新教材適用2024版高考化學(xué)二輪總復(fù)習(xí)第2部分新高考五大題型突破題型突破5有機(jī)合成與推斷綜合題突破點(diǎn)2限定條件下同分異構(gòu)體的書(shū)寫與數(shù)目判斷教師用書(shū)

突破點(diǎn)2限定條件下同分異構(gòu)體的書(shū)寫與數(shù)目判斷命題角度1限定條件下同分異構(gòu)體的數(shù)目判斷1.(真題組合)(1)(2022·廣東選考)化合物Ⅵ()有多種同分異構(gòu)體，其中含結(jié)構(gòu)的有_2__種。(2)(2022·山東卷)有機(jī)物的同分異構(gòu)體中，僅含有—OCH2CH3、—NH2和苯環(huán)結(jié)構(gòu)的有_6__種。(3)(2022·湖北選考)若只考慮氟的位置異構(gòu)，則化合物F()的同分異構(gòu)體有_5__種。(4)(2023·湖南選考)(呋喃)是一種重要的化工原料，其能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng)的同分異構(gòu)體中。除H2C=C=CH—CHO外，還有_4__種。【解析】(1)化合物Ⅵ的分子式為C3H6O，其同分異構(gòu)體含有的有：和兩種。(2)H的同分異構(gòu)體僅含有—OCH2CH3和—NH2可知，同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)可以視作、、分子中苯環(huán)上的氫原子被—NH2取代所得結(jié)構(gòu)，所得結(jié)構(gòu)分別有1、3、2，共有6種。(3)只考慮氟的位置異構(gòu)，F(xiàn)中氟原子沒(méi)取代之前只有6種類型氫原子，如圖：，取代后有6種氟代物，除去F本身，故F有5種同分異構(gòu)體。(4)呋喃是一種重要的化工原料，其同分異構(gòu)體中可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)，說(shuō)明其同分異構(gòu)體中含有醛基，這樣的同分異構(gòu)體共有4種，分別為CH3－C≡C－CHO、CH≡C－CH2－CHO、、。命題角度2限定條件下同分異構(gòu)體的書(shū)寫2.(真題組合)(1)(2022·天津選考)在異丁酸的同分異構(gòu)體中，屬于酯類的化合物數(shù)目為_(kāi)4__，寫出其中含有4種處于不同化學(xué)環(huán)境氫原子的異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：_HCOOCH2CH2CH3__。(2)(2022·全國(guó)乙卷)在E()的同分異構(gòu)體中，同時(shí)滿足下列條件的總數(shù)為_(kāi)10__種。①含有一個(gè)苯環(huán)和三個(gè)甲基；②與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳；③能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，不能發(fā)生水解反應(yīng)。上述同分異構(gòu)體經(jīng)銀鏡反應(yīng)后酸化，所得產(chǎn)物中，核磁共振氫譜顯示有四組峰(氫原子數(shù)量比為6∶3∶2∶1)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為、。(3)(2022·湖南選考)是一種重要的化工原料，其同分異構(gòu)體中能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng)的有_5__種(考慮立體異構(gòu))，其中核磁共振氫譜有3組峰，且峰面積之比為4∶1∶1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。【解析】(1)在異丁酸的同分異構(gòu)體中，屬于酯類的化合物有CH3CH2COOCH3、CH3COOCH2CH3、HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2共4種，其中含有4種處于不同化學(xué)環(huán)境氫原子的異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：HCOOCH2CH2CH3。(2)由E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式知其分子式為C11H12O3，不飽和度為6；E的同分異構(gòu)體與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2，結(jié)合分子式中O原子的個(gè)數(shù)，說(shuō)明含1個(gè)羧基；能發(fā)生銀鏡反應(yīng)、不能發(fā)生水解反應(yīng)說(shuō)明還含1個(gè)醛基；若3個(gè)甲基在苯環(huán)上的位置為時(shí)，羧基、醛基在苯環(huán)上有3種位置；若3個(gè)甲基在苯環(huán)上的位置為時(shí)，羧基、醛基在苯環(huán)上有6種位置；若3個(gè)甲基在苯環(huán)上的位置為時(shí)，羧基、醛基在苯環(huán)上有1種位置；故符合題意的同分異構(gòu)體共有3＋6＋1＝10種；上述同分異構(gòu)體經(jīng)銀鏡反應(yīng)后酸化所得產(chǎn)物中核磁共振氫譜顯示有4組氫且氫原子數(shù)量比為6∶3∶2∶1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為、。(3)的同分異構(gòu)體能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，說(shuō)明該物質(zhì)含有醛基，根據(jù)分子式C4H6O可得知，該物質(zhì)還含有碳碳雙鍵或者三元環(huán)，還要分析順?lè)串悩?gòu)，則符合條件的同分異構(gòu)體有5種，它們分別是CH2=CHCH2CHO、(與后者互為順?lè)串悩?gòu)體)、(與前者互為順?lè)串悩?gòu)體)、和，其中核磁共振氫譜有3組峰，且峰面積之比為4∶1∶1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是。〔思維建?！?．限制條件下同分異構(gòu)體數(shù)目及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式思維流程2．限定條件下同分異構(gòu)體的書(shū)寫步驟具體方法如下：(1)“碎片”推測(cè)：依據(jù)分子式(不飽和度)信息，特殊結(jié)構(gòu)信息、類別信息、化合物性質(zhì)等推知官能團(tuán)。(2)碳架構(gòu)建：除“碎片”以外的碳原子，按碳架異構(gòu)搭建。(3)“碎片”組裝：先在碳架上進(jìn)行基團(tuán)定位→再考慮取代基的碳鏈異構(gòu)→再考慮取代基在碳架上的位置異構(gòu)→最后考慮官能團(tuán)類別異構(gòu)。(4)方法選擇：“端基碎片”的位置異構(gòu)一般選擇“等效氫”“定一移一”等方法；“非端基碎片”的位置異構(gòu)一般選擇“插入法”。知能分點(diǎn)1有機(jī)物同分異構(gòu)體書(shū)寫及數(shù)目判斷1.常用的五種判斷方法取代法(適用于醇、鹵代烴同分異構(gòu)體的書(shū)寫)書(shū)寫時(shí)先碳鏈異構(gòu)，后位置異構(gòu)插入法(適用于烯烴、炔烴等同分異構(gòu)體的書(shū)寫)先根據(jù)給定的碳原子數(shù)寫出烷烴的同分異構(gòu)體的碳鏈骨架，再將官能團(tuán)(碳碳雙鍵、碳碳三鍵)插入碳鏈中定一移一法(適用于二元取代物同分異構(gòu)體的書(shū)寫)對(duì)于二元取代物的同分異構(gòu)體的書(shū)寫，可先固定一個(gè)取代基的位置不動(dòng)，再移動(dòng)另一個(gè)取代基，以確定同分異構(gòu)體的數(shù)目換元法(即改變觀察的對(duì)象)換元法是一種技巧，因此必須在一定情況下才能使用。設(shè)烴的分子式為CxHy，對(duì)于分子式分別為CxHy－aCla與CxHy－bClb的同分異構(gòu)體數(shù)目判斷，只有滿足a＋b＝y(tǒng)時(shí)才能應(yīng)用換元法確定二者的同分異構(gòu)體數(shù)目相同。如丙烷的二氯代物有4種，則丙烷的六氯代物有4種等效氫法等效氫法判斷烷烴一元取代物的種類：“等效氫原子”指的是：①同一碳原子上的氫原子是等效的；②同一碳原子相同取代基上的氫原子是等效的；③處于軸對(duì)稱位置或鏡面對(duì)稱位置上的氫原子是等效的2.一元取代物、二元取代物數(shù)目的判斷(1)CH3CH2CH3的一氯代物有2種，二氯代物有4種。(2)C4H10的一氯代物有4種，二氯代物有9種，一氯一溴代物有12種。(3)甲苯的一氯代物有4種，甲苯苯環(huán)上的二氯代物有6種。3.含苯環(huán)同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷(1)若苯環(huán)上連有2個(gè)取代基，其結(jié)構(gòu)有鄰、間、對(duì)3種。(2)若苯環(huán)上連有3個(gè)相同的取代基，其結(jié)構(gòu)有3種。(3)若苯環(huán)上連有—X、—X、—Y3個(gè)取代基，其結(jié)構(gòu)有6種。(4)若苯環(huán)上連有—X、—Y、—Z3個(gè)不同的取代基，其結(jié)構(gòu)有10種。知能分點(diǎn)2常見(jiàn)限定條件與結(jié)構(gòu)關(guān)系命題角度1限定條件下同分異構(gòu)體的數(shù)目判斷1.(模擬組合)(1)(2023·河北邯鄲二模)C()的芳香族同分異構(gòu)體中，與C具有相同官能團(tuán)的有_15__種。(2)(2023·遼寧沈陽(yáng)三模)M是D()的同系物，其相對(duì)分子質(zhì)量比D多14，滿足下列條件M的同分異構(gòu)體有_25__種。①屬于芳香族化合物②能與NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2③含有碳碳三鍵(3)(2023·山東煙臺(tái)二模)J()的同分異構(gòu)體中，符合下列條件的有_5__種。①能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)；②含有三種化學(xué)環(huán)境的氫。(4)(2023·湖南邵陽(yáng)三模)符合下列條件的A()的同分異構(gòu)體有_4__種。①能與FeCl3溶液作用顯色；②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)；③核磁共振氫譜峰面積之比為1∶2∶2∶2∶1?！窘馕觥?1)C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，芳香族同分異構(gòu)體，根據(jù)“定二移一，再加一的方法”，與C具有相同官能團(tuán)的同分異構(gòu)體為，加上—NO2，有3種，，加上—NO2，除去C有2種，，加上—NO2，有3種，，加上—NO2，有3種，，加上—NO2，有2種，，加上—NO2，有2種，共15種。(2)D為，M是D的同系物，其相對(duì)分子質(zhì)量比D多14，則可能多一個(gè)CH2，滿足條件①屬于芳香族化合物；②能與NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2，則含有羧基；③含有碳碳三鍵，若苯環(huán)上只有一個(gè)取代基，則取代基為CH(COOH)C≡CH、CH2C≡C－COOH、CC－CH2－COOH，則有三種；若苯環(huán)上有兩個(gè)取代基，則取代基為—COOH和CH2CCH、—COOH和CC－CH3、—CH3和CC－COOH、CCH和—CH2COOH，每種均有鄰、間、對(duì)位，故共有4×3＝12種；若苯環(huán)上有三個(gè)取代基，則有CCH、—COOH和—CH3，結(jié)構(gòu)有10種；故總共有同分異構(gòu)體25種。(3)J物質(zhì)的不飽和度為4，①能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)說(shuō)明含有酚羥基，即含有苯環(huán)，不飽和度為4；②含有三種化學(xué)環(huán)境的氫，同分異構(gòu)體有、、、共5種。(4)A的化學(xué)式為C8H8O3，分子中不飽和度為eq\f(18－8,2)＝5。已知信息①②得含有—CHO和酚羥基，同時(shí)核磁共振氫譜峰面積之比為1∶2∶2∶2∶1，符合條件的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為、、、，共4種。命題角度2限定條件下同分異構(gòu)體的書(shū)寫2.(模擬組合)(1)(2023·河北張家口二模)滿足下列條件的C()的同分異構(gòu)體有_12__種(不包含立體異構(gòu))，其中核磁共振氫譜顯示有四組峰的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為或(任寫一種)。①能與NaHCO3溶液反應(yīng)生成CO2；②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。(2)(2023·廣東惠州統(tǒng)考三模)J的分子式為C9H7O6N，是C的同系物，則苯環(huán)上有3個(gè)取代基的同分異構(gòu)體共有_16__種；其中核磁共振氫譜為四組峰，峰面積之比為2∶2∶2∶1的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)(寫出一種即可)。(3)(2023·湖南婁底三模)化合物X是3-乙炔苯胺的同系物，其相對(duì)分子質(zhì)量比3-乙炔苯胺大14，核磁共振氫譜顯示X有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，且峰面積比為2∶2∶2∶2∶1，寫出2種符合要求的X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：。(4)(2023·山東濰坊二模)R()的同分異構(gòu)體中，滿足下列條件的有_11__種。①能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)；②每1mol可消耗2molHCl；③苯環(huán)上有6個(gè)取代基。其中核磁共振氫譜峰面積之比為1∶1∶1的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。【解析】(1)結(jié)合信息可知，滿足題給條件的C的同分異構(gòu)體為四個(gè)飽和碳原子上連接一個(gè)醛基和一個(gè)羧基，即：，共有4＋4＋3＋1＝12種，其中核磁共振氫譜顯示有四組峰的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為或。(2)J的分子式為C9H7O6N，是C的同系物，故J中也含有一個(gè)硝基和兩個(gè)羧基，當(dāng)苯環(huán)上有3個(gè)取代基時(shí)，取代基可能是—COOH、—CH2COOH和—NO2，三個(gè)取代基不同，采用定二動(dòng)一的方法：四種，四種，兩種，取代基可能是—COOH、—COOH和—CH2—NO2：兩種，一種，三種，共有16種同分異構(gòu)體。另符合核磁共振氫譜為四組峰，峰面積之比為2∶2∶2∶1的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(3)3-乙炔苯胺分子中含有的官能團(tuán)為氨基、碳碳三鍵；化合物X是3-乙炔苯胺的同系物，其相對(duì)分子質(zhì)量比3-乙炔苯胺大14，核磁共振氫譜顯示X有5種不同化學(xué)環(huán)境