《同分異構(gòu)體》專題訓(xùn)練含答案解析

. WORD格式整理. .《同分異構(gòu)體》專題訓(xùn)練【知識準(zhǔn)備】一、基本概念和知識要點(diǎn)1．同分異構(gòu)現(xiàn)象：化合物具有相同分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)式的現(xiàn)象。具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱為同分異構(gòu)體。2．中學(xué)有機(jī)化學(xué)中主要涉及的同分異構(gòu)現(xiàn)象有 (1)碳架異構(gòu) (2)位置（官能團(tuán)位置）異構(gòu) (3)類別異構(gòu)（又稱官能團(tuán)異構(gòu)） ?！纠?】有下列各組物質(zhì)： ①NH4CNO與CO(NH2)2②CuSO4·3H2O與CuSO4·5H2O③H4SiO4與Si(OH)4④[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O與[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O⑤H2O與D2O⑥淀粉與纖維素 ⑦18O2與16O3⑧⑨ ⑩ ，其中兩者互為同分異構(gòu)體的組是[簡析]同分異構(gòu)現(xiàn)象不只是存在于有機(jī)物中，它廣泛存在于化合物中。同時，學(xué)習(xí)中還要從概念上辨析同素異形體(單質(zhì)間)、同位素(原子間)、同系物(有機(jī)物間)，甚至同一物質(zhì)(的不同表達(dá)形式)。[答案]①④⑧⑩【講練互動】二、判斷書寫和綜合考查(一) 官能團(tuán)由少到多，突出有序書寫和方法遷移【例2】液晶是一種新型材料。 MBBA是一種研究得較多的液晶化合物。 它可以看作是由醛 A和胺B去水縮合的產(chǎn)物。對位上有—C4H9的苯胺可能有4種異構(gòu)體，它們是：(2)醛A的異構(gòu)體甚多，其中屬于酯類化合物且結(jié)構(gòu)式中有苯環(huán)的異構(gòu)體就有 6種，它們是： 、 、 、 、 、 。[簡析](1) 烷烴同分異構(gòu)體 (碳架異構(gòu))的有序書寫方法為：主鏈由長到短，支鏈由整到散，位置由邊到心，排列由對到鄰到間，它是同分異構(gòu)體書寫的基礎(chǔ)。此外，記憶常見烷基的同分異構(gòu)體數(shù)目：甲基 1種、乙基1種、丙基(－C3H7)2種、丁基(－C4H9)4種，對同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷有很大便利。 (2)對于烴的衍生物的同分異構(gòu)體的書寫也要特別強(qiáng)調(diào)借用碳架異構(gòu)方法、結(jié)合官能團(tuán)特點(diǎn)有序書寫，借助“碳四價原則”補(bǔ)足氫原子完成結(jié)構(gòu)簡式。此外，審題時還要注意條件的限制。[答案](1)(2). .專業(yè)知識分享 . .【例3】某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為 ，它的同分異構(gòu)體中屬于芳香醇的共有 （ ）A．3 種 B．4種 C．5種 D．6種[簡析]本題可先借助不飽和度 (Ω)來快速判斷苯基外的基團(tuán)是飽和，再按照書寫方法有序書寫即可。，選擇題也可用 （①②為羥基的位置，③④⑤為－ CH3的位置）來判斷。[答案]C【例4】紅色基 B（2-氨基-5-硝基苯甲醚）的結(jié)構(gòu)簡式如圖，它主要用于棉纖維織物的染色， 也用于制一些有機(jī)顏料， 若分子式與紅色基 B相同，且氨基（－ NH2）與硝基（－NO2）直接連在苯環(huán)上并呈對位時的同分異構(gòu)體數(shù)目（包括紅色基 B）為 （ ）A．2種 B．4種 C．6種 D．10種[簡析]芳香醇、芳香醚、酚可形成類別異構(gòu)，常按類別異構(gòu)→ 碳架異構(gòu) →位置異構(gòu)順序書寫，也可按照 碳架異構(gòu)→位置異構(gòu)→類別異構(gòu)的順序書寫， 不管按哪種方法書寫都必須防止漏寫和重寫。 本題的 10種結(jié)構(gòu)為芳香醚 2種、芳香醇 2種、酚 6種（見下面的示意圖） 。[答案]D※附錄：常見的有機(jī)物類別異構(gòu)有：組成通式 可能的類別CnH2n，n≥3烯烴環(huán)烷烴CnH2n-2，n≥4炔烴二烯烴環(huán)烯烴CnH2n+2O，n≥2飽和一元醇與醚n2n-6O，n≥7芳香醇、芳香醚、酚CH

組成通式可能的類別CnH2nO，n≥3飽和一元醛、酮、烯醇等CnH2nO2，n≥2飽和一元羧酸、酯、羥基醛等CnH2n+1NO2，n≥2硝基化合物氨基酸Cn(H2O)m單糖間或二糖間等【例5】對于化學(xué)式為 C5H12O2的二元醇，其主鏈為 4個碳原子的同分異構(gòu)體有 ()A．4種 B．5種 C．6種 D．7種[簡析]對于多官能團(tuán)的同分異構(gòu)體的書寫常采用“定一動一”的方法保證不漏不重。當(dāng)然本題還要注意官能團(tuán)對碳鏈的特殊要求（注：當(dāng)前試題隱形條件日趨增多） ，用碳架分析如下（其中數(shù)字表示在此條件下另一羥基位置 ）。[答案]D【例6】據(jù)報道， 2002年10月26日俄羅斯特種部隊在解救人質(zhì)時，除使用了非致命武器芬太奴外，還作用了一種麻醉作用比嗎啡強(qiáng)100倍的氟烷，已知氟烷的化學(xué)式為C2HClBrF3，則沸點(diǎn)不同的上述氟烷有A．3種B．4種C．5種D．6種[簡析]本題除了“定一動一”的方法外，若采用“換元法”可簡化思維過程，即C2HClBrF3可看作C2F6被一H、一Cl、一Br取代的產(chǎn)物，請你參照例5繼續(xù)往下分析。[答案]B【練習(xí) 1】烷基取代苯 可以被酸性 KMnO4溶液氧化生成 ，但若烷基 R中直接與苯環(huán)連2接的碳原子上沒有 C－H鍵，則不容易被氧化得到 ?，F(xiàn)有分子式是 C11H16的一烷基取代苯，已知它可以被氧化成為 的異構(gòu)體共7種，其中的 3種是： ，， 。請寫出其他4 種的結(jié)構(gòu)簡式： ?！揪毩?xí)2】在C3H9N中N原子以三個單鍵與其它原子相連接，它具有的同分異構(gòu)體數(shù)目為 （ ）A．2種 B．3種 C．4種 D．5種【練習(xí) 3】主鏈上有 4個碳原子的某種烷烴，有兩種同分異構(gòu)體，含有相同碳原子數(shù)且主鏈也有 4個碳原子的單烯烴的同分異構(gòu)體有 （ ）A．5種 B．4種 C．3種 D．2種【練習(xí) 4】已知 C5H11OH有8種同分異構(gòu)體，則分子式為 C5H10O的醛有 種,分子式為 C6H12O2的羧酸有 種，分子式為 C6H12O2的酯有 種。【練習(xí) 5】某羧酸的衍生物 A?；瘜W(xué)式為 C6H12O2。已知 ，又知D不與Na2CO3反應(yīng)，C和E都不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。 A的結(jié)構(gòu)可能有 （ ）A．2種 B．3種 C．4種 D．6種【練習(xí) 6】某芳香族有機(jī)物的分子式為 C8H6O2，它的分子（除苯環(huán)外不含其他環(huán)）中不可能有（ ）A．兩個羥基 B．一個醛基 C．兩個醛基 D．一個羧基【練習(xí)7】(1)乙酸苯甲酯對花香和果香的香韻具有提升作用，故常用于化妝品工業(yè)和食品工業(yè)。乙酸苯甲酯有很多同分異構(gòu)體，含有酯基和一取代苯結(jié)構(gòu)的同分異構(gòu)體有五個，其中兩個的結(jié)構(gòu)簡式分別是下圖的A、B：(乙酸苯甲酯 ) （A） （B）請寫出另外三個同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：香豆素是廣泛存在于植物中的一類芳香族化合物，大多具有光敏性，有的還具有抗菌和消炎作用。在合成其的核心結(jié)構(gòu)芳香內(nèi)酯 過程中有一中間產(chǎn)物[詳見2006江蘇卷]，中間產(chǎn)物（ B）有多種同分異構(gòu)體，其中一類同分異構(gòu)體是苯的二取代物，且水解后生成的產(chǎn)物之一能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。這類同分異構(gòu)體共有 ____________種?！揪毩?xí)8】2000年，國家藥品監(jiān)督管理局發(fā)布通告暫停使用和銷售含苯丙 醇胺的藥品制劑。苯丙醇胺（英文縮寫為 PPA）結(jié)構(gòu)簡式如右圖：其中 —代表苯基。苯丙醇胺是一種一取代苯，取代基是 。(1)PPA的分子式是： ______________它的取代基中有兩個官能團(tuán)，名稱是__________基和_________基（請?zhí)顚憹h字）。(3)將 —、H2N—、HO—在碳鏈上的位置作變換，可以寫出多種同分異構(gòu)體，其中 5種的結(jié)構(gòu)簡式是：3請寫出另外4種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式（不要寫出—OH和—NH2連在同一個碳原子上的異構(gòu)體；寫出多于4種的要扣分）：__________________ 、__________________ 、__________________ 、__________________(二) 空間結(jié)構(gòu)由線到面到體，突出空間想象和融會貫通【例7】某化合物的分子式為 C5H11Cl，分析數(shù)據(jù)表明：分子中有兩個－ CH3、兩個－CH2－、一個 和一個－Cl，它的可能的結(jié)構(gòu)有（ ）種（本題不考慮對映異構(gòu)體）A．2 B．3 C．4 D．5[簡析]對于指定取代基的同分異構(gòu)體的書寫，常用“先難后易” （即先定四價、三價基團(tuán)，再上二價基團(tuán)，最后補(bǔ)一價基團(tuán)）來突破。本題先寫出如下碳架，后補(bǔ)上一價基團(tuán)，在此過程中要充分注意結(jié)構(gòu)的等效 /對稱性，示意圖中①②③④為－ Cl位置，另外 2個價鍵連接－ CH3。[答案]C【例8】已知甲苯的一氯代物有 4種，則甲苯與氫氣完全加成后的產(chǎn)物的一氯化物應(yīng)該具有的種類數(shù)是()A．2種B．4種C．5種D．7種[簡析]本題除了要充分利用的對稱/等效性，還要注意甲苯加氫后與甲基相連的碳上也有氫原子，也能被Cl取代。[答案]C【例9】(1)已知化合物B3N3H6（硼氮苯）與C6H6（苯）的分子結(jié)構(gòu)相似(如左下圖)，則硼氮苯的二氯取代物B3N3H4Cl2的同分異構(gòu)體的數(shù)目為（）已知化合物A(C4Si4H8)與立方烷(C8H8)的分子結(jié)構(gòu)相似(如右下圖)，則C4SiH8的二氯代物的同分異構(gòu)體數(shù)目為（）A．3B．4C．5D．6HH HHH

HBH N NHH B BHH

NH[簡析]將平面結(jié)構(gòu)的“定一動一”同分異構(gòu)體書寫方法遷移到立體結(jié)構(gòu)。[答案](1)B(2)B【例10】金剛烷（C10H16）是一種重要的脂環(huán)烷烴，，它可以看作是4個等同的六元環(huán)組成的空間結(jié)構(gòu)，若已知一氯金剛烷有2種結(jié)構(gòu)，則二氯金剛烷的種類有（）A．4種B．6種C．8種D．10種[簡析]根據(jù)“一氯金剛烷有2種結(jié)構(gòu)”，利用對稱/等效性理解“可看作是4個等同的六元環(huán)組成的空間結(jié)構(gòu)”（空間結(jié)構(gòu)要求比較高），通過“定一動一”的基本方法解決非常規(guī)試題。分析示意圖如下（①－⑥為另一Cl位置）：[答案]B―――――4【練習(xí)9】有兩種不同的原子團(tuán)－X、－Y，若同時分別取代甲苯苯環(huán)上的兩個氫原子，生成的同分異體的數(shù)目是（）A．10種B．9種C．6種D．4種CH3【練習(xí)10】已知A為 CH3，其苯環(huán)上的二溴代物有 種，苯環(huán)上的四溴代物有 種?！揪毩?xí)11】已知1,2,3－三苯基環(huán)丙烷的 3個苯基可分布在環(huán)丙烷環(huán)平面的上下，因此有如下 2個異構(gòu)體。據(jù)此，可判斷 1,2,3,4,5－五氯環(huán)戊烷（假定五個碳原子在同一平面上）的異構(gòu)體數(shù)是 （ ）A．4 B．5 C．6 D．7【練習(xí) 12】下面是苯和一組稠環(huán)芳香烴的結(jié)構(gòu)式①苯 ②萘 ③蒽 ④并四苯 ⑤并五苯寫出化合物②~⑤的分子式：①C6H6②③④⑤(2)這組化合物的分子式通式是CH（請以含m的表示式填在橫線上，m=1,2,3,------）(3)由于取代基的位置不同，產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象，稱為官能團(tuán)位置異構(gòu)。一氯并五苯有（填數(shù)字）個異構(gòu)體，二氯蒽有（填數(shù)字）個異構(gòu)體,八氯蒽有（填數(shù)字）個異構(gòu)體。【練習(xí) 13】在烷烴分子中的基團(tuán)：－ CH3、－CH2－、 、 中的碳原子數(shù)目分別用 n1、n2、n3、n4表示。例如：在 分子中， n1＝6，n2＝1，n3＝2，n4＝1。試根據(jù)不同烷烴的組成結(jié)構(gòu)，分析烷烴（除甲烷外）各原子的關(guān)系。烷烴分子中氫原子數(shù)n0與n1、n2、n3、n4之間的關(guān)系是四種碳原子數(shù)的關(guān)系為n1＝若分子中n2＝n3＝n4＝1，則該分子的結(jié)構(gòu)簡式可能為【練習(xí) 14】已知[Co(NH3)6]3+呈正八面體結(jié)構(gòu)，若其中有兩個 NH3分子分別被H2O取代，所形成的 [Co(NH 3)4(H2O)2]3+的幾何異構(gòu)體種數(shù)有（ ）種（不考慮光學(xué)異構(gòu)）A．2種 B．3種 C．4種 D．6種【練習(xí) 15】近年來，化學(xué)家們合成了如下圖所示的一系列的星烷，如三星烷、四星烷、五星烷等。三星烷 四星烷 五星烷(1)六星烷的化學(xué)式為 ，這一系列的星烷 （選填：是或不是）互為同系物。(2)與三星烷互為同分異構(gòu)體的芳香烴有 種。5(3)一氯四星烷的結(jié)構(gòu)簡式有 ，二溴三星烷有 種。(三) 新信息逐漸滲透引入，培養(yǎng)自學(xué)和綜合應(yīng)用的能力【例11】烯烴、一氧化碳和氫氣在催化劑作用下生成醛的反應(yīng)，稱為羰基合成，也叫烯烴的醛化反應(yīng)。由乙烯制丙醛的反應(yīng)為： CH2=CH2+CO+H2得到的醛的同分異構(gòu)體可能有A．2種 B．3種[簡析]本題可不必試寫，抓住由題給信息可知[答案]C

CH3CH2CHO。由化學(xué)式為 C4H8的烯烴進(jìn)行醛化反應(yīng)，（ ）C．4種 D．5種4H8的醛化反應(yīng)后可得 C4H9－CHO，丁基有4種?！纠?2】2002年諾貝爾化學(xué)獎表彰的是在“看清”生物大分子真面目方面的科技成果，一項是美國科學(xué)家約翰·芬恩與日本科學(xué)家田中耕一 “發(fā)明了對生物大分子的質(zhì)譜分析法” ；另一項是瑞士科學(xué)家?guī)鞝柼亍?維特里?！鞍l(fā)明了利用核磁共振技術(shù)測定溶液中生物大分子三維結(jié)構(gòu)的方法” 。原子核磁共振（ PMR）是研究有機(jī)物結(jié)構(gòu)的有力手段之一，在所有研究的化合物分子中，每一結(jié)構(gòu)中的等性氫原子在 PMR中都給出了相應(yīng)的峰（信號） ，譜中峰的強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)中的等性 H原子個成正比。例如二乙醚的結(jié)構(gòu)簡式為：CH3-CH2-O-CH2-CH3，其核磁共振譜 (PMR譜)中給出的峰值（信號）有兩個，其強(qiáng)度之比為 3:2，如下圖所示：(1)結(jié)構(gòu)式為的有機(jī)物，在PMR譜上觀察峰給出的強(qiáng)度之比為；(2)某含氧有機(jī)物，它的相對分子質(zhì)量為46.0，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52.2%，氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.0%，PMR中只有一個信號，請寫出其結(jié)構(gòu)簡式。(3)實(shí)踐中可根據(jù)PMR譜上觀察到氫原子給出的峰值情況，確定有機(jī)物的結(jié)構(gòu)。如分子式為C3H6O2的鏈狀有機(jī)物，有PMR譜上峰給出的穩(wěn)定強(qiáng)度僅有四種，其對應(yīng)的全部結(jié)構(gòu)，它們分別為：①3∶3②3∶2∶③3∶1∶1∶1④2∶2∶1∶1，請分別推斷出可能的結(jié)構(gòu)簡式：① ②③ ④(4)在測得 CH3CH2CH2CH3化合物在 PMR譜上可觀察到二種峰，而測得 CH3－CH=CH－CH3時，卻得到氫原子給出的信號峰有 4個，請結(jié)合空間結(jié)構(gòu)解釋產(chǎn)生 4個信號峰的原因：(5)現(xiàn)有四種最簡式均為“CH”的有機(jī)物（碳原子數(shù)不超過10且彼此不同），在PMR譜上僅觀察到一種信號峰，試寫出這四種有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式：。[簡析]雖冠以新信息核磁共振譜 (新課程已涉及 )，但“撥開云霧見日月” ，抓住題給的“等性 H原子”可知本題(1)(2)(3)考查常見的同分異構(gòu)體數(shù)目判斷和書寫。 (4)需從“空間結(jié)構(gòu)”暗示信息入手，較高要求地考查了烯烴的 “幾何異構(gòu) ”。(5)“另辟蹊徑” ，深刻領(lǐng)悟后總結(jié)才能順利解答全部。[答案](1)2：2：2：2：2或者1：1：1：1：1 (2)CH3OCH3(3)①CH3COOCH3 ②CH3CH2COOH HCOOCH2CH3 CH3―O―CH2CHO③CH3CH(OH)CHO ④HOCH2CH2CHO6(4)因?yàn)镃H2－CH=CH－CH2有兩種空間結(jié)構(gòu)：和，每種在PMR譜上給出信號峰有2個，所以共給出信號峰4個。(5)CH≡CH （合理的結(jié)構(gòu)簡式均給分）注意：空間結(jié)構(gòu)對稱，每個碳原子上只連一個氫原子，碳原子數(shù)不超過 10且彼此不同―――――【練習(xí) 18】2005年諾貝爾化學(xué)獎被授予“在烯烴復(fù)分解反應(yīng)研究方面作出貢獻(xiàn)”的三位科學(xué)家。 “烯烴復(fù)分解反應(yīng)”是指在金屬鉬、釕等催化劑的作用下，碳碳雙鍵斷裂并重新組合的過程。如 2分子烯烴RCH=CHR ＇用上述催化劑作用會生成兩種新的烯烴 RCH=CHR 和R＇CH=CHR＇。則分子式為 C4H8的烯烴中，任取兩種發(fā)生“復(fù)分解反應(yīng)”，生成新烯烴種類最多的一種組合中，其新烯烴的種類為（ ）A．5種 B．4種 C．3種 D．2種【練習(xí)19】已知二氟二氮N2F2分子中兩個氮原子之間以雙鍵相結(jié)合，每個氮原子各連一個氟原子，分子中的四個原子都在一個平面上。由于幾何形狀的不同，它有兩種同分異構(gòu)體，這種原子排布順序相同，幾何形狀不同的異構(gòu)體被稱作 “幾何異構(gòu) ”。在下列化合物中存在幾何異構(gòu)現(xiàn)象的有（ ）【練習(xí)20】在有機(jī)物分子中，若某個碳原子連接4個不同的原子或基團(tuán)，可能由于連接的次序不同而存在異構(gòu)現(xiàn)象。如右圖這兩種分子不能重疊在一起（像人體的左右手一樣），它們是同分異構(gòu)體，稱為對映異構(gòu)，具有上述結(jié)構(gòu)特征的碳原子稱為“手性碳原子”，如中的※C碳原子為手性碳原子；又知一個碳原子上連著2個碳碳雙鍵（如）時，極不穩(wěn)定。某鏈烴 C7H10的眾多同分異構(gòu)體中，(1)處于同一平面上的碳原子數(shù)最多有__________(2)含有“手性碳原子”且與足量H2發(fā)生