高考之有机化学同分异构体

2018年高考化学同分异构体
【同分异构体错题展示】
1．（2016课标Ⅱ）分子式为C 4H 8Cl 2的有机物共有（不含立体异构）
A ． 7种
B ．8种
C ．9种
D ．10种
2．（2015课标Ⅱ）分子式为C 5H 10O 2并能与饱和NaHCO 3溶液反应放出气体的有机物有(不含立体异构)
（ ）
A ．3种
B ．4种
C ．5种
D ．6种
有关同分异构体解答错误的原因是：
⑴ 不知道书写同分异构体的步骤
⑵ 不知道同分异构体的书写方法;
⑶ 不会判断有限制条件的情况下同分异构体的书写。

同分异构体是指分子式相同而结构式不同的物质之间的互称。

关键要把握好以下两点：
1. 分子式相同
2. 结构式不同：
（1）碳链异构（烷烃、烷烃基的碳链异构）
（2）位置异构（官能团的位置异构）
（3）官能团异构（官能团的种类异构）
同分异构体的书写步骤一般为： 碳链异构 → 位置异构官→能团异构
1. 碳链异构
基本方法：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边（烃基不能到端），排布由邻位到间位，
再到对位（或同一个碳原子上）。

位置：指的是支链或官能团的位置。

排布：指的是支链或官能团的排布。

例如：己烷（C 6H 14）的同分异构体的书写方法为：
⑴ 写出没有支链的主链。

CH 3—CH 2—CH 2—CH 2—CH 2—CH 3
⑵ 写出少一个碳原子的主链，将这个碳原子作为支链，该支链在主链上的位置由心到边，但不
能到端。

CH 3—CH 2—CH —CH 2—CH 3 CH 3—CH 2—CH 2—CH —CH 3
CH 3 CH 3
⑶ 写出少两个碳原子的主链，将这两个碳原子作为支链连接在主链上碳原子的邻位、间位或同
一个碳原子上。

CH 3—CH —CH —CH 3 CH 3—C —CH 2—CH 3
CH 3
CH 3 CH 3 CH 3
故己烷（C 6H 14）的同分异构体的数目有5种。

2. 位置异构
⑴ 烯炔的异构(碳链的异构和双键或叁键官能团的位置异构)
方法：先写出所有的碳链异构，再根据碳的四键，在合适位置放双键或叁键官能团。

⑵ 苯同系物的异构(侧链碳链异构及侧链位置“邻、间、对”的异构)
例请写出如C 9H 12属于苯的同系物的所有同分异构体
苯的同系物，必有苯环，还有3个碳原子，这3个碳原子可以是一个丙基，丙基有2种；也可以是2个取代基，1个甲基、1个乙基，有邻、间、对3种；也可是3个取代基，这3个甲基可相邻，也可两邻一间，也可3个间位，共有8种。

【注意】苯环上有两个取代基时有3种，苯环上连三个相同取代基有3种、连三个不同取代基有
10种
3. 类别异构(指有机物分子中的官能团不同或有机物类别不同而造成的异构)。

各类有机物异构体情况见下表：
有机物通式 可能类别 实 例
C n H 2n+2 只能是烷烃，
异构类别只
有碳架异构
CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3，CH 3CH(CH 3)CH 2CH 3，C(CH 3)4
C n H 2n
单烯烃、环烷
烃
CH 2=CHCH 2CH 3，CH 3CH=CHCH 3，CH 2=C(CH 3)2，
CH 2=CH 2， C n H 2n-2 炔烃、二烯烃 C H CCH 2CH 3，CH 3C CCH 3，CH 2=CH —CH=CH 2
C n H 2n-6
芳香烃(苯及
其同系物)
C n H 2n+2O 饱和脂肪醇、
醚
CH 3CH 2CH 20H ，CH 3CH(0H)CH 3，CH 30CH 2CH 3
C n H 2n O
醛、酮、环醚、环醇、烯基醇
CH 3CH 2CH0，CH 3COCH 3，CH=CHCH 20H ，
， C n H 2n O 2
羧酸、酯、羟
醛、羟基酮
CH 3CH 2C00H ，CH 3C00CH 3、HC00CH 2CH 3，
HOCH 2CH 2CH0、CH 3CH(OH)CHO ，CH 3COCH 20H C n H 2n-6O
酚、芳香
醇、芳香醚
C n H 2n+1NO2
硝基烷，氨基
酸
CH 3CH 2N02、H 2N —CH 2C00H C n (H 2O)m
糖类 C 6H 12O 6：CH 2OH(CHOH)4CHO ，CH 20H(CHOH)3COCH 20H
C 12H 22011：蔗糖、麦芽糖
⑴记忆法
①碳原子数目1～5的烷烃异构体数目：甲烷、乙烷、丙烷均无异构体，丁烷有二种异构体，戊烷有三种异构体。

②碳原子数1～5的一价烷基：甲基一种(-CH3)，乙基一种(-CH2-CH3)、丙基二种-CH2CH2CH3、-CH(CH3)2]，
-CH2CH(CH3)2 、-C(CH3)3]]，
戊基八种
⑵基团连接法：将有机物看作由基团连接而成，由基团的异构数目可推断有机物的异构体数目。

如：丁基有四种，丁醇(看作丁基与羟基连接而成)也有四种：戊醛、戊酸(分别看作丁基跟醛基、羧基连接物)也分别有四种。

再如：C9H12的芳香烃(可看作一价苯基跟丙基、二价苯基跟一个甲基和一个乙基、三价苯基跟三个甲基连接而得)共有8种。

⑶换位思考法：将有机物分子中的不同原子或基团换位进行思考。

如：乙烷分子中共有6个H原子，若有一个氢原子被C1原子取代所得一氯乙烷只有一种结构，那么五氯乙烷有多少种?假设把五氯乙烷分子中的Cl看作H原子，而H原子看成Cl原子，其情况跟一氯乙烷完全相同．故五氯乙烷也有一种结构。

同理：二氯乙烷有二种结构，四氯乙烷也有二种结构。

又如：二氯苯有三种，四氯苯也有三种。

⑷等效氢原子法(又称对称法)：分子中等效氢原子有如下情况：
①分子中同一个碳原子上连接的氢原子等效。

②同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效。

如新戊烷(可以看作四个甲基取代了甲烷分子中的四个氢原子而得)，其四个甲基等效，各甲基上的氢原子完全等效，也就是说新戊烷分子中的12个H原子是等效的。

③分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时．物与像的关系)上的氢原子是等效的。

如
分子中的18个H原子是等效的。

利用等效氢原子关系，可以很容易判断出有机物的一元取代物异构体数目。

其方法是先观察分子中互不等效的氢原子有多少种，则一元取代物的结构就有多少种。

如新戊烷(2,2,3,3-四甲基丁烷)的一氯代物只有一种；丙烷的一氯代物有2种，(CH3-CH2-CH3)中两个甲基上的6个H原子等效，亚甲基上的二个氢原子等效，分子中共2种不等效H原子)。

例．（2014课标Ⅰ）下列化合物中同分异构体数目最少的是( )
A．戊烷B．戊醇C．戊烯D．乙酸乙酯
【深度探究】
一.确定符合某分子式且又具有某些结构特点、性质或含有某种官能团等限制条件的同分异构体。

例1.在C3H9N中，N原子以三个单链与其他原子相连接，它具有的同分异构体数目为( )。

A．1 B．2 C．3 D．4
例2.通常，烷烃可以由相应的烯烃经催化加氢得到。

但是，有一种烷烃A，分子式C9H20，它却不能由任何C9H18的烯烃催化加氢得到。

而另有A的三个同分异构体B1、B2，、B3,却分别可由而且只能由1种自己相应的烯烃催化加氢得到。

请在下面填入A、B1、B2、B3的结构简式
A1______________，B l：_____________，B2______________，B3：_____________ 。