《同分異構體》專題訓練含答案解析

1、WORD 格式整理.【知識準備】一、基本概念和知識要點1 同分異構現(xiàn)象：化合物具有相同分子式，但具有不同結構式的現(xiàn)象。具有同分異構現(xiàn)象的化合物互稱為同分異構體。2中學有機化學中主要涉及的同分異構現(xiàn)象有(1)碳架異構(2)位置(官能團位置)異構(3)類別異構(又稱官能團異構)?！纠? 】有下列各組物質：NH 4CNO 與CO(NH2)2CuSO43H2O 與CuSO45H2OH4SiO4與Si(OH) 4Cr(H 2O)4Cl2Cl 2H2O與Cr(H 2O) 5ClCl 2H2OH2O與D2O淀粉與纖維素 18O2 與16O3，其中兩者互為同分異構體的組是 簡析 同分異構現(xiàn)象不只是存在于有機物

2、中，它廣泛存在于化合物中。同時，學習中還要從概念上辨析同素異形體(單質間)、同位素(原子間)、同系物(有機物間)，甚至同一物質(的不同表達形式)。 答案 【講練互動】二、判斷書寫和綜合考查( 一 ) 官能團由少到多，突出有序書寫和方法遷移【例2】 液晶是一種新型材料。MBBA 是一種研究得較多的液晶化合物。它可以看作是由醛A 和胺 B 去水縮合的產物。(1)對位上有 C4H9的苯胺可能有4 種異構體，它們是：(2) 醛 A 的 異 構 體 甚 多 ， 其 中 屬 于 酯 類 化 合 物 且 結 構 式 中 有 苯 環(huán) 的 異 構 體 就 有 6 種 ， 它 們簡析 (1) 烷烴同分異構體(碳架

3、異構 )的有序 書寫方法為：主鏈由長到短，支鏈由整到散，位置由邊到心，排列由對到鄰到間，它是同分異構體書寫的基礎。此外，記憶常見烷基的同分異構體數目：甲基1 種、乙基 1 種、丙基(C3H7)2 種、丁基(C4H9)4 種，對同分異構體數目的判斷有很大便利。(2)對于烴的衍生物的同分異構體的書寫也要特別強調借用碳架異構方法、結合官能團特點有序書寫，借助“碳四價原則”補足氫原子完成結構簡式。此外，審題時還要注意條件的限制。答案 (1).專業(yè)知識分享(2)3】某有機物的結構簡式為，它的同分異構體中屬于芳香醇的共有A 3 種B 4種C 5種D 6種 簡析 本題可先借助不飽和度（ ）來快速判斷苯基外的

4、基團是飽和，再按照書寫方法有序書寫即可。，選擇題也可用（為羥基的位置，為CH3的位置）來判斷。答案 C【例4】紅色基B（ 2-氨基-5-硝基苯甲醚）的結構簡式如圖，它主要用于棉纖維織物的染色，也用于制一些有機顏料，若分子式與紅色基B 相同， 且氨基 （NH 2）與硝基（NO2）直接連在苯環(huán)上并呈對位時的同分異構體數目（包括紅色基B）為（）A 2 種B 4種C 6 種D 10 種11 簡析 芳香醇、芳香醚、酚可形成類別異構，常按類別異構碳架異構 位置異構順序書寫，也可按照 碳架異構 位置異構類別異構的順序書寫， 不管按哪種方法書寫都必須防止漏寫和重寫。本題的 10 種結構為芳香醚2 種、芳香醇2

5、 種、酚 6 種（見下面的示意圖）。 答案 附錄：常見的有機物類別異構有：組成通式可能的類別組成通式可能的類別CnH2n，n 3烯烴環(huán)烷烴CnH2nO，n3飽和一元醛、酮、烯醇等CnH2n-2，n 4炔烴二烯烴環(huán)烯烴CnH2nO2， n 2飽和一元羧酸、酯、羥基醛等CnH2n+2O，n 2飽和一元醇與醚CnH2n+1NO2，n2硝基化合物氨基酸CnH2n-6O，n 7芳香醇、芳香醚、酚Cn(H 2O)m單糖間或二糖間等【例 5】對于化學式為C5H12O2的二元醇，其主鏈為4 個碳原子的同分異構體有（）A4種B 5種C6種D7種D 簡析 對于多官能團的同分異構體的書寫常采用“定一動一”的方法保證

6、不漏不重。當然本題還要注意官能團對碳鏈的特殊要求（注：當前試題隱形條件日趨增多），用碳架分析如下（其中數字表示在此條件下另一羥基位置） 。答案 D【例 6】據報道，2002 年 10 月 26 日俄羅斯特種部隊在解救人質時，除使用了非致命武器芬太奴外，還作用了一種麻醉作用比嗎啡強100 倍的氟烷，已知氟烷的化學式為C2HClBrF 3，則沸點不同的上述氟烷有A 3 種B 4種C 5種D 6種簡析 本題除了“定一動一”的方法外，若采用“換元法”可簡化思維過程，即C2HClBrF 3可看作C2F6被一 H 、一 Cl 、一 Br 取代的產物，請你參照例5 繼續(xù)往下分析。答案 B【練習 1 】烷基取

7、代苯可以被酸性KMnO 4溶液氧化生成，但若烷基R 中直接與苯環(huán)連C11H16的一烷基取代苯，已知它可以被氧化成為接的碳原子上沒有C H 鍵，則不容易被氧化得到的異構體共7種 ， 其 中 的 3種 是 ：，。請 寫 出其 他 4種的結 構 簡式：。【練習 2】在C3H9N中N原子以三個單鍵與其它原子相連接，它具有的同分異構體數目為（）A 2種B 3種C 4種D 5種【練習3】主鏈上有4 個碳原子的某種烷烴，有兩種同分異構體，含有相同碳原子數且主鏈也有4 個碳原子的單烯烴的同分異構體有（）A 5種B 4種C 3種D 2種【練習4】已知C5H11OH 有 8 種同分異構體，則分子式為C5H10O

8、的醛有種 ,分子式為C6H12O2的羧酸有種，分子式為C6H 12O2的酯有種。5】某羧酸的衍生物A。化學式為C6H12O2。已知，又知 D 不與Na2CO3反應， C 和 E 都不能發(fā)生銀鏡反應。A 的結構可能有（）A 2種B 3種C 4種D 6種【練習6】某芳香族有機物的分子式為C8H6O2，它的分子（除苯環(huán)外不含其他環(huán)）中不可能有（）A 兩個羥基B 一個醛基C兩個醛基D 一個羧基【練習7】 （1）乙酸苯甲酯對花香和果香的香韻具有提升作用，故常用于化妝品工業(yè)和食品工業(yè)。乙酸苯甲酯有很多同分異構體，含有酯基和一取代苯結構的同分異構體有五個，其中兩個的結構簡式分別是下圖的A、 B：（乙酸苯甲酯

9、）（ A）（ B）請寫出另外三個同分異構體的結構簡式：（2）香豆素是廣泛存在于植物中的一類芳香族化合物，大多具有光敏性，有的還具有抗菌和消炎作用。在合成其的核心結構芳香內酯 詳見2006江蘇卷，中間產物（B）有多種同分異構體，其中一類同分異構體是苯的二取代物，且水解后生成的產物之一能發(fā)生銀鏡反應。這類同分異構體共有種?！揪毩?】 2000年，國家藥品監(jiān)督管理局發(fā)布通告暫停使用和銷售含苯丙醇 胺 的 藥品制劑。苯丙醇胺（英文縮寫為PPA）結構簡式如右圖：其中 代表苯基。苯丙醇胺是一種一取代苯，取代基是。（1）PPA的分子式是：（2）它的取代基中有兩個官能團，名稱是基和 基（請?zhí)顚憹h字）。（3）將

10、 、 H2N 、 HO 在碳鏈上的位置作變換，可以寫出多種同分異構體，其中5種的結構簡式是：請寫出另外4種同分異構體的結構簡式（不要寫出 OH 和 NH 2連在同一個碳原子上的異構體；寫出多于4種的要扣分）：（ 二 ） 空間結構由線到面到體，突出空間想象和融會貫通【例 7】某化合物的分子式為C5H11Cl， 分析數據表明：分子中有兩個CH 3、兩個CH2、一個和一個 Cl，它的可能的結構有（）種（本題不考慮對映異構體）A 2B 3C 4D 5 簡析 對于指定取代基的同分異構體的書寫，常用“先難后易”（即先定四價、三價基團，再上二價基團，最后補一價基團）來突破。本題先寫出如下碳架，后補上一價基團

11、，在此過程中要充分注意結構的等效/對稱性，示意圖中為Cl位置，另外2個價鍵連接CH3。答案 C【例8】已知甲苯的一氯代物有4種，則甲苯與氫氣完全加成后的產物的一氯化物應該具有的種類數是（ ）A 2種B 4種C 5種D 7種 簡析 本題除了要充分利用的對稱/等效性，還要注意甲苯加氫后與甲基相連的碳上也有氫原子，也能被 Cl取代。答案 C【例9】 （1）已知化合物B3N3H6（硼氮苯）與C6H6（苯）的分子結構相似（如左下圖），則硼氮苯的二氯取代物 B3N3H4Cl2的同分異構體的數目為（）（2）已知化合物A（C4Si4H8）與立方烷（C8H8）的分子結構相似（如右下圖），則C4SiH8的二氯代物

12、的同分異構體數目為（）HBHNNHHBBHNHB 4C 5DA 4種B 6種C 8種D 10種六元環(huán)答案 （1） B （2） B【例10】金剛烷（C10H16）是一種重要的脂環(huán)烷烴，它可以看作是4 個等同組成的空間結構，若已知一氯金剛烷有2 種結構，則二氯金剛烷的種類有 簡析 根據 “一氯金剛烷有2種結構”， 利用對稱/等效性理解“可個等同的六元環(huán)組成的空間結構”（空間結構要求比較高），通動一”的基本方法解決非常規(guī)試題。分析示意圖如下（Cl 位置） ：答案 B9】有兩種不同的原子團X、Y，若同時分別取代甲苯苯環(huán)上的兩個氫原子，生成的同分異體的數目是A 10種B 9 種C 6 種D 4種10】已

13、知A為CH3CH3種，苯環(huán)上的四溴代物有種。11】已知1,2,3三苯基環(huán)丙烷的3個苯基可分布在環(huán)丙烷環(huán)平面的上下，因此有如下2個異構體。據此，可判斷1,2,3,4,5五氯環(huán)戊烷(假定五個碳原子在同一平面上)的異構體數是()A 4 B 5C 6D 7【練習12】下面是苯和一組稠環(huán)芳香烴的結構式苯萘蒽并四苯并五苯(1)寫出化合物的分子式： C6H 6 (2)這組化合物的分子式通式是C H (請以含m 的表示式填在橫線上，m=1,2,3, )(3)由于取代基的位置不同，產生的異構現(xiàn)象，稱為官能團位置異構。一氯并五苯有(填數字)個異構體，二氯蒽有(填數字)個異構體,八氯蒽有(填數字)個異構體?！揪毩?

14、3】在烷烴分子中的基團：CH 3、CH2、 中的碳原子數目分別用n1、 n2、 n3、n4 表示。例如：在分子中，n1 6，n2 1， n3 2， n4 1。試根據不同烷烴的組成結構，分析烷烴(除甲烷外)各原子的關系。(1)烷烴分子中氫原子數n0與n1、 n2、 n3、 n4之間的關系是(2)四種碳原子數的關系為n1(3)若分子中n2 n3n4 1，則該分子的結構簡式可能為【練習14】已知Co(NH 3)63+呈正八面體結構，若其中有兩個NH 3分子分別被 H 2O 取代，所形成的Co(NH 3)4(H 2O)23+的幾何異構體種數有()種(不考慮光學異構)A 2種B 3種C 4種D 6種15

15、】近年來，化學家們合成了如下圖所示的一系列的星烷，如三星烷、四星烷、五星烷等。(1)六星烷的化學式為，這一系列的星烷(選填：是或不是)互為同系物。(2)與三星烷互為同分異構體的芳香烴有種。(3)一氯四星烷的結構簡式有， 二溴三星烷有種。( 三 ) 新信息逐漸滲透引入，培養(yǎng)自學和綜合應用的能力11】烯烴、一氧化碳和氫氣在催化劑作用下生成醛的反應，稱為羰基合成，也叫烯烴的醛化反應。由乙烯制丙醛的反應為：CH2=CH2+CO+H 2CH3CH2CHO。由化學式為C4H8的烯烴進行醛化反應，得到的醛的同分異構體可能有()A 2種B 3種C 4種D 5種簡析本題可不必試寫，抓住由題給信息可知C4H8的醛

16、化反應后可得C4H9 CHO，丁基有4種。答案 C【例12】 2002年諾貝爾化學獎表彰的是在“看清”生物大分子真面目方面的科技成果，一項是美國科學家約翰 芬恩與日本科學家田中耕一 “發(fā)明了對生物大分子的質譜分析法”； 另一項是瑞士科學家?guī)鞝柼鼐S特里?！鞍l(fā)明了利用核磁共振技術測定溶液中生物大分子三維結構的方法”。原子核磁共振(PMR)是研究有機物結構的有力手段之一，在所有研究的化合物分子中，每一結構中的等性氫原子在PMR中都給出了相應的峰(信號)，譜中峰的強度與結構中的等性H 原子個成正比。例如二乙醚的結構簡式為：CH3-CH2- O-CH2-CH3，其核磁共振譜(PMR譜 )中給出的峰值(信

17、號)有兩個，其強度之比為3:2，如下圖所示：(1)結構式為的有機物，在PMR 譜上觀察峰給出的強度之比為；(2)某含氧有機物，它的相對分子質量為46.0，碳的質量分數為52.2%，氫的質量分數為13.0%， PMR 中只有一個信號，請寫出其結構簡式。(3)實踐中可根據PMR 譜上觀察到氫原子給出的峰值情況，確定有機物的結構。如分子式為C3H6O2的鏈狀有機物，有 PMR 譜上峰給出的穩(wěn)定強度僅有四種，其對應的全部結構，它們分別為： 3 3 3 21 3 1 1 1 2 2 1 1，請分別推斷出可能的結構簡式：(4) 在測得CH3CH2CH2CH3化合物在PMR 譜上可觀察到二種峰，而測得CH3

18、 CH=CH CH3時，卻得到氫原子給出的信號峰有4 個，請結合空間結構解釋產生4 個信號峰的原因：(5)現(xiàn)有四種最簡式均為“ CH”的有機物(碳原子數不超過10 且彼此不同)，在 PMR 譜上僅觀察到一種信號峰，試寫出這四種有機物的結構簡式： 簡析 雖冠以新信息核磁共振譜( 新課程已涉及) ，但“撥開云霧見日月”，抓住題給的“等性 H 原子”可知本題 (1)(2)(3) 考查常見的同分異構體數目判斷和書寫。(4) 需從“空間結構”暗示信息入手，較高要求地考查了烯烴的“幾何異構”。 (5)“另辟蹊徑”，深刻領悟后總結才能順利解答全部。答案 (1)2： 2： 2： 2： 2 或者 1： 1： 1

19、： 1： 1 (2)CH 3OCH 3(3) CH3COOCH3 CH3CH2COOHHCOOCH 2CH3 CH3OCH2CHO CH3CH(OH)CHO HOCH2CH2CHO(4)因為CH2 CH=CH CH2有兩種空間結構：和， 每種在 PMR譜上給出信號峰有2個，所以共給出信號峰4個。(5)CH CH注意：空間結構對稱，每個碳原子上只連一個氫原子，碳原子數不超過10 且彼此不同【練習18】 2005 年諾貝爾化學獎被授予“在烯烴復分解反應研究方面作出貢獻”的三位科學家。 “烯烴復分解反應”是指在金屬鉬、釕等催化劑的作用下，碳碳雙鍵斷裂并重新組合的過程。如 2 分子烯烴RCH=CHR

20、用上述催化劑作用會生成兩種新的烯烴RCH=CHR 和 R CH=CHR 。則分子式為C4H8的烯烴 中 ， 任 取 兩 種 發(fā) 生 “ 復 分 解 反 應 ”， 生 成 新 烯 烴 種 類 最 多 的 一 種 組 合 中 ， 其 新 烯 烴 的 種 類 為 ()A 5種B 4種C 3 種D 2 種【練習19】已知二氟二氮N2F2分子中兩個氮原子之間以雙鍵相結合，每個氮原子各連一個氟原子，分子中的四個原子都在一個平面上。由于幾何形狀的不同，它有兩種同分異構體，這種原子排布順序相同，幾團，可 在一起 上述結 又知一何形狀不同的異構體被稱作“幾何異構”。在下列化合物中存在幾何異構現(xiàn)象的有()【練習20】 在有機物分子中，若某個碳原子連接4 個不同的原子或基能由于連接的次序不同而存在異構現(xiàn)象。如右圖這兩種分子不能重疊(像人體的左右手一樣)，它們是同分異構體，稱為對映異構，具有構特征的碳原子稱為 “手性碳原子”， 如中的C 碳原子為手性碳原子；個碳原子上連著2 個碳碳雙鍵(如)時，極不穩(wěn)定。某鏈烴 C7H 10的眾多同分異構體中，(1)處于同一平面上的碳原子數最多有 (2)含有“手性碳原子”且與足量 H2發(fā)生加成反應后仍具有“手性碳原子”的有五種，它們的結構簡式分別是：B、