Question

【題目】有機(jī)金屬化合物的應(yīng)用研究是目前科學(xué)研究的前沿之一。二茂鐵[(C5H5)2Fe]的發(fā)現(xiàn)是有機(jī)金屬化合物研究中具有里程碑意義的事件，它開(kāi)辟了有機(jī)金屬化合物研究的新領(lǐng)域。二茂鐵分子是一種金屬有機(jī)配合物，熔點(diǎn)173℃，沸點(diǎn)249℃，100℃以上能升華；不溶于水，易溶于苯、乙醚、汽油等有機(jī)溶劑。環(huán)戊二烯和二茂鐵的結(jié)構(gòu)如圖所示�；卮鹣铝袉�(wèn)題。

環(huán)戊二烯二茂鐵

（1）環(huán)戊二烯分子中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為___。

（2）下列關(guān)于環(huán)戊二烯和二茂鐵的說(shuō)法不正確的是__（填字母序號(hào)）。

A.環(huán)戊二烯分子中五個(gè)碳原子均發(fā)生sp2雜化

B.在一定的條件下，環(huán)戊二烯能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成環(huán)戊烷

C.二茂鐵晶體是分子晶體

D.環(huán)戊二烯的同分異構(gòu)體可能是含兩個(gè)碳碳三鍵的炔烴

（3）環(huán)戊二烯能使溴的四氯化碳溶液褪色。寫出環(huán)戊二烯與足量的溴的四氯化碳溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式___。

（4）已知環(huán)戊二烯陰離子（C5H5-）的結(jié)構(gòu)與苯分子相似，具有芳香性。二茂鐵[(C5H5)2Fe]晶體中存在的微粒間的作用力有___（填字母序號(hào)）。

a.離子鍵 b.σ鍵 c.π鍵 d.氫鍵 e.配位鍵

（5）金剛烷可用于抗病毒、抗腫瘤等特效藥物的合成。工業(yè)上用環(huán)戊二烯合成金剛烷的流程如圖所示：

①金剛烷的分子式為____，反應(yīng)①的反應(yīng)類型是___。

②金剛烷的二氯代物有__種（不考慮立體異構(gòu)）。

③二聚環(huán)戊二烯有多種同分異構(gòu)體。寫出符合下列條件的二聚環(huán)戊二烯的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式___。

(a)屬于芳香烴且能使溴的四氯化碳溶液褪色；

(b)苯環(huán)上有三個(gè)取代基；

(c)苯環(huán)上的一氯代物有2種。

Answer 1

【答案】11：2 AD +2Br2→ bce C10H16 加成反應(yīng) 6 、

【解析】

(1)環(huán)戊二烯分子中含有6個(gè)碳?xì)鋯捂I、3個(gè)碳碳單鍵，2個(gè)碳碳雙鍵，單鍵全為σ鍵，一個(gè)碳碳雙鍵含有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，因此環(huán)戊二烯分子中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為11：2，故答案為：11：2；

(2)A．環(huán)戊二烯中有4個(gè)碳原子形成碳碳雙鍵，這4個(gè)碳原子的雜化方式為sp2，有1個(gè)碳原子為飽和碳原子，該碳原子的雜化方式為sp3，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；

B．環(huán)戊二烯中含有碳碳雙鍵，在一定的條件下，環(huán)戊二烯能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成環(huán)戊烷，B選項(xiàng)正確；

C．二茂鐵的熔沸點(diǎn)比較低，易升華，不溶于水，易溶于苯、乙醚、汽油等有機(jī)溶劑，屬于分子晶體，C選項(xiàng)正確；

D．環(huán)戊二烯共有3個(gè)不飽和度，而1個(gè)碳碳三鍵就有2個(gè)不飽和度，因此環(huán)戊二烯的同分異構(gòu)體不可能是含兩個(gè)碳碳三鍵的炔烴，D選項(xiàng)錯(cuò)誤；

故答案為：AD；

(3)環(huán)戊二烯中含有碳碳雙鍵，可與Br2發(fā)生加成反應(yīng)，環(huán)戊二烯與足量的溴的四氯化碳溶液反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為+2Br2→，故答案為：+2Br2→；

(4)由題干信息，二茂鐵分子中含有兩個(gè)環(huán)戊二烯陰離子，環(huán)戊二烯陰離子的結(jié)構(gòu)與苯分子相似，所以含有σ鍵和π鍵，環(huán)戊二烯陰離子和Fe2+形成配位鍵，故答案為：bce；

(5)①由題干信息可知，金剛烷的結(jié)構(gòu)式為，其分子式為C10H16，反應(yīng)①環(huán)戊二烯中的一個(gè)碳碳雙鍵的加成反應(yīng)，故答案為：C10H16；加成反應(yīng)；

②金剛烷結(jié)構(gòu)中共有二種等效氫如圖，一氯代物有二種，當(dāng)一個(gè)氯在①位上時(shí)，另一個(gè)氯的位置可以有3種，當(dāng)一個(gè)氯在②上時(shí)，另一個(gè)氯的位置3種，共6種，故答案為：6；

③二聚環(huán)戊二烯的分子式為C10H12，不飽和度為5，其同分異構(gòu)體屬于芳香烴，說(shuō)明含有苯環(huán)，其苯環(huán)上的一氯代物只有兩種，說(shuō)明該分子高度對(duì)稱，能使溴的四氯化碳溶液褪色，說(shuō)明有碳碳雙鍵，又苯環(huán)上有三個(gè)取代基，符合上述條件的同分異構(gòu)體的可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為、，故答案為、。