2021年高考化学一轮复习讲义 第11章 专题突破34 有序思维突破同分异构体的书写及数目判断
展开专题突破34 有序思维突破同分异构体的书写及数目判断
1．同分异构体的书写规律
(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：
(2)具有官能团的有机物：一般按碳链异构→位置异构→官能团异构的顺序书写。
例：(以C4H10O为例且只写出骨架与官能团)
①碳链异构⇒C—C—C—C、
②位置异构⇒、、、
③官能团异构⇒C—O—C—C—C、、C—C—O—C—C
(3)芳香族化合物：两个取代基在苯环上的位置有邻、间、对3种。
(4)限定条件同分异构体的书写
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，一般都是根据官能团的特征反应限定官能团的种类、根据等效氢原子的种类限定对称性(如苯环上的一取代物的种数、核磁共振氢谱中峰的个数等)，再针对已知结构中的可变因素书写各种符合要求的同分异构体。
2．同分异构体数目的判断方法
(1)记忆法：记住一些常见有机物同分异构体数目，如
①凡只含一个碳原子的分子均无同分异构体；
②乙烷、丙烷、乙烯、乙炔无同分异构体；
③4个碳原子的烷烃有2种同分异构体，5个碳原子的烷烃有3种同分异构体，6个碳原子的烷烃有5种同分异构体。
(2)基元法：如丁基有4种，则丁醇、戊醛、戊酸都有4种同分异构体。
(3)替代法：如二氯苯(C6H4Cl2)有3种同分异构体，四氯苯也有3种同分异构体(将H和Cl互换)；又如CH4的一氯代物只有1种，新戊烷C(CH3)4的一氯代物也只有1种。
(4)等效氢法：等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法，其规律有：
①同一碳原子上的氢原子等效。
②同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。
③位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。
1．下列说法正确的是(均不考虑立体异构)( )
A.和 互为同分异构体
B.的一氯代物有7种
C．(CH3)2CHCHClCH3的同分异构体有7种
D．分子式为C4H8O2且官能团与相同的物质共有5种
答案 C
解析 和两种有机物的分子式不同，不互为同分异构体，故A错误；分子中碳原子上处于不同化学环境的氢原子共有6种，则其一氯代物有6种，故B错误；(CH3)2CHCHClCH3的母体为戊烷，戊基(C5H11—)共有8种，则戊烷的一氯代物共有8种，除去(CH3)2CHCHClCH3，则(CH3)2CHCHClCH3的同分异构体有7种，故C正确；与官能团相同，则含有酯基，符合条件的物质有HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3，共4种，故D错误。
2．(2019·合肥期末)与F()官能团的种类和数目完全相同的同分异构体有________种(不含立体结构)，其中核磁共振氢谱为4组峰，且峰面积之比为1∶2∶3∶4的是________________(写结构简式)。
答案 8
解析 F中含有2个羧基，与F官能团种类和数目完全相同的同分异构体有、、、、、、、，共8种。其中核磁共振氢谱为4组峰，且峰面积之比为1∶2∶3∶4的结构简式为。
3．(2020·太原模拟)在G()的同分异构体中，苯环上的一氯代物只有一种的共有________种(不含立体异构)，其中核磁共振氢谱显示两组峰的是____________________(写结构简式)。
答案 8
解析 G的同分异构体中，苯环上的一氯代物只有一种，则有两种情况，一是苯环上有两个相同的对位取代基，可能为两个—CH2OH或—O—CH3：、，共有2种同分异构体；二是苯环上有四个取代基，且是两个—OH和两个—CH3，先固定两个—OH的位置，有邻、间、对三种关系，然后再移动两个—CH3，共有6种结构：、、、、、，故符合条件的总共有8种同分异构体；核磁共振氢谱显示两组峰，则苯环上可能有2个对位取代基，且是醚键，结构简式为。
4．(1)抗结肠炎药物有效成分的结构简式为，它的同分异构体中，符合下列条件的有________种。
①遇FeCl3溶液有显色反应 ②分子中甲基与苯环直接相连 ③苯环上共有三个取代基
(2)写出符合下列要求的的同分异构体的结构简式：___________________________________________________________________________。
①苯环上只有两个取代基 ②能使溴的CCl4溶液褪色，且在酸性条件下能发生水解 ③核磁共振氢谱显示吸收峰面积之比为1∶1∶2∶2∶2
(3)D是化合物B(CH2==CHCH2Br)的一种同分异构体，其核磁共振氢谱显示有两种不同化学环境的氢，且峰面积之比为4∶1，D的结构简式为________________________________。
答案 (1)10 (2) (3)
解析 (1)遇FeCl3溶液有显色反应，说明含有酚羟基；分子中甲基与苯环直接相连，苯环上共有三个取代基，则三个取代基分别是硝基、甲基和酚羟基。如果硝基和甲基处于邻位，有4种结构；如果硝基和甲基处于间位，有4种结构；如果硝基和甲基处于对位，有2种结构，所以符合条件的同分异构体有10种。(2)能使溴的CCl4溶液褪色，说明含有碳碳双键，在酸性条件下能发生水解，说明含有酯基，核磁共振氢谱显示吸收峰面积之比为1∶1∶2∶2∶2，苯环上只有两个取代基，符合上述条件的有机物结构简式为。(3)核磁共振氢谱显示有两种不同化学环境的氢，且峰面积之比为4∶1，说明其结构高度对称，则D的结构简式为。
