1、章末考能特訓(xùn),解題技能9 確定同分異構(gòu)體數(shù)目 的六種常用方法 一、等效氫法 在確定同分異構(gòu)體之前，要先找出對(duì)稱面，判斷 “等效氫”，從而確定同分異構(gòu)體數(shù)目。 有機(jī)物的一取代物數(shù)目的確定，實(shí)質(zhì)上是看處于不 同位置的氫原子數(shù)目?？捎谩暗刃浞ā迸袛唷?判斷“等效氫”的三條原則是：,(1)同一碳原子上的氫原子是等效的；如CH4中的4個(gè) 氫原子等同。 (2)同一碳原子上所連的甲基是等效的；如C（CH3）4 中的4個(gè)甲基上的12個(gè)氫原子等同。 (3)處于對(duì)稱位置上的氫原子是等效的，如CH3CH3 中的6個(gè)氫原子等同；乙烯分子中的4個(gè)H等同；苯分 子中的6個(gè)氫等同；CH3C（CH3）2C（CH3）2CH3

2、 上的18個(gè)氫原子等同。,【典例導(dǎo)析1】下列有機(jī)物一氯取代物的同分異構(gòu)體 數(shù)目相等的是（ ）,A.和 B.和 C.和 D.和,解析 首先判斷對(duì)稱面：和無對(duì)稱面，和有 鏡面對(duì)稱，只需看其中一半即可。然后，看是否有 連在同一碳原子上的甲基：中有兩個(gè)甲基連在一 個(gè)碳原子上，六個(gè)氫原子等效；中也有兩個(gè)甲基 連在同一碳原子上，加上鏡面對(duì)稱，應(yīng)有十二個(gè)氫 原子等效。最后用箭頭確定不同的氫原子可知有7 種同分異構(gòu)體，和都只有4種同分異構(gòu)體，有 8種同分異構(gòu)體。 答案 B,二、基團(tuán)位移法 該方法比等效氫法來得直觀，該方法的特點(diǎn)是，對(duì) 給定的有機(jī)物先將碳鍵展開，然后確定該有機(jī)物具 有的基團(tuán)并將該基團(tuán)在碳鏈的不同

3、位置進(jìn)行移動(dòng)， 得到不同的有機(jī)物。需要注意的是，移動(dòng)基團(tuán)時(shí)要 避免重復(fù)。此方法適合烯、炔、醇、醛、酮等的分 析。 【典例導(dǎo)析2】分子式為C5H10的鏈狀烯烴，可能的 結(jié)構(gòu)有（ ） A.3種 B.4種 C.5種 D.6種,解析 先寫出碳鏈，共有以下3種： 答案 C,三、定一移二法 對(duì)于二元取代物（或含有官能團(tuán)的一元取代物）的 同分異構(gòu)體的判斷，可固定一個(gè)取代基位置，再移 動(dòng)另一取代基位置以確定同分異構(gòu)體數(shù)目。 【典例導(dǎo)析3】若萘分子中有兩個(gè)氫原子分別被溴原 子取代后，所形成的化合物的數(shù)目有（ ） A.5 B.7 C.8 D.10 解析 萘分子中兩個(gè)苯環(huán)是等同的，除并在一起的 兩個(gè)碳原子外，只存在

4、兩種不同的碳原子，即位 的和位的碳原子。定一個(gè)位的碳原子，再連接 其余的位的和位的碳原子，這樣形成的二溴代 物有7種；定一個(gè)位的碳原子，再連接其余的位 的碳原子，這樣形成的二溴代物有3種。如下圖 所示，因此，總共有10種。,答案 D,四、軸線移動(dòng)法 對(duì)于多個(gè)苯環(huán)并在一起的稠環(huán)芳香烴，要確定兩者是否為同分異構(gòu)體，可以畫一根軸線，再通過平移 或翻轉(zhuǎn)來判斷是否互為同分異構(gòu)體。 【典例導(dǎo)析4】萘分子的結(jié)構(gòu)式可以表示為 或, 兩者是等同的。苯并a芘是強(qiáng) 致癌物質(zhì)（存在于煙囪灰、煤焦油、燃燒煙草的煙 霧和內(nèi)燃機(jī)的尾氣中）。它的分子由五個(gè)苯環(huán)并合 而成，其結(jié)構(gòu)式可表示為（）或（）式，這兩 者也是等同的。現(xiàn)有

5、結(jié)構(gòu)式（A）（D），其中,（1）跟（）、（）式等同的結(jié)構(gòu)式是 。 （2）跟（）、（）式是同分異構(gòu)體的是 。,解析 首先要看出C式中右上邊的環(huán)不是苯環(huán)，因有 一個(gè)碳原子連有2個(gè)氫原子，其次在連在一條線上的 3個(gè)苯環(huán)畫一條軸線，如下圖，再移動(dòng)或翻轉(zhuǎn)便可看 出A、D與（）、（）式等同，為同一物質(zhì)。B 與（）、（）式結(jié)構(gòu)不同，另兩個(gè)苯環(huán)分別在 軸線的兩側(cè)，故為同分異構(gòu)體。 答案 (1)A、D (2)B,五、排列組合法 【典例導(dǎo)析5】有三種不同的基團(tuán)，分別為X、 Y、Z，若同時(shí)分別取代苯環(huán)上的三個(gè)氫原子， 能生成的同分異構(gòu)體數(shù)目是（ ） A.10種 B.8種 C.6種 D.4種 解析 鄰位3種：XYZ，

6、XZY，ZXY；鄰間位6種： XYZ，XZY，YXZ，YZX，ZXY， ZYX；間位1種：XYZ,共有10種。,A,六、不飽和度法 不飽和度又稱缺H指數(shù)，有機(jī)物每有一不飽和度， 就比相同碳原子數(shù)的烷烴少兩個(gè)H原子，所以，有 機(jī)物每有一個(gè)環(huán)或一個(gè)雙鍵 或 ，相當(dāng) 于有一個(gè)，一個(gè)CC相當(dāng)于兩個(gè)，一個(gè) 相當(dāng)于四個(gè)。利用不飽和度可幫助檢測有 機(jī)物可能有的結(jié)構(gòu)，寫出其同分異構(gòu)體。,【典例導(dǎo)析6】有機(jī)物 的同分異構(gòu)體有多 種，請(qǐng)寫出符合下列要求的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式。 （1）具有苯環(huán)結(jié)構(gòu)且苯環(huán)上只有一個(gè)鏈狀取代基； （2）已知不飽和碳碳鍵上不能連有OH。 解析 根據(jù)不飽和度概念，該有機(jī)物的不飽和度為6，除

7、苯環(huán)外還有：要么兩個(gè)雙鍵，要么一個(gè)三鍵。,答案,遷移應(yīng)用 1.某烷烴的一種同分異構(gòu)體只能生成一種一氯代物， 則該烴的分子式不可能的是（ ） A.C2H6 B.C4H10 C.C5H12 D.C8H18,B,2.分子式為C4H10O并能與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣的有機(jī) 化合物有（ ） A.3種 B.4種 C.5種 D.6種,B,3.環(huán)己烷有兩種空間立體結(jié)構(gòu)：船式環(huán)己烷（ ） 和椅式環(huán)己烷（ ）。如果環(huán)己烷分子中有兩 個(gè)不同碳上的氫原子被氯原子取代，考慮環(huán)己烷的 船式和椅式結(jié)構(gòu)，則二氯環(huán)己烷應(yīng)有同分異構(gòu)體 （ ） A.12種 B.6種 C.18種 D.9種 解析 船式環(huán)己烷和椅式環(huán)己烷各有2種碳原子，船

8、式 環(huán)己烷分子中有兩個(gè)不同碳上的氫原子被氯原子取 代，有6種同分異構(gòu)體，同理椅式環(huán)己烷也有6種同分 異構(gòu)體，因此二氯環(huán)己烷共有12種同分異構(gòu)體。,A,4.分子式為C6H9Br的有機(jī)物，其結(jié)構(gòu)不可能是（ ） A.含有一個(gè)雙鍵的直鏈有機(jī)物 B.含有兩個(gè)雙鍵的直鏈有機(jī)物 C.含有一個(gè)雙鍵的環(huán)狀有機(jī)物 D.含有一個(gè)三鍵的直鏈有機(jī)物,A,實(shí)驗(yàn)突破 有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的測定 有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的測定，過去常用有機(jī)化合物的化 學(xué)性質(zhì)確定分子中所含的官能團(tuán)，再確定其所在的 位置?，F(xiàn)代化學(xué)測定有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)可用現(xiàn)代化 的物理方法，如核磁共振氫譜和紅外光譜等。確定 有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)的一般步驟為：,附：根據(jù)有機(jī)物的官能

9、團(tuán)進(jìn)行鑒別,【典例導(dǎo)析】經(jīng)測定乙醇的化學(xué)式是C2H6O，由于 有機(jī)物普遍存在同分異構(gòu)現(xiàn)象，推測乙醇的結(jié)構(gòu)可 能是下列兩種之一。,為測定其結(jié)構(gòu)，應(yīng)利用物質(zhì)的特殊性進(jìn)行定性、定 量實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)給出乙醇、鈉、水及必要的儀器,請(qǐng)甲、 乙、丙、丁四位同學(xué)直接利用下圖給定的裝置開始 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確定乙醇的結(jié)構(gòu)。,（1）學(xué)生甲得到一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)： 根據(jù)以上數(shù)據(jù)推斷乙醇的結(jié)構(gòu)應(yīng)為 （用、 表示），理由為 。,（2）同學(xué)乙分別準(zhǔn)確稱量4.60 g乙醇進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)以排在量筒內(nèi)的水的體積作為生成的H2體積 換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況后都小于1.12 L，如果忽略量筒本身及 乙讀數(shù)造成的誤差，那么乙認(rèn)為可能是由于樣品中含 有

10、少量水造成的，你認(rèn)為正確嗎？ （填“正確”或 “不正確”）如果你認(rèn)為正確，請(qǐng)說明理由；如果你認(rèn) 為不正確，那么產(chǎn)生這種情況的原因應(yīng)該是什么？ 。 （3）同學(xué)丙認(rèn)為實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵有：裝置氣密性要 良好，實(shí)驗(yàn)開始前準(zhǔn)確確定乙醇的量，鈉足量， 廣口瓶內(nèi)水必須充滿,氫氣體積的測算方法正確、 數(shù)值準(zhǔn)確。其中正確的有 （填序號(hào)）。,（4）同學(xué)丁不想通過稱量乙醇的質(zhì)量來確定乙醇的 量，那么他還需知道的數(shù)據(jù)是。 （5）實(shí)驗(yàn)后，四名同學(xué)從乙醇的可能結(jié)構(gòu)分析入手 對(duì)乙醇和鈉的量的關(guān)系進(jìn)行了討論，如果乙醇的物 質(zhì)的量為n mol，那么對(duì)鈉的物質(zhì)的量的取值要求必 須是 。,解析 本題考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、測量氣體體積

11、的 方法及分析誤差的能力，是一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)。（1） 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：1 mol C2H6O與足量的鈉反應(yīng)，產(chǎn)生 11.2 L H2，即0.5 mol H2，也就是1 mol H。說明1個(gè) C2H6O分子中只有1個(gè)氫原子被Na置換，故結(jié)構(gòu)式為 而不是。,（2）乙同學(xué)認(rèn)為樣品中含少量水是錯(cuò)誤的，因?yàn)?2Na+2H2O 2NaOH+H2，且等質(zhì)量的水產(chǎn)生 的氫氣比等質(zhì)量的乙醇多，應(yīng)大于1.12 L。真正的 原因是廣口瓶與量筒之間玻璃導(dǎo)管中水柱的體積沒 計(jì)算在內(nèi)。（3）同學(xué)丙關(guān)于實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵的五 點(diǎn)中，只有是不必要的，因?yàn)榉磻?yīng)的燒瓶和導(dǎo)管 中都存在空氣，并不影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。（4）同 學(xué)丁不想稱量乙醇

12、的質(zhì)量，則只有量取其體積，因 此必須知道乙醇的密度。（5）本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭茰y 乙醇分子的結(jié)構(gòu)，乙醇必須作用完，若乙醇為n mol， 由化學(xué)反應(yīng)方程式知：2C2H5OH+2Na 2C2H5ONa+H2，金屬鈉的物質(zhì)的量必須大于 n mol。,答案 （1） 得到乙醇分子中有一個(gè)H與其他五個(gè) H不同，從而確定乙醇分子的結(jié)構(gòu)為 （2）不正確 廣口瓶與量筒之間玻璃導(dǎo)管中水柱的 體積沒計(jì)算在內(nèi) （3） （4）所給乙醇樣品的密度 （5）大于n mol,遷移應(yīng)用 1.為了測定乙醇的結(jié)構(gòu)式，有人設(shè)計(jì)了用無水酒精與 鈉反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置和測定氫氣體積的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 可供選用的實(shí)驗(yàn)儀器如下圖所示。,請(qǐng)回答以下問題： （

13、1）測量氫氣體積的正確裝置是 （填寫 編號(hào)）。 （2）裝置中A部分的分液漏斗與蒸餾燒瓶之間連接 的導(dǎo)管所起的作用是 （填寫編號(hào)）。 A.防止無水酒精揮發(fā) B.保證實(shí)驗(yàn)裝置不漏氣 C.使無水酒精容易滴下 （3）實(shí)驗(yàn)前預(yù)先將小塊鈉在二甲苯中溶化成小鈉 珠，冷卻后倒入燒瓶中，其目的是 。,（4）已知無水酒精的密度為0.789 g/cm3，移取2.0 mL酒精，反應(yīng)完全后（鈉過量），收集390 mL氣體。 則乙醇分子中能被鈉取代出的氫原子數(shù)為 ，由 此可確定乙醇的結(jié)構(gòu)式為 而不是 。,解析 該實(shí)驗(yàn)利用的反應(yīng)原理是ROH可與Na反應(yīng)產(chǎn)生 H2，以此計(jì)算乙醇分子中可被Na取代出的H原子數(shù) 從而確定乙醇的結(jié)

14、構(gòu)。據(jù)（4）可知C向上排空氣法 不可取，能產(chǎn)生390 mL H2，D、E排水法均不可取， 并且E中滴定管無此容量，因此只能選B作為測量H2 體積的裝置，整個(gè)裝置連接為AB。A部分中分液 漏斗與蒸餾燒瓶之間連接導(dǎo)管能使燒瓶與分液漏斗 中壓強(qiáng)保持一致，分液漏斗的液柱差使乙醇易于滴 下。將鈉熔成小珠，是為了增大乙醇與鈉的接觸面 積，提高反應(yīng)速率，使乙醇與鈉充分反應(yīng)。根據(jù) 2ROHH2知，乙醇分子中能被鈉取代出的H原子數(shù) 為：,測定結(jié)果偏高的原因：根據(jù)上述算式知，測定的體 積偏大，或醇的物質(zhì)的量偏小，即室溫下進(jìn)行或無 水酒精中混有微量甲醇。,答案 （1）B（2）C （3）增大無水乙醇與鈉的接觸面積，使之充分反應(yīng),2.質(zhì)子核磁共振譜（NMR）是研究有機(jī)物結(jié)構(gòu)的有 力手段之一。 （1）現(xiàn)有分子式均為C2H4O2的兩種鏈狀分子組 成的混合物，如果在NMR譜上觀察到氫原子給出 的信號(hào)有兩種情況：第一種情況峰的強(qiáng)度比為31， 第二種情況峰的強(qiáng)度比為21