高考化学一轮复习专题《同分异构体》

高考化学一轮复习专题《同分异构体》一、同系物、同分异构体、同素异形体和同位素概念辨析概念同系物同分异构体同素异形体同位素研究范围化合物化合物单质原子限制条件结构相似分子式相同同一元素质子数相同组成相差n个CH2原子团结构不同性质不同中子数不同二、同分异构体的种类及书写规律1、种类：分类别异构、碳链异构、位置异构、顺反异构、对映异构等2、书写规律（1）烷烃只存在碳链异构，书写时具体规律如下：①成直链，一条线；②摘一碳，挂中间，往边移，不到端；③摘二碳，成乙基；二甲基，同、邻、间。（2）具有官能团的有机物如：烯烃、炔烃、芳香族化合物、卤代烃、醇、醛、酸、酯等，书写时要注意它们存在官能团位置异构、官能团类别异构和碳链异构。一般书写顺序是：一般的书写顺序为：类别异构→碳链异构→位置异构，一一考虑，这样可以避免重写或漏写。（3）芳香族化合物取代基在苯环上的相对位置分邻、间、对3种【例1】写出分子式为C5H10的同分异构体。【例2】某有机物的结构简式为，它的同分异构体中属于芳香醇的共有：3、同分异构体书写的某些方法（1）取代法：把烃的衍生物看作烃分子中的氢原子被其它原子或原子团取代的产物，如卤代烃、醛、羧酸、醇等的书写都可以这样处理。【例3】已知某有机物分子中含两个—CH3，一个—CH2—，两个，两个—Cl，该有机物可能的结构简式有种，分别为若把—Cl换成—OH，其余不变，则该有机物的结构简式为有种。（2）消去法：如在书写烯烃、炔烃的同分异构体时，烯烃可看作烷烃相邻两个碳原子上各失去一个氢原子形成的，炔烃则可看作相邻两个碳原子上各失去两个氢原子形成的。【例4】某有机物与H2按1：1物质的量之比加成后生成的结构为：则该有机物可能的结构有种，若有机物与H2按1：2加成，则原有机物可能的结构有种。（3）插入法：在书写醚、酯类、酮等同分异构体时，醚可看作烃中的C—C键之间插入一个氧原子，酮可看作C—C之间插入一个来书写，而酯则可看作C—C或C—H键之间插入一个来书写。【例5】写出分子式为C8H8O2的属于酯的芳香族化合物的同分异构体三、同分异构体的常考题型1、判断是否互为同分异构体做此类题要先看分子式是否相同，再看结构是否不同。对结构不同要从两个方面来考虑：一是原子或原子团连接顺序；二是原子的空间位置。【例6】下列物质互为同分异构体的一组为（）A、与B、CH3CH2NO2与H2NCH2COOHC、淀粉和纤维素D、麦芽糖与蔗糖E、与F、与2、判断取代产物同分异构体的数目做此类题要先分析有机物的结构特点，确定H原子的种类，再确定取代产物同分异构体的数目；或者依据烃基的同分异构体数目进行判断。常用的方法有：（1）基元法：熟记常见的几种烃基的异构体数目，如：丙基（－C3H7）有种，为；丁基（－C4H9）有种，为，那么丁醇、戊醛、戊酸等都有种异构体。【例7】分子式为C5H10O2的属于酯的同分异构体有种。（2）替代法：如二氯苯有3种同分异构体，则四氯苯也有3种同分异构体。（3）等效氢法：同一碳原子上的H原子等效；同一碳原子上的甲基H原子等效；位于对称位置上的H原子等效。【例8】萘分子中一个氢原子被溴原子取代所形成的化合物的数目有种，两个氢原子被溴取代所得的化合物有种；六个氢原子被溴取代，所得的化合物有种；若一个氢原子被—X取代，另一个氢原子被—Y取代，可以得到种同分异构体；若是联二苯（），已知碳碳单键可以旋转，那么它的一溴代物为种，二溴代物为种。3、限定范围书写或补写同分异构体解此类题要先看清所限范围，分析已知的几个同分异构体的结构特点，对比联想找出规律后再补写，同时应注意碳的四价原则和官能团存在的位置要求。【例9】某芳香化合物A的分子式是C8H8Cl2，A的苯环上的一溴取代物只有一种，则A的所有可能的结构简式是___________________________________________________________________________________________________________________________________。4、结合新的信息研究同分异构体【例10】质子核磁共振谱（PMR）是研究有机物结构的重要方法之一。在研究的化合物分子中，所处环境完全相同的氢原子在PMR谱中出现同一种信号峰，如(CH3)2CHCH2CH3在PMR谱中有四种信号峰。又如CH3－CHBr＝CHX存在着如下的两种不同空间结构：因此CH3－CHBr＝CHX的PMR谱上会出现氢原子的四种不同信号峰。请填写下列空白：（1）化学式为C3H6O2的物质在PMR谱上观察到下列两种情况下氢原子给出的信号峰：第一种情况出现两个信号峰，第二种情况出现三个信号峰，由此可推断对应于这两种情况该有机物质结构式可能为：；（2）测定CH3CH＝CHCl时：能得到氢原子给出的信号峰6种：由此可推断该有机物一定存在种不同的结构：其结构式为：。【课后练习】1、对于化学式为C5H12O2的二元醇，其主链为4个碳原子的同分异构体有（）A．4种B．5种C．6种D．7种2、化学式为C10H14的分子不能使溴水褪色，但可使酸性KMnO4溶液褪色，它的分子结构中只含有一个烷基，它与液溴在还原性铁粉存在的条件下反应生成的一溴代物结构有12种，则此烷基的结构有几种（）A．2种B．3种C．4种D．5种3、（1）已知化合物B3N3H6（硼氮苯）与C6H6（苯）的分子结构相似(如左下图)，则硼氮苯的二氯取代物B3N3H4Cl2的同分异构体的数目为（）（2）已知化合物A（C4Si4H8）与立方烷（C8H8）的分子结构相似(如右下图)，则C4SiH8的二氯代物的同分异构体数目为（）A．3B．4C．5D．6HHHHHHHNBHNBHNBHHH4、已知丁烷的二氯代物有8种同分异构体，那么它的八氯代物有种。己烯有多种同分异构体，其中有四种同分异构体氢化后得到同一种产物，这种产物的结构简式为。5、近年来，化学家们合成了如下图所示的一系列的星烷，如三星烷、四星烷、五星烷等。（1）六星烷的化学式为，这一系列的星烷（选填：是或不是）互为同系物。（2）与三星烷互为同分异构体的芳香烃有种。（3）一氯四星烷的结构简式有，二溴三星烷有种。6、有机物A的相对分子质量为156，完全燃烧后只生成CO2和H2O。（1）写出A的4种可能的分子式（2）若A为链烃，它在CCl4溶液中跟Br2不起反应，但是在光照下Br2可以跟A起取代反应，取代反应的产物的相对分子量为235的只有两种：产量最多的一种为B，产量较少的一种为C，另外还得到相对分子质量314的产物多种。①请写出A、B、C的结构简式：ABC三星烷四星烷五星烷②相对分子质量为314的有机物的同分异构体有种。