高中化學(xué)：同分異構(gòu)體的突破2

同分異構(gòu)體的突破

【考綱要求】

1.明確官能團(tuán)類別異構(gòu)的書寫

2未明確官能團(tuán)類別異構(gòu)的書寫

3.限定條件下的同分異構(gòu)體的書寫

【核心知識(shí)梳理】

—.考查內(nèi)容

有機(jī)物物同分異構(gòu)體的考查是對(duì)學(xué)生們有序性思維的一種考查方式，深入考查學(xué)生對(duì)同分異構(gòu)體的各種

基本技巧的熟練應(yīng)用。

二.考點(diǎn)特點(diǎn)

同分異構(gòu)體的尋找是有機(jī)化學(xué)在二卷大題中的必考點(diǎn)，也是難點(diǎn)，是學(xué)生最為頭疼的題目類型，因?yàn)槿?/p>

果思維混亂的話既浪費(fèi)時(shí)間又無(wú)法得分，所以學(xué)生往往舍棄這一部分，因此如果能夠有所突破，必然會(huì)

給自己在化學(xué)答題得分上贏得籌碼，目前的考查基本上是限定條件考查相關(guān)同分異構(gòu)體的數(shù)目或者寫出

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

三.同分異構(gòu)體的書寫

1.書寫思路：有序性原則——先找平面異構(gòu)、后找立體異構(gòu)；平面異構(gòu)中先找“官能團(tuán)類別異構(gòu)”、再找“碳

鏈異構(gòu)”、最后確定“官能團(tuán)位置異構(gòu)”，碳鏈異構(gòu)是基礎(chǔ)（注意：如果明確了某種類別異構(gòu)，如，烷燒、烯

煌、煥烽、苯的同系物、各種姓的衍生物等就直接進(jìn)行碳鏈異構(gòu)、位置異構(gòu)）。

【例題示范1】寫出分子式為C4H8的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

2.具體方法：

（1）官能團(tuán)類別異構(gòu)的判斷方法

利用不飽和度（C）確定，如果某嫌的分子式為CxHy,則。=（2x+2-y）/2,即每差兩個(gè)氫為一個(gè)不飽

和度（注意：氧原子在不飽和度求算中不考慮，鹵素原子按照氫原子對(duì)待）。

①。=0：即飽和，①如果是煌則為烷燒，②如果含有一個(gè)氧子則為飽和醇或者飽和酸。

②C=l：雙鍵或者單環(huán)，①如果是燒則為烯燃或者環(huán)烷燒，②如果含有一個(gè)氧原子，可以是醛、酮或者環(huán)酸，

③如果含有兩個(gè)氧原子可以是酯類、竣酸或者羥基醛等。

③。=2：三鍵、兩個(gè)雙鍵、兩個(gè)單環(huán)或者一個(gè)環(huán)加一個(gè)雙鍵，如果是燒則為煥煌、二烯燒、環(huán)烯煌或雙環(huán)烽

（其他略）

④C=4：①如果是燒則可以是苯環(huán)，雙煥煌等（其他略），②如果含有一個(gè)氧原子可以是酚、芳香醇或者芳

香酸等

（2）官能團(tuán)位置異構(gòu)的判斷方法

利用等效氫確定，等效氫即對(duì)稱氫，①同一個(gè)碳上的氫是等效的，②同一個(gè)碳上相同取代基上的氫是

等效的，③處在對(duì)稱位置上的取代基上的氧是等效的。

（1）一元取代：等效氫替換法

【例題示范2】丙烷的一氯代物有一種同分異構(gòu)體

（2）二元取代：①如果是相同的元采用等效氫組合法，②不同的元采用連續(xù)等效氫替換法

【例題示范3】丙烷的二氯代物有一種同分異構(gòu)體，丙烷同時(shí)進(jìn)行氯和漠取代有種的同分異構(gòu)體。

（3）三元取代：先找二元取代，再找第三元。

【例題示范41苯環(huán)上進(jìn)行不同的三元取代時(shí)，有一種同分異構(gòu)體；如果有兩個(gè)元是相同的，則有一種

同分異構(gòu)體。

四.分類突破

1.明確官能團(tuán)類別異構(gòu)的：所謂明確官能團(tuán)類別異就是明確的告訴我們寫出哪類物質(zhì)的同分異構(gòu)體

書寫的基本過程：先找碳鏈異構(gòu)，再找位置異構(gòu)（根據(jù)等效氫進(jìn)行一元或者多元取代）

【例題示范5］分子式為C6H|2的烯垃的同分異構(gòu)體共有種

【解題思路】烯煌或者塊煌的位置異構(gòu)可以采用烷燒摘等效氫的方法，要注意的是如果是摘烯燒，所摘碳

上必須至少要有一個(gè)氫原子，如果是摘煥燒，所摘碳上必須至少要有兩個(gè)氫原子，C6H12對(duì)應(yīng)的烷燒有五種

同分異構(gòu)體，分別寫出來后，標(biāo)出等效氫，然后摘出對(duì)應(yīng)的烯煌結(jié)構(gòu)

【例題示范6】GOHM的屬于苯的同系物的同分異構(gòu)體有一種。

【解題思路】苯的同系物的特點(diǎn)是只有一個(gè)苯環(huán)且側(cè)鏈為烷基，該分子式符合苯的同系物的通式，因此，

可以采用對(duì)苯環(huán)進(jìn)行一元、二元、三元、四元取代的方法進(jìn)行尋找，如果能夠熟練把握一CH3、一C2H5、一C3H7、

—C4H9同分異構(gòu)體數(shù)目就可以很迅速的找出來。

2.未明確官能團(tuán)類別異構(gòu)的

書寫的基本過程：先根據(jù)不飽和度確定官能團(tuán)類別異構(gòu)，再找碳鏈異構(gòu)，最后找位置異構(gòu)（根據(jù)等效氫進(jìn)

行一元或者多元取代）

【例題示范71某單官能團(tuán)有機(jī)化合物，只含碳、氫、氧三種元素，相對(duì)分子質(zhì)量為58,完全燃燒時(shí)產(chǎn)生

等物質(zhì)的量的C02和H2O,它可能的結(jié)構(gòu)共有（不考慮立體異構(gòu)）（）

A.4種B.5種C.6種D.7種

【解題思路】先根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量為58確定分子式，采用討論和除12取余法可得出分子式為C3H6。，然

后根據(jù)不飽和度為1可知有一個(gè)雙鍵或者一個(gè)環(huán)，再根據(jù)“單官能團(tuán)”的限制條件,可知雙鍵只能為碳氧雙鍵,

環(huán)可以是碳氧換或者碳環(huán)，從而得出相關(guān)同分異構(gòu)體

3限定條件下的同分異構(gòu)體的書寫

書寫的基本過程：可以先根據(jù)不飽和度找出類別異構(gòu)（如果給了部分基團(tuán)就可以直接利用），再找碳鏈異

構(gòu)，然后根據(jù)等效氫進(jìn)行一元或者多元取代已知結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式確定同分異構(gòu)體

【例題示范8]已知A的分子式為CsHsO,紅外光譜分析表明分子中含有0—H鍵和位于分子末端的一C三C—,

核磁共振氫譜有三個(gè)峰，峰面積之比為6：1：1。又已知羥基連在不飽和碳上不穩(wěn)定。

（1）寫出A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式<,

（2）寫出滿足下列條件的A的同分異構(gòu)體B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

①ImolB最多能與ImolBr?發(fā)生加成反應(yīng)②B能與金屬Na反應(yīng)③有三種不同化學(xué)環(huán)境的氫

【精準(zhǔn)訓(xùn)練1]

1.已知甲苯的一氯代物有4種，則甲苯完全氫化后的環(huán)烷燒的一氯代物有（）

A.3種B.4種C.5種D.6種

2.分子式為C5H10O2的有機(jī)物在酸性條件下可水解為酸和醇，若不考慮立體異構(gòu)，這些醇和酸重新組合可

形成的酯共有

A.15種B.28種C.32種D.40種

3.四聯(lián)苯《3^^^^^^~^^》的--氯代物有（）

A.3種B.4種C.5種D.6種

4.分子式為C5H10O2，并能與飽和NaHCCh溶液反應(yīng)放出氣體的有機(jī)物有（不含立體結(jié)構(gòu)）（）

A.3種B.4種C.5種D.6種

CH,O-—CHO

5.有機(jī)物——廠有多種同分異構(gòu)體，其中屬于酯且含有苯環(huán)的共有（）

A.3種B.4種C.5種D.6種

6.A的分子式為C4H10O3,ImolA與足量金屬鈉反應(yīng)會(huì)生成1.5mol的氏，則符合條件的A的結(jié)構(gòu)有（一

個(gè)碳上連接多個(gè)羥基不穩(wěn)定，不考慮立體異構(gòu)）（）

A.3種B.4種C.5種D.6種

7.已知飽和酸（A）與足量的乙醇（B）在一定條件下生成酯（C）,若M（C）=M（A）+56且A分子比

B分子多3個(gè)碳原子，則上述反應(yīng)生成的C最多有（）

A.4種B.5種C.6種D.7種

8.分子式為C6Hl2O2的有機(jī)物A,有香味，在酸性條件下可以水解成有機(jī)物B和C,B能和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)

生成氣體，C不能發(fā)生消去反應(yīng)，能催化氧化成醛或酮，則A可能的結(jié)構(gòu)有幾種（）

A.2B.5C.6D.8

9.已知化合物B3N3H6（硼氮苯）與C6H6（苯）的分子結(jié)構(gòu)相似，如右圖：則硼氮苯的二HHIH

WW

HH/*

氯取代物B3N3H4cL的同分異構(gòu)體的數(shù)目為()

A.2B.3C.4D.6

CH3

00

10.已知分子式為C|2Hn的物質(zhì)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3,苯環(huán)上的二溪代物有9種同分異構(gòu)體，由此

推斷

A苯環(huán)上的四漠代物的同分異構(gòu)體的數(shù)目有()種

A.9B.10C.11D.12

【精準(zhǔn)訓(xùn)練2】

1.化合物H是一種有機(jī)光電材料中間體。實(shí)驗(yàn)室由芳香化合物A制備H的一種合成路線如下:

已知1：①RCHO+CH3cHORCH=CHCHO+H2O；②||+|||:a

回答下列問題：

(1)化合物G的二氯代物有種同分異構(gòu)體。

(2)芳香化合物X是D的同分異構(gòu)體，X能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，其核磁共振氫譜顯示有3種化學(xué)環(huán)境的氫，峰面

積之比為6：1：1,符合條件的X的結(jié)構(gòu)共有多種，任寫出2種符合要求的X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式、

2.A(C3H6)是基本有機(jī)化工原料。由A制備聚合物C和H°比C<_^COOH的合成路線(部分反應(yīng)

條件略去)如圖所示:

CH3

CH3OH、CO"~~化■利汨_i.NaQH./今

Pd催化劑"回

1ii.H+回

「]COOCH3

LICOOH

NaOH

E_ENaCNEi.NaOH_

△?[F}"回ji.HCl'

高溫凹△c3H6。

CH2OH

已知:+II-"—I。。'

回答下列問題:

（1）B的同分異構(gòu)體中，與B具有相同的官能團(tuán)且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的共有種；其中核磁共振氫譜

為3組峰，且峰面積之比為&1：1的是（寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式）。

3.奈必洛爾是一種用于血管擴(kuò)張的降血壓藥物，一種合成奈必洛爾中間體G的部分流程如下：

己知：乙酸好的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為8。

請(qǐng)回答下列問題：（1）寫出滿足下列條件的E的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：

I.苯環(huán)上只有三個(gè)取代基

n核磁共振氫譜圖中只有4組吸收峰

Ill.lmol該物質(zhì)與足量NaHCCh溶液反應(yīng)生成2moiceh

4.用石油產(chǎn)品A（C3H6）為主要原料?，合成具有廣泛用途的有機(jī)玻璃PMMA?流程如下（部分產(chǎn)物和條件省略）

試回答下列問題：（1）T是G的同分異構(gòu)體，ImolT與足量新制Cu（OH”懸濁液反應(yīng)最多生成2molcU20

沉淀，T的結(jié)構(gòu)有種(不含立體結(jié)構(gòu))。

(2)若高分子化合物PMMA的相對(duì)分子質(zhì)量為1.5x106,其聚合度為。

5.氟他胺(G)是一種可用于治療腫瘤的藥物。實(shí)驗(yàn)室由芳香燃A制備G的合成路線如下:

請(qǐng)回答下列問題：

(1)T(C7H7NO2)是E在堿性條件下的水解產(chǎn)物，同時(shí)符合下列條件的T的同分異構(gòu)體有種(不考

慮立體異構(gòu))；其中核磁共振氫譜為4組峰，且峰面積之比為1：2：2：2的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

①一NH2直接連在苯環(huán)上②能與新制的氫氧化銅懸濁液共熱產(chǎn)生紅色沉淀。

6.環(huán)丁基甲酸是重要的有機(jī)合成中間體，其一種合成線路如下:

嬴!過,“化新,

ABC

C^COOC2H5①NaOHp^<,COOH

f“COOC2H5②田~V<COOH

。3印?！佰暮?卜]△

D°E°<>COOH

H

環(huán)「一甲酸

請(qǐng)回答下列問題：

(1)化合物W為H的同分異構(gòu)體，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)且只含酯基一種官能團(tuán)，則所有符合條件的W的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

式為O

7.H是合成抗炎藥洛縈洛芬鈉的關(guān)鍵中間體，它的一種合成路線如下：

（1）寫出滿足下列條件的F的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

I.能發(fā)生水解反應(yīng)生成酸和醇

II.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

in.核磁共振氫譜有5組峰且峰面積之比為3：2：2：2：1

8.辣椒的味道主要源自于所含的辣椒素，具有消炎、鎮(zhèn)痛、麻醉和戒毒等功效，特別是其鎮(zhèn)痛作用與嗎啡

相若且比嗎啡更持久。辣椒素（F）的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,其合成路線如下:

NaCH(COOCH：CH,)j

①NaOH溶液/加熱

②H,SO?溶液

SOCbI80T；

■C^,0,9

已知：R-OHP&mR-BrR-Br+R'-NafR'-R+NaBr

回答下列問題：

（1）寫出同時(shí)符合下列三個(gè)條件的D的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：;

①能使浪的四氯化碳溶液褪色②能發(fā)生水解反應(yīng)，產(chǎn)物之一為乙酸

③核磁共振氫譜為三組峰，且峰面積比為3：2：1

COOH

CC0°H）中官能團(tuán)的種類和數(shù)目完全相同的同分異構(gòu)體有種（不含立體異構(gòu)），其中核磁

共振氫譜為4組峰，且峰面積之比為1：2：3：4的是（寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式）。

10.在G（）的同分異構(gòu)體中，苯環(huán)上的一氯代物只有一種的共有種（不含立體異構(gòu)），

其中核磁共振氫譜顯示兩組峰的是（寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式）。

【真題感悟】

1.（2021山東卷）一種利膽藥物F的合成路線如圖:

回答下列問題:

（DA的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為；符合下列條件的A的同分異構(gòu)體有種。

①含有酚羥基②不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)③含有四種化學(xué)環(huán)境的氫

2.（2021.浙江卷）某課題組研制了一種具有較高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚合物P,合成路線如下:

請(qǐng)回答：（5）寫出3種同時(shí)滿足下列條件的化合物F的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式（不考慮立體異構(gòu)體）:

①H-NMR譜顯示只有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子②只含有六元環(huán)

?

含有II

c不含-c=c一鍵

--C-C-

—CH2cH2cH2coOH

3.（2021?湖南卷）（4）B（1J）有多種同分異構(gòu)體，同時(shí)滿足下列條件的同分異

構(gòu)體有種（不考慮立體異構(gòu)）

①苯環(huán)上有2個(gè)取代基②能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng)③與FeCl,溶液發(fā)生顯色發(fā)應(yīng)

其中核磁共振氫譜有五組峰，且峰面積之比為6：2：2：1：1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為；

4.（2021?廣東卷）天然產(chǎn)物V具有抗瘧活性，某研究小組以化合物I為原料合成V及其衍生物VI的路線如

下（部分反應(yīng)條件省略，Ph表示-C6H5）：

（5）化合物VI的芳香族同分異構(gòu)體中，同時(shí)滿足如下條件的有種，寫出其中任意一種的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:

條件：a.能與NaHCCh反應(yīng)：b.最多能與2倍物質(zhì)的量的NaOH反應(yīng)；c.能與3倍物質(zhì)的量的Na發(fā)生放出

山的反應(yīng)；d.核磁共振氫譜確定分子中有6個(gè)化學(xué)環(huán)境相同的氫原子；e.不含手性碳原子（手性碳原子是指

連有4個(gè)不同的原子或原子團(tuán)的飽和碳原子）。

5.（2021.全國(guó)甲卷）化合物B（HO_2coOH）的同分異構(gòu)體中能同時(shí)滿足下列條件的有

（填標(biāo)號(hào)）。

a.含苯環(huán)的醛、酮

b.不含過氧鍵（-0-0）

c.核磁共振氫譜顯示四組峰，且峰面積比為3：2：2：1

A.2個(gè)B.3個(gè)C.4個(gè)D.5個(gè)

CHO

/-<

6.（2021?河北卷）（2）D（%,：■）有多種同分異構(gòu)體，其中能同時(shí)滿足下列條件的芳香族化合物

HOO-

的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為、。

①可發(fā)生銀鏡反應(yīng)，也能與FeCb溶液發(fā)生顯色反應(yīng)；②核磁共振氫譜有四組峰，峰面積比為1：2：2：3。

7.（2021.全國(guó)乙卷）鹵沙噪侖W是一種抗失眠藥物，在醫(yī)藥工業(yè)中的一種合成方法如下：

X

FCHBrN

KMnO4BSO5,C66

CHFO*CHC1FO

75274l)ZnCl2

2)NaOH

③

.OH

CH3COOH

C2H50H

⑥

（6）C的同分異構(gòu)體中，含有苯環(huán)并能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的化合物共有種。

8.（2020?新課標(biāo)I）己知如下信息：③苯胺與甲基口比咤互為芳香同分異構(gòu)體

ECH2OH）的六元環(huán)芳香同分異構(gòu)體中，能與金屬鈉反應(yīng)，且核磁共振氫譜有四組峰,

NH2

峰面積之比為6：2：2：I的有種，其中，芳香環(huán)上為二取代的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

9.（2020?新課標(biāo)II）維生素E是一種人體必需的脂溶性維生素，現(xiàn)己廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、營(yíng)養(yǎng)品、化妝品等。

天然的維生素E由多種生育酚組成，其中a-生育酚（化合物E）含量最高，生理活性也最高。下面是化合物E

的一種合成路線，其中部分反應(yīng)略去。

（6）化合物C的同分異構(gòu)體中能同時(shí)滿足以下三個(gè)條件的有個(gè)（不考慮立體異構(gòu)體，填標(biāo)號(hào)）。

（i）含有兩個(gè)甲基；（訂）含有酮談基（但不含C=C=O）；（iii）不含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

(a)4(b)6(c)8(d)10

其中，含有手性碳（注：連有四個(gè)不同的原子或基團(tuán)的碳）的化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為