有機(jī)物同分異構(gòu)體復(fù)習(xí)及備考的四種策略

1、有機(jī)物同分異構(gòu)體復(fù)習(xí)及備考的四種策略江西省南康市第二中學(xué)（341400） 張麗芹江西省南康中學(xué)（341400） 胡建樹3同分異構(gòu)體的判斷與書寫是有機(jī)物的一個(gè)重點(diǎn)，也是高考必考的一個(gè)熱點(diǎn)。要快速正確的判斷與書寫，考生必須對(duì)同分異構(gòu)體有個(gè)系統(tǒng)性的掌握及熟練的解題方法。下面筆者從同分異構(gòu)體復(fù)習(xí)和備考兩方面進(jìn)行歸納，希望對(duì)讀者有所幫助。教材著重介紹了烷烴同分異構(gòu)體的書寫，而其它烴及烴的衍生物同分異構(gòu)體的書寫涉及較少。其實(shí)烴及烴的衍生物都可看作是烷烴衍變而來的，所以烷烴同分異構(gòu)體的書寫是基礎(chǔ)。烷烴同分異構(gòu)體的書寫方法為：主鏈由長(zhǎng)到短，支鏈由整到散，位置由心到邊，排布對(duì)、鄰、間。如C6H14同分異構(gòu)體的書

2、寫（只寫了碳鏈）： 烯烴的同分異構(gòu)體與烷烴的結(jié)構(gòu)有什么異同呢？烯烴催化加氫后得到烷烴，其特點(diǎn)是雙鍵兩端的碳原子各加上一個(gè)H，碳碳雙鍵變?yōu)樘继紗捂I而碳鏈不變。反過來，烷烴相鄰的兩碳原子各去一個(gè)H就能形成烯烴，關(guān)系如圖， ，炔烴與烯烴類似。例1、烷烴是烯烴R和mol H2發(fā)生加成反應(yīng)的產(chǎn)物，則R可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式有（ ） A4種 B5種 C6種 D7種分析： 由烯烴R與mol H2加成生成烷烴知烯烴R結(jié)構(gòu)中只有一個(gè)碳碳雙鍵，現(xiàn)從烷烴結(jié)構(gòu)入手，16位置相鄰的兩碳原子各去一個(gè)H引入雙鍵，得到六類碳碳雙鍵，即R有6種同分異構(gòu)體，選C。那么，烴的一元取代物同分異構(gòu)體有多少種，與烴的碳鏈異構(gòu)又有什么聯(lián)系？策略一

3、、“等效氫法”判斷一元鹵代烴、一元醇、醛、羧酸的同分異構(gòu)體烴的一元取代物可看作是某官能團(tuán)取代烴中的不同等效氫形成的。書寫的思路是先寫出對(duì)應(yīng)烴的碳鏈異構(gòu)，再判斷碳鏈異構(gòu)中的等效氫種類，用官能團(tuán)取代每類等效氫，就得到一元取代物的同分異構(gòu)體。一般有幾類等效氫就有幾類同分異構(gòu)體。例2、分子式為C4H10O并能與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣的有機(jī)化合物有( ) A3種 B4種 C5種 D6種分析：有機(jī)物C4H10O與Na反應(yīng)放出氫氣，判斷出它是飽和一元醇C4H9OH。該醇的同分異構(gòu)體看作是OH取代了C4H10上的一個(gè)H，寫出C4H10的兩種同分異構(gòu)體如圖1： 1234CH3CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH

4、3 圖1用OH取代圖1中的1、2、3、4位四類H得到該醇的四種同分異構(gòu)體，選B。例3、烯烴、一氧化碳和氫氣在催化劑作用下生成醛的反應(yīng)，稱為羰基合成，也叫烯烴的醛化反應(yīng)。由乙烯制丙醛的反應(yīng)為CH2=CH2+CO+H2CH3CH2CHO。由化學(xué)式為C4H8的烯烴進(jìn)行醛化反應(yīng)，得到的醛的同分異構(gòu)體可能有（ ）A2種 B3種 C4種 D5種分析：要注意題目本身所帶的信息，從給出烯烴的醛化反應(yīng)信息來看，烯烴C4H8發(fā)生醛化反應(yīng)生成C5H10O，該醛可進(jìn)一步表示為C4H9CHO，只要分析CHO取代C4H10的不同等效氫（如圖中1、2、3、4位四類H）就可以，共四種選C。點(diǎn)評(píng)：如果分別用一個(gè)Cl、COOH代

5、替例2中的OH，所得C4H9Cl和C4H9COOH同分異構(gòu)體也均為4種，并可歸納CnH2n+1Cl、CnH2n+1OH （醇類）、CnH2n+1CHO（醛類）和CnH2n+1COOH（酸類）的同分異構(gòu)體數(shù)都相同。在同分異構(gòu)體中，若含兩個(gè)或多個(gè)官能團(tuán)又該如何分析呢？策略二、“分步取代法”判斷二元取代物的同分異構(gòu)二元取代物可在一元取代物的基礎(chǔ)上再一次的取代，利用“分步取代法”能很好的解決這一類型。所謂“分步取代法”就是把多個(gè)官能團(tuán)都取出后進(jìn)行分步取代，先用一個(gè)官能團(tuán)取代，看有幾種結(jié)構(gòu)；然后在這幾種結(jié)構(gòu)上再用另一個(gè)官能團(tuán)取代不同的等效氫而產(chǎn)生新的同分異構(gòu)體。例4、萘的二氯代物同分異構(gòu)有幾（ ）A7種

6、 B8種 C9種 D10種分析：根據(jù)萘結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性（）找出有兩條對(duì)稱軸，可知萘只有兩種等效氫，所以萘的一氯代物有兩種、；用另一個(gè)Cl再次取代一氯代物上的各類等效氫，得到二氯代物的同分異構(gòu)體，總共10種（見下，其中×表示另一個(gè)Cl能取代的位置）。Cl×××××××Cl×××7種， 3種，點(diǎn)評(píng)：有了取代基后，等效氫種類也隨之改變，所以第二次取代要注意位置不能重復(fù)。策略三、“換元法”判斷多元取代物的同分異構(gòu)例5、 已知分子式為C12H12的物質(zhì)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為， A苯環(huán)上的二溴代物有九種同分異

7、構(gòu)體，由此推斷A苯環(huán)上的四溴代物的同分異構(gòu)體有（ ）種。A. 6 B. 7 C. 8 D. 9分析：二溴代物的苯環(huán)上有2個(gè)Br，4個(gè)H，若把二溴代物的2個(gè)Br換為2個(gè)H，4個(gè)H換成4個(gè)Br，恰好為四溴代物，與二溴代物結(jié)構(gòu)相當(dāng)，故四溴代物的同分異構(gòu)體也必有9種，選D。點(diǎn)評(píng)：烴分子中若有n個(gè)氫原子，其中m個(gè)氫原子被取代的產(chǎn)物數(shù)目與n-m個(gè)氫原子被同一原子或原子團(tuán)取代的產(chǎn)物數(shù)目相等，即Cnm=Cnn -m。試題中同分異構(gòu)體的考查很多都會(huì)涉及到酯，如果方法不當(dāng)勢(shì)必事倍功半，怎么辦？認(rèn)真分析不難發(fā)現(xiàn)烴的含氧衍生物可看作是在烴分子中插入某些二價(jià)基團(tuán)所得，如飽和一元酯可看作官能團(tuán)插入到烴中形成的。根據(jù)這類結(jié)

8、構(gòu)上的特點(diǎn)利用“插入法”書寫其同分異構(gòu)體不失為最有效的方法。策略四、“插入法”書寫飽和一元酯、炔烴、醚和酮的同分異構(gòu)所謂“插入法”是將官能團(tuán)拿出，寫出剩余部分的碳鏈異構(gòu)，再找官能團(tuán)在碳鏈上的位置，將官能團(tuán)插入，產(chǎn)生位置異構(gòu)。注意官能團(tuán)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性和官能團(tuán)位置的等同性。例6、寫出A()屬于酯類化合物且分子結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。分析：依據(jù)題意不難發(fā)現(xiàn)符合條件的是芳香酯。將酯基拿出后剩余部分為，結(jié)構(gòu)中能插入的有4類碳?xì)滏I和1類不對(duì)稱的碳碳鍵。將插入四類碳?xì)滏I（1、2、3、4處），形成四種同分異構(gòu)體：將插入不對(duì)稱的碳碳鍵（5處）形成二種同分異構(gòu)體：點(diǎn)評(píng)：酯基是不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，兩邊連接的基團(tuán)

9、對(duì)調(diào)，結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，所以插入CH鍵中可以形成羧酸和甲酸酯；插入不對(duì)稱的CC鍵中能形成兩種酯，而插入對(duì)稱的CC鍵中則只能形成一種酯。例7、分子式為C6H10屬于炔烴的同分異構(gòu)體有多少種？分析：將碳碳叁鍵拿出，剩余部分碳鏈C4H10有兩種結(jié)構(gòu)如圖215675234CH3CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3 圖2因碳碳叁鍵結(jié)構(gòu)對(duì)稱，插入每類CH鍵或CC鍵只形成一種炔烴。將插入四類CH鍵（1、2、3、4處）得4種炔烴，插入三類CC鍵（5、6、7處）得3種炔烴，總共有7種同分異構(gòu)體。點(diǎn)評(píng)：“插入法”書寫炔烴與前面所敘炔烴的書寫方法有異曲同工之妙，但“插入法”更簡(jiǎn)單、有效?？偨Y(jié)：下表列舉了用“插入

10、法”產(chǎn)生的幾種常見的類別異構(gòu)，以供大家參考通式實(shí)例提出的官能團(tuán)剩余部分的碳鏈異構(gòu)插入位置形成類別異構(gòu)和同分異構(gòu)數(shù)CnH2n+2OC4H10OOC和H原子間醇4種，插入每類CH鍵各只有一種C和C原子間醚3種，插入每類CC鍵各只有一種CnH2nOC5H10OC和H原子間醛4種，插入每類CH鍵各只有一種C和C原子間酮3種，插入每類CC鍵各只有一種CnH2nO2C5H10O2C和H原子間羧酸4種，插入每類CH鍵各只有一種C和H原子間甲酸酯4種，插入每類CH鍵各只有一種C和C原子間酯5種，插入每類不對(duì)稱的CC鍵形成兩種酯，插入每類對(duì)稱的CC鍵只形成一種酯CnH2n2C6H10C和H原子間 和C和C原子間炔烴7種，插入每類CH 鍵和CC鍵各只有一種總之，同分異構(gòu)體的書寫和判斷是有一定難度的，但只要善于總結(jié)，系統(tǒng)學(xué)習(xí)同分異構(gòu)體的書寫，熟練掌握不同題型的解題策略，問題也就迎刃而解。感悟與提升 1、下列烷烴中，進(jìn)行一氯取代反應(yīng)后，只能生成三種沸點(diǎn)不同的產(chǎn)物的是（ ）A (CH3)2CHCH2CH2CH3 B (CH3CH2)2CHCH3C (CH3)2CHCH(CH3)2D (CH3)3CCH2CH32、分子式為C10H20O2的有機(jī)物A，能在酸性條件下水解，生成有機(jī)物C和D，且C 在一定的條件下可轉(zhuǎn)化為D，則A 的可能結(jié)構(gòu)有（ ）A 2 B 3 C