第二节同系物和同分异构体【知识网络】一．同分异构体：1．缺乏空间感受，导致同分异构体的重复计数。

Cl H如：二氯甲烷误认为H-C-H与Cl-C-H互为同分异构体。

Cl Cl2．向缺乏“等效变换”的观念，不会巧断异构体数目。

如：由二氯苯（C6H4Cl2）的同分异构体有3种，即可推知四氯苯（C6H2Cl4）的同分异构体也必有3种（4个H原子与4个Cl原子的“等效变换”）。

3．判断同系物要点:①同系物通式一定相同。

②通式相同不一定是同系物。

③同系物组成元素种类必须相同。

④同系物是结构相似，不是相同，如CH3CH2CH3和(CH3)4C前者无支链,后者有支链能互称同系物(结构相似不一定完全相同)。

⑤在分子组成上必须相差一个或几个CH2原子团，但通式相同组成上相差若干个CH2原子团不一定是同系物，如CH 3CH 2Br 和CH 3CH 2CH 2Cl 都是卤代烃,且结构相差一个CH 2原子团不是同系物。

【典型例题评析】例1 下列各对物质中属于同分异构体的是(2000年理科综合题)思路分析：本题考查对同位素、同素异形体、为“司空见惯”的简单问题，抓住同分异构体的“分子式相同”这一特征即可。

答案：D引申发散：“四同”比较体：（1998年全国高考题）据此，可判断1,2,3,4,5-五氯环戊烷（假定五个碳原子也处于同一平面上）的异构体数目是 A.4 B.5 C.6 D.7思路分析：本题将同分异构体知识与空间结构相结合，突出了空间想像能力的考查。

五个氯原子在环戊烷平面上可分为五上（或五下）答案：AC 、H 原子都未画出一题多解：本题以三元环取代物的几何异构为给予信息，并让考生将该信息迁移到另一新情景中去，以此考查考生自学能力，并在此基础上考查了逻辑思维,抽象思维和空间概念。

解题时，将环戊烷用键线，写在纸平面上，在纸平面下方的氯原子可不写出，在纸平面前方的氯原子则用碳原子上涂黑点的方法表示，5个氯原子都在后方的只有1个异构体，将其中1个氯原子移至前方的也只有1个异构体，将2个氯原子移至前方的则有两个异构体，前移三个氯原子与前移两个重复；前移4个，5个分别跟前移1个，全部在后重复，所以共有4种异构体。

例3 化合物丙由如下反应: 其不意 得到丙的结构简式不可能的是（2000年春季高考） A.CH 3CH 2CHBrCH 2Br B.CH 3CH(CH 2Br)2 C.CH 3CHBrCHBrCH 3 D.(CH 3)2CBrCH 2Br思路分析：本题以隐含条件的形式考查同分异构体知识，强化了思维的深刻性。

丁烯有： CH 2=CH-CH 2-CH 3、CH 3-CH=CH-CH 3、CH 2=C(CH 3)2三种同分异构体，与Br 2加成后分别得到A 、C 、D 三种结构。

答案：B方法要领：物质“乙”为烯烃由其同分异构体确定与Br 2加成产物。

例4 某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，该烃的分子式可以是（1996年全国高考题）A.C 3H 8B.C 4H 10C.C 5H 12D.C 6H 14 思路分析：烃的一氯代物只有一种，H 原子分布必须完全对称。

如：CH 3 CH 3 CH 3CH 4、CH 3-CH 3、CH 3-C-CH 3、CH 3-C----C-CH 3等。

CH 3 CH 3 CH 3答案：C方法要领：烃的一氯代物无同分异构体，逆推其烃具有高度的对称性。

先写出一个C 原子以此C 原子为中心，然后在其四个价键上分别添上H 原子、C 原子，再判断结构。

例5 用式量为43的烷基取代甲苯苯环上的一个氢原子，所得芳香烃产物的数目为（1997年上海高考题）A.3B.4C.5D.6思路分析：本题将几种同分异构现象进行组合，突出了思维严密性和广阔性的考查。

式量为43的烷基为C 3H 7-，包括丙基（CH 3CH 2CH 2-）和异丙基[(CH 3)2CH-]，分别在甲苯苯环的邻、间、对位上取代，共有6种。

答案：D或Al 2O 3,Δ Br 2,CCl 4 丙乙 甲 C 4H 8Br 2 C 4H 10C 4H 8 H 2SO 4(浓),Δ--CH--CH 2C(CH 3)3 CH(CH 2CH 3)2 CH 2CH 2CH(CH 3)2CHCH(CH 3)2 CH 3 方法要领：本题既考查学生对苯类化合物同分异构种数的判断，又考查了学生根据式量求烃基方法掌握情况。

烃及烃基的推算，通常将式量除以14（即-CH 2-的式量），从所得的商及余数或差数便能判断是何种烃或烃基：其整数值为通式中的n 值，余数便为H 原子“2n ”应加的个数，差数便为H 原子“2n ”应减的个数。

常用有以下几种：式量/14的值 余数 物质n 余2 烷n 余1 烷基n 无余数 烯（或环烷）n 差2 炔（或二烯）n 差6 苯类本题涉及的是烷基（-C 3H 7），防止只注意正丙基，而忽略了异丙烷基[(CH 3)2CH-]的存在。

例6 烷基取代苯（C 6H 5-R ）可以被KMnO 4的酸性溶液氧化成（C 6H 5COOH ）。

但若烷基R 中直接与苯环连接的碳原子上没有C —H 键，则不容易被氧化得到，现有分子式是C 11H 16的一烷基取代苯，已知它可以被氧化为苯甲酸的异构体有7种，其中的3种是：请写出其他四种的结构简式： ，， ，。

（2000年春季高考题）思路分析：本题主要考查接受并运用新信息的能力和分析、推理能力。

由题示信息可知：C 11H 16必含有 或 结构片段。

或以 为母体，则其余部分为丁基，有4种异构体（题干中已经给出2种）；若以 为母体，则其余部分分别为：①2个乙基；②1个甲基和1个丙基（已知）；③1个甲基和1个异丙基。

答案： 方法要领：只要注意题中信息：直接与苯环连接的碳原子上没有C —H 键，则不容易被氧化得到，首先写出苯环上直接相连的碳上至少有一个H ，然后再接余下的基团。

例7 如果定义有机物的同系列是一系列的结构式符合A[W]n B(其中n ＝0，1，2，3…)的化合物)。

式中A 、B 是任意一种基团(或氢原子)，W 为2价的有机基团，又称为该同系列的系差。

同系列化合物的性质往往呈现规律性的变化。

下列四种化合物中，不可．．称为同系列的是（1994年全国高考题）A ．CH 3CH 2CH 2CH 3 CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3 CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3B ．CH 3CH=CHCHO CH 3CH=CHCH=CHCHO CH 3(CH=CH)3CHOC ．CH 3CH 2CH 3 CH 3CHClCH 2CH 3 CH 3CHClCH 2CHClCH 3D ．ClCH 2CHClCCl 3 ClCH 2CHClCH 2CHClCCl 3 ClCH 2CHClCH 2CHClCH 2CHClCCl 3思路分析：本题是涉及同系物概念的新信息题。

题中定义有机物的同系列，它们的结构式只需符合A[W]n B(其中n ＝0，1，2，3…)。

A 和B 是结构两端的任意一种已被确定的一价原子基团或氢原子。

A 项中结构为：CH 3[CH 2]n CH 3，B 项中结构为：CH 3[CH=CH]n CHO ，D 项中结构为：Cl[CH 2CH(Cl)]n CCl 3，只有C 项无[W]规律变化的系差。

--CH 2-- --CH----CH 2--答案：C方法要领：本题的解题过程中存在两个解法上的特点。

一是题中明确“不可．．称为同系列”选项的选择，虽原题中为强调“不可”而标准状况着重号。

但完成过程中仍易错选成“可称为同系列”的选项。

因此解题时，根据对每个选项的判断结果应随时作有标记，如作对号、叉号。

最后再明确题干中的要求，确定本题的正确答案。

二是对于选择题，在完成过程中，若有三个选项不是本题的答案时，本题答案必为剩余一个选项。

只要解题过程认真，此时无需再进行验证。

在完成本题的具体解题分析并得到最终正确结果之后，应联系以往接触的“新信息题”，分辨题中给予新信息与原来掌握的已有知识的关系情况。

虽然都是新信息在题中出现，有的只重在提供简单的信息背景材料；有的新信息是原有知识的接续或补充，有的新信息则是原有知识的完善或变更。

本题给出的同系列是指同一类的若干同系物形成的系列，而对同系物概念的定义与我们原有机物同系物概念有所不同。

在此情况下，切忌固守原有概念的内涵，影响对新信息内容的接受、理解和应用。

例8下面是苯和一组稠环芳香烃的结构简式：（1998年高考化学试测题）………①苯②萘③蒽④并四苯⑤并五苯并m苯(1)写化合物②--⑤的分子式：①C6H6 ②③④⑤(2)这组化合物的分子式通式是C H (请以含m的表示式填在横线上,m=1,2,3,4,5---)(3)由于取代基的位置不同,产生的异构现象称为官能团异构.一氯并五苯有 (填数字)个异构体；二氯蒽有 (填数字)个异构体。

思路分析：本题旨在测试考生的统摄思维和逻辑推理的能力。

第一小题是铺垫。

先将苯、萘、蒽并四苯、并五苯的分子式中C、H原子个数数清楚，这是很容易的。

第二小题要求写通式。

从第一小题可以看出，每增加一个苯环，需要增加4个C、2个H。

再将苯环往前推，虚拟一个乙烯C2H4。

这是C、H原子个数的常数项，由此得通式C4m+2H2m+4。

第三小题是结合空间概念（实际上仅是两维，还不过是平面而已）观察等同的位置。

并五苯实际上只有4个不同的位置，因此答案：（1）②C10H8③C14H10 ④C18H12⑤C22H14（每错一个，不给分，还各倒扣1分，但本小题不出现负分）；（2）4m+2、2m+4(两空必须同时正确给分，不分段给分)；（3）4、15（分段给分）一题多解：关于通式也可化归为数学问题，用等差数列求解：m1.同系列物质用A[W]n B表示；2.找出等差:W；3.(W)n与第一物质对比，列出通式[等差数列通项公式：a n=a1+(n-1)d]。

从（1）可看出，该组稠环芳烃所含C、H原子数构成一个等差数列，其“系差”为：C4H2，首项为C6H6。

根据等差数列通式[ a n=a1+(n-1)d]，可得该数列的通式：C6H6.(C4H2)(n-1)，C4m+2H2m+4。

同分异构体数目的求算，关键是确定结构中的等效H。

如何确定等效H，可用数学中的对称知识找出对称轴，凡处于对称位置的H为等效H。

对于一元取代物，有几种等效H就有几种异构体，一氯并五苯应有4种。

二元取代物（取代基有相同和不同之处），可用数学中的组合知识进行求解，二氯蒽的异构体应为15种[C31.C91-4(α位)-8(α.β位)=15]。

例9 有一种广泛用于汽车、家电产品上的高分子涂料，是按下列流程图生产的。

图中M（C3H4O）和A都可以发生银镜反应，N和M的分子中碳原子数相等，A的烃基上一氯取代位置有三种。