分析中碘仿反应应用于鉴别一COCH3或一CHOHCH3原子团的存在）。鉴定过程表示如下：已知：（1）写出结构简式：A．B．C．D．（2）写出D→E的化学反应方程式：。13．有机化学中常用各种投影式表示分子中各原子关系。下面是D和L一甘油醛的投影式（图中A和B式），它们表示，如果以2—位碳原子为中心放在纸平面上，则该碳原子分别向纸后方向连接了—CHO和—CH2OH，向纸前方向连接了—H和—OH（横线表示向前，竖线表示向后），A式和B式非常相似互为镜像，但不能叠合（恰如左右手的关系），所以它们互为对应异构体。本题中2—位碳原子属于手性碳原子（碳原子连接的四个基团各不相同）。（1）请指出下面（1）～（6）哪几个跟A式完全相同（多一个或少一个各扣两分）（1）（2）（3）（4）（5）（6）（2）某化合物C分子式为C6H10，催化氢化后得化合物D，分子式C6H12，C有手性，D没有。请写出C的所有可能结构，用*表示其手性碳原子。（3）右图是一种刚合成的有机化合物，用*表示出手性碳原子，并计算该化合物理论上的异构体数目B组14．下列化合物中，有顺、反异构体的是AC6H5CH＝CH2BC6H5－NH－OH中学综合学科网第6页共27页＝N－OHDC6H5－NH－NH215．下列具有对映异构体的有机物是①CH3CH(OH)COOH②CH3CH(OH)CHO③－CH(OH)CH3④HOCH2CH(OH)CHOA只有①B只有②C①和②D①②③④16．二氟二氯（N2F2）分子中的四个原子都在一个平面上，由于几何形状的不同，它有两种同分异构体，如右图所示。这种原子排布次序相同，几何形状不同的异构体被称为几何异构体，在下列化合物中存在着几何异构体的是ACHCl＝CHClBCH2＝CCl2CCH2＝CHCH2CH3DCH3C≡CH17．下列分子中构型与相同的是ABCD18．下列构型式是S的是ABCD19．下列说法中不正确的是A具有对称轴的化合物，一定没有旋光性B具有对称面的化合物，一定没有旋光性C具有对称中心的化合物，一定没有旋光性D具有Sn轴（n＞0）的化合物，一定没有旋光性20．1，2，3，4，5，6－环己六醇的所有异构体（包括顺反、旋光）共有A7个B8个C9个D10个21．具有下列结构式的分子中，没有手性的是ABCD22．CH4分子为正四面体结构，若CH4分子中的氢原子能被F、Cl、Br、I四种卤原子取代，那么所得卤代烃有多少种？A68B69C70D7123．如果CH4分子中的氢原子能被F、Cl、Br、I四种卤原子取代，那么所得卤代烃有______种，其中具有光学活性的有种。中学综合学科网第7页共27页．分子式为C5H10的烃的同分异构体中，属于顺反异构的结构式是，具有对映异构的结构式是。25．试写出CH3－CH2CH3的一氯取代物的所有异构体。26．下列各式为描述化合物立体结构的构型式，请判断各对构型式是否代表同一种化合物（用“是”或“不是”表示）。①②③④27．下列化合物是否有顺反异构体？若有，试写出它们的顺反异构体。①②③④28．有一个旋光性的醇C8H12O（Ⅰ），催化加氢后得到不旋光性的醇C8H14O（Ⅱ），试写出（Ⅰ）和（Ⅱ）的构造式。29．某化合物A（C5H11Br）有光学活性，A能和NaOH水溶液共热后生成B，