高中化学竞赛题--脂环烃

中学化学竞赛试题资源库——脂环烃A组1．已知富勒烯可与足量的氟气加成生成C70F70，可推测其分子结构中含有碳碳单键的数目为A30B35C70D1052．某石油中溶于一种被称为“金刚烷”的烃，它的分子结构如图，由若干个六碳环构成的，该分子中的所有碳原子中，其中仅被两个环共用的碳原子有A4个B6个C8个D10个3．在光照下与Br2的反应可能得到的一元取代物的数目为A6B5C4D34．有机化合物环丙叉环丙烷，由于其特殊的电子结构一直受到理论化学家的注意，右下图是它的结构示意图。下列关于环丙叉环丙烷的有关说法中错误的是A环丙叉环丙烷的二氯取代物有4种B环丙叉环丙烷是环丙烷的同系物C环丙叉环丙烷与环己二烯互为同分异构体D环丙叉环丙烷所有的原子均在同一平面内5．右图是立方烷（cunane）的球棍模型，下列有关说法不正确的是A他的一氯代物只有一种同分异构体B他的二氯代物有两种同分异构体C他是一种极性分子D他与苯乙烯（C6H5—CH=CH2）互为同分异构体6．1983年，福瑞堡大学的普林巴克（Prinzbach），合成多环有机分子。如下图分子，因其形状像东方塔式庙宇（pagoda—styletemple），所以该分子也就称为pagodane（庙宇烷），有关该分子的说法正确的是A分子式为C20H20B一氯代物的同分异构体只有两种C分子中含有二个亚甲基（—CH2—）D分子中含有4个五元碳环7．桶烯（Barrelene）结构简式如右图所示，有关说法不正确的是A桶烯分子中所有的原子在同一平面内B桶烯在一定条件下能发生加聚反应C桶烯与苯乙烯（C6H5CH＝CH2）互为同分异构体D桶烯中的一个氢原子被氯原子取代，所得产物只有两种8．环己烷有两种立体结构，船式环己烷()和椅式环己烷（）。如果环己烷分子中有两个不同碳上的氢原子被氯原子取代，考虑环己烷的船式和椅式结构，应有同分异构体A9种B6种C12种D18种9．最近科学家公布了新合成的一种烯烃，始祖鸟烯（Pterodactyladiene），形状宛如一只展翅飞翔的鸟，其键线式如右图，其中R1、R2为烷烃基。则下列有关始祖鸟烯的说法中正确的是A始祖鸟烯与乙烯互为同系物B若R1＝R2＝CH3，则其化学式为Cl12H16C若R1＝R2，一定条件下烯烃双键碳原子上的氢也能取代，则始祖鸟烯环上的二氯代物有10种D始祖鸟烯既能使酸性高锰酸钾褪色也能使溴水褪色，其褪色原理是一样的10．一种有机物的化学式为C4H4，分子结构如图所示，将该有机物与适量氯气混合后光照，生成的卤代烃的种类共有A2B4C5D611．某碳氢化合物是一种无色的晶体，熔点为130℃～131℃，结构分析表明在此化合物中①有8个碳原子；②每个碳原子都以3个键长相等的单键分别跟其它3个碳原子相连；③只有一种碳－碳－碳键角。则此化合物的分子式是，它的结构式是。（只要写出碳的骨架，不需要写出C、H的元素符号）12．篮烷的立体结构如右图，当它发生一氯取代时，取代位置有几种？13．某分子式为C5H10的化合物中，存在着分子内张力，从核磁共振谱中可知，分子内有三类不同化学环境的碳原子和四类不同化学环境的氢原子，它可以发生加成反应，此化合物的结构式为（注意立体构型），它的命名为（用系统法命名）。14．有机物A可视为是烃B分子中的所有氢原子被烃C分子中最简单的烃基取代而得的。且已知：①A遇Br2的CCl4溶液不褪色，其一氯代物只有一种。②一定量的B完全燃烧，产物中n(CO2)︰n(H2O)＝2︰l，且26＜M(B)＜78。③烃C为饱和链烃，通常情况下呈气态，其同分异构体不超过2种，而二溴代物有3种。试回答下列问题：（1）烃B的最简式为，分子式为。（2）烃C的3种二溴代物的结构简式为：，，。（3）A的分子式为。15．有机物的结构可用“键线式”简化表示。如：CH3―CH＝CH―CH3可表示为有机物X的键线式为：（1）X的分子式为。有机物Y是X的同分异构体，且属于芳香烃，则Y的结构简式是。（2）Y可以和溴水反应，其生成物的结构简式是，反应类型是。该反应产物和氢氧化钠的醇溶液共热，完全反应后生成的烃的结构简式是，反应类型是。（3）X与足量的H2在一定条件下反应可以生成环状的饱和烃Z，Z的一氯代物有种。16．已知可简写为。降冰片烯的分子结构可表示为：（1）降冰片烯属于。A环烃B不饱和烃C烷烃D芳香烃（2）降冰片烯的分子式为。（3）降冰片烯的一种同分异构体（含有一个六元环的单环化合物）的结构简式为。（4）降冰片烯不具有的性质。A能溶于水B能发生氧化反应C能发生加成反应D常温常压下为气体17．环丙烷可作为全身麻醉剂，环己烷是重要的有机溶剂。下面是部分环烷烃及烷烃衍生物的结构简式、键线式和某些有机化合物的反应式（其中Pt、Ni是催化剂）结构简式CH2CH2H2CH2CCH2CH2CH2CH2CH2CH2Br－CH2－CH2－CH(CH3)－CH2－Br键线式（环己烷）（环丁烷）BrBr+H2Ni353K①Ni373KH2+②+H2Pt573K③+KMnO4H+COOH+O+Mn2+④回答下列问题：（1）环烷烃与是同分异构体。（2）从反应①～③可以看出，最容易发生开环加成反应的环烷烃是（填名称），判断依据为。（3）环烷烃还可与卤素单质、卤化氢发生类似的开环加成反应，如环丁烷与HBr在一定条件下反应，其化学方程式为（不需注明反应条件）（4）写出鉴别环丙烷与丙烯的一种方法，试剂；现象与结论。18．已知：环丙烷、环丁烷、环戊烷在催化剂作用和加热条件下都可以与氢气发生类似应，如环丁烷与氢气反应如下：而碳原子数不大于4的环烷烃可与卤素、卤化氢发生上述类似反应，而碳原子数大于4的环烃与卤素则发生取代反应。试填空：（1）环丁烷经过、（填反应类型）即得到1，3－丁二烯（CH2＝CH－CH＝CH2）。（2）已知二甲苯充分加氢后得烃A，A再与溴发生取代反应，产物之一为B；B的相对分子质量比A大158；烃C分子的一取代物只有两种。一定条件下它们可发生下述转化：①写出有关物质的结构简式：A；C。②写出反应的化学方程式：B→D；E→F。19．若某同系列的有机物通式为CnHn，它们都有多种同分异构体，C4H4为其中最简单的一种，按要求填空：（1）若C4H4为链状结构，可把它看作是由两个乙炔分子加成得到的，其结构简式为；如果在一定条件下使它与H2充分加成，所生成物质的同分异构体的名称是（系统命名法）；（2）若C4H4为平面环状结构，与Br2按1︰1加成，加成的产物只有一种，该加成产物不可能发生的反应是A取代反应B加成反应C氧化反应D酯化反应E加聚反应（3）若C4H4为正四面体结构，C8H8为正六面体结构，它们每个碳原子分别与三个碳原子通过单键相连，则符合上述结构的C8H8的二元取代物有种。20．已知卤代烃在金属钠作用下作用下可以生成烃，如2R－Br＋2Na→R－R＋2NaBr现有2种卤代烃A和B，它们在金属钠作用下可以得到多种产物，其中得到的烃C、D、E、F、G、H（碳原子数递增）都各只有2种一氯取代物。已知C的化学式为C10H16；E分子有20个碳原子；C、E、G的最简式相同，D、F、H的最简式也相同，但都不是C2H3。（1）写出A、B的化学式（2）画出C的结构简式，并确定二氯取代物种数。（3）写出D、E、F、G、H的化学式（4）如果以CCl4为原料，与金属钠作用，可能得到的产物是什么？21．21世纪的新领域，纳米技术正日益受到各国科学家的关注，今年，美国总统克林顿宣布了国家纳米技术倡议，并将在2001年财政年度增加科技支出26亿美元，其中5亿给NNI。请根据图回答下列问题：（1）纳米是单位，l纳米等于米。纳米科学与技术是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。（2）世界上最小的马达，只有千万分之一个蚊子那么大。如图所示，这种分子马达将来可用于消除体内垃圾。该图是这种马达分子的。（3）写出该分子中含有数目最多的原子是元素的原子，有个。B组22．化学家们合成了如下图所示的一系列的星烷，如三星烷、四星烷、五星烷等。下列说法正确的是A它们的一氯代物均只有三种B它们之间互为同系物C三星烷与乙苯互为同分异构体D六星烷的化学式为C18H2423．某有机物X的结构简式可以简单表示为。则下列与X互为同分异构体的是ABCD24．盆烯是近年合成的一种有机物，它的分子结构可用右图所示的结构式表示（其中碳、氢原子均已略去）。下面关于盆烯的说法错误的是A盆烯的分子中所有碳原子共一平面B盆烯是苯的一种同分异构体C盆烯是乙烯的一种同系物D盆烯可以在一定条件下发生加成反应25．1，2，3一三苯基环丙烷的3个苯基可以分布在环丙烷环平面的上下，因此有如下两个异构体：[φ是苯基，环用健表示，C、H原子都未画出〕据此，可判断1，2，3，4，5一五氯环戊烷（假定5个碳原子处于同一平面上）的异构体数目有A4B5C6D726．只含饱和碳原子的C5H10有几个异构体（包括立体异构）？A4个B5个C6个D7个E8个27．金刚烷（C10H16）是一种重要的脂肪烷烃，其结构高度对称，如图右所示。金刚烷能与卤素发生取代反应，其中一氯一溴金刚烷（C10H14ClBr）的同分异构体数目是A4种B6种C8种D10种28．下图中的碳正离子中，哪一个最稳定？ABC29．某分子式为C5H10的化合物中，存在着分子内张力。该分子内有三类不同化学环境的碳原子和四类不同化学环境的氢原子。它可以发生加成反应。写出该化合物的命名：。30．已知某碳氢化合物A的分子中：①有6个碳原子②每个碳原子都以3个键长近似相等的单键分别跟其它3个碳原子相连，形成2个90的碳－碳－碳和1个60的碳－碳－碳键角。根据以上事实回答：A的分子式是；分子中（填“存在”或“不存在”）碳碳双键；A的结构可表示为（只要求写出碳架，不需要写出碳氢原子的符号）。31．脂肪烃（CxHy）分子中碳碳原子间共用电子对数为（用X、Y代数式表示），若某脂肪烃分子中碳碳原子间的共用电子对数为26，且分子中含有一个双键一个叁键，则它的化学式为。若将Cx看作烃完全失去氢原子后的产物，则球碳C70中的碳碳原子间的共用电子对数为。32．最近报道在－75℃的低温下合成烃X，经分析X的摩尔质量与SO3的摩尔质量相异，其中碳元素的质量分数为90％。红外光谱和核磁共振表明X中的氢原子的化学环境没有区别，而碳的化学环境却有2种。温度升高将迅速变成另一种物质Y。（1）X的结构式是。（2）Y的结构式是或。33．卤代烃能发生下列反应：2CH3CH2Br＋2Na→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr请写出能用哪种化合物合成环丙烷。34．利用某些有机物的同分异构体间的转化可用来贮存热能，如原降冰片二烯（NBD）经太阳光照射转化成四环烷（Q）的反应：NBD和Q的二氯取代物共有种。35．篮烷分子的结构简式如右图所示，试回答：（1）写出篮烷分子的化学式（2）篮烷分子的一氯取代物的种数为（3）篮烷分子的二氯取代物的种数为36．在括号内填入相应物质的化学名称。（环丙烯）；（环丙烯）；（）（）；（）；（）37．下列哪个反应有可能生成环炔烃？说明理由。（1）（2）38．将产物填入下列方框内：39．化合物A的分子式为C10H16，在催化氢化时可吸收1mol的氢气得B，B也可以由某芳环彻底氢化得到。A经臭氧氧化后中性水解只得到C，分子式为C10H16O2，C不能与土伦试剂（Ag＋/NH3溶液）反应。请写出A、B、C的结构简式。40．两种含碳量为85.7%的烃A、B，当与Cl2作用时生成含氯46.4%的氯化物A1、B1；而与Br2作用时，生成含溴79.2%的溴化物A2、B2。写出A、A1、A2、B、B1、B2的结构简式。41．环己烷（b．p．81℃）、环己烯（b．p．83℃）很难用蒸馏的方法分离，请设计一个方案将它们分离。42．两种含碳量为85.7％的碳氢化合物，当与氯作用时生成含氯46.4％的氯化物，而与溴作用时，生成含溴量79.2％的溴化物。试推断原来两种碳氢化合物的结构式，写出化学反应式。说明与卤素进行反应的条件是否相同？43．有2种结构高度对称