2022届高考化学一轮复习讲义学案（新教材人教版）第九章 第46讲 微专题25 有序思维突破同分异构体的书写及数目判断

    25　有序思维突破同分异构体的书写及数目判断

1．同分异构体书写的一般思路

(1)烷烃：烷烃只存在碳链异构，书写时要注意全面而不重复，具体规则如下：

(2)具有官能团的有机物：一般按碳架异构→位置异构→官能团异构的顺序书写。

例：(以C4H10O为例且只写出骨架与官能团)

①碳架异构⇒C—C—C—C、

②位置异构⇒、、、

③官能团异构⇒C—O—C—C—C、、C—C—O—C—C

(3)芳香族化合物：两个取代基在苯环上的位置有邻、间、对3种。

2．同分异构体数目的判断方法

(1)记忆法：记住一些常见有机物同分异构体数目，如

①凡只含一个碳原子的分子均无同分异构体；

②乙烷、丙烷、乙烯、乙炔无同分异构体；

③4个碳原子的烷烃有2种同分异构体，5个碳原子的烷烃有3种同分异构体，6个碳原子的烷烃有5种同分异构体。

(2)基元法：如丁基有4种，则丁醇、戊醛、戊酸都有4种同分异构体。

(3)替代法：如二氯苯(C6H4Cl2)有3种同分异构体，四氯苯也有3种同分异构体(将H和Cl互换)；又如CH4的一氯代物只有1种，新戊烷C(CH3)4的一氯代物也只有1种。

(4)等效氢法：等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法，其规律有：

①同一碳原子上的氢原子等效。 

②同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。

③位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。

3．限定条件下的同分异构体的书写技巧(重点)

(1)根据限定条件确定同分异构体中所含官能团。

(2)结合所给有机物有序思维：碳架异构→位置异构→官能团异构。

(3)确定同分异构体种数或根据性质书写结构简式。

典例1　某有机物的化学式为C8H8O2，写出符合下列条件的有机物的结构简式。

①含有苯环；

②属于酯类。

思维流程　审限定条件确定官能团或特殊基团→观察研究对象确定不饱和度→做减法，拆成碎片→重新组装。

(1)甲酸某酯→

(2)乙酸某酯→

(3)苯甲酸某酯→

符合条件的同分异构体共有6种。

答案　、、、、、

典例2　F(HOCH2—C≡C—CH2OH)的同分异构体中能同时满足下列条件的共有________种(包含顺反异构)。

①链状化合物；

②能发生银镜反应；

③氧原子不与碳碳双键直接相连。

其中，核磁共振氢谱显示为2组峰，且峰面积之比为2∶1的是________(写结构简式)。

思维流程

答案　9　OHC—CH2—CH2—CHO

1．下列说法正确的是(均不考虑立体异构)(　　)

A.和 互为同分异构体

B.的一氯代物有6种

C．(CH3)2CHCHClCH3的同分异构体有7种

D．分子式为C4H8O2且官能团与相同的物质共有5种

答案　BC

解析　和的分子式不同，不互为同分异构体，故A错误；分子中碳原子上处于不同化学环境的氢原子共有6种，则其一氯代物有6种，故B正确；(CH3)2CHCHClCH3的母体为戊烷，戊基(C5H11—)共有8种，则戊烷的一氯代物共有8种，除去(CH3)2CHCHClCH3，则(CH3)2CHCHClCH3的同分异构体有7种，故C正确；与官能团相同，则含有酯基，符合条件的物质有HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3，共4种，故D错误。

2．(2019·合肥期末)与F()中官能团的种类和数目完全相同的同分异构体有________种(不含立体异构)，其中核磁共振氢谱为4组峰，且峰面积之比为1∶2∶3∶4的是________________(写结构简式)。

答案　8　

解析　F中含有2个羧基，与F中官能团的种类和数目完全相同的同分异构体有、、、、、、、，共8种。其中核磁共振氢谱为4组峰，且峰面积之比为1∶2∶3∶4的结构简式为。

3．(2020·太原模拟)在G()的同分异构体中，苯环上的一氯代物只有一种的共有________种(不含立体异构)，其中核磁共振氢谱显示两组峰的是____________________(写结构简式)。

答案　8　

解析　G的同分异构体中，苯环上的一氯代物只有一种，则有两种情况，一是苯环上有两个相同的对位取代基，可能为两个—CH2OH或—O—CH3：、，共有2种同分异构体；二是苯环上有四个取代基，且是两个—OH和两个—CH3，先固定两个—OH的位置，有邻、间、对三种关系，再移动两个—CH3，共有6种结构：、、、、、，故符合条件的总共有8种同分异构体；核磁共振氢谱显示两组峰，则苯环上可能有2个对位取代基，且是醚键，结构简式为。

4．(1)抗结肠炎药物有效成分的结构简式为，它的同分异构体中，符合下列条件的有________种。

①遇FeCl3溶液有显色反应　②分子中甲基与苯环直接相连　③苯环上共有三个取代基

(2)写出符合下列要求的的同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。

①苯环上只有两个取代基　②能使溴的CCl4溶液褪色，且在酸性条件下能发生水解　③核磁共振氢谱显示吸收峰面积之比为1∶1∶2∶2∶2

(3)D是化合物B(CH2==CHCH2Br)的一种同分异构体，其核磁共振氢谱显示有两种不同化学环境的氢，且峰面积之比为4∶1，D的结构简式为______________________________。

答案　(1)10　(2) 　(3)

解析　(1)遇FeCl3溶液有显色反应，说明含有酚羟基；分子中甲基与苯环直接相连，苯环上共有三个取代基，则三个取代基分别是硝基、甲基和酚羟基。如果硝基和甲基处于邻位，有4种结构；如果硝基和甲基处于间位，有4种结构；如果硝基和甲基处于对位，有2种结构，所以符合条件的同分异构体有10种。(2)能使溴的CCl4溶液褪色，说明含有碳碳双键，在酸性条件下能发生水解，说明含有酯基，核磁共振氢谱显示吸收峰面积之比为1∶1∶2∶2∶2，苯环上只有两个取代基，符合上述条件的有机物结构简式为。(3)核磁共振氢谱显示有两种不同化学环境的氢，且峰面积之比为4∶1，说明其结构高度对称，则D的结构简式为。