Question

芳香族化合物A由碳、氢、氧三种元素组成，在质谱仪上显示的最大质荷比为180，经过李比希法测定A中含碳元素的质量分数为

2

3

，含氢元素的质量分数为

2

30

，A可以发生如图所示的转化关系．有机物E（分子式为C₈H₆O₄）在核磁共振氢谱上的峰面积之比为2：l，有机物F在核磁共振氢谱上的峰面积之比为3：2：1，J为高分子化合物．

（1）A的分子式是

 

．C的结构简式是

 

．
（2）G在红外光谱上能显示的官能团是

 

．
（3）②的反应类型是

 

，⑥的反应类型是

 

．
（4）⑤的反应条件是

 

，⑦的反应条件是

 

．
（5）写出①和③的化学方程式：

 

．
（6）B酸化的产物K有多种同分异构体．写出符合下列要求的同分异构体的结构简式

 

．
要求：①能与FeCl₃溶液生成紫色物质；②苯环上存在两种不同环境的氢原子③存在-COO-．

Answer 1

考点：有机物的推断

专题：有机物的化学性质及推断

分析：芳香族化合物A由碳、氢、氧三种元素组成，在质谱仪上显示的最大质荷比为180，即Mr（A）=180，A分子中N（C）=

180× 2 3

12

=10，N（H）=

180× 2 30

1

=12，N（O）=

180-12×10-12

16

=3，故A的分子式为C₁₀H₁₂O₃；A中不饱和度=

10×2+2-12

2

=5，苯环的不饱和度为4，该物质能发生水解反应说明含有酯基，结合分子中O原子个数知，该分子中只含一个酯基，可能含有一个苯环；
A水解生成B、F，B能发生氧化反应，说明B中含有醇羟基，C中含有醛基，C和新制氢氧化铜发生氧化反应生成D，D中含有羧酸钠，D被酸化后生成E，E中含有羧基；
F发生反应生成G，G能发生加成反应，说明G中含有碳碳双键，根据A的结构知F中没有碳碳双键，则F发生消去反应生成G，所以F中含有醇羟基，H为溴代烃，I和E发生酯化反应生成高聚物，则H发生取代反应生成醇，所以I为醇，且I为二元醇、E为二元酸；
E的分子式为C₈H₆O₄且为二元酸，则E的不饱和度=

8×2+2-6

2

=6，且含有两个羧基，所以E中还含有一个苯环，E为苯二甲酸，E在核磁共振氢谱上的峰面积之比为2：l，则E为对苯二甲酸，结构简式为，D酸化生成E，D结构简式为；
根据原子守恒知，F中含有2个C原子，有机物F在核磁共振氢谱上的峰面积之比为3：2：1，则F结构简式为CH₃CH₂OH，G为CH₂=CH₂、H为CH₂BrCH₂Br、I为HOCH₂CH₂OH；
根据原子守恒知，B中分子式为C₈H₈O₃，B中不饱和度=

8×2+2-8

2

=5，根据E知B中含有苯环，则B中还含有一个双键，B中含有醇羟基和醛基，根据D结构简式知，B结构简式为、C结构简式为，则A为，再结合题目分析解答．

解答： 解：芳香族化合物A由碳、氢、氧三种元素组成，在质谱仪上显示的最大质荷比为180，即Mr（A）=180，A分子中N（C）=

180× 2 3

12

=10，N（H）=

180× 2 30

1

=12，N（O）=

180-12×10-12

16

=3，故A的分子式为C₁₀H₁₂O₃；A中不饱和度=

10×2+2-12

2

=5，苯环的不饱和度为4，该物质能发生水解反应说明含有酯基，结合分子中O原子个数知，该分子中只含一个酯基，可能含有一个苯环；
A水解生成B、F，B能发生氧化反应，说明B中含有醇羟基，C中含有醛基，C和新制氢氧化铜发生氧化反应生成D，D中含有羧酸钠，D被酸化后生成E，E中含有羧基；
F发生反应生成G，G能发生加成反应，说明G中含有碳碳双键，根据A的结构知F中没有碳碳双键，则F发生消去反应生成G，所以F中含有醇羟基，H为溴代烃，I和E发生酯化反应生成高聚物，则H发生取代反应生成醇，所以I为醇，且I为二元醇、E为二元酸；
E的分子式为C₈H₆O₄且为二元酸，则E的不饱和度=

8×2+2-6

2

=6，且含有两个羧基，所以E中还含有一个苯环，E为苯二甲酸，E在核磁共振氢谱上的峰面积之比为2：l，则E为对苯二甲酸，结构简式为，D酸化生成E，D结构简式为；
根据原子守恒知，F中含有2个C原子，有机物F在核磁共振氢谱上的峰面积之比为3：2：1，则F结构简式为CH₃CH₂OH，G为CH₂=CH₂、H为CH₂BrCH₂Br、I为HOCH₂CH₂OH；
根据原子守恒知，B中分子式为C₈H₈O₃，B中不饱和度=

8×2+2-8

2

=5，根据E知B中含有苯环，则B中还含有一个双键，B中含有醇羟基和醛基，根据D结构简式知，B结构简式为、C结构简式为，则A为，
（1）通过以上分析知，A的分子式是C₁₀H₁₂O₃，C的结构简式是，故答案为：C₁₀H₁₂O₃；；
（2）G为CH₂=CH₂，G在红外光谱上能显示的官能团是碳碳双键，故答案为：碳碳双键；
（3）通过以上分析知，②的反应类型是氧化反应，⑥的反应类型是加成反应，故答案为：氧化反应；加成反应；
（4）通过以上分析知，⑤的反应条件是浓硫酸作催化剂、170℃加热，⑦的反应条件是NaOH溶液、加热故答案为：浓硫酸、170℃加热；NaOH溶液、加热；
（5）①为A发生水解反应生成B、F，反应方程式为+NaOH

△

+CH₃CH₂OH；
③为C发生氧化反应生成D，所以该反应的化学方程式：+Cu（OH）₂+NaOH

△

+Cu₂O+2H₂O，
故答案为：+NaOH

△

+CH₃CH₂OH；
+Cu（OH）₂+NaOH

△

+Cu₂O+2H₂O；
（6）B酸化的产物K为，K有多种同分异构体，其同分异构体符合下列要求：①能与FeCl₃溶液生成紫色物质，说明含有酚羟基；②苯环上存在两种不同环境的氢原子，说明苯环上有两种氢原子，③存在-COO-说明含有酯基或羧基，符合条件的同分异构体有、、、，
故答案为：、、、．

点评：本题考查有机物的推断，侧重考查分析推断能力，正确推断E、F的结构是解本题关键，采用正逆结合的方法进行推断，难点是同分异构体种类的判断，注意（6）中-COO-不只是酯基还可能是羧基，为易错点．