專題復(fù)習(xí)在限定條件下同分異構(gòu)體的書寫和數(shù)目的確定

專項(xiàng)復(fù)習(xí)：在限定條件下同分異構(gòu)體的書寫和數(shù)目的擬定【考綱規(guī)定】理解有機(jī)物存在異構(gòu)現(xiàn)象，能判斷簡樸有機(jī)化合物的同分異構(gòu)體(不涉及手性異構(gòu)體)?！緦W(xué)習(xí)目的】能書寫限定條件下有機(jī)化合物的同分異構(gòu)體，并能擬定限定條件下有機(jī)化合物的同分異構(gòu)體的數(shù)目。一、知識梳理及積累（自主學(xué)習(xí)）1.同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體(1)同分異構(gòu)現(xiàn)象：化合物含有相似的分子式，但因構(gòu)造不同而產(chǎn)生了性質(zhì)上的差別的現(xiàn)象。(2)同分異構(gòu)體的類別：異構(gòu)方式形成因素示例碳鏈異構(gòu)碳骨架不同CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)CH3位置異構(gòu)官能團(tuán)位置不同CH2=CH—CH2—CH3和CH3—CH=CH—CH3官能團(tuán)異構(gòu)官能團(tuán)種類不同CH3CH2OH和CH3—O—CH32.同分異構(gòu)體的書寫（1）烷烴----同分異構(gòu)體的書寫烷烴只存在碳鏈異構(gòu)，書寫時(shí)要注意全方面而不重復(fù)，具體規(guī)則以下：成直鏈，一條線；摘一碳，掛中間；往邊移，不到端；摘兩碳，成乙基；二甲基，同鄰間；不重復(fù)，要寫全。以C7H16為例有9種(只寫出碳骨架)（2）含有官能團(tuán)的有機(jī)物-----同分異構(gòu)體的書寫①書寫次序：碳鏈異構(gòu)?位置異構(gòu)?官能團(tuán)異構(gòu)。實(shí)例：(以C4H8O為例且只寫出骨架與官能團(tuán))A.碳鏈異構(gòu)?C―C―C―C、B位置異構(gòu)?C官能團(tuán)異構(gòu)?C―O―C―C―C、、C―C―O―C―C②常見的官能團(tuán)異構(gòu)：構(gòu)成通式可能的類別及典型實(shí)例CnH2n烯烴(CH2＝CH—CH3)、環(huán)烷烴()CnH2n－2炔烴(CH≡C―CH2—CH3)、二烯烴(CH2＝CH—CH＝CH2)環(huán)烯烴（）CnH2n＋2O醇(C2H5OH)、醚(CH3OCH3)CnH2nO醛(CH3CH2CHO)、酮(CH3COCH3)、烯醇(CH2＝CH—CH2—OH)、環(huán)醚()、環(huán)醇(C)CnH2nO2羧酸(CH3COOH)、酯(HCOOCH3)、羥基醛(HO—CH2—CHO)CnH2n－6O以C7H8O為例：共三種類型5種同分異構(gòu)體酚()、芳香醚()、芳香醇()(3)芳香族化合物-----同分異構(gòu)體的書寫1)苯環(huán)上有兩個(gè)取代基，苯環(huán)上的位置有鄰、間、對三種。如2)苯環(huán)上有三個(gè)取代基。①若三個(gè)取代基相似，則有3種構(gòu)造：②若三個(gè)取代基中有2個(gè)相似，則有6種構(gòu)造：③若三個(gè)取代基均不相似，則有10種構(gòu)造：(4)限定條件下同分異構(gòu)體的書寫已知有機(jī)物的分子式或構(gòu)造簡式，書寫在限定條件下的同分異構(gòu)體或判斷同分異構(gòu)體的種數(shù)，是高考的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。解答這類題目時(shí)，要注意分析限定條件的含義，搞清晰在限定條件下能夠擬定什么，再根據(jù)分子式并針對可變因素書寫多個(gè)符合規(guī)定的同分異構(gòu)體。例如，分子式為C8H8O2，構(gòu)造中含有苯環(huán)且屬于酯類的同分異構(gòu)體有(逐個(gè)增碳法)：甲酸某酯：、(鄰、間、對)；乙酸某酯：；苯甲酸某酯：。3、同分異構(gòu)體數(shù)目的擬定[辦法技巧](1)記憶法記住某些常見有機(jī)物異構(gòu)體數(shù)目，例如①凡只含一種碳原子的分子均無異構(gòu)體；②乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、乙炔、丙炔無異構(gòu)體；③4個(gè)碳原子的烷烴有2種異構(gòu)體，5個(gè)碳原子的烷烴有3種異構(gòu)體，6個(gè)碳原子的烷烴有5種異構(gòu)體。(2)基元法①丙基的構(gòu)造有2種[—CH2CH2CH3、—CH(CH3)2]，則丙醇(—C3H7OH)、丁醛(C3H7—CHO)、丁酸(C3H7—COOH)有2種同分異構(gòu)體。②丁基的構(gòu)造有4種，則一氯丁烷(C4H9—Cl)、丁醇(C4H9—OH)、戊醛(C4H9—CHO)、戊酸(C4H9—COOH)有4種同分異構(gòu)體。③戊基的構(gòu)造有8種，則一氯戊烷(C5H11—Cl)、戊醇(C5H11—OH)、己醛(C5H11—CHO)、己酸(C5H11—COOH)有8種同分異構(gòu)體。=4\*GB3④苯環(huán)上有三個(gè)取代基。若三個(gè)取代基相似，則有3種構(gòu)造；若三個(gè)取代基中有2個(gè)相似，則有6種構(gòu)造；若三個(gè)取代基均不相似，則有10種構(gòu)造。(3)先定后動法分析二元取代物的辦法，如分析分子式為C3H6Cl2的同分異構(gòu)體的種數(shù)(不考慮立體異構(gòu))(.全國卷)，先固定其中一種Cl的位置，移動另外一種Cl，從而得到其同分異構(gòu)體：、共四種。(4)替代法如二氯苯(C6H4Cl2)有3種同分異構(gòu)體，則四氯苯也有3種同分異構(gòu)體(將H和Cl位置交換)；又如CH4的一氯代物只有1種，則新戊烷[C(CH3)4]的一氯代物也只有1種。(5)等效氫法分子中有多少種“等效”氫原子，某一元取代物就有多少種。①同一種碳原子上的氫原子屬于“等效”氫原子。如中CH3上的3個(gè)氫原子是“等效”的。②同一分子中處在軸對稱位置上的氫原子是“等效”的。如分子中，在苯環(huán)所在的平面內(nèi)有2條互相垂直的對稱軸，故有兩類“等效”氫原子。③同一種碳原子上相似取代基上的氫原子屬于“等效”氫原子。如分子中有2種“等效”氫原子。二、高考真題再現(xiàn)（一）.選擇題1.（.全國卷Ⅱ）分子式為C5H10O2并能與飽和的碳酸氫鈉溶液反映放出氣體的有機(jī)物（不含立體構(gòu)造）（）A.3種B.4種C.5種D.6種2．(·全國卷Ⅱ)四聯(lián)苯的一氯代物有()A．3種B．4種C．5種D．6種3．(·全國卷Ⅰ)下列化合物中同分異構(gòu)體數(shù)目最少的是()A．戊烷B．戊醇C．戊烯D．乙酸乙酯4．(·全國卷Ⅰ)分子式為C5H10O2的有機(jī)物在酸性條件下可水解為酸和醇，若不考慮立體異構(gòu)，這些醇和酸重新組合可形成的酯共有()A．15種B．28種C．32種D．40種（二）非選擇題1.（.全國卷Ⅱ）化合物D（C5H8O4）的同分異構(gòu)體體中能同時(shí)滿足下列條件的共有___________種（不含立體異構(gòu)）①能與飽和碳酸氫鈉溶液反映產(chǎn)憤怒體；②既能發(fā)生銀鏡反映，又能發(fā)生皂化反映。其中核磁共振氫譜顯示為3組峰，且峰面積比為6:1:1的是_____________________________________（寫構(gòu)造簡式）2.（.全國卷Ⅱ）立方烷經(jīng)硝化可得到六硝基立方烷，其可能的構(gòu)造有________種。3.（.全國卷1）化合物F（C8H11N）的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)的共有____種（不考慮立體異構(gòu)）。其中核磁共振氫譜中有4組峰，且面積比為6：2：2：1的是_______。（寫出其中的一種的構(gòu)造簡式）。4．(·全國卷Ⅱ)化合物I[CH3CH(CH3)]的同系物J比I相對分子質(zhì)量小14，J的同分異構(gòu)體中能同時(shí)滿足以下條件：①苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基，②既能發(fā)生銀鏡反映，又能與飽和NaHCO3溶液反映放出CO2，共有________種(不考慮立體異構(gòu))。J的一種同分異構(gòu)體發(fā)生銀鏡反映并酸化后核磁共振氫譜為三組峰，且峰面積比為2∶2∶1，寫出J的這種同分異構(gòu)體的構(gòu)造簡式___________________________________________________________。5.（.全國卷I）化合物F（C8H8O2)的同分異構(gòu)體中，含有苯環(huán)既能發(fā)生銀鏡反映，又能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反映的共有________種。6.(·課標(biāo)全國卷)化合物E（C7H5O2Cl）的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)且能發(fā)生銀鏡反映的共有________種，其中核磁共振氫譜有三種不同化學(xué)環(huán)境的氫，且峰面積比為2∶2∶1的是________(寫構(gòu)造簡式)。三、典例分析（教師點(diǎn)撥）1．(·全國卷Ⅰ)分子式為C5H10O2的有機(jī)物在酸性條件下可水解為酸和醇，若不考慮立體異構(gòu)，這些醇和酸重新組合可形成的酯共有()A．15種B．28種C．32種D．40種【解析】：選D分子式為C5H10O2的酯可能是HCOOC4H9、CH3COOC3H7、C2H5COOC2H5、C3H7COOCH3，其水解得到的醇分別是C4H9OH(有4種)、C3H7OH(有2種)、C2H5OH、CH3OH，水解得到的酸分別是HCOOH、CH3COOH、CH3CH2COOH、C3H7COOH(有2種)。C4H9OH與上述酸形成的酯有4＋4＋4＋4×2＝20種；C3H7OH與上述酸形成的酯有2＋2＋2＋2×2＝10種；C2H5OH、CH3OH與上述酸形成的酯都是1＋1＋1＋1×2＝5種，以上共有40種。2．(·常德二模)滿足下列條件的F（C8H8O3）的同分異構(gòu)體共有________(填數(shù)字)種。①能與氯化鐵溶液發(fā)生顯色反映②紅外光譜等辦法檢測分子中有構(gòu)造③苯環(huán)上有兩個(gè)取代基其中能與碳酸氫鈉溶液反映且核磁共振氫譜測定有5個(gè)吸取峰的同分異構(gòu)體的構(gòu)造簡式為______________________________________________________。【解題思路】苯環(huán)上有兩個(gè)取代基，一種是—OH、另一種是—CH2COOH或—COOCH3或—OCOCH3或—CH2OCHO。即3+3+3+3+12種?！敬鸢浮浚?23．有機(jī)物B()的一種同分異構(gòu)體滿足下列條件：Ⅰ.能發(fā)生銀鏡反映，其水解產(chǎn)物之一能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反映。Ⅱ.分子中有6種不同化學(xué)環(huán)境的氫，且分子中含有兩個(gè)苯環(huán)。寫出該同分異構(gòu)體的構(gòu)造簡式：________________。【解題思路】：與B物質(zhì)互為同分異構(gòu)體，水解產(chǎn)物之一能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反映，則闡明有酚羥基生成酯，能發(fā)生銀鏡反映，則闡明是甲酸生成的酯，分子中有2個(gè)苯環(huán)，且只有6種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，則闡明該物質(zhì)構(gòu)造對稱性強(qiáng)，因此，可推斷該有機(jī)物構(gòu)造簡式為。答案：4.（.全國卷1）化合物F（C8H11N）的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)的共有____種（不考慮立體異構(gòu)）。其中核磁共振氫譜中有4組峰，且面積比為6：2：2：1的是_______。（寫出其中的一種的構(gòu)造簡式）?！窘忸}思路】對乙基苯胺的有：鄰、間、對3種；二甲基苯胺共6種；把C2H6N作為一種取代基共有5種；一種甲基和一種甲氨基有3種；一種甲基、一種氨基甲基又有3種。因此共有：3＋6＋5＋3＋3＝20種；核磁共振有4組峰表達(dá)有4種氫原子，且原子個(gè)數(shù)比為6︰2︰2︰1的有：或或答案：20種，{闡明}：高考原題中已知F的構(gòu)造，問的是F尚有19種同分異構(gòu)體，本題問的是共有20種。四、學(xué)生實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練與展示【訓(xùn)練案】（一）.選擇題（比一比，誰最快）1.（.全國卷Ⅱ）分子式為C5H10O2并能與飽和的碳酸氫鈉溶液反映放出氣體的有機(jī)物（不含立體構(gòu)造）（）A.3種B.4種C.5種D.6種【解析】：選B能與能與飽和的碳酸氫鈉溶液反映放出氣體的有機(jī)物一定含—COOH，則構(gòu)造為C4H9—COOH，而丁基的構(gòu)造有4種。2．(·全國卷Ⅱ)四聯(lián)苯的一氯代物有()A．3種B．4種C．5種D．6種【解析】：選C推斷有機(jī)物一氯代物的種數(shù)需要找中心對稱線，四聯(lián)苯是含有兩條對稱軸的物質(zhì)，即，在其中的一部分上有幾個(gè)不同的氫原子(涉及對稱軸上的氫原子)，就有幾個(gè)一氯代物，四聯(lián)苯有5種不同的氫原子，故有5種一氯代物。3．(·全國卷Ⅰ)下列化合物中同分異構(gòu)體數(shù)目最少的是()A．戊烷B．戊醇C．戊烯D．乙酸乙酯【解析】：選AA項(xiàng)，戊烷存在正戊烷、異戊烷和新戊烷3種異構(gòu)體；B項(xiàng)，戊醇可當(dāng)作戊烷的3種異構(gòu)體中的1個(gè)H被—OH取代得到的產(chǎn)物，有8種醇類異構(gòu)體，另外戊醇尚有多個(gè)醚類異構(gòu)體；C項(xiàng)，戊烯的烯烴類同分異構(gòu)體主鏈能夠含5個(gè)碳原子或4個(gè)碳原子，再結(jié)合雙鏈位置可得出5種異構(gòu)體，另外戊烯還存在環(huán)烷烴類的同分異構(gòu)體；D項(xiàng)，乙酸乙酯的異構(gòu)體中，甲酸酯有2種，丙酸酯有1種，羧酸有2種，另外尚有羥基醛、酮等多個(gè)同分異構(gòu)體。4．芳香族化合物A的分子式為C7H6O2，將它與NaHCO3溶液混合加熱，有酸性氣體產(chǎn)生。那么涉及A在內(nèi)，屬于芳香族化合物的同分異構(gòu)體的數(shù)目是()A．5B．4C．3D．2【解析】：芳香族化合物能與NaHCO3溶液發(fā)生反映有CO2氣體產(chǎn)生，則此物質(zhì)為，的同分異構(gòu)體能夠是酯，也能夠是既含—CHO，又含—OH的化合物，依次組合可得：、四種。計(jì)算A在內(nèi)，共5種。答案：選A5．(·銀川一模)分子式為C3H4Cl2的鏈狀有機(jī)物的同分異構(gòu)體共有(不涉及立體異構(gòu))()A．6種B．5種C．4種D．3種【解析】：選B可能的構(gòu)造有：CH2=CHCHCl2、CCl2=CHCH3、CHCl=CClCH3、CHCl=CHCH2Cl、CH2=CClCH2Cl，B項(xiàng)對的。（二）非選擇題（芝麻開花----節(jié)節(jié)高）1.（.全國卷Ⅱ）化合物D（C5H8O4）的同分異構(gòu)體體中能同時(shí)滿足下列條件的共有___________種（不含立體異構(gòu)）①能與飽和碳酸氫鈉溶液反映產(chǎn)憤怒體；②既能發(fā)生銀鏡反映，又能發(fā)生皂化反映。其中核磁共振氫譜顯示為3組峰，且峰面積比為6:1:1的是_____________________________________（寫構(gòu)造簡式）【解題思路】：能與飽和碳酸氫鈉溶液反映產(chǎn)生CO2含有羧基，能發(fā)生銀鏡反映、能發(fā)生皂化反映，應(yīng)當(dāng)含有甲酸形成的酯基，化合物D共有5個(gè)碳原子，除了羧基和甲酸酯基外，尚有三個(gè)碳原子，共有5種狀況。答案：5種HCOOC(CH3)2COOH2.（.全國卷Ⅱ）立方烷經(jīng)硝化可得到六硝基立方烷，其可能的構(gòu)造有________種?！窘忸}思路】由替代法可知，立方烷的二硝基代物和六硝基代物的種類相似，根據(jù)立方烷的構(gòu)造簡式可知，立方烷的分子式是C8H8，立方烷的二硝基代物的構(gòu)造由三種（相鄰碳原子、同面對角線碳原子、立體對角線），六硝基立方烷的構(gòu)造也有3種。3.(·全國卷Ⅱ)化合物I[CH3CH(CH3)]的同系物J比I相對分子質(zhì)量小14，J的同分異構(gòu)體中能同時(shí)滿足以下條件：①苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基，②既能發(fā)生銀鏡反映，又能與飽和NaHCO3溶液反映放出CO2，共有________種(不考慮立體異構(gòu))。J的一種同分異構(gòu)體發(fā)生銀鏡反映并酸化后核磁共振氫譜為三組峰，且峰面積比為2∶2∶1，寫出J的這種同分異構(gòu)體的構(gòu)造簡式___________________________________________________________?！窘忸}思路】：首先要會讀題，讀懂題，J的同分異構(gòu)體分子內(nèi)含有羧基和醛基，擬定官能團(tuán)后找碳鏈異構(gòu)和位置異構(gòu)，其可能的構(gòu)造簡式有、、，因兩個(gè)基團(tuán)在苯環(huán)上有鄰、間、對三種位置關(guān)系，共有18種構(gòu)造。其中發(fā)生銀鏡反映并酸化后核磁共振氫譜有三組峰，且峰面積比為2∶2∶1的為。答案：184.（.全國卷I）化合物F（C8H8O2)的同分異構(gòu)體中，含有苯環(huán)既能發(fā)生銀鏡反映，又能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反映的共有________種。【解題思路】：首先要會讀題，讀懂題，苯環(huán)上連接三個(gè)不同取代基—OH、—CHO、—CH3有10種；苯環(huán)上連接兩個(gè)不同取代基—OH、—CH2CHO有3種，因此共有13種。答案：135.(·課標(biāo)全國卷)化合物E（C7H5O2Cl）的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)且能發(fā)生銀鏡反映的共有________種，其中核磁共振氫譜有三種不同化學(xué)環(huán)境的氫，且峰面積比為2∶2∶1的是________(寫構(gòu)造簡式)。【解題思路】：E的同分異構(gòu)體能發(fā)生銀鏡反映，則含有甲酸酯基HCOO—或醛基—CHO，首先寫出含有HCOO—或—CHO但不含Cl的有機(jī)物，有以下幾個(gè)：、，上述各物質(zhì)的苯環(huán)上的一氯代物分別是3、2、4、4種，共13種。{小結(jié)}:此題與第5題相似，苯環(huán)上連接三個(gè)不同取代基—OH、—CHO、—Cl有10種；苯環(huán)上連接兩個(gè)不同取代基HCOO—、—Cl有3種，因此共有13種。【總結(jié)評價(jià)】限定條件下同分異構(gòu)體的書寫和同分異構(gòu)體數(shù)目的擬定，首先要讀懂題目，懂得做什么，然后才怎么做。通過閱讀理解、分析整頓予以信息，找出核心，特點(diǎn)是“起點(diǎn)高、落點(diǎn)低?！蔽?、綜合演習(xí)提高【檢測案】1.（.福建卷）化合物C（C9H10O2）的同分異構(gòu)體有多個(gè)，其中苯環(huán)上有一種甲基的酯類化合物有________________種。答案：9種2.化合物M（C5H12O）是醇，在M的同分異構(gòu)體中，屬于烯烴與水在一定條件下發(fā)生加成反映的產(chǎn)物有________________種。答案：8-1=7種3.化合物Y（C10H12O2）有多個(gè)同分異構(gòu)體，其中苯環(huán)上只有一種取代基并且能發(fā)生水解反映的同分異構(gòu)體有________________種。答案：15種解析：苯環(huán)上只有一種