《同分異構(gòu)體》專題訓練含答案

《同分異構(gòu)體》專題訓練【知識準備】一、基本概念和知識要點同分異構(gòu)現(xiàn)象：化合物具有相同分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)式的現(xiàn)象。具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱為同分異構(gòu)體。中學有機化學中主要涉及的同分異構(gòu)現(xiàn)象有（1）碳架異構(gòu)（2）位置（官能團位置）異構(gòu)（3）類別異構(gòu)（又稱官能團異構(gòu)）?！纠?】有下列各組物質(zhì)：①NH4CNO與CO（NH2）2②CuSO4?3H2O與CuSO4?5H2O③H4SiO4與Si（OH）4④［Cr（H2O）4Cl2］Cl-2H2O與［Cr（H2O）5Cl］Cl2?H2O⑤H2O與D2O⑥淀粉與纖維素⑦18O2與16O3⑧pH CHsH CH：： CH3I I A氣L.J⑨一出知 'r :土⑩ F,其中兩者互為同分異構(gòu)體的組是 ［簡析］同分異構(gòu)現(xiàn)象不只是存在于有機物中，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(zhì)間）、同位素（原子間）、同系物（有機物間），甚至同一物質(zhì)（的不同表達形式）。［答案］①④⑧⑩【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(chǎn)物。CJI-M—- （MBBA）CHj CH3CHjCHhCI%⑴對位上有一C4H9的苯胺可能有4種異構(gòu)體，它們是:CHjCHjCHjCHj（醛⑴對位上有一C4H9的苯胺可能有4種異構(gòu)體，它們是:CHjCHjCHjCHj—NIL.（CH3）2CHCH2—ymi.、、（2）醛A的異構(gòu)體甚多，其中屬于酯類化合物且結(jié)構(gòu)式中有苯環(huán)的異構(gòu)體就有6種，它們是.二.: 、 、 、 、 、 。［簡析］（1）烷烴同分異構(gòu)體（碳架異構(gòu)）的有序書寫方法為：主鏈由長到短，支鏈由整到散二置由邊到心，排列由對到鄰到間，它是同分異構(gòu)體書寫的基礎(chǔ)。此外，記憶常見烷基的同分異構(gòu)體數(shù)目：甲基1種、乙基1種、丙基（一C3H7）2種、丁基（一C4H9）4種，對同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷有很大便利。（2）對于烴的衍生物的同分異構(gòu)體的書寫也要特別強調(diào)借用碳架異構(gòu)方法、結(jié)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(jié)構(gòu)簡式。此外，審題時還要注意條件的限制。［答案］⑴也以一cii;-cn nii2門.：上（J也 _②颯②颯一d-QYD^③H—C-0-CH3-0>0 P ~@H—C—O ?H—C—0①c—och3④H—c—(2)

【例3】某有機物的結(jié)構(gòu)簡式為"■口，它的同分異構(gòu)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（Q）來快速判斷苯基外的基團是飽和，再按照書寫方法有序書寫即可。選擇題也可用⑤OCH?③④ （①②為羥基的位置，③④⑤為一ch選擇題也可用⑤OCH?③④ （①②為羥基的位置，③④⑤為一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(jié)構(gòu)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（一NH2）與硝基（一NO2）直接連在苯環(huán)上并呈對位時的同分異構(gòu)體數(shù)目（包括紅色基B）為 （ ）A.2種 B.4種C.6種D.10種［簡析］芳香醇、芳香醚、酚可形成類別異構(gòu)，常按類別異構(gòu)一碳架異構(gòu)一位置異構(gòu)順序書寫，也可按照碳架異構(gòu)一位置異構(gòu)一類別異構(gòu)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(jié)構(gòu)為芳香醚2種、芳香醇2種、酚6種（見下面的示意圖）。［答案］D※附錄：常見的有機物類別異構(gòu)有:組成通式可能的類別組成通式可能的類別CH，n33烯烴環(huán)烷烴CHO，n33飽和一元醛、酮、烯醇等 n~~2n CH…，n^4快烴二烯烴環(huán)烯烴 n~~2n CHO，n^2飽和一元羧酸、酯、羥基醛等 n~2W2 CH—O，n^2飽和一元醇與醚 n~~2n~~2 CH,NO,，n^2硝基化合物氨基酸n2L.+2CH"n^7芳香醇、芳香醚、酚n2n+1 2WOm 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(gòu)體有 （ ）A.4種 B.5種 C.6種 D. 7種［簡析］對于多官能團的同分異構(gòu)體的書寫常采用“定一動一”的方法保證不漏不重。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(shù)字表示在此條件下另一羥基位置）。C?CX—C-①-HC?CX—C-①-HCIO-C?C④-HCICIOCICC?

-HCIO［答案］D【例6】據(jù)報道，2002年10月26日俄羅斯特種部隊在解救人質(zhì)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C2HClBrF3，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C2HClBrF3可看作C2F6被一H、一Cl、一Br取代的產(chǎn)物，請你參照例5繼續(xù)往下分析。［答案］B【練習1】烷基取代苯可以被酸性KMnO4溶液氧化生成仕°攻，但若烷基R中直接與苯環(huán)連TOC\o"1-5"\h\z 一一，’ ,, 一義>COOH,，一.一 ?,,,接的碳原子上沒有C-H鍵，則不容易被氧化得到 。現(xiàn)有分子式是Ci]H]6的一烷基取代苯，已知它可以被氧化成為 的異構(gòu)體共7種，其中的3種是：,CCH3 CH3球席"6藤HE*。請寫出其他4種的結(jié)構(gòu)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(gòu)體數(shù)目為（\o"CurrentDocument"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(gòu)體，含有相同碳原子數(shù)且主鏈也有4個碳原子的單烯烴的同分異構(gòu)體有 （）A.5種 B.4種 C.3種 D.2種【練習4】已知CHOH有8種同分異構(gòu)體，則分子式為CHO的醛有種，分子式為CHO的羧1。1丁， ，/511 510 6122酸有種，分子式為C6H12O2的酯有種。AbTaOH潘曜LB半—C【練習5】某羧酸的衍生物A?；瘜W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(jié)構(gòu)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(gòu)體，含有酯基和一取代苯結(jié)構(gòu)的同分異構(gòu)體有五個，其中兩個的結(jié)構(gòu)簡式分別是下圖的A、B：TOC\o"1-5"\h\z<> 0 0項OCIl.] O-COCIKCIL GHjCILOCH（乙酸苯甲酯） （A） （B）請寫出另外三個同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)芳香內(nèi)酯^^0-（3=0 過程中有一中間產(chǎn)物1^8啟修’[詳見2006江蘇卷]，中間產(chǎn)物（B）有多種同分異構(gòu)體，其中一類同分異構(gòu)體是苯的二取代物，且水解后生成的產(chǎn)物之一能發(fā)生銀鏡反應。這類同分異構(gòu)體共有 種。【練習8】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巾___ch—廣H—「H-醇胺的藥品制劑。苯丙醇胺（英文縮寫為PPA）結(jié)構(gòu)簡式如右圖：—CH—CH—CHj QHNH；其中中一代表苯基。苯丙醇胺是一種一取代苯，取代基是心。⑴PPA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）。⑶將中一、H2N一、HO一在碳鏈上的位置作變換，可以寫出多種同分異構(gòu)體，其中5種的結(jié)構(gòu)簡式是：ACH-CTICIhOHNH2『CH—CH—CHgAC1IACH-CTICIhOHNH2『CH—CH—CHgAC1I—CH?—CHj—NH；OHCHj—CH.—CH:OHNH2nh2ohg~CH—CH7—CHj—0]{NIT3請寫出另外4種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式（不要寫出-OH和一NH2連在同一個碳原子上的異構(gòu)體；寫出多于4種的要扣分）：（二）空間結(jié)構(gòu)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C5H］］Cl，分析數(shù)據(jù)表明：分子中有兩個YH3、兩個一CH2一、一個一平一和一個一Cl，它的可能的結(jié)構(gòu)有（ ）種（本題不考慮對映異構(gòu)體）A.2 B.3 C.4 D.5［簡析］對于指定取代基的同分異構(gòu)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，在此過程中要充分注意結(jié)構(gòu)的等效/對稱性，示意圖中①②③④為一Cl位置，另外2個價鍵連接一CH3。I② |CD-CH2-CH-CH2- ?-CH-CH2-CH2-?［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(chǎn)物的一氯化物應該具有的種類數(shù)是（）A.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(jié)構(gòu)相似（如左下圖），則硼氮苯的二氯取代物B3N3H4Cl2的同分異構(gòu)體的數(shù)目為 （）（2）已知化合物A（C4Si4H8）與立方烷（C8H8）的分子結(jié)構(gòu)相似（如右下圖），則C4SiH8的二氯代物的同分異構(gòu)體數(shù)目為 （）B.4B.4H_B_廠早 「HH一B Bf齊廣NH［簡析］將平面結(jié)構(gòu)的“定一動一”同分異構(gòu)體書寫方法遷移到立體結(jié)構(gòu)。［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(jié)構(gòu)，若已知一氯金剛烷有2種結(jié)構(gòu)，則二氯金剛烷的種類有A.4種 B.6種C.8種D.10種［簡析］根據(jù)“一氯金剛烷有2種結(jié)構(gòu)”，利用對稱/等效性理解“可個等同的六元環(huán)組成的空間結(jié)構(gòu)”（空間結(jié)構(gòu)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（①一⑥Cl位置）：［答案］B

【練習9】有兩種不同的原子團一X、一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(shù)目是 ()A.10種 B.9種 C.6種 D.4種【練習10】已知A為 CH3，其苯環(huán)上的二漠代物有 種，苯環(huán)上的四漠代物有—種?！揪毩?1】已知1,2,3一三苯基環(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(gòu)體。t + +是錘環(huán)用中/\申4/\元匚H直子部主畫出據(jù)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(gòu)體數(shù)是()A.4B.5C.6 D.7【練習12】下面是苯和一組稠環(huán)芳香烴的結(jié)構(gòu)式①苯②萘③蒽 ④并四苯 ⑤并五苯寫出化合物②?⑤的分子式：①c6h6②③④⑤這組化合物的分子式通式是CH(請以含m的表示式填在橫線上，m=1,2,3,------)由于取代基的位置不同，產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象，稱為官能團位置異構(gòu)。一氯并五苯—(填數(shù)字)個異構(gòu)體，二氯蒽有—(填數(shù)字)個異構(gòu)體,八氯蒽有—(填數(shù)字)個異構(gòu)體?！狢H——L—【練習13】在烷烴分子中的基團：一CH3、一CH2一、 、一R一中的碳原子數(shù)目分別用*n2、n3、GHzCHmGHzCH—C—CH2-CH3n4表示。例如：在 CH? 分子中，n1=6，n2=1，n3=2，n4=1。試根據(jù)不同烷烴的組成結(jié)構(gòu)，分析烷烴(除甲烷外)各原子的關(guān)系。烷烴分子中氫原子數(shù)n0與n1>n2、n3、n4之間的關(guān)系是 四種碳原子數(shù)的關(guān)系為n1= 若分子中n2=n3=n4=1，則該分子的結(jié)構(gòu)簡式可能為【練習14】已知[Co(NH3)6]3+呈正八面體結(jié)構(gòu)，若其中有兩個NH3分子分別被H2O取代，所形成的[Co(NH3)4(H2O)2]3+的幾何異構(gòu)體種數(shù)有( )種(不考慮光學異構(gòu))A.2種 B.3種C.4種D.6種【練習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。三星烷四星烷五星烷三星烷四星烷五星烷六星烷的化學式為，這一系列的星(選填：是或不是)互為同系物。與三星烷互為同分異構(gòu)體的芳香烴有 種。(3)一氯四星烷的結(jié)構(gòu)簡式有,二漠三星烷有種。新信息逐漸滲透引入，培養(yǎng)自學和綜合應用的能力【例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+h2毗型ch3ch2cho。由化學式為c4h8的烯烴進行醛化反應，得到的醛的同分異構(gòu)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的醛化反應后可得C4H9—CHO，T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(zhì)譜分析法”；另一項是瑞士科學家?guī)鞝柼?維特里希“發(fā)明了利用核磁共振技術(shù)測定溶液中生物大分子三維結(jié)構(gòu)的方法”。原子核磁共振(PMR)是研究有機物結(jié)構(gòu)的有力手段之一，在所有研究的化合物分子中，每一結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)中的等性H原子個成正比。例如二乙醚的結(jié)構(gòu)簡式為：CH3-CH2-O-CH2-CH3，其核磁共振譜(PMR譜)中給出的峰值(信號)有兩個，其強度之比為3:2，如下圖所示：,I.?:土TOC\o"1-5"\h\z — I I . , I III-招L，口 標fUi詰A'■/'''崩。H結(jié)構(gòu)式為的有機物，在PMR譜上觀察峰給出的強度之比為 ;某含氧有機物，它的相對分子質(zhì)量為46.0，碳的質(zhì)量分數(shù)為52.2%，氫的質(zhì)量分數(shù)為13.0%，PMR中只有一個信號，請寫出其結(jié)構(gòu)簡式 。實踐中可根據(jù)PMR譜上觀察到氫原子給出的峰值情況，確定有機物的結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)，它們分別為：①3:3②3：2：1③3：1：1：1④2：2：1：1，請分別推斷出可能的結(jié)構(gòu)簡式：①②③④在測得CH3CH2CH2CH3化合物在PMR譜上可觀察到二種峰，而測得CH3—CH=CH—CH3時，卻得到氫原子給出的信號峰有4個，請結(jié)合空間結(jié)構(gòu)解釋產(chǎn)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(shù)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(jié)構(gòu)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(gòu)體數(shù)目判斷和書寫。(4)需從“空間結(jié)構(gòu)”暗示信息入手，較高要求地考查了烯烴的“幾何異構(gòu)”。(5)“另辟蹊徑”，深刻領(lǐng)悟后總結(jié)才能順利解答全部。［答案］(1)2：2：2：2：2或者1：1：1：1：1 (2)CH3OCH3(3)①ch3cooch3 ②ch3ch2cooh hcooch2ch3ch3-o-ch2cho③ch3ch(oh)cho ④hoch2ch2chO

(4)因為CH2—CH=CH—CH2有兩種空間結(jié)構(gòu)：CH/ 和CH技 ，每種在PMR譜上給出信口相號峰有2個，所以共給出信號峰4個?？谙?合理的結(jié)構(gòu)簡式均給分)(5)CH三CH(合理的結(jié)構(gòu)簡式均給分)注意：空間結(jié)構(gòu)對稱，每個碳原子上只連一個氫原子，碳原子數(shù)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?！跋N復分解反應”是指在金屬鉬、釘?shù)却呋瘎┑淖饔孟拢继茧p鍵斷裂并重新組合的過程。如 2分子烯烴RCH=CHRZ用上述催化劑作用會生成兩種新的烯烴RCH=CHR和RCH=CHRZ。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(jié)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(gòu)體，這種原子排布順序相同，幾何形狀不同的異構(gòu)體被稱作“幾何異構(gòu)”。在下列化合物