Question

下列是八種環狀的烴類物質：

（1）互為同系物的有

環己烷

和

環辛烷

（填名稱）．互為同分異構體的有

苯

和

棱晶烷

、

環辛四烯

和

立方烷

．
（2）正四面體烷的化學式為

C₄H₄

，其二氯代物有

1

種；金剛烷的一氯代物有

2

種；立方烷的二氯代物有

3

種．
（3）寫出與苯互為同系物且一氯代物只有兩種的物質的結構簡式（舉兩例），并用系統命名法命名：

1，4-二甲苯

、

1，3，5-三甲苯

．
（4）寫出用立方烷的一種屬于芳香烴的一種同分異構體發生加聚反應的化學方程式為

．
（5）上述烴中有一種能與酸性KMnO₄反應，寫出此烴被KMnO₄氧化生成有機物的化學式

HOOC-COOH

．

Answer 1

分析：（1）根據同系物和同分異構體的概念即可作出判斷；
（2）根據正四面體烷的結構寫出分子式；正四面體烷二氯代物的種類取決于一氯代物中氫原子的種類；金剛烷的一氯代物取決于氫原子的種類；立方烷的二氯代物取決于一氯代物中氫原子的種類；
（3）苯的同系物含有1個苯環，側鏈為烷基，一氯代物只有兩種的物質，說明只有2種氫原子，然后根據苯的同系物命名方法命名；
（4）立方烷的一種屬于芳香烴的一種同分異構體為苯乙烯，苯乙烯能發生加聚反應；
（5）根據碳碳雙鍵能被酸性KMnO₄氧化，-CH=雙鍵斷裂，被氧化成-COOH．

解答：解：（1）同系物：結構相似，分子組成上相差一個或若干個CH₂原子團的化合物，則環己烷（C₆H₁₂）與環辛烷（C₈H₁₆）均為環烷烴，分子組成上相差2個CH₂，互為同系物；
同分異構體：分子式相同，結構不同的化合物，則苯與棱晶烷（分子式均為C₆H₆），環辛四烯與立方烷（分子式均為C₈H₈）互為同分異構體．
故答案為：環己烷；環辛烷；苯；棱晶烷；環辛四烯；立方烷；
（2）由正四面體烷的結構可知分子中有4個碳原子和4個氫原子，分子式為C₄H₄；正四面體烷完全對稱，只有一種氫原子，一氯代物只有1種，一氯代物中氫原子也只有1種，所以故二氯代物只有1種；
金剛烷分子中有兩種氫原子，一種是次甲基氫，一種亞甲基氫，所以其一氯代物有2種；
立方烷分子中只有一種氫原子，其一氯代物有1種，而一氯代物有3種氫原子，分為在，則立方烷的二氯代物有3種；
故答案為：C₄H₄；1；2；3；
（3）苯的同系物含有1個苯環，側鏈為烷基，一氯代物只有兩種的物質，說明只有2種氫原子，則與苯互為同系物且一氯代物只有兩種的物質的結構簡式為，名稱為1，4-二甲苯；，名稱為1，3，5-三甲苯；
故答案為：1，4-二甲苯；1，3，5-三甲苯；

（4）立方烷的一種屬于芳香烴的一種同分異構體為苯乙烯，苯乙烯能發生加聚反應，方程式為：
；
故答案為：；
（5）環辛四烯中含有碳碳雙鍵能被酸性KMnO₄氧化，-CH=雙鍵斷裂，被氧化成-COOH，最終得到產物為HOOC-COOH，故答案為：HOOC-COOH．

點評：本題主要考查了同系物、同分異構體的判斷，限制條件下同分異構體的書寫、烯烴氧化、加聚的化學性質，難度中等，注意烯烴氧化產物的確定、同分異構體的種類確定．