第38講有機(jī)化合物的空間結(jié)構(gòu)同分異構(gòu)體（講義）-2024年高考化學(xué)卓越講義

第37第37講有機(jī)化合物的空間結(jié)構(gòu)同分異構(gòu)體考點(diǎn)導(dǎo)航考點(diǎn)導(dǎo)航考點(diǎn)一考點(diǎn)一有機(jī)化合物的空間結(jié)構(gòu)重難點(diǎn)辨析重難點(diǎn)辨析1.有機(jī)物分子中原子能否共平面的判斷方法(1)有機(jī)物分子的三個(gè)基本結(jié)構(gòu)①甲烷。②乙烯。③苯。(2)判斷方法：①復(fù)雜有機(jī)物分子的共面問題可視為以上三個(gè)基本結(jié)構(gòu)的組合。如甲苯為①與③的組合。②碳碳單鍵能_旋轉(zhuǎn)__，而碳碳雙鍵不能_旋轉(zhuǎn)__。③凡有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)中有碳的4條單鍵結(jié)構(gòu)(如—CH3、—CH2—等)，則所有原子一定不在_同一平面上__。2.有機(jī)物分子中原子共面、共線的判斷方法(1)判斷原子共面的基本模型①正四面體結(jié)構(gòu)：甲烷。②平面結(jié)構(gòu)：乙烯、苯、萘()、甲醛()。③直線結(jié)構(gòu)：乙炔。④.碳碳單鍵可任意旋轉(zhuǎn)，而雙鍵或叁鍵均不能旋轉(zhuǎn)。(2)原子共面的判斷技巧①結(jié)構(gòu)中每出現(xiàn)一個(gè)飽和碳原子，則整個(gè)分子不再共面。②結(jié)構(gòu)中每出現(xiàn)一個(gè)碳碳雙鍵，至少有6個(gè)原子共面。③結(jié)構(gòu)中每出現(xiàn)一個(gè)碳碳叁鍵，至少有4個(gè)原子共線。④結(jié)構(gòu)中每出現(xiàn)一個(gè)苯環(huán)，至少有12個(gè)原子共面。⑤在解決有機(jī)化合物分子中共面、共線問題的時(shí)候，要特別注意題目中的隱含條件和特殊規(guī)定，如題目中的“碳原子”“所有原子”“可能”“一定”“最少”“最多”“共線”和“共面”等在判斷中的應(yīng)用。規(guī)律·方法·技巧·點(diǎn)拔規(guī)律·方法·技巧·點(diǎn)拔有機(jī)物分子中原子共面問題的判斷1.看清題意要求要注意“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等關(guān)鍵詞和限定條件2.母體法判斷有機(jī)物分子的空間結(jié)構(gòu)eq\x(第一步)→eq\x(確定“母體”)→eq\a\vs4\al(必修階段有：甲烷、乙烯和苯的,分子結(jié)構(gòu))甲烷型乙烯型苯型空間構(gòu)型正四面體結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)平面正六邊形結(jié)構(gòu)球棍模型分析4個(gè)H不在同一平面上，5個(gè)原子中最多有3個(gè)原子共平面6個(gè)原子均在同一平面上6個(gè)碳原子和6個(gè)氫原子共平面遷移凡是碳原子與4個(gè)原子形成4個(gè)共價(jià)鍵時(shí)，空間結(jié)構(gòu)都是四面體結(jié)構(gòu)位于乙烯結(jié)構(gòu)上的6個(gè)原子共平面位于苯環(huán)上的12個(gè)原子共平面eq\x(第二步)→eq\x(進(jìn)行合理的拆分和重組)拆分：先拆分為甲烷型、乙烯型和苯型分子的結(jié)構(gòu)重組：將對(duì)應(yīng)的空間構(gòu)型進(jìn)行重組注意：重組時(shí)要考慮到鍵的旋轉(zhuǎn)問題，單鍵能旋轉(zhuǎn)，雙鍵、三鍵不能旋轉(zhuǎn)3.分析分子中原子共線、共面的基本規(guī)律(1)任何兩個(gè)直接相連的碳原子在同一直線上。(2)當(dāng)碳原子之間或碳原子與其他原子之間形成雙鍵時(shí),形成雙鍵的原子以及與之直接相連的原子處于同一平面上。CH2CH2、H2CO所有原子處于同一平面上。(3)當(dāng)碳原子之間或碳原子與其他原子之間形成叁鍵時(shí),形成叁鍵的原子以及與之直接相連的原子均在同一直線上。(4)與苯環(huán)直接相連的碳原子或其他原子與苯環(huán)在同一平面上。典型例題剖析典型例題剖析考向1有機(jī)化合物的空間構(gòu)型【典例1】（2023上·廣東汕頭·高三統(tǒng)考期中）維生素D含量越高，老年大腦的認(rèn)知功能越好。目前已知的維生素D至少有10種分子，維生素D3是其中重要的一種(結(jié)構(gòu)如圖)，下列有關(guān)說法正確的是A．D3不存在手性碳原子B．D3易溶于水，可溶解于水中服用C．D3可與溴水發(fā)生取代反應(yīng)使其褪色D．D3分子中虛線框內(nèi)所含碳原子可能共平面【答案】D【解析】A．中含有5個(gè)手性碳原子(*號(hào)標(biāo)出)，故A錯(cuò)誤；B．D3分子中只有1個(gè)羥基，而烴基大，所以不易溶于水，故B錯(cuò)誤；C．D3分子中含有碳碳雙鍵，可與溴水發(fā)生加成反應(yīng)使其褪色，故C錯(cuò)誤；D．D3分子中虛線框內(nèi)所含碳原子都是單雙鍵交替連接，所以碳原子可能共平面，故D正確；選D?！咀兪骄?】（2023下·）已知碳碳單鍵可以繞鍵軸自由旋轉(zhuǎn)。下列說法正確的是A．丙烷是直鏈烴，所以分子中3個(gè)碳原子也在一條直線上B．丙烯所有原子均在同一平面上C．所有碳原子一定在同一平面上D．至少有16個(gè)原子共平面【答案】D【解析】A．丙烷分子中3個(gè)碳原子不在同一直線上，A錯(cuò)誤；

B．甲基中的C原子與其所連的四個(gè)原子為四面體結(jié)構(gòu)，CH3—CH=CH2中甲基上至少有兩個(gè)氫不和它們共平面，B錯(cuò)誤；C．因?yàn)榱h(huán)結(jié)構(gòu)中有4個(gè)飽和的碳原子，故環(huán)狀結(jié)構(gòu)不是平面結(jié)構(gòu)，所有碳原子不可能在同一平面上，C錯(cuò)誤；

D．該分子中在同一條直線上的原子有8個(gè)，再加上其中一個(gè)苯環(huán)上的8個(gè)原子，所以至少有16個(gè)原子共平面，D正確；故選D?！咀兪骄?】（2023上·廣東東莞）下面有關(guān)有機(jī)化合物分子中原子的共線共面說法正確的是A．正丁烷分子中4個(gè)碳原子不可能處于同一平面上B．甲苯分子最多有12個(gè)原子處于同一平面上，最多4個(gè)原子共線C．四苯乙烯()分子中所有碳原子不可能位于同一平面D．分子最多有7個(gè)碳原子共面，最多3個(gè)碳原子共線【答案】D【解析】A．正丁烷分子中碳碳之間均以單鍵連接，可以任意旋轉(zhuǎn)，故正丁烷分子中4個(gè)碳原子可能處于同一平面上，但不可能在一條直線上，A錯(cuò)誤；B．甲苯分子含有苯環(huán)所在的平面至少有12個(gè)原子，甲基上3個(gè)H通過單鍵旋轉(zhuǎn)最多有1個(gè)H與之共面，即最多有13個(gè)原子處于同一平面上，苯環(huán)對(duì)位上的4個(gè)原子共線，即最多4個(gè)原子共線，B錯(cuò)誤；C．四苯乙烯()分子中含有4個(gè)苯環(huán)平面和一個(gè)碳碳雙鍵平面，四個(gè)苯環(huán)平面通過單鍵選項(xiàng)可以共面，即分子中所有碳原子都可能位于同一平面，C錯(cuò)誤；D．分子中含有碳碳雙鍵平面和碳碳三鍵直線，故最多有7個(gè)碳原子共面，最多3個(gè)碳原子共線，D正確；故答案為：D。三年真題·兩年模擬三年真題·兩年模擬1．（2023上·寧夏銀川·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）有機(jī)物M是合成抗過敏藥物色甘酸鈉的中間體，結(jié)構(gòu)簡式如下圖。下列關(guān)于該有機(jī)物的說法正確的是A．屬于芳香烴B．該物質(zhì)最多消耗1molNaOHC．苯環(huán)上的一氯取代物有4種D．所有碳原子可能共平面【答案】D【解析】A．M中除了碳?xì)湓赝膺€含有氧元素，不是烴，故A錯(cuò)誤；B．該物質(zhì)屬于酚酯類物質(zhì)，最多消耗氫氧化鈉大于1mol，故B錯(cuò)誤；C．苯環(huán)上還有3個(gè)不等效的H，苯環(huán)上的一氯取代物有3種，故C錯(cuò)誤；D．苯分子是平面分子，OCH3的O取代苯分子中H原子的位置，在苯分子平面上，與O原子連接的2個(gè)C原子是V形結(jié)構(gòu)，可能處于同一平面上；乙烯分子是平面分子，CH3及酯基的C原子取代乙烯分子中H原子的位置，在乙烯分子的平面上，乙烯平面與苯環(huán)平面共平面，由于碳碳單鍵可以旋轉(zhuǎn)，則該分子中所有碳原子可能共平面，故D正確；故選D。2．（2023上·云南保山·高二校考階段練習(xí)）下列表示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的化學(xué)用語或模型正確的是A．乙烯的結(jié)構(gòu)簡式 B．分子的球棍模型：C．醛基的電子式： D．葡萄糖的最簡式(實(shí)驗(yàn)式)：【答案】D【解析】A．乙烯分子中含有1個(gè)碳碳雙鍵，乙烯的結(jié)構(gòu)簡式中需要標(biāo)出官能團(tuán)結(jié)構(gòu)，其正確的結(jié)構(gòu)簡式為，故A錯(cuò)誤；B．甲烷的分子式為，分子中含有4個(gè)碳?xì)滏I，甲烷的球棍模型為，故B錯(cuò)誤；C．醛基中碳原子含有一個(gè)孤電子，碳原子和氧原子形成兩對(duì)共用電子對(duì)、和氫原子形成一對(duì)共用電子對(duì)，所以其電子式為，故C錯(cuò)誤；D．葡萄糖的分子式為，其實(shí)驗(yàn)式為，故D正確；答案選D。3．（2023上·寧夏石嘴山·高二平羅中學(xué)?？茧A段練習(xí)）布洛芬具有抗炎、鎮(zhèn)痛、解熱作用，但口服該藥對(duì)胃、腸道有刺激性，該分子結(jié)構(gòu)修飾過程如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是A．乙的分子式為B．乙的苯環(huán)上的二氯代物有3種(不考慮立體異構(gòu))C．甲、乙均可使酸性褪色，產(chǎn)物均有D．甲分子中一定共面的碳原子有8個(gè)【答案】B【解析】A．根據(jù)乙的結(jié)構(gòu)簡式得到乙的分子式為C19H23O2N，A正確；B．乙的苯環(huán)上左右連的基團(tuán)不相同，可寫為，其二氯代物分別為共有4種(不考慮立體異構(gòu))，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)苯連的烴基上的第一個(gè)碳上有氫原子被酸性高錳酸鉀氧化為羧基，因此甲、乙均可使酸性KMnO4褪色，產(chǎn)物均有，C正確；D．根據(jù)苯中12個(gè)原子共平面，碳碳單鍵可以旋轉(zhuǎn)，則甲分子中一定共面的碳原子有8個(gè)，D正確；故選B。4．（2023上·內(nèi)蒙古鄂爾多斯·高三鄂爾多斯市第一中學(xué)?？茧A段練習(xí)）某些萜類化合物具有較強(qiáng)的香氣和生理活性，且可以相互轉(zhuǎn)化，其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖。下列說法錯(cuò)誤的是A．可用銀氨溶液區(qū)別香葉醛與香葉醇B．若Q是一溴代物，則最多有2種不同結(jié)構(gòu)(不考慮立體異構(gòu))C．香葉醛與香葉醇均至少有5個(gè)碳原子共平面D．等物質(zhì)的量的香葉醇、香葉醛完全燃燒生成H2O的質(zhì)量，前者比后者多【答案】B【解析】A．香葉醛中含醛基，可與銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應(yīng)；香葉醇中無醛基，不能與銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應(yīng)，A正確；B．碳碳雙鍵與溴化氫可發(fā)生加成反應(yīng)，加成后溴原子連接的C原子位置不同，結(jié)構(gòu)種類大于2種，B錯(cuò)誤；C．碳碳雙鍵為平面結(jié)構(gòu)，根據(jù)香葉醛與香葉醇結(jié)構(gòu)可知，均至少有5個(gè)碳原子共平面，C正確；D．等物質(zhì)的量的香葉醇、香葉醛中，香葉醇含更多的H，則完全燃燒生成H2O的質(zhì)量比香葉醛完全燃燒生成H2O的質(zhì)量大，D正確；答案選B。5．（2024）有關(guān)“苯寶寶”的表情包非常流行，如圖：下列有關(guān)苯的說法錯(cuò)誤的是A．苯分子結(jié)構(gòu)中對(duì)位上的4個(gè)原子在一條直線上B．苯的結(jié)構(gòu)簡式可用表示，說明含有3個(gè)碳碳雙鍵C．苯的一氯代物有1種D．苯是一種碳原子的價(jià)鍵遠(yuǎn)沒有飽和的烴【答案】B【解析】A．苯分子具有平面正六邊形結(jié)構(gòu)，對(duì)位上的4個(gè)原子在一條直線上，A正確；B．苯的結(jié)構(gòu)簡式可用表示，但不含有碳碳雙鍵，B錯(cuò)誤；C．苯是平面正六邊形，6個(gè)氫原子相同，故苯的一氯代物只有1種，C正確；D．從苯的分子式可以看出，苯是一種碳原子的價(jià)鍵遠(yuǎn)沒有飽和的烴，D正確；故答案為：B。6．“碳九”是在石油提煉時(shí)獲得的一系列含碳數(shù)量在9左右的碳?xì)浠衔?。“碳九”包括裂解碳九和重整碳九，后者中的芳香烴含量較高。下列有關(guān)說法不正確的是A．若將“碳九”添加到汽油中，汽油燃燒更充分，不會(huì)形成積炭B．石油最主要的用途是提煉汽油和柴油，“碳九”的沸點(diǎn)低于汽油和柴油C．分子式為C9H12，且含有一個(gè)苯環(huán)的物質(zhì)共有8種D．均三甲苯()分子中所有碳原子都在同一平面【答案】AB【解析】A．“碳九”包括裂解碳九和重整碳九，而后者中的芳香烴含量較高，即“碳九”中碳的含量較高，故若將“碳九”添加到汽油中，可能會(huì)使汽油燃燒不充分而形成積炭，A錯(cuò)誤；B．“碳九”的相對(duì)分子質(zhì)量比汽油組分的要大，其分子間作用力更強(qiáng)，“碳九”的沸點(diǎn)高于汽油的，B錯(cuò)誤；C．分子式C9H12，且含有一個(gè)苯環(huán)的物質(zhì)中，側(cè)鏈上有3個(gè)碳原子，而3個(gè)碳原子可以形成一個(gè)側(cè)鏈、2個(gè)側(cè)鏈和3個(gè)側(cè)鏈。當(dāng)這3個(gè)碳原子形成一個(gè)側(cè)鏈時(shí)，可以形成正丙苯和異丙苯2種；當(dāng)3個(gè)碳原子形成2個(gè)側(cè)鏈，即一個(gè)甲基和一個(gè)乙基，即能形成鄰甲乙苯、間甲乙苯和對(duì)甲乙苯3種；當(dāng)這3個(gè)碳原子形成3個(gè)側(cè)鏈時(shí)，即構(gòu)成3個(gè)甲基，則有3種結(jié)構(gòu)：1,2,3-三甲基苯、1,2,4-三甲基苯、1,3,5-三甲基苯，故共有8種，C正確；D．苯中的12個(gè)原子共平面，而均三甲苯()分子中是用3個(gè)甲基中的碳原子取代了苯環(huán)上的3個(gè)H原子，故其結(jié)構(gòu)中的碳原子均在同一平面上，D正確；故選AB。7．（2023·吉林長春·統(tǒng)考一模）藥物異搏定合成路線中的某一步反應(yīng)如圖所示(部分產(chǎn)物未給出)，下列說法正確的是A．X分子中共面的碳原子最多有8個(gè)B．有機(jī)物X不能與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)C．與溶液反應(yīng)，最多消耗D．有機(jī)物Z與足量的氫氣加成所得分子中含有2個(gè)手性碳原子【答案】A【解析】A．苯環(huán)、羰基中7個(gè)碳原子共平面，甲基中的1個(gè)碳原子有可能與苯環(huán)共平面，則該分子中最多有8個(gè)碳原子共平面，A項(xiàng)正確；B．X含酚羥基，易被氧化，能與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．Y中酯基、溴原子水解都能和NaOH以1：1反應(yīng)，1個(gè)Y分子中有1個(gè)酯基和1個(gè)溴原子，1molY最多消耗2molNaOH，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．Z與足量氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，產(chǎn)物如圖所示，共含有4個(gè)手性碳原子，D項(xiàng)錯(cuò)誤；故選A。8．（2023上·重慶·高三西南大學(xué)附中?？茧A段練習(xí)）重慶火鍋馳名中外，譽(yù)滿全球?；疱伒琢现械墓鹌た梢云鸬饺バ冉饽伒墓δ?，桂皮的主要成份是肉桂醛()，可發(fā)生如下反應(yīng)：n，下列說法正確的是A．a(chǎn)物質(zhì)所有原子在一個(gè)平面上B．可以用溴的四氯化碳溶液檢驗(yàn)肉桂醛中的碳碳雙鍵C．肉桂醛和氫氣完全加成后有一個(gè)手性碳D．a(chǎn)物質(zhì)不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色【答案】B【解析】A．a(chǎn)中與苯環(huán)直接相連的碳原子為飽和碳原子，所有原子不在同一平面，A錯(cuò)誤；B．雙鍵能使溴的四氯化碳溶液褪色，可以用溴的四氯化碳溶液檢驗(yàn)肉桂醛中的碳碳雙鍵，B正確；C．肉桂醛和氫氣完全加成后產(chǎn)物為：，沒有手性碳，C錯(cuò)誤；D．a(chǎn)物質(zhì)中含醛基，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，D錯(cuò)誤；故選B。9．（2023上·浙江嘉興·高三統(tǒng)考階段練習(xí)）某藥物具有清熱解毒功效，其有效成分結(jié)構(gòu)如下。下列有關(guān)該物質(zhì)的說法不正確的是A．所有碳原子不可能處于同一平面上B．存在順反異構(gòu)體C．與足量充分反應(yīng)后的產(chǎn)物中共含6個(gè)手性碳原子D．1mol該物質(zhì)最多可與2molNaOH反應(yīng)【答案】C【解析】A．標(biāo)記的C存在sp3雜化，與這個(gè)C相連的原子肯定不共面，故所有碳原子不可能處于同一平面，故A正確；B．最左側(cè)有碳碳雙鍵上存在順反異構(gòu)體，故B正確；C．與足量充分反應(yīng)后的產(chǎn)物中共含5個(gè)手性碳原子，故C錯(cuò)誤；D．1mol該物質(zhì)中酯基是與酚形成的酯，最多可與2molNaOH反應(yīng)，故D正確；故選C?？键c(diǎn)考點(diǎn)二同分異構(gòu)體的書寫重難點(diǎn)辨析重難點(diǎn)辨析1．同分異構(gòu)現(xiàn)象、同分異構(gòu)體(1)定義：化合物具有相同的_分子式__，但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象，叫同分異構(gòu)現(xiàn)象。具有_同分異構(gòu)現(xiàn)象__的化合物互稱同分異構(gòu)體。(2)同分異構(gòu)體的特點(diǎn)——一同一不同①一同：分子式相同，同分異構(gòu)體的最簡式相同，但最簡式相同的化合物不一定是同分異構(gòu)體，如C2H2和C6H6。②一不同：結(jié)構(gòu)不同，即分子中原子的_連接方式__不同。同分異構(gòu)體可以是同一類物質(zhì)，也可以是不同類物質(zhì)。(3)同分異構(gòu)體類型①碳鏈異構(gòu)(碳骨架不同)：如CH3CH2CH2CH3和___。②官能團(tuán)位置異構(gòu)(官能團(tuán)位置不同)：如CH3—CH2—CH2—OH和___。③官能團(tuán)類別異構(gòu)(官能團(tuán)種類不同)：如CH3—CH2—CH2—OH和_CH3—CH2—O—CH3__。2．同分異構(gòu)體的書寫(1)烷烴同分異構(gòu)體的書寫甲烷、乙烷、丙烷無同分異構(gòu)體，丁烷的同分異構(gòu)體有2種，戊烷的同分異構(gòu)體有3種。烷烴只存在鏈架異構(gòu)，書寫時(shí)應(yīng)注意要全面但是不重復(fù)，一般采用“減碳法”。如以C6H14為例：第一步：將分子中全部碳原子連成直鏈作為母鏈C—C—C—C—C—C第二步：從母鏈一端取下一個(gè)碳原子作為支鏈(即甲基)，依次連在主鏈中心對(duì)稱線一側(cè)的各個(gè)碳原子上，此時(shí)碳骨架結(jié)構(gòu)有兩種：不能連在①位和⑤位上，否則會(huì)使碳鏈變長，②位和④位等效，只能用一個(gè)，否則重復(fù)。第三步：從母鏈上取下兩個(gè)碳原子作為一個(gè)支鏈(即乙基)或兩個(gè)支鏈(即2個(gè)甲基)依次連在主鏈中心對(duì)稱線一側(cè)的各個(gè)碳原子上，兩甲基的位置依次相鄰、相同，此時(shí)碳骨架結(jié)構(gòu)有兩種：②位或③位上不能連乙基，否則會(huì)使主鏈上有5個(gè)碳原子，使主鏈變長。所以C6H14共有5種同分異構(gòu)體。(2)含官能團(tuán)的有機(jī)物同分異構(gòu)體的書寫一般按碳鏈異構(gòu)?位置異構(gòu)?官能團(tuán)異構(gòu)的順序書寫。實(shí)例：(以C4H8O為例且只寫出骨架與官能團(tuán))(1)碳鏈異構(gòu)(2)位置異構(gòu)(3)官能團(tuán)異構(gòu)3．同分異構(gòu)書寫及數(shù)目的確定（1）同分異構(gòu)體的書寫以C6H14為例，分析用“有序思維”法書寫同分異構(gòu)體第一步：將分子中全部碳原子連成直鏈作為母鏈C—C—C—C—C—C第二步：從母鏈一端取下一個(gè)碳原子作為支鏈(即甲基)，依次連在主鏈中心對(duì)稱線一側(cè)的各個(gè)碳原子上，此時(shí)碳骨架結(jié)構(gòu)有兩種：[注意]不能連在①位和⑤位上，否則會(huì)使碳鏈變長，②位和④位等效，只能用一個(gè)，否則重復(fù)。第三步：從母鏈上取下兩個(gè)碳原子作為一個(gè)支鏈(即乙基)或兩個(gè)支鏈(即2個(gè)甲基)依次連在主鏈中心對(duì)稱線一側(cè)的各個(gè)碳原子上，兩甲基的位置依次相間、相鄰，此時(shí)碳骨架結(jié)構(gòu)有兩種：[注意]②位或③位上不能連乙基，否則會(huì)使主鏈上有5個(gè)碳原子，使主鏈變長。綜上分析C6H14共有5種同分異構(gòu)體。（2）同分異構(gòu)體數(shù)目的確定技巧①記憶法記住常見有機(jī)物的同分異構(gòu)體數(shù)。例如：甲烷、乙烷、丙烷均無同分異構(gòu)體，丁烷有2種，戊烷有3種。②替代法例如：二氯苯C6H4Cl2的同分異構(gòu)體有3種，四氯苯的同分異構(gòu)體也有3種。③等效氫法尋找有機(jī)物發(fā)生取代反應(yīng)后能形成幾種同分異構(gòu)體的規(guī)律，可通過分析有幾種等效氫原子得出結(jié)論，又稱為對(duì)稱法。A.同一碳原子上的氫原子是等效的。B.同一碳原子上所連甲基上的氫原子是等效的。C.處于鏡面對(duì)稱位置上的氫原子是等效的。(相當(dāng)于平面鏡成像時(shí)，物與像的關(guān)系)4．限定條件下同分異構(gòu)體的書寫解答這類題目時(shí)，要注意分析限定條件的含義，弄清楚在限定條件下可以確定什么，一般都是根據(jù)官能團(tuán)的特征反應(yīng)限定官能團(tuán)的種類、根據(jù)等效氫原子的種類限定對(duì)稱性(如苯環(huán)上的一取代物的種數(shù)、核磁共振氫譜中峰的個(gè)數(shù)等)，再針對(duì)已知結(jié)構(gòu)中的可變因素書寫各種符合要求的同分異構(gòu)體。規(guī)律·方法·技巧·點(diǎn)拔規(guī)律·方法·技巧·點(diǎn)拔1.同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷方法(1)記憶法記住常見同分異構(gòu)體的數(shù)目。①凡只含有一個(gè)碳原子的分子均無同分異構(gòu)體。②甲烷、乙烷、新戊烷、苯的一鹵代物只有一種。③丁烷、丙基(—C3H7)有2種，如丙烷的一氯代物有2種。④戊烷有3種。⑤丁基(—C4H9)有4種，如丁烷的一氯代物有4種。⑥戊基(—C5H11)有8種，如戊烷的一氯代物有8種。(2)等效氫法①同一碳原子上的氫為等效氫。②同一碳原子上所連甲基(—CH3)為等效甲基，等效甲基上的所有氫為等效氫。③處于對(duì)稱位置的碳原子上的氫也為等效氫。④有n種不同的等效氫，其一元取代物就有n種。(3)先定后動(dòng)法分析二元取代物的方法，如分析C3H6Cl2的同分異構(gòu)體，先固定其中一個(gè)Cl的位置，移動(dòng)另外一個(gè)Cl，從而得到其同分異構(gòu)體：、、、，共4種。(4)分子中含有苯環(huán)的有機(jī)物同分異構(gòu)體種數(shù)的判斷此類題目應(yīng)首先根據(jù)有機(jī)物的分子式和苯環(huán)的組成，找出“苯環(huán)”之外的部分，依據(jù)排列組合的方式確定苯環(huán)上取代基的種類和種數(shù)，特別要用到苯環(huán)的“對(duì)稱軸”和兩個(gè)取代基在苯環(huán)上“鄰、間、對(duì)”的位置關(guān)系。如分析甲苯苯環(huán)上的二氯代物種數(shù)時(shí)，需先確定一氯代物的種數(shù)有三種：。若先固定一個(gè)Cl在甲基的鄰位，移動(dòng)另一個(gè)Cl可得4種結(jié)構(gòu)：。再固定一個(gè)Cl在甲基的間位，移動(dòng)另一個(gè)Cl(注意另一個(gè)Cl不能連接甲基的鄰位，會(huì)出現(xiàn)重復(fù))可得2種結(jié)構(gòu)：。當(dāng)最后再固定一個(gè)Cl在甲基的對(duì)位時(shí)，無法形成二氯代物。因此，甲苯苯環(huán)上的二氯代物有6種。2．常見的官能團(tuán)類別異構(gòu)組成通式可能的類別及典型實(shí)例CnH2n烯烴(CH2CH—CH3)、環(huán)烷烴()CnH2n－2炔烴(CCHCH2—CH3)、二烯烴(CH—CHCH2CH2)、環(huán)烯烴()CnH2n＋2O醇(C2H5OH)、醚(CH3OCH3)CnH2nO醛(CH3CH2CHO)、酮()、烯醇(CH2CH—CH2—OH)、環(huán)醚()、環(huán)醇()CnH2nO2羧酸(CH3COOH)、酯(HCOOCH3)、羥基醛(HO—CH2—CHO)CnH2n－6O典型例題剖析典型例題剖析考向1同分異構(gòu)體的判斷與種數(shù)計(jì)算【典例1】（2023上·陜西寶雞·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）2甲基2丁烯()是合成橡膠的中間體，其一氯代物有A．1種 B．2種 C．3種 D．4種【答案】C【解析】，分子中存在3種原子的氫，則其一氯代物有3種，故選C?！咀兪骄?】（2023下·黑龍江哈爾濱）下列說法不正確的是A．含三個(gè)甲基的同分異構(gòu)體有3種B．表示的有機(jī)物共有(不考慮立體異構(gòu))20種C．聯(lián)苯()屬于芳香烴，其二溴代物有15種D．分子式為屬于芳香烴的同分異構(gòu)體有8種【答案】C【解析】A．烷烴主鏈兩端各有一個(gè)甲基，分子中含有三個(gè)甲基，說明烷烴分子中含有一個(gè)支鏈。若主鏈有6個(gè)碳原子，其結(jié)構(gòu)有：CH3CH2CH2CH(CH3)CH2CH3、CH3CH2CH2CH2CH(CH3)2，共2種；若主鏈有5個(gè)碳原子，其結(jié)構(gòu)有：CH3CH2CH(CH2CH3)2，故符合條件的同分異構(gòu)體共有3種，A正確；B．丁基有四種同分異構(gòu)體，C3H6Cl的碳鏈有兩種，分別為CCC或，氯原子在此碳鏈上的位置有5種，故表示的有機(jī)物共有=20種，B正確；C．含有苯環(huán)的烴即芳香烴，故聯(lián)苯屬于芳香烴，其一溴代物有3種，分別為，然后在此基礎(chǔ)上再取代一個(gè)溴成為二溴代物分別有：7，4，1，共有7+4+1=12種，C錯(cuò)誤；D．當(dāng)苯環(huán)上有一個(gè)取代基時(shí)，取代基是丙基或異丙基，結(jié)構(gòu)有2種；當(dāng)苯環(huán)上有2個(gè)取代基時(shí)，取代基為甲基和乙基，共有鄰間對(duì)三種結(jié)構(gòu)；當(dāng)苯環(huán)上有三個(gè)取代基時(shí)，取代基只能是三個(gè)甲基，共有3種結(jié)構(gòu)。所以屬于芳香烴的同分異構(gòu)體共有8種，D正確；故選C?！咀兪骄?】（2023下·重慶）下列物質(zhì)在給定條件下的同分異構(gòu)體數(shù)目(不包括立體異構(gòu))正確的是A．分子式為且屬于烯烴的有機(jī)物有4種 B．

的一溴代物有5種C．分子式為且屬于羧酸的有機(jī)物有4種 D．分子式為且屬于醇類的有機(jī)物有3種【答案】B【解析】A．分子式為且屬于烯烴的有機(jī)物有以下3種（不包括立體異構(gòu)）：

、

、

，A錯(cuò)誤；B．該分子中含有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫，如圖所示：

，其一溴代物有5種，B正確；C．分子式為且屬于羧酸的有機(jī)物有以下2種：

、

，C錯(cuò)誤；D．分子式為且屬于醇類的有機(jī)物有以下2種：

、

，D錯(cuò)誤；故選B?？枷?限定條件下同分異構(gòu)體的書寫【典例2】（2023·全國·高三專題練習(xí)）的一種同分異構(gòu)體符合下列條件，寫出該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：I．能使溴的CCl4溶液褪色，能與Na反應(yīng)放出H2，不能與NaHCO3溶液反應(yīng)；II．分子中含一個(gè)五元碳環(huán)和3種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子?！敬鸢浮俊窘馕觥康囊环N同分異構(gòu)體符合下列條件：I.能使溴的CCl4溶液褪色則含有不飽和鍵；能與Na反應(yīng)放出H2、不能與NaHCO3溶液反應(yīng)，則含有羥基不含羧基；Ⅱ.分子中含一個(gè)五元碳環(huán)和3種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子，則環(huán)上取代基對(duì)稱性較好；的不飽和度為3，且支鏈含有2個(gè)碳原子、3個(gè)氧原子，則同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)中應(yīng)該含有1個(gè)碳碳雙鍵、1個(gè)羰基、2個(gè)羥基且對(duì)稱性較好；同分異構(gòu)體為：?！咀兪骄?】（2023·全國·高三專題練習(xí)）M是F(

)的同分異構(gòu)體，同時(shí)滿足下列條件的M的結(jié)構(gòu)(不考慮立體異構(gòu))有。種。①遇FeCl3溶液發(fā)生顯色反②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)③除苯環(huán)外不含其他環(huán)【答案】16【解析】M是的同分異構(gòu)體，的不飽和度為6，①遇FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，說明結(jié)構(gòu)中含有酚羥基，②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，說明含有醛基，③除苯環(huán)外不含其他環(huán)，由不飽和度可知，該結(jié)構(gòu)中還含有1個(gè)碳碳雙鍵，若苯環(huán)上有3個(gè)取代基，?CH=CH2、—CHO、—OH，有10種結(jié)構(gòu)；若苯環(huán)上有2個(gè)取代基，則分別為—OH、?CH=CHCHO或—OH、?C(CHO)=CH2，共有6種結(jié)構(gòu)，符合條件的結(jié)構(gòu)有16種?！咀兪骄?】（2023·全國·高三專題練習(xí)）化合物W的相對(duì)分子質(zhì)量比化合物C大14，且滿足下列條件的W的結(jié)構(gòu)有種。其中核磁共振氫譜圖中有5組峰，峰面積比為2∶2∶2∶1∶1的結(jié)構(gòu)簡式為。①遇FeCl3溶液顯紫色；②屬于芳香族化合物；③能發(fā)生銀鏡反應(yīng)?！敬鸢浮?3

【解析】化合物C是苯甲酸，結(jié)構(gòu)簡式是，化合物W比C大14，說明多一個(gè)CH2原子團(tuán)，能同時(shí)滿足：①遇FeCl3溶液顯紫色，說明含有酚羥基；②屬于芳香族化合物，說明含有苯環(huán)；③能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，說明含有CHO，苯環(huán)有2個(gè)側(cè)鏈為OH、CH2CHO，有鄰、間、對(duì)3種位置關(guān)系，苯環(huán)有3個(gè)側(cè)鏈為OH、CHO、CH3，羥基與醛基有鄰、間、對(duì)3種位置關(guān)系，對(duì)應(yīng)的甲基分別有4種、4種、2種位置，故符合條件的同分異構(gòu)體共有：3+(4+4+2)=13種；其中核磁共振氫譜圖中有5組峰，峰面積比為2∶2∶2∶1∶1的結(jié)構(gòu)簡式為。三年真題·兩年模擬三年真題·兩年模擬1．（2023下·河北保定·高二河北省唐縣第一中學(xué)?？茧A段練習(xí)）分子式為C6H12O且含有“CHO”的同分異構(gòu)體共有(不考慮立體異構(gòu))A．6種 B．8種 C．4種 D．10種【答案】B【解析】能發(fā)生銀鏡反應(yīng)說明含有醛基，分子式為C6H12O的同分異構(gòu)體有、

、

共8種，故選：B。2．（2023下·遼寧大連·高二大連八中?？茧A段練習(xí)）雙環(huán)己烷C12H22()它的二氯代物，且氯原子在同一個(gè)環(huán)上的同分異構(gòu)體的個(gè)數(shù)是A．13 B．12 C．11 D．10【答案】B【解析】立方烷的二氯代物的同分異構(gòu)體可以采用固定一個(gè)氯原子的方法來尋找。當(dāng)一氯代物為，氯原子在同一個(gè)環(huán)上的二氯代物有4種：，當(dāng)一氯代物為時(shí)，二氯代物有5種：；當(dāng)一氯代物為時(shí)，二氯代物有3種：；共12種，故選：B。3．（2023下·四川成都·高一成都七中?？计谀┓肿邮綖镃5H10的有機(jī)物的同分異構(gòu)體的數(shù)目為(不考慮立體異構(gòu))A．8種 B．9種 C．10種 D．11種【答案】C【解析】C5H10的不飽和度為1，屬于鏈狀單烯烴或環(huán)烷烴，同分異構(gòu)體有：鏈狀單烯烴：、、、、；環(huán)烷烴：、、、、；共10種，故選C。4．29．（2023下·河北邢臺(tái)·高一寧晉中學(xué)統(tǒng)考階段練習(xí)）某有機(jī)物的分子式為，該有機(jī)物的同分異構(gòu)體有多種，其中只含六元環(huán)不含其他環(huán)且能與金屬鈉反應(yīng)的同分異構(gòu)體的種類有(不考慮立體異構(gòu))A．2種 B．3種 C．4種 D．5種【答案】D【解析】某有機(jī)物的分子式為，該有機(jī)物的同分異構(gòu)體有多種，其中只含六元環(huán)不含其他環(huán)且能與金屬鈉反應(yīng)，則可能含有C6H10的六元環(huán)(有兩個(gè)支鏈)和一個(gè)甲基、一個(gè)羥基，兩個(gè)支鏈在六元環(huán)有同、鄰、間、對(duì)位四種結(jié)構(gòu)，還可能含有C6H11的六元環(huán)(有一個(gè)支鏈)和一個(gè)?CH2OH，因此其同分異構(gòu)體的種類有5種；故D符合題意。綜上所述，答案為D。5．（2023下·山西運(yùn)城·高二康杰中學(xué)?？茧A段練習(xí)）五聯(lián)苯的一溴代物有A．5種 B．6種 C．7種 D．8種【答案】B【解析】五聯(lián)苯有兩條對(duì)稱軸,對(duì)稱軸兩側(cè)的氫原子是等效的，如圖，可知五聯(lián)苯中有6種不同的氫原子，所以一溴代物有6種同分異構(gòu)體，即五聯(lián)苯的一溴代物有6種，故答案為B。6．（2023下·黑龍江哈爾濱·高二哈爾濱三中?？计谥校┙M成和結(jié)構(gòu)可用

表示的有機(jī)物(不考慮立體結(jié)構(gòu))共有A．3種 B．12種 C．20種 D．36種【答案】C【解析】C4H9有4種結(jié)構(gòu)，C3H6Cl有5種結(jié)構(gòu)，故該有機(jī)物有種結(jié)構(gòu)。故選C。7．（2023下·湖北·高二校聯(lián)考階段練習(xí)）分子式為C3H7OCl，能與Na反應(yīng)產(chǎn)生H2的化合物共有(不含立體異構(gòu))A．3種 B．4種 C．5種 D．6種【答案】C【解析】分子式為C3H7OCl，能與鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，說明含有羥基，可看作Cl取代丙醇的H原子，丙醇有CH3CH2CH2OH、CH3CH(CH3)OH，烴基分別有3、2種H，則一氯代物有5種，故選C。8．（2020上·云南玉溪·高二云南省玉溪第一中學(xué)?？计谥校┖幸粋€(gè)雙鍵的烯烴，加氫后產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為此烯烴可能的結(jié)構(gòu)有(不考慮順反異構(gòu))A．9種 B．8種 C．7種 D．6種【答案】C【解析】根據(jù)烯烴與氫氣加成反應(yīng)的原理，可知烷烴分子中相鄰碳原子均帶氫原子的碳原子間是對(duì)應(yīng)烯烴存在碳碳雙鍵的位置，但是該烷烴從右往左的第三個(gè)碳原子連了兩個(gè)相同的乙基，在計(jì)算雙鍵個(gè)數(shù)時(shí)，只能算與其中一個(gè)乙基相關(guān)的雙鍵數(shù)，故總共7種；故答案為：C。9．（2023上·廣東惠州·高二博師高中?？茧A段練習(xí)）分子式為C3H8O的醇與分子式為C8H8O2且含苯環(huán)的羧酸在一定條件下反應(yīng)生成酯的種類有A．3種 B．4種 C．8種 D．12種【答案】C【解析】分子式C3H8O分子式可對(duì)應(yīng)的醇有2種：CH3CH2CH2OH、CH3CHOHCH3，分子式為C8H8O2且含苯環(huán)的羧酸有4種：苯乙酸、鄰甲基苯甲酸、對(duì)甲基苯甲酸、間甲基苯甲酸，它們形成的酯有：8種，答案