中学化学竞赛试题资源库——苯及其同系物

1、中学化学竞赛试题资源库一一苯及其同系物A组1 .随着碳原子数的增多，碳元素的质量百分含量也增大的是A烷煌同系物B烯煌同系物C快煌同系物D苯的同系物2 .苯的二氯取代物有三种，那么苯的四氯取代物有A1种B2种C3种D4种3 .下列有机物注入水中振荡后分层且浮于水面的是A苯B澳苯C四氯化碳D乙醇4 .可以用分液漏斗分离的一组液体混和物是A澳和四氯化碳B苯和澳苯C汽油和苯D硝基苯和水5 .能用酸性高镒酸钾溶液鉴别的一组物质是A乙烯乙快B苯己烷C苯甲苯D己烷环己烷6 .下列分子内各原子均在同一平面上的是甲烷乙烯乙快苯A全部B只有C和D7 .以苯为原料，不能一步制得的是A环己烷B苯磺酸钠C澳苯D硝基苯8

2、 .由无水醋酸钠与碱石灰共热可得到甲烷。你预测将无水苯乙酸钠与碱石灰共热时，所得的有机物主要是A苯B甲苯C乙苯D苯甲酸钠与甲烷9 .甲苯分子的二氯取代物的同分异构体共有A4种B6种C8种D10种10 .结构不同的二甲基氯苯的数目有A4个B5个C6个D7个11 .苯环上有一个C4H9和一个C3H7两个取代基的有机物共有同分异构体A12种B4种C8种D24种12 .有三种不同取代基一X,Y,Z,当它们同时取代苯分子中的3个氢原子，且每种取代产物中，只有两个取代基相邻时，取代产物有A2种B4种C6种D8种13 .有三种不同的基团，分别为X-,Y-,Z-,若同时分别取代苯环上的三个氢原子，能生成的同分

3、异构体数是A10B8C6D414 .一氯代物有两种，两氯代物有四种的烧是A丙烷B2甲基丙烷C丙烯D苯15 .下列煌中，一氯代物有2种，二氯代物有4种的是A丙烷B2,3二甲基丁烷C甲苯D对一二甲苯16 .甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，可能得到的一元取代物有A3种B4种C5种D6种17,某苯的同系物的分子式为C11H16,经分析，分子式中除含苯环外（不含其它环状结构），还含有两个“CH3”、两个“CH2"、一个“CH”，它的可能结构式有A6种B5种C4种D3种18 .下列分子中，所有碳原子一定共处在同一平面上的是AC6H6BC3H8CC6H12DC6H1419 .下列叙

4、述中正确的是A甲苯分子中共平面的原子最多是12个B对二甲苯分子中有四个碳原子在一条直线上C1一丁烯分子中的4个碳原子一定在同一平面内D2一丁烯分子中的4个碳原子一定在同一平面内20 .充分燃烧某液态芳香煌X,并收集产生的全部水，恢复到室温时，得到水的质量跟原芳香煌X的质量相等。则X的分子式是AC10H14BC11H16CC12H18DC13H2021 .在15mL苯中溶解560mL乙快，再加入75g苯乙烯，所得混和液中碳元素的质量百分含量为A40%B66.7%C75%D92.3%22 .1mol某烧在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气179.2L(标准状况下)。它在光照的条件下与氯气反应能生成三种不

5、同的一氯取代物。该煌的结构简式是产Ah-IlIbCH3CH2CH2CH2CH3CH,C组阻产组dCH3-O-CH3CHj23 .有4种无色液态物质：己烯、己烷、苯和甲苯，符合下列各题要求的分别是：(1)不能与B2水和酸性KMnO4溶液反应，但在Fe屑作用下能与液澳反应的是,生成的有机物是,反应的化学方程式为。此反应属于反应。(2)不与滨水和酸性KMnO4溶液反应的是;(3)能与滨水和酸性KMnO4溶液反应的是;(4)不与B2水反应但能与KMnO4溶液反应的是。24 .怎样鉴别下列6种无色液体：U、='O、O-CH3、。-Br、O-NO225 .通过实验事实的验证与讨论，认识苯的结构式。

6、提出问题：苯分子结构是碳碳单、双键交替的环状结构吗？(1)提出假设：从苯的分子式看，C6H6具有不饱和性；从苯的凯库勒结构式看，分子中含有碳碳双键，所以，苯一定能使褪色。(2)实验验证：苯不能使褪色。经科学测定，苯分子里6个碳原子之间的键;6个碳原子和6个氢原子都在同一上。(3)结论：苯的凯库勒结构式中的双键跟烯煌双键,苯的性质没有表现出不饱和性，结构稳定，说明苯分子一般的碳碳单、双键交替的环状结构。(4)应用：为了表示苯分子的结构点，结构式用表示，用凯库勒式表示苯分子结构式是不确切的。26 .人们对苯的认识有一个不断深化的过程。_(1) 1834年德国科学家米希尔里希，通过蒸储安息香酸(CO

7、OH)和石灰的混合物得到液体，命名为苯，写出苯甲酸钠与碱石灰共热生成果的化学方程式(2)由于苯的含碳量与乙快相同，人们认为它是一种不饱和烧，写出C6H6的一种含叁键且无支链链胫的结构简式。果不能使滨水褪色，性质类似烷烧，任写一个苯发生取代反应的化学方程式(3)烷烧中脱水2mol氢原子形成1mol双键要吸热，但1,3环己二烯(Q)脱去2mol氢原子变成苯却放热，可推断苯比1,3环己二烯(填稳定或不稳定)。(4) 1866年凯库勒(右图)提出了苯的单、双键交替的正六边形平面结构，解释了苯的部分性质，但还有一些问题尚未解决，它不能解释下列事实(填入编号)A苯不能使滨水木1色B苯能与H2发生加成反应C

8、澳苯没有同分异构体D邻二澳苯只有一种(5)现代化学认为苯分子碳碳之间的键是。27 .相同状况下A、B两种烧的蒸气：(1) B对A的相对密度为3(2) A、B等摩尔混和后完全燃烧所消耗氧气的体积是混和气体体积的5倍(3) A、B完全燃烧生成二氧化碳和水的质量比均为44：9问A、B各是什么烧?28 .有A、B、C、D四种烧，在常温下A、C是气体，B、D是液体。A完全燃烧后生成二氧化碳与水的物质量之比是2：1;B的分子量是A的三倍；C不能使酸性高镒酸钾溶液褪色，但在光照条件下最多可与六倍体积氯气发生反应；燃烧相同物质量的C与D,生成二氧化碳的体积比为1：4,D不能使滨水褪色但能使酸性高镒酸钾溶液褪色

9、，在馍在下1molD能与3mol氢气完全反应；在铁粉存在下与澳反应生成一澳代物只有一种。试推断A、B、C、D各是什么物质？29 .某种液态烧，它对氢气的相对密度为53,其组成里含有9.43%的氢元素，它能使酸性高镒酸钾溶液褪色，当它与氯气发生取代反应(取代苯环上的氢原子)时，生成的一氯化物只有两种，试推断该煌的化学式和结构式30 .某一定量苯的同系物A完全燃烧，生成的气体通过浓硫酸后，浓硫酸质量增加10.8g,再通过KOH溶液，KOH溶液质量增加39.6g(设浓硫酸和KOH溶液吸收率均为100%)。0.1molA的氧化产物能被2mol/L100mL的NaOH溶液完全中和。求A的分子式和A可能的

10、结构简式。B组31.有机物C2H6C2H4C2H2C6H6它们分子中的碳碳键长由大到小排列顺序正确的是ABCD32 .化学工作者把烷烧、烯烧、环烷烧、快煌的通式转化成键数的通式，给研究有机物分子中键能大小的规律带来了很大的方便。设键数为I,则烷烧中碳原子跟键数关系的通式为Cnl3n+1,烯煌（视双键为两条单键）及环烷烧中碳原子跟键数关系的通式均为Cnl3n,则苯的同系物中碳原子跟键数关系的通式为ACnl3n1BCnI3n2CCnI3n3DCnI3n433 .由无水醋酸钠与碱石灰共热可得到甲烷。你预测将无水苯乙酸钠与碱石灰共热时，所得的有机物主要是A苯B甲苯C乙苯D苯甲酸钠与甲烷34 .有一类苯

11、的同系物的一澳代物只有一种，该类煌的分子组成通式为（n为项数）AC6nH2X6n6BC3n+3H6nCC3><2、3><2.6DC3n+3H2X3”35 .下列五个选项中，对于如下所示的a、b、c三个碳正离子的相对稳定性而言，哪一个是正确的顺序？十CH,J©"CH-CHj'CHSA>B>CD下E>36 .写出（1）苯的凯库勒结构式；（2）苯的凯库勒共振结构；（3）苯的共振杂化体。37 .最近几年，人们从各方面得到证据，表明苯的结构仍然是凯库勒式，最重要的证据之一是，邻二甲苯的臭氧化产物，只能用苯环是凯库勒式来解释，写出邻二甲

12、苯与臭氧反应配平的方程式：38 .苯是苯系芳煌中最典型、最简单的一种代表物。凯库勒认为苯是一个六元环，其中3个CC单键和3个C=C双键交替隔开，并且2个结构在不断变换：6已知：（CH3）2C=CH2-*（CH3）2C=O+HCHO（1）若苯与H2按1：1反应，则加成反应的两种产物的结构式是、一（2）邻二甲苯能进行臭氧氧化和还原水解反应，推测邻二甲苯进行上述反应的产物的结构简式。39 .化合物A从元素分析可知只含有C、H两种元素，从有机质谱测定其分子量为134;由红外光谱和核磁共振可知化合物A含有苯环，而且是对位二元取代苯；由核磁共振可知之外，还化合物A含有五类不同化学环境的氢原子。请写出化合物

13、A的结构式并用系统命名法命40 .有人提出了苯的结构可能是具有三维空间的立体结构:如果在该结构中引入2个一X基团，可形成的同分异构体有多种同分异构体，请再写出其中四种41 .对二乙苯在酸性高镒酸钾溶液中被氧化并有气体产生，试写出配平的反应式。42 .苯的一个同分异构体为五面体棱晶烷，其二元取代物有几个异构体？写出其结构简式。CIH2C<Q>SO3H。43 .由甲苯为原料加入必要的有机、无机试剂合成:44 .写出下列反应的反应物的构造式：KV曲溶轴/=QH|O一一-J-COOHGM。-_-HCXX：-HJCX)OH(3)KMuU密液Wa"-"QHqCOOH000H

14、CTOH45 .1,1一二澳丙烷用过量NaOH醇溶液处理，彳#到的物质A,A在木炭存在下加热到600C,分离出两种产物B、C,它们在FeBr3存在下或者光照下，均可进行澳化反应。化合物B在每种情况下各生成一种一澳衍生物，而化合物C各生成三种不同的一澳衍生物。写出A、B、C的结构简式。46 .1,1二澳丙烷用过量的氢氧化钾醇溶液处理，得到的物质A在活性炭存在下加热到600C,分出两种产物B和C,它们在澳化铁(出)存在下或者光照下，均可进行澳化反应。化合物B在每种情况下一澳化时，各形成一种产物，而化合物C形成三种不同的一澳衍生物。确定以字母表示的是什么物质，写出反应式。47 .组成为C10H14的

15、芳烧，可从苯制得，它含有一个手性碳原子，氧化后成为苯甲酸，确定其构造式。48 .化合物A、B分子式均为C12H18,它们都不能由任何烯煌经催化氢化得到。当进行氯化反应生成一氯代物时，无论以铁粉为催化剂，还是在光照下进行，A都分别得到3种异构体，而B都分别得到两种异构体。请写出A、B可能的结构简式。49 .某芳煌A的分子式为C9H12,用K2Cr2O7硫酸溶液氧化后得一种二元酸B,将A硝化所得的一元硝基化合物主要有两种，请写出A的构造式并写出各步反应式。50 .有A、B、C三种芳煌，化学式均为C9H12。将它们氧化，A得到一元竣酸，B得到二元竣酸，C得到三元竣酸。若将它们硝化，则A得到三种硝化产

16、物，B得到两种硝化产物，C得到一种硝化产物。(1)写出A、B、C三种化合物的可能结构。(2)写出这三种化合物的氧化反应方程式。51,分子式为C8H10的某烧，它不能与澳发生加成反应，但能使滨水褪色，并能被高镒酸钾氧化，写出该煌的同分异构体和名称。把C8H10氧化，氧化产物的分子式为C8H6。4,C8H6。4失水得酸酎C8H4。3。根据上述情况判断该煌是哪一种异构体，并说明不可能是其他异构体的理由。52 .煌A是一个不能使酸性高镒酸钾溶液褪色的液体。A进行臭氧分解和随后进行还原水解，生成组成为C2H2。2的产物B,并且所生成的B的量是已反应A量的3倍。物质A用于下列合成中：A*Cd1A+F鼠Da

17、HjO?C的分子中只含有一个硫原子。在浓硝酸或混酸彳用下，物质D被氧化，放出一氧化氮气体。若预先将D溶于过量浓H2SO4中，然后在90c条件下将溶液加热数小时，则生成分子中含两个硫原子的产物。将混酸加到物质D中时，不发生氧化，而是生成化合物E(C6H3N3O7),将反应混合物用水稀释和冷却后，E可以黄色晶体的形式从混合物中析出来。(1)试确定物质AE;(2)试写出所发生反应的方程式。53 .存在于煤焦油中的某液态有机物X,取其1.06g经燃烧得到0.90gH2O、3.52gCO2。该有机物的蒸气密度为氮气的3.79倍。用热的CrO3与H2SO4的混合物氧化X,从反应混合物中分离出无色晶体A。A

18、可溶于NaOH或NaHCO3水溶液。化合物A受热失去水，转变成化合物B。在硫酸和氯化锌存在下，B和苯酚发生缩合反应，生成Y,后者是一种常用的酸碱指示剂。无论A或B,当加入几滴浓硫酸与过量的1一丁醇共热都生成同一种液态化合物Co若接受在有机物中碳要形成四个键的观点，则化合物X可以写成两种形式上不同的结构式。但这样写出的结构式并不与X分子的化学结构相符合，因为迄今无人成功地制备出它的两种假想的异构体。1941年Hayman和Witbaut在CHCl3溶液里进行化合物X的臭氧化反应。待臭氧化物水解后，在水层里发现有三种不同的有机物D、E、F,其物质的量比为：D：E：F=3：2：1。通过温和的氧化反应

19、，前两者转变成新化合物G和H,而第三个化合物不变。但后者在较强的氧化剂如过氧化氢的作用下，会生成一种著名的液态化合物I,它有特殊的刺激臭味。G的纯净而无水的样品溶于1mol/dm3的硫酸溶液，所得溶液用0.05mol/dm3的高镒酸钾溶液滴定，0.288g物质G需耗用25.6cm3的高镒酸钾溶液。(1)写出化合物X的化学式。(2)根据题面给出的信息和数据，写出生成A、B和C的相应的化学反应方程式。(3)写出化合物Y的名称，并写出其合成反应的化学方程式。写出它在酸性溶液和碱性溶液中的结构式和颜色。(4)写出化合物X的两种形式上的结构式以及按照新近的发现的较正确的结构式。(5)写出化合物X臭氧化的

20、反应方程式，并用来解释反应生成的臭氧化物水解后为什么水层中存在D、E和F,而且其物质的量比为3：2：1。(6)写出生成化合物G、H的反应的化学方程式。(7)写出另一种液态有机物的两种以前使用的形式结构式以及较正确的现代结构式，这种有机物也是存在于煤焦油中的，它是一个基本有机物，化合物X可看成是它的衍生物。你知道跟这个化合物的结构式的历史有关的一名知名化学家的名字吗？它臭氧化后将分解成什么产物?54 .存在于煤焦油中的某液态有机物见在一定条件下存在如下转化关系:已知:有机物X蒸气密度为相同条件下氮气密度的3.79倍。标准状况下，1.06gX充分燃烧生成0.9gH2O和1.792LCO2。有机化合

21、物有如下转化关系:CHOK是一种常温下有刺激性气味的有机化合物，熔点为16.6C。D在Zn/H2O作用下生成的化合物F、G、H的物质的量之比为1：2：3。J的纯净而无水的晶体溶于1mol/LH2SO4溶液，所得溶液用0.05mol/LKMnO4溶液滴定，0.288gJ消耗25.6mL的KMnO4溶液。试回答下列问题：(1)写出下列物质的结构简式。X:B:C:K:L:_(2)已知在酸性条件下酚酬:呈无色，在碱性溶液中呈红色是由于“。=>”结构存在所致。当c(OH)>6mol/L时，时间较久酚配又呈无色。试写出酚配在酸、碱和强碱性条件下结构的相互转变。(3)根据共振论理论，结合题给信息

22、，用反应图式说明F、G、H的物质的量之比是1：2：3的原因。(4)写出I-L转化反应的化学方程式。(5)写出J与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式。C组55 .苯(以凯库勒式表示)还原性臭氧化的产物是什么？这一反应在推论苯的结构式上有什么作用？56 .比较下列碳正离子的稳定性：R3C+,ArCH2+,AfC+,Ar2CH+,CH3+57 .将芳基正离子A、对硝基芳基正离子B、对甲氧基芳基正离子C和对氯芳基正离子D按稳定性大小排列次序。58 .比较下列自由基的稳定性大小:ABCD59 .甲烷与甲苯的自由基澳化反应，何者比较容易进行？试讨论之。60 .环己烯、1,3环己二烯和苯经钳催化氢化反应得环

23、己烷，氢化热分别是119.5,231.8和一208.5kJ/mol。请解释实验结果。61 .下面列出了甲烷和甲苯的相关的键能数据和氯化反应的反应热，请解释实验数据。CH3H键能（kJ/mol）435.1CH2_H键能（kJ/mol）355.862.解释下列事实：+Cl-Cl-CH3Cl+H-Cl242.5351.5431+ClClf<Q>-CH2-Cl+242.5292.9AH=-104.9kJ/molH-Cl431AH=-125.6kJ/mol(1)以PhCH3硝化可得到50%邻位产物，而将PhC(CH3)3硝化则得16%的邻位产物。(2)用K2Cr2O7+H+做氧化剂，使PhC

24、H3氧化成PhCOOH产率差，而将pNO2C6H4CH3氧化成pNO2C6H4COOH的产率较好。63.煌A含92.26%(质量)的碳。A与过量的干燥澳化氢于敞口容器中在光照下作用，很快形成含澳43.18%(质量)的产物BoA与浓澳化氢水溶液之间的反应，即使在这两种液体搅拌的情况下，也进行得很慢，生成的主要产物为化合物CoB和C两种物质都能与热的高镒酸钾溶液反应。当用过量的高镒酸钾作用于B和C而得到的反应产物的水溶液被酸化时，在两种情况下生成了不含卤素的无色晶体物质，分别表示为BB和CC°1gBB能与73.4mL的0.lmol/LNaOH溶液完全反应，而1gCC能与81.9mL的0.

25、1mol/LNaOH溶液反应。(1)试确定物质A、B、C结构；(2)试写出产物BB和CC的化学式；(3)试指出物质B和C的结构；(4)试写出题中所述反应的图式；(5)试说明由煌A生成B和C的反应图式。参考答案(C6)1 A2 C3 A4 D5 C6 D7 B8 B9 D10 C11 D12 C13 A14 A15 A16 D17 C18 B19 B、D20 C21 D22 B_23 (1)苯或是澳苯或BrBr2-OBr+HBr取代反应(2)己烷、苯(3)己烯(4)甲苯24对于这种鉴别题，首先考虑物理性质的差异，如：颜色、状态、气味、溶解性、密度等，然后再现i方法简单，现象明显的化学性质(方法)

26、进行鉴别。这曰中液体均为无色。而©>NO2具有磔的苦杏仁味，即可鉴别出来，而OBr比水密度大，余之四种比水轻,又可将Br检出。剩余四种叉件分别加入酸性KMnO4溶液，心>和。CH3能使其褪色，再用澳水鉴别，O能使滨水褪色，上、下层均为_无色L而CH3能萃取澳而使上层(甲苯层)呈橙红色，下层为无色，剩余的和二再分别加入送H2SO4和浓HNO3,水浴加热，有苦杏仁气味发生的便是<>,没有反应的则是<0。25(1)酸性KMnO4溶液或滨水(2)酸性KMnO4溶液或滨水完全相同平面(3)不同不同于(4)一26(1)0*COONa+NaOHCaOACZ+Na2CO

27、3(2)HC三CC三CCH2CH3O>+B2FeTO>-Br+HBr(或其它合理答案)(3)稳定(4)ad(5)介于单键和双键之间的特殊的键(或其它合理答案)2829303132333435363738394041424344454627乙快苯A是乙快、B是苯、C是乙烷、D是对二甲苯邻二甲苯CHjC9H12C*CGBCBDA(1)(2)"舞+3/_1LO王),zn/H3O(3)©33QHC-CHQ+CHmHc%+23HC-g-CHm(1)(2)QHC-CHQn11Ji1,CHCHQCH3C-CCH3对甲基异丙苯5CH3CH20*CH2CH3+24KMnQ4+36

28、H2SQ4=5HQQC-C-CQQH+12K2SQ4+24MnSQ4+10CQ2T+56H2。CHQS5HSOjH(2)HjCf工派出SO.A(1)H('HtA：CH3C三CHB：C:CH*CH3-1H3CC三CH吃飞义一C%('HjCHCHjCH,人YC比H3c<Q)-CHKOH'StCHaCH；CHBrs-匕CH.-CCH+2HBr4748495051(1)A：CH2CH2CH3或一CH(CH3)2B：CH3-C2H5C：；H3cCHj(2)略CHjOH52(1) A©BOHCCHOCPhSO3HD：PhOHE：。N(地NO：(2) C6H6+3O3

29、+3Zn=3ZnO+3OHCCHOPhH+H2SO4=PhSO3H+H2OPhSO3H+3NaOH=2H2O+PhONa+W2SO4phONa+H=PhOH+Na+PhH+HO+Fe3+=PhOH+H+Fe2+(自由基HO是在Fe2+、Fe3+离子存在下，在53(1)由燃烧产物的组成可算出X的实验式为C4H5,再由相对密度算出X的化学式C8H1°(2)由题意可推断出X应为邻二甲苯H2O2的连锁分解反应过程中生成的)awcoogh9+2CH3CH2CH2CH20HH+/加热+2H2O、COOHCOOC4KOCCOOC4Hgo+2CH3CH2CH2CH20H加热一+H2OCCOOC4Hq

30、、oOHOHO-O共振式为:(5)按凯库勒式来写邻二甲苯的臭氧化，则：0C(*“口2CHl6-cho(e)+ch3八，目O0广丫il1(F)LA=CH3cc-ch$(F)CH,HHZ。OOHH/+2C-C(D)/、ooD：E：F=3：2：1的结果证实苯环中的C-C键是等同的(水解前两种臭氧化物的比为l：1)。HHH(6) CC稀硝酸/氧色CgjQHHOOCHOOC-COOH;/、务Z4'OOOO。(E)浸水,#(H)CHlC-CHUCH3C-CCX)H草酸作为标准物质用于滴定KMnO4溶液的浓度:54滴定结果为G的摩尔质量为90g/mol(草酸)。计算结果略。(7)在1865年凯库勒提

31、出苯的环状结构:Q0；现代结构式:K：CH3COOHL：CH3CHO2KMnO4+5HOOCCOOH+3H2so4=2MnSO4+K2so4+10CO2+8H2O(4)CH3COCOOHHCH3CHO+CO2T(5)2MnO4+5H2c2O4+6H+f2Mn2+10CO2T+8H2O55还原性臭氧化反应可用来推断分子中碳碳双键的位置，苯（以凯库勒式表示）还原性臭氧化的产物是乙二醛，由此可推断苯是一高度对称的闭合的环状共轲结构。OO56按稳定性从大到小的顺序为：Ar3C+>Ar2CH+>ArCH2+>R3C+>CH3+57按稳定性从大到小的次序为：C>A>D>B。58按稳定性从大到小的次序为C>A>B>Do59一般来说，生成自由基中间体的一步是控速步骤，自由基越稳定，所需活化能越低，反应速度越快。茉基自由基由于苯环对自由基的稳定作用而比甲基自由基稳定得多,所以甲苯的澳化反应比较容易进行。60从实验数据及结果可以看出，反应为放热反应，产物都是环己烷。因产物相同，反应热可以作为衡量反应物内能高低的指标。1,3环己二烯的氧化热略大于环己烯