高三化学基础知识复习第12章 课时2 考点二芳香烃的结构与性质

考点二 芳香烃的结构与性质

(考点层次B→共研、理解、整合)

1．苯的同系物的同分异构体 以C 8H 10芳香烃为例

2.苯的同系物与苯的性质比较 (1)相同点

⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪

⎫取代（卤化、硝化、磺化）加氢→环烷烃（反应比烯、炔烃困难）点燃：有浓烟因都含有苯环 (2)不同点

烷基对苯环有影响，所以苯的同系物比苯易发生取代反应；苯环对烷基也有影响，所以苯环上的甲基能被酸性高锰酸钾溶液氧化。

完成下列有关苯的同系物的方程式：

①硝化：

＋3HNO 3――→浓H 2SO 4

△

+3H 2O

②卤代：

③易氧化，能使酸性KMnO4溶液退色：

提醒：(1)苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化的规律：①苯的同系物或芳香烃侧链为烃基时，不管烃基碳原子数为多少，只要直接与苯环相连的碳原子上有氢原子，均能被酸性KMnO4氧化为羧基，且羧基直接与苯环相连。②并不是所有苯的同系物都能使酸性KMnO4溶液退色，如就不能，原因是与苯环直接相连的碳原子上没有氢原子。

(2)苯的同系物卤代时，条件不同，取代位置不同：

①在光照条件下，卤代反应发生在烷基上，记作“烷代光”。

②在铁的催化作用下，卤代反应发生在苯环上，记作“苯代铁”。

。

教材高考

1．(LK选修5·P418改编)某芳香烃的分子式是C8H10，它可能有的同分异构体共4种，其中(写结构简式)在苯环上的一氯代物只有一种。

2．(溯源题)(2015·福建理综，32节选)肉桂酸是合成M的中间体，其一种合成路线如下：

烃A的名称为甲苯。步骤Ⅰ中B的产率往往偏低，其原因是反应中还有一氯取代物和三氯取代物生成。

探源：本考题源于教材LK选修5 P36“联想·质疑”及苯环和烷基的相互作用。对反应条件对苯的同系物取代位置影响进行了考查。

[拓展性题组]

题组一芳香烃的结构

1．已知分子式为C12H12的物质A的结构简式如图所示，物质A苯环上二溴代物有9种同分异构体，由此推断物质A苯环上四溴代物的同分异构体数目为（）

A．9 B．10 C．11 D．12

解析物质A苯环上共有6个氢原子，故物质A苯环上四溴代物和二溴代物的数目相同。

答案 A

2．关于，下列说法正确的是（）

A．该有机物分子式为C13H16

B．该有机物属于苯的同系物

C．该有机物分子至少有4个碳原子共直线

D．该有机物分子最多有13个碳原子共平面

解析A项，该有机物分子式为C13H14，A项错误；B项，该有机物含有碳碳双键和碳碳叁键，不属于苯的同系物，B项错误；C项，分析碳碳叁键附近的原子，单键可以自由旋转，所以该有机物分子至少有3个碳原子共直线，C项错误；D项，该有机物可以看成是由甲基、苯环、乙基、乙烯、乙炔连接而成，单键可以自由旋转，该有机物分子最多有13个碳原子共平面，D项正确。

答案 D

3．下列有关同分异构体数目的叙述不正确的是（）

A．甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种

B．与互为同分异构体的芳香化合物有6种

C．含有5个碳原子的某饱和链烃，其一氯取代物可能有3种

D．菲的结构简式为，它与硝酸反应，可生成5种一硝基取代物

解析含3个碳原子的烷基有两种，甲苯苯环上的氢原子有3种，故产物有6种，A正确；B项中物质的分子式为C7H8O，与其互为同分异构体的芳香化合物中有1种醇（苯甲醇）、1种醚（苯甲醚）、3种酚（邻甲基苯酚、间甲基苯酚和对甲基苯酚），总共有5种，B错；含有5个碳原子的烷烃有3种同分异构体，正戊烷、异戊烷和新戊烷，其一氯代物分别为3、4、1种，C正确；由菲的结构简式可以看出其结构中含有5种氢原子，可生成5种一硝基取代物，D正确。

答案 B

【归纳总结】

芳香烃一卤取代物数目判断的两种有效方法

（1）等效氢法

“等效氢”就是在有机物分子中处于相同位置的氢原子，等效氢任一原子若被相同取代基取代所得产物都属于同一物质。在分析芳香烃的同分异构体数目时，除综合考虑苯环上基团的类别和个数及基团在苯环上的相对位置外，还要充分注意到分子的对称性和思维的有序性。分子中完全对称的氢原子也是“等效氢”，其中引入一个新的原子或原子团时只能形成一种物质；在移动原子或原子团时要按照一定的顺序，有序思考，防止重复，避免遗漏，这样就能写全含有苯环的同分异构体。

（2）定一（或定二）移一法

在苯环上连有两个新的原子或原子团时，可固定一个移动另一个，从而写出邻、间、对三种异构体；苯环上连有三个新的原子或原子团时，可先固定两个原子或原子团，得到三种结构，再逐一插入第三个原子或原子团，这样就能写全含有苯环的同分异构体。

题组二芳香烃的性质及应用

4．柠檬烯是一种食用香料，其结构简式如图所示。下列有关柠檬烯的分析正确的是（）A．它的一氯代物有6种

B．它的分子中所有的碳原子一定在同一平面上

C．它和丁基苯（）互为同分异构体

D．一定条件下，它分别可以发生加成、取代、氧化、还原等反应

解析柠檬烯含有8种类型的氢原子，其一氯代物总共有8种，A错；柠檬烯中所有碳原子不可能在同一平面上，B

错；柠檬烯的分子式为C10H16，而的分子式为C10H14，二者不互为同分异构体，C错。

答案 D

5．异丙苯[]是一种重要的化工原料，下列关于异丙苯的说法不正确的是（）

A．异丙苯是苯的同系物

B．可用酸性高锰酸钾溶液区别苯与异丙苯

C．在光照条件下，异丙苯与Cl2发生取代反应生成的氯代物有三种

D．在一定条件下能与氢气发生加成反应

解析在光照的条件下，主要发生侧链上的取代反应，可生成多种氯代物，包括一氯代物、二氯代物等。

答案 C

【反思归纳】

苯与苯的同系物化学性质的区别

（1）苯的同系物发生卤代反应时，条件不同，取代的位置不同，一般光照条件下发生烷基上的取代，铁粉或FeBr3催化时，发生苯环上的取代。