Question

有机金属化合物的应用研究是目前科学研究的前沿之一。二茂铁[(C₅H₅)₂Fe]的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了有机金属化合物研究的新领域。二茂铁分子是一种金属有机配合物，熔点173℃，沸点249℃，100℃以上能升华；不溶于水，易溶于苯、乙醚、汽油等有机溶剂。环戊二烯和二茂铁的结构如图所示。回答下列问题。

环戊二烯二茂铁

（1）环戊二烯分子中σ键和π键的个数比为___。

（2）下列关于环戊二烯和二茂铁的说法不正确的是__（填字母序号）。

A.环戊二烯分子中五个碳原子均发生sp²杂化

B.在一定的条件下，环戊二烯能与氢气发生加成反应生成环戊烷

C.二茂铁晶体是分子晶体

D.环戊二烯的同分异构体可能是含两个碳碳三键的炔烃

（3）环戊二烯能使溴的四氯化碳溶液褪色。写出环戊二烯与足量的溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式___。

（4）已知环戊二烯阴离子（C₅H₅^-）的结构与苯分子相似，具有芳香性。二茂铁[(C₅H₅)₂Fe]晶体中存在的微粒间的作用力有___（填字母序号）。

a.离子键     b.σ键     c.π键     d.氢键     e.配位键

（5）金刚烷可用于抗病毒、抗肿瘤等特效药物的合成。工业上用环戊二烯合成金刚烷的流程如图所示：

①金刚烷的分子式为____，反应①的反应类型是___。

②金刚烷的二氯代物有__种（不考虑立体异构）。

③二聚环戊二烯有多种同分异构体。写出符合下列条件的二聚环戊二烯的同分异构体的结构简式___。

(a)属于芳香烃且能使溴的四氯化碳溶液褪色；

(b)苯环上有三个取代基；

(c)苯环上的一氯代物有2种。

Answer

11：2 AD +2Br2→ bce C10H16 加成反应 6 、

【解析】

(1)环戊二烯分子中含有6个碳氢单键、3个碳碳单键，2个碳碳双键，单键全为σ键，一个碳碳双键含有1个σ键和1个π键，因此环戊二烯分子中σ键和π键的个数比为11：2，故答案为：11：2；

(2)A．环戊二烯中有4个碳原子形成碳碳双键，这4个碳原子的杂化方式为sp2，有1个碳原子为饱和碳原子，该碳原子的杂化方式为sp3，A选项错误；

B．环戊二烯中含有碳碳双键，在一定的条件下，环戊二烯能与氢气发生加成反应生成环戊烷，B选项正确；

C．二茂铁的熔沸点比较低，易升华，不溶于水，易溶于苯、乙醚、汽油等有机溶剂，属于分子晶体，C选项正确；

D．环戊二烯共有3个不饱和度，而1个碳碳三键就有2个不饱和度，因此环戊二烯的同分异构体不可能是含两个碳碳三键的炔烃，D选项错误；

故答案为：AD；

(3)环戊二烯中含有碳碳双键，可与Br2发生加成反应，环戊二烯与足量的溴的四氯化碳溶液反应的化学反应方程式为+2Br2→，故答案为：+2Br2→；

(4)由题干信息，二茂铁分子中含有两个环戊二烯阴离子，环戊二烯阴离子的结构与苯分子相似，所以含有σ键和π键，环戊二烯阴离子和Fe2+形成配位键，故答案为：bce；

(5)①由题干信息可知，金刚烷的结构式为，其分子式为C10H16，反应①环戊二烯中的一个碳碳双键的加成反应，故答案为：C10H16；加成反应；

②金刚烷结构中共有二种等效氢如图，一氯代物有二种，当一个氯在①位上时，另一个氯的位置可以有3种，当一个氯在②上时，另一个氯的位置3种，共6种，故答案为：6；

③二聚环戊二烯的分子式为C10H12，不饱和度为5，其同分异构体属于芳香烃，说明含有苯环，其苯环上的一氯代物只有两种，说明该分子高度对称，能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明有碳碳双键，又苯环上有三个取代基，符合上述条件的同分异构体的可能的结构简式为、，故答案为、。