熱點17同分異構體的書寫及數(shù)目判斷題型一同分異構體的書寫[典例1]烷烴C6H14的同分異構體有五種:①CH3CH2CH2CH2CH2CH3,②,③另外兩種的結構簡式是④,⑤。

答案:同分異構體的書寫規(guī)則1.烷烴:烷烴只存在碳鏈異構,書寫時要注意全面而不重復,具體規(guī)則如下。2.具有官能團的有機物:一般按碳鏈異構→位置異構→官能團異構的順序書寫。例:(以C4H10O為例且只寫出骨架與官能團)①碳鏈異構?C—C—C—C、;②位置異構?、、、;③官能團異構?C—O—C—C—C、、C—C—O—C—C。3.芳香族化合物:兩個取代基在苯環(huán)上的位置有鄰、間、對3種。[對點精練1](1)寫出分子式為C5H10屬于烯烴的同分異構體的結構簡式:

。(2)寫出分子式為C5H10O屬于醛的同分異構體的結構簡式:

。(3)寫出分子式為C7H8O屬于芳香族化合物的同分異構體的結構簡式:。(4)寫出分子式為C4H8O2的屬于酯的同分異構體的結構簡式:

。答案:(1)CH2CHCH2CH2CH3、CH3CHCHCH2CH3、、、(2)CH3CH2CH2CH2CHO、、、(3)、、、(4)HCOOCH2CH2CH3、、CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3[對點精練2]與CH3—CH2—CH2—CH2—CH2OH互為碳鏈異構的同分異構體共有5種,其中兩種的結構簡式為、,寫出另外三種同分異構體的結構簡式:、、。

解析:與CH3—CH2—CH2—CH2—CH2OH互為碳鏈異構,則必須是醇類有機物,且最長的碳鏈上碳原子數(shù)小于5,因此可由羥基分別取代CH3CH2CH(CH3)2和C(CH3)4中的一個氫原子而得,共有如下5種、、、和。答案:題型二限定條件下同分異構體的書寫(對應學生用書第184頁)[典例2](2021·浙江6月選考,節(jié)選)寫出3種同時滿足下列條件的化合物F()的同分異構體的結構簡式(不考慮立體異構體):

。

①1H-NMR譜顯示只有2種不同化學環(huán)境的氫原子②只含有六元環(huán)③含有結構片段,不含—C≡C—解析:化合物F的分子式為C8H6O4,結合題中限定條件“含有結構片段,不含—C≡C—”,且分子中只有2種不同化學環(huán)境的氫原子,可知該同分異構體具有對稱結構,且只含有六元環(huán),故符合條件的同分異構體有。答案:(任寫3種)限定條件同分異構體的書寫1.思維流程(1)根據(jù)分子式確定不飽和度;(2)根據(jù)官能團的特征反應確定官能團的種類;(3)根據(jù)等效氫原子的種類確定對稱性;(4)結合所給有機物有序思維:碳鏈異構→官能團位置異構→官能團類別異構;(5)書寫各種符合要求的同分異構體。2.常見限制條件與結構關系[對點精練3](2021·浙江1月選考,節(jié)選)寫出3種同時符合下列條件的化合物H()的同分異構體的結構簡式:

(不包括立體異構體)。①包含;②包含(雙鍵兩端的C不再連接H)片段;③除②中片段外只含有1個—CH2—。答案:、、[對點精練4](2020·浙江7月選考,節(jié)選)寫出化合物A()同時符合下列條件的同分異構體的結構簡式:

。1H-NMR譜和IR譜檢測表明:①分子中共有4種氫原子,其中苯環(huán)上的有2種;②有碳氧雙鍵,無氮氧鍵和—CHO。解析:分子中有4種氫原子并且苯環(huán)上有2種,分子中含有碳氧雙鍵,不含—CHO和氮氧鍵,故分子中苯環(huán)上含有兩個取代基,滿足條件的同分異構體分別為、、、。答案:、、、題型三同分異構體數(shù)目的確定(對應學生用書第185頁)[典例3](2021·全國甲卷,節(jié)選)化合物B()的同分異構體中能同時滿足下列條件的有(填字母)。

a.含苯環(huán)的醛、酮b.不含過氧鍵(—O—O—)c.核磁共振氫譜顯示四組峰,且峰面積比為3∶2∶2∶1A.2個B.3個C.4個D.5個解析:滿足題給條件的B的同分異構體的結構簡式為、、和,共4種。答案:C同分異構體數(shù)目的判斷方法1.一元取代產物數(shù)目的判斷(1)等效氫原子法:連在同一碳原子上的氫原子等效;連在同一碳原子上的甲基上的氫原子等效;處于對稱位置的氫原子等效。如:的一氯代烷有3種。(2)烷基種數(shù)法:烷基有幾種,一元取代產物就有幾種。如:—CH3、—C2H5各有一種,—C3H7有兩種,—C4H9有四種。如:C4H10O的醇有4種,C5H10O2的羧酸有4種。2.替代法:如二氯苯(C6H4Cl2)的同分異構體有3種,四氯苯(C6H2Cl4)的同分異構體也有3種。3.二元取代或多元取代產物數(shù)目的判斷定一移一或定二移一法:對于二元取代物同分異構體數(shù)目的判斷,可固定一個取代基的位置,再移動另一取代基的位置以確定同分異構體的數(shù)目。如:的二氯代物有12種。4.疊加相乘法先考慮取代基的種數(shù),后考慮位置異構的種數(shù),相乘即得同分異構體的總數(shù)目。分情況討論時,各種情況結果相加即得同分異構體的總數(shù)目。如:的苯環(huán)上氫原子被—C4H9取代所形成的結構有12種。5.拆分法酯可拆分為合成它的羧酸和醇(酚)。若已知酸有m種同分異構體,醇有n種同分異構體,則該酯的同分異構體有m×n種。而羧酸和醇的同分異構體可用等效氫法確定。[對點精練5](2021·全國乙卷,節(jié)選)C()的同分異構體中,含有苯環(huán)并能發(fā)生銀鏡反應的化合物共有種。

解析:C為,根據(jù)含有苯環(huán)并能發(fā)生銀鏡反應可知,C的同分異構體苯環(huán)上含有醛基、氟原子和氯原子,采用“定二移一”的方法,先確定氟原子和氯原子在苯環(huán)上的位置,再移動醛基的位置,氟原子和氯原子在苯環(huán)上可處于鄰、間、對三種位置,然后移動醛基的位置,共有如下10種,、、。答案:10[對點精練6](2021·湖南卷,節(jié)選)B()有多種同分異構體,同時滿足下列條件的同分異構體有種(不考慮立體異構)。①苯環(huán)上有2個取代基②能夠發(fā)生銀鏡反應③與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應其中核磁共振氫譜有五組峰,且峰面積之比為6∶2∶2∶1∶1的結構簡式為。

解析:由信息②可知,該同分異構體含醛基;由信息③可知,該同分異構體含酚羥基。因信息①提示苯環(huán)上有2個取代基,則分別為—OH和—CH2CH2CH2CHO、—CH2C