中学化学竞赛试题资源库苯及其同系物

中学化学竞赛试题资源库——苯及其同系物A组A．AA烷烃同系物B烯烃同系物C炔烃同系物D苯的同系物C．CA1种B2种C3种D4种A．下列有机物注入水中振荡后分层且浮于水面的是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己烷环己烷D．下列分子内各原子均在同一平面上的是①甲烷②乙烯③乙炔④DA全部B只有①C②和③D②③④B．以苯为原料，不能一步制得的是BA环己烷B苯磺酸钠C溴苯D硝基苯B．由无水醋酸钠与碱石灰共热可得到甲烷。BA苯B甲苯C乙苯D苯甲酸钠与甲烷DDA4种B6种C8种D10种C．CA4个B5个C6个D7个D．苯环上有一个－C4H9和一个－C3H7DA12种B4种C8种D24种C．有三种不同取代基－X，－Y，－Z，当它们同时取代苯分子中的3CA2种B4种C6种D8种AAA10B8C6D4A．一氯代物有两种，两氯代物有四种的烃是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对－二甲苯D．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DA3种B4种C5种D6种C．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CA6种B5种C4种D3种BBAC6H6BC3H8CC6H12DC6H14B、DB、DA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取代反应

（2）己烷、苯

（3）己烯

（4）甲苯（1）不能与Br2水和酸性KMnO4溶液反应，但在Fe屑作用下能与液溴反应的是____，生成的有机物是，反应的化学方程式为。此反应属于______反应。（2）不与溴水和酸性KMnO4溶液反应的是；（3）能与溴水和酸性KMnO4溶液反应的是；（4）不与Br2水反应但能与KMnO4溶液反应的是。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，然后再利用方法简单，现象明显的化学性质（方法）进行鉴别。这六种液体均为无色。而－NO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，然后再利用方法简单，现象明显的化学性质（方法）进行鉴别。这六种液体均为无色。而－NO2具有特殊的苦杏仁味，即可鉴别出来，而－Br比水密度大，余之四种比水轻，又可将－Br检出。剩余四种液体分别加入酸性KMnO4溶液，和－CH3能使其褪色，再用溴水鉴别，能使溴水褪色，上、下层均为无色，而－CH3能萃取溴而使上层（甲苯层）呈橙红色，下层为无色，剩余的和再分别加入浓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。、、、－CH3、－Br、－NO2（（1）酸性KMnO4溶液或溴水

（2）①酸性KMnO4溶液或溴水②完全相同平面

（3）不同不同于

（4）（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：①苯不能使褪色。②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烃双键，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。（1）（1）－COONa＋NaOH＋Na2CO3

（2）HC≡C－C≡C－CH2－CH3

＋Br2－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）（1）1834年德国科学家米希尔里希，通过蒸馏安息香酸（－COOH）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苯的化学方程式（2）由于苯的含碳量与乙炔相同，人们认为它是一种不饱和烃，写出C6H6的一种含叁键且无支链链烃的结构简式。苯不能使溴水褪色，性质类似烷烃，任写一个苯发生取代反应的化学方程式（3）烷烃中脱水2mol氢原子形成1mol双键要吸热，但1，3－环己二烯（）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苯不能使溴水褪色B苯能与H2发生加成反应C溴苯没有同分异构体D邻二溴苯只有一种（5）现代化学认为苯分子碳碳之间的键是。乙炔苯．相同状况下A、B两种烃的蒸气：乙炔苯（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各是什么烃A是乙炔、B是苯、C是乙烷、D是对二甲苯．有A、B、C、D四种烃，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不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，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不能使溴水褪色但能使酸性高锰酸钾溶液褪色，在镍在下1molD能与3mol氢气完全反应；在铁粉存在下与溴反应生成一溴代物只有一种。试推断AA是乙炔、B是苯、C是乙烷、D是对二甲苯邻二甲苯．某种液态烃，它对氢气的相对密度为53，其组成里含有9.43%的氢元素，它能使酸性高锰酸钾溶液褪色，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，试推断该烃的化学式和结构式邻二甲苯CC9H12B组B．有机物①C2H6②C2H4③C2H2④C6H6BA①＞②＞③＞④B①＞④＞②＞③C④＞②＞①＞③D④＞①＞②＞③C．化学工作者把烷烃、烯烃、环烷烃、炔烃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，则烷烃中碳原子跟键数关系的通式为CnI3n＋1，烯烃（视双键为两条单键）及环烷烃中碳原子跟键数关系的通式均为CnI3nCACnI3n－1BCnI3n－2CCnI3n－3DCnI3n－4B．由无水醋酸钠与碱石灰共热可得到甲烷。BA苯B甲苯C乙苯D苯甲酸钠与甲烷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—CHO＋＋2（（1）（2）OHC－CHOCH3CHOCH3－CH3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、。（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。对甲基异丙苯．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；由核磁共振可知化合物A含有五类不同化学环境的氢原子。请写出化合物A对甲基异丙苯如果在该结构中引入2个－X基团，可形成的同分异构体和之外，还有多种同分异构体，请再写出其中四种，，，。5CH35CH3CH2－－CH2CH3＋24KMnO4＋36H2SO45HOOC－－COOH＋12K2SO4＋24MnSO4＋10CO2↑＋56H2O．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。．由甲苯为原料加入必要的有机、无机试剂合成：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：

．组成为C10H14的芳烃，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。A：、、

B：A：、、

B：、．某芳烃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。（1）A：－CH2CH2（1）A：－CH2CH2CH3或－CH(CH3)2B：CH3－－C2H5C：（2）略（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。．分子式为C8H10的某烃，它不能与溴发生加成反应，但能使溴水褪色，并能被高锰酸钾氧化，写出该烃的同分异构体和名称。把C8H10氧化，氧化产物的分子式为C8H6O4，C8H6O4失水得酸酐C8H4O3。根据上述情况判断该烃是哪一种异构体，并说明不可能是其他异构体的理由。（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＋离子存在下，在H2O2的连锁分解反应过程中生成的）

C的分子中只含有一个硫原子。在浓硝酸或混酸作用下，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90℃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A～E；（2）试写出所发生反应的方程式。（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C（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C8H10

（2）由题意可推断出X应为邻二甲苯

（3）（X）（A）（B）

＋2CH3CH2CH2CH2OH＋2H2O

＋2CH3CH2CH2CH2OH＋H2O

（3）＋2→（Y：酚酞）

（无色）（红色）

（4）邻二甲苯的凯库勒式：或

共振式为：或

（5）按凯库勒式来写邻二甲苯的臭氧化，则：

2（E）＋（D）

（F）＋2（D）

D︰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）。

（6）HOOC—COOH；

（E）（H）

草酸作为标准物质用于滴定KMnO4溶液的浓度：

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

滴定结果为G的摩尔质量为90g/mol（草酸）。计算结果略。

（7）在1865年凯库勒提出苯的环状结构：；现代结构式：；其臭氧化的产物为：＋3O3＋3H2O＝3OHC—CHO＋3H2O2。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—丁醇共热都生成同一种液态化合物C。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，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的高锰酸钾溶液滴定，0.288g物质G需耗用25.6cm3的高锰酸钾溶液。（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？（1）X：（1）X：B：C：

K：CH3COOHL：CH3CHO

（2）（或酸性，无色）

（碱性，红色）（强碱性，无色）

（3）（50%）（50%）

2＋

2＋

（4）CH3COCOOHCH3CHO＋CO2↑

（5）2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋→2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O已知：①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。②有机化合物有如下转化关系：③K是一种常温下有刺激性气味的有机化合物，熔点为16.6℃。④D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。⑤J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酞呈无色，在碱性溶液中呈红色是由于“O＝”结构存在所致。当c（OH－）＞6mol/L时，时间较久酚酞又呈无色。试写出酚酞在酸、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，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轭结构。

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轭结构。

按稳定性从大到小的顺序为：Ar3C＋＞Ar2CH＋＞ArCH2＋＞R3C＋＞CH3＋．比较下列碳正离子的稳定性：R按稳定性从大到小的顺序为：Ar3C＋＞Ar2CH＋＞ArCH2＋＞R3C＋＞CH3＋按稳定性从大到小的次序为：C＞A＞D＞B。．将苄基正离子A、对硝基苄基正离子B、对甲氧基苄基正离子C和对氯苄基正离子D按稳定性大小排列次序。按稳定性从大到小的次序为：C＞A＞D＞B。按稳定性从大到小的次序为C＞A＞B＞D。．比较下列自由基的稳定性大小：按稳定性从大到小的次序为C＞A＞B＞D。ABCD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。苄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，所以甲苯的溴化反应比较容易进行。．甲烷与甲苯的自由基溴化反应，何者比较容易进行？试讨论之。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。苄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，所以甲苯的溴化反应比较容易进行。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氢化热的2倍（－119.5kJ/mol×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氢化热的2倍（－119.5kJ/mol×2＝239kJ/mol）。若将苯看成理想的1，3，5－环己三烯，其氢化热将约为－119.5kJ/mol×3＝－358.5kJ/mol。苯的氢化热仅为－208.5kJ/mol，比环己二烯的还要大，说明苯的热力学能比理想的1，3，5－环己三烯的热力学能要低得多，这是苯的特殊稳定性所致。上面所列的氯化反应是按游离基历程进行的。由所给数据及所学知识，可以得出如下结论：

上面所列的氯化反应是按游离基历程进行的。由所给数据及所学知识，可以得出如下结论：

（1）甲苯中甲基上的碳氢键的键能比甲烷中碳氢键的键能小，说明均裂时，甲苯中甲基上的碳氢键相对容易，这是由于生成的苯甲基自由基比甲基自由基稳定。

（2）从反应的焓变可以看出，甲苯比甲烷的氯化反应容易进行。这是由于苯甲基自由基比甲基自由基稳定的结果。CH3－H＋Cl－Cl→CH3－Cl＋H－Cl键能（kJ/mol）435.1242.5351.5431ΔH＝－104.9kJ/mol－CH2－H