专题——同分异构体(答案)高三班姓名一、同分异构现象:化合物具有相同的分子式,但因结构不同而产生了性质上的差异的现象。
二、同分异构体的类别:异构方式形成原因示例碳链异构碳骨架不同CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)CH3位置异构官能团位置不同CH2==CH—CH2—CH3与CH3—CH==CH—CH3官能团异构官能团种类不同CH3CH2OH和CH3—O—CH3命题点1同分异构体的书写1.烷烃烷烃只存在碳链异构,书写时要注意全面而不重复,具体规则如下:成直链,一条线;摘一碳,挂中间;往边移,不到端;摘两碳,成乙基;二甲基,同邻间;不重复,要写全。
以C6H14为例说明(只写出碳骨架):①成直链,一条线:C―C―C―C―C―C②摘一碳,挂中间:③往边移,不到端:④二甲基,同邻间:因此,C6H14有5种同分异构体。
2.具有官能团的有机物(1) 按碳链异构⇒位置异构⇒官能团异构的顺序书写。
实例:(以C4H8O为例且只写出骨架与官能团)①碳链异构:②位置异构:③官能团异构:C―O―C―C―C、C―C―O―C―C、(2)常见的官能团异构:组成通式可能的类别典型实例C n H2n+2只能是烷烃不存在类别异构C n H2n烯烃、环烷烃CH2=CHCH3 、H2C CH2CH2C n H2n-2炔烃、二烯烃、环烯烃CH≡CCH2CH3、CH2=CHCH=CH2 、C n H2n+2O 醇、醚C2H5OH CH3OCH3C n H2n O醛、酮、烯醇、环醚、环醇CH3CH2CHO、CH3COCH3、CH=CHCH2OHCH3CH-CH2CH2 -CHOHO CH2C n H2n O2羧酸、酯、羟基醛、羟基酮CH3COOH、HCOOCH3、HOCH2CHOC n H2n-6O 酚、芳香醇、芳香醚H3CC6H4OH 、C6H5CH2OH 、C6H5OCH3 C n H2n+1NO2硝基烷烃、氨基酸CH3CH2NO2、H2NCH2COOHC n(H2O)m单糖或二糖葡萄糖与果糖(C6H12O6)、蔗糖与麦芽糖(C12H22O11)3.芳香族化合物(1)苯环上有两个取代基,苯环上的位置有邻、间、对三种。
如:(2)苯环上有三个取代基。
①若三个取代基相同,则有3种结构:②若三个取代基中有2个相同,则有6种结构:③若三个取代基均不相同,则有10种结构:4.限定条件下同分异构体的书写已知有机物的分子式或结构简式,书写在限定条件下的同分异构体或判断同分异构体的种数,是高考的热点和难点。
解答这类题目时,要注意分析限定条件的含义,弄清楚在限定条件下可以确定什么,再根据分子式并针对可变因素书写各种符合要求的同分异构体。
【例1】.分子式为C7H8O,结构中含有苯环的同分异构体:、【例2】.分子式为C8H8O2,结构中含有苯环且属于酯类的同分异构体有(逐一增碳法):甲酸某酯:、(邻、间、对);乙酸某酯:;苯甲酸某酯:。
【例3】.有机物B ( ) 的一种同分异构体满足下列条件:Ⅰ. 能发生银镜反应,其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应。
Ⅱ. 分子中有6种不同化学环境的氢,且分子中含有两个苯环。
写出该同分异构体的结构简式:_ 。
命题点2同分异构体数目的确定(1)记忆法:记住一些常见有机物异构体数目,例如①凡只含一个碳原子的分子均无异构体;②乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、乙炔、丙炔无异构体;③4个碳原子的烷烃有2种异构体,5个碳原子的烷烃有3种异构体,6个碳原子的烷烃有5种异构体。
(2)基元法①丙基的结构有2种[—CH2CH2CH3、—CH(CH3)2],则丙醇(—C3H7OH)、丁醛(C3H7—CHO)、丁酸(C3H7—COOH)有2种同分异构体。
②丁基的结构有4种,则一氯丁烷(C4H9—Cl)、丁醇(C4H9—OH)、戊醛(C4H9—CHO)、戊酸(C4H9—COOH)有4种同分异构体。
③戊基的结构有8种,则一氯戊烷(C5H11—Cl)、戊醇(C5H11—OH)、己醛(C5H11—CHO)、己酸(C5H11—COOH)有8种同分异构体。
(3)先定后动法分析二元取代物的方法,如分析C3H6Cl2的同分异构体,先固定其中一个Cl的位置,移动另外一个Cl,从而得到其同分异构体:、共四种。
(4)替代法如二氯苯(C6H4Cl2)有3种同分异构体,则四氯苯也有3种同分异构体(将H和Cl位置互换);又如CH4的一氯代物只有1种,则新戊烷[C(CH3)4]的一氯代物也只有1种。
(5)等效氢法分子中有多少种“等效”氢原子,某一元取代物就有多少种。
①同一个碳原子上的氢原子属于“等效”氢原子。
如中CH3上的3个氢原子是“等效”的。
②同一分子中处于轴对称位置上的氢原子是“等效”的。
如分子中,在苯环所在的平面内有2条互相垂直的对称轴,故有两类“等效”氢原子。
③同一个碳原子上相同取代基上的氢原子属于“等效”氢原子。
如分子中有2种“等效”氢原子。
【例1】.(2012全国Ⅰ卷)分子式为C5H12O且可与金属钠反应放出氢气的有机化合物有(不考虑立体异构)A. 5种B. 6种C. 7种D. 8种【例2】.[ 2012全国Ⅰ卷38-(6)] E (C 7H 5O 2Cl )的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有 13 种,其中核磁共振氢谱三种不同化学环境的氢,且峰面积比为2∶2∶1的 是 (写结构简式)。
【例3】.(2013全国Ⅰ卷)分子式为C 5H 10O 2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇,若不考虑立体异构,这些酸和醇重新组合可形成的酯共有A .15种B .28种C . 32种D .40种【例4】.[ 2013全国Ⅰ卷38-(6)] F ()的同分异构体中,既能发生银镜反应,又能与FeCl 3溶液发生显色反应的共有 13 种,其中核磁共振氢谱为5组峰,且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的为 (写结构简式)。
【例5】.(2014全国Ⅰ卷)下列化合物中同分异构体数目最少的是A 、乙酸乙酯B 、戊烷C 、戊醇D 、戊烯【例6】.[ 2014全国Ⅰ卷38-(4)] F (C 8H 11N )的同分异构体中含有苯环的还有 19 种(不考虑立体异构〕,其中核磁共振氢谱为4组峰,且面积比为6∶2∶2∶1的是〔写出其中一种的结构简式〕。
【例7】.[ 2015全国Ⅰ卷38-(5)] 写出含有碳碳三键的异戊二烯的所有同分异构体(填结构简式)。
【课后练习】1.某烃的一种同分异构只能生成1种一氯代物,该烃的分子式可以是A .C 3H 8B .C 4H 10 C .C 5H 12D .C 6H 142.3-甲基戊烷的一氯代产物有(不考虑立体异构)A .3种B .4种C .5种D .6种3.已知萘的n 溴代物和m 溴代物的种数相等,则n 与m (n 不等于m )的关系是A .n+m = 6B .n+m = 4C .n+m = 8D .无法确定4.已知:和两种结构式互为同分异构体(a 、b 为不同的原子或原子团),被称为烯烃的顺反异构,试推断一氯丙烯的同分异构体(不含环状结构)共有 A .3种 B .4种 C .5 种 D .6种b a CC b b a C C b a5.芳香化合物C8H8O2属于酯和羧酸的同分异构体的数目分别是A.4和5 B.5和4 C.4和6D.6 和46.(2015河北衡水检测) 分子式为C4H8O2的有机物,有关其同分异构体数目的说法正确的是A.能与NaHCO3溶液反应的有3种B.能发生水解反应的有5种C.既能与钠反应,又能与银氨溶液反应的有4种D.能与NaOH溶液反应的有6种7.(2014·全国卷Ⅱ) 四联苯的一氯代物有A.3种B.4种C.5种D.6种8、的二氯代物有 4 种。
9、有多种同分异构体,能满足苯环上有两个取代基,且能使FeCl3溶液显紫色的同分异构体有 6 种。
10.某有机物与H2按1︰1物质的量比加成后生成的产物结构如图,则该有机物可能的结构有 6 种。
若羟基连在碳碳双键碳原子上是不稳定的,不考虑其存在,则该有机物可能的结构有 4 种。
11、的同分异构体能与饱和NaHCO3溶液反应放出CO2,其结构简式为。
12、的同分异构体能发生银镜反应,其结构简式为CH3CH2CH2CHO 、(CH3)2CHCHO 。
13、写出属于芳香族化合物的同分异构体的结构简式:、、、。
14、某芳香族化合物A的分子式为C7H6O2,能与NaHCO3溶液反应产生气体。
(1)写出化合物A的结构简式。
(2)依题意写出化学反应方程式+ NaHCO3→ + CO2↑ + H2O 。
(3)A有几个属于芳香族化合物的同分异构体,写出它们的结构简式:、、、。
15、写出 的所有同分异构体的结构简式,同时符合下列要求:①为1,4-二取代苯,其中苯环上的一个取代基是硝基;②分子中含有C O O 结构的基团。
、 、 。
16、液晶是一种新型材料。
MBBA 是一种研究得较多的液晶化合物。
它可以看作是由 醛A 和胺B 去水缩合的产物。
(1)对位上有—C 4H 9的苯胺可能有4种异构体,它们是: 、、 、 。
(2)醛A 的异构体甚多,其中属于酯类化合物且结构式中有苯环的异构体就有6种,它们是:、 、 、、 、 。
17. (2015江西检测) 卤素互化物与卤素单质性质相似。
已知CH 2CH —CH CH 2(1,3-丁二烯)与氯气发生加成产物有三种:①CH 2Cl —CHCl —CH CH 2 (1,2-加成)②CH 2Cl —CH CH —CH 2Cl(1,4-加成) ③CH 2Cl —CHCl —CHCl —CH 2Cl(完全加成)据此推测CH 2C(CH 3)—CH CH 2(异戊二烯)与卤素互化物BrCl 的加成产物有(不考虑顺反异构和镜像异构) 12 种。
18.(2014年浙江)写出同时符合下列条件的 的所有同分异构体的结构简式:、、、 。
①分子中含有羧基②1H —NMR 谱显示分子中含有苯环,且苯环上有两种不同化学环境的氢原子19.(2013年全国卷Ⅱ) 的同系物J比I相对分子质量小14,J 的同分异构体中能同时满足如下条件:①苯环上只有两个取代基,②既能发生银镜反应,又能与饱和NaHCO3溶液反应放出CO2,共有__18___种(不考虑立体异构)。
J的一个同分异构体发生银镜反应并酸化后核磁共振氢谱为三组峰,且峰面积比为2∶2∶1,写出J的这种同分异构体的结构简式________。
20. (2014年全国卷Ⅱ) 立方烷()经硝化可得到六硝基立方烷,其可能的结构有3种。
21.(2015年全国卷Ⅱ)的同分异构体中能同时满足下列条件的共有5种(不含立体异构);①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体②既能发生银镜反应,又能发生皂化反应其中核磁共振氢谱显示为3组峰,且峰面积比为6∶1∶1的是(写结构简式)。