高中化学芳香族化合物结构和性质题解及启示学法指导

高中化学“芳香族化合物”结构和性质题解及启示李江群例1.分子式为388OHC的芳香族化合物有多种不同的结构，其中A、B、C三种有机物苯环上的一氯取代物均有两种。等物质的量的A、B、C分别与足量的NaOH溶液完全反应时，消耗NaOH的物质的量为1：2：3。（1）A可发生分子间酯化反应；B遇3FeCl溶液显紫色，其分子内含有羧基，则A、B的结构简式分别为A_________，B_________。（2）C可以看为酯类，C与足量的NaOH溶液反应的方程式为_________。解析：本题只限于在芳香族化合物中寻找答案。由“A、B、C三种有机物苯环上的一氯取代物均有两种”知：该芳香族化合物中除苯环外还应有两个取代基，且在对位上。分子式可改写为：34246OHCHC，而342OHC可以分解为两个取代基的方法有：OH和COOHCH2或OHCH2和COOH或OH和COOCH3等；能与NaOH溶液反应的官能团有：酚羟基)(OH、羧基（COOH）、酯（COO）。根据题意molA1与molNaOH1反应，且A能发生酯化反应，说明A中含有醇羟基或羧基，可推测得A的结构简式为：，与NaOH反应的化学方程式为：。“B遇3FeCl溶液显紫色，其分子内含有羧基”，说明B分子中含有酚羟基和羧基，得B的结构简式为：，它与NaOH反应的化学方程式为：。“C可以看为酯类”，C的结构简式为：，它与NaOH反应的化学方程式为：。例2.A、B都是芳香族化合物，1molA水解得到1molB和1mol醋酸。A、B的相对分子质量都不超过200，完全燃烧都只生成2CO和OH2。且B分子中碳和氢元素总的质量分数为65.2%。A溶液具有酸性，不能使氯化铁溶液显色。（1）A、B相对分子质量之差为________；（2）1个B中应该有________个氧原子；（3）A的分子式为________。解析：（1）“A、B都是芳香族化合物”说明A、B分子中碳原子数大于6，“1molA水解得到1molB和1mol醋酸”可表示为COOHCHBOHA32M(A)18M(B)60质量守恒知：60)(18)(BMAM，得42)()(BMAM。（2）B是芳香族化合物，相对分子质量最小的芳香族化合物是苯酚，其相对分子质量是94，又因A、B的相对分子质量都小于200，故B的相对分子质量的取值范围是：158)(94BM；另外“B分子中碳和氢元素总的质量分数为65.2%”则B分子中氧元素的质量分数是34.8%，所以有：%8.34%100)(16BMn，nBM46)(，n只能等于3。且138)(BM，因此B的分子式可表示为：)6(3xOHCyx，即：9012yx，结合芳香族化合物中碳、氢元素关系讨论得：当x=7时，y=6，符合题意，得B的分子式为：367OHC；又由“COOHCHBOHA32”知A的分子式应为：489OHC，相对分子质量是180。具体答案是：（1）42；（2）3；（3）489OHC例3.有机物A、B、C均含C、H、O三种元素。A中氧的质量分数为23.53%，且氢原子和碳原子数目相等，A的分子式的相对分子质量为最简式相对分子质量的2倍。在稀硫酸中加热A，可生成B和C，B、C均不与溴水反应，但B能与碳酸氢钠反应而C不能。试求：（1）A的分子式？（2）A、B、C的结构简式。解析：（1）由“A中氧的质量分数为23.53%，且氢原子和碳原子数目相等”可设A的实验式为yxxOHC，则有：%53.23%100161316yxy，解得：14yx，所以实验式可表示为nOHC)(44，又因“A的分子式的相对分子质量为最简式相对分子质量的2倍”可知A的分子式为：288OHC。（2）从组成上看A属于芳香族化合物。“在稀硫酸中加热A，可生成B和C”说明A又是酸类物质，“B、C均不与溴水反应，但B能与碳酸氢钠反应而C不能”，可推知B、C中都不含不饱和双键或叁键，也没有酚羟基结构，B是羧酸，C是醇。因此A可能的结构简式有：（苯甲酸甲酯）或（甲酸苯甲酯）。故答案为：如果A是则B是COOHHC56；或A是则B为HCOOH，C为OHCHHC256。解后启示：①苯环上的一氯取代物只有两种——含义是：分子中含有两个不同取代基，且排列位置是对位；②醇不能与NaOH反应，酚、羧酸、酯都能与NaOH反应；③确定有酚存在的实验和现象是加3Fe溶液，看溶液是否生成紫色或加溴水是否有不溶于水的三溴苯酚生成；④能与3NaHCO反应放出2CO的有机物一定是羧酸；⑤碳原子数相同的羧酸和酯互为同分异构体……等等。你注意到了吗？这都是在解题中随时可以涉及到的一些知识点。对这些知识缺乏理解，解题时则寸步难行。