同分異構(gòu)體書寫

有序思維突破同分異構(gòu)體的書寫及數(shù)目判斷1.同分異構(gòu)體的書寫規(guī)律(1)烷烴：烷烴只存在碳鏈異構(gòu)，書寫時(shí)要注意全面而不重復(fù)，具體規(guī)則如右：(2)具有官能團(tuán)的有機(jī)物：一般按碳鏈異構(gòu)→位置異構(gòu)→官能團(tuán)異構(gòu)的順序書寫。例：(以C4H8O為例且只寫出骨架與官能團(tuán))①碳鏈異構(gòu)?C—C—C—C、

②位置異構(gòu)?

③官能團(tuán)異構(gòu)?C—O—C—C—C、

、C—C—O—C—C(3)芳香族化合物：兩個(gè)取代基在苯環(huán)上的位置有鄰、間、對3種。(4)限定條件同分異構(gòu)體的書寫解答這類題目時(shí)，要注意分析限定條件的含義，弄清楚在限定條件下可以確定什么，一般都是根據(jù)官能團(tuán)的特征反應(yīng)限定官能團(tuán)的種類、根據(jù)等效氫原子的種類限定對稱性(如苯環(huán)上的一取代物的種數(shù)、核磁共振氫譜中峰的個(gè)數(shù)等)，再針對已知結(jié)構(gòu)中的可變因素書寫各種符合要求的同分異構(gòu)體。2.同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷方法(1)記憶法：記住一些常見有機(jī)物異構(gòu)體數(shù)目，如①凡只含一個(gè)碳原子的分子均無異構(gòu)體；②乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、乙炔、丙炔無異構(gòu)體；③4個(gè)碳原子的烷烴有2種異構(gòu)體，5個(gè)碳原子的烷烴有3種異構(gòu)體，6個(gè)碳原子的烷烴有5種異構(gòu)體。(2)基元法：如丁基有4種，則丁醇、戊醛、戊酸都有4種同分異構(gòu)體。(3)替代法：如二氯苯(C6H4Cl2)有3種同分異構(gòu)體，四氯苯也有3種同分異構(gòu)體(將H和Cl互換)；又如CH4的一氯代物只有1種，新戊烷C(CH3)4的一氯代物也只有1種。(4)等效氫法：等效氫法是判斷同分異構(gòu)體數(shù)目的重要方法，其規(guī)律有：①同一碳原子上的氫原子等效。②同一碳原子上的甲基上的氫原子等效。③位于對稱位置上的碳原子上的氫原子等效。題組一同分異構(gòu)體數(shù)目的推斷1.(2016·安徽江南十校聯(lián)考)0.1mol某烴完全燃燒時(shí)生成30.8gCO2和12.6gH2O，且能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，若其結(jié)構(gòu)中只含有兩個(gè)—CH3，則該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)(不考慮順反異構(gòu))最多有A.6種

B.8種C.7種

D.10種專題訓(xùn)練答案解析√30.8gCO2的物質(zhì)的量為0.7mol,12.6gH2O的物質(zhì)的量為0.7mol，則該烴的分子式為C7H14，該分子能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，則該分子是烯烴，且其結(jié)構(gòu)中只含有兩個(gè)—CH3，最多有8種同分異構(gòu)體，分別是2--庚烯、3--庚烯、2--甲基--1--己烯、3--甲基--1--己烯、4--甲基--1--己烯、5--甲基--1--己烯、2--乙基--1--戊烯、3--乙基--1--戊烯，B項(xiàng)正確。2.已知阿魏酸的結(jié)構(gòu)簡式為

，則同時(shí)符合下列條件的阿魏酸的同分異構(gòu)體的數(shù)目為①苯環(huán)上有兩個(gè)取代基，且苯環(huán)上的一溴代物只有2種；②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)；③與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)可生成使澄清石灰水變渾濁的氣體；④與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)A.2 B.3C.4 D.5答案解析√根據(jù)條件①，則兩個(gè)取代基處于對位；根據(jù)條件②，則含有醛基；根據(jù)條件③，則含有羧基；根據(jù)條件④，則含有酚羥基，結(jié)合阿魏酸的分子式，故其同分異構(gòu)體的可能結(jié)構(gòu)為

、

、

。、3.判斷下列特定有機(jī)物的同分異構(gòu)體的數(shù)目。(1)分子式是C8H8O2的芳香酯的化合物有____種。C8H8O2可拆成C6H5—C2H3O2，甲酸的酯有4種，分別是

、

、

；乙酸的酯有1種：

；苯甲酸的酯有1種：

，共6種。6答案解析、(2)有機(jī)物

有多種同分異構(gòu)體，其中含有1個(gè)醛基和2個(gè)羥基的芳香族化合物有____種。6答案解析將

中的羧基—COOH拆成—CHO和—OH，可以使苯甲醛的2個(gè)苯環(huán)氫原子被2個(gè)羥基取代，方法是逐一取代，一羥基取代物有

、

、

，二羥基取代物有

、

、

、

、

、

，共6種。(3)有機(jī)物

的同分異構(gòu)體很多，符合下列條件的同分異構(gòu)體有___種。①苯的衍生物②含有羧基和羥基③分子中無甲基7答案解析將

的酯基—COOCH3寫成—CH2COOH，考慮鄰、間、對有3種結(jié)構(gòu)，分別是

、

、

，再將—CH2—移到羥基與苯環(huán)之間構(gòu)成醇，同樣鄰、間、對有3種結(jié)構(gòu)，分別是

、

、

，還有

，共7種。題組二限定官能團(tuán)的有機(jī)物結(jié)構(gòu)式的書寫4.寫出下列特定有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式。(1)寫出同時(shí)滿足下列條件的A(

)的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：_____________________。①分子中含有苯環(huán)，且苯環(huán)上的一氯代物有兩種②與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)③能發(fā)生銀鏡反應(yīng)答案解析根據(jù)②，含有酚羥基，根據(jù)③，含有醛基，根據(jù)①，分子對稱，采用對位結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡式是

。根據(jù)③，含有酚羥基、甲酸酯基，根據(jù)殘基法，還剩余2個(gè)C原子，再根據(jù)①②，其結(jié)構(gòu)簡式是

或

。(3) 的一種同分異構(gòu)體滿足下列條件：Ⅰ.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，其水解產(chǎn)物之一能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)Ⅱ.分子中有6種不同化學(xué)環(huán)境的氫，且分子中含有兩個(gè)苯環(huán)寫出該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：___________________________。答案解析該有機(jī)物的苯環(huán)外還有2個(gè)碳原子、2個(gè)氧原子及1個(gè)不飽和度，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，能水解，說明存在甲酸酚酯結(jié)構(gòu)

；另外還有一個(gè)飽和碳原子、1個(gè)苯環(huán)，結(jié)合分子中有6種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子可寫出其結(jié)構(gòu)簡式。(5)D[HOOC(CH2)3COOH]的同分異構(gòu)體中能同時(shí)滿足下列條件的共有___種(不含立體異構(gòu))；①能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體②既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，又能發(fā)生皂化反應(yīng)其中核磁共振氫譜顯示為3組峰，且峰面積比為6∶1∶1的是________________(寫結(jié)構(gòu)簡式)；D的所有同分異構(gòu)體在下列一種表征儀器中顯示的信號(或數(shù)據(jù))完全相同，該儀器是____(填標(biāo)號)。a.質(zhì)譜儀

b.紅外光譜儀

c.元素分析儀 d.核磁共振儀答案解析5c12345①能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體，說明含有羧基；②既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，又能發(fā)生皂化反應(yīng)，說明含有醛基和酯基，因此是甲酸形成的酯基，所以可能的結(jié)構(gòu)簡式為HCOOCH2CH2CH2COOH、HCOOCH2CH(COOH)CH3、HCOOCH(COOH)CH2CH3、HCOOCH(CH3)CH2COOH、HCOOC(CH3)2COOH，共計(jì)5種。其中核磁共振氫譜顯示為3組峰，且峰面積比為6∶1∶1的是

。12345本題主要考查苯環(huán)、碳碳雙鍵、碳碳三鍵的空間結(jié)構(gòu)。按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其空間結(jié)構(gòu)可簡單表示為右圖所示：由圖形可以看到，直線l一定在平面N中，甲基上3個(gè)氫只有一個(gè)可能在這個(gè)平面內(nèi)；—CHF2基團(tuán)中的兩個(gè)氟原子和一個(gè)氫原子，最多只有一個(gè)在雙鍵決定的平面M中；平面M和平面N一定共用兩個(gè)碳原子，可以通過旋轉(zhuǎn)碳碳單鍵，使兩平面重合，此時(shí)仍有—CHF2中的兩個(gè)原子和—CH3中的兩個(gè)氫原子不在這個(gè)平面內(nèi)。要使苯環(huán)外的碳原子共直線，必須使雙鍵部分鍵角為180°。但烯烴中鍵角為120°，所以苯環(huán)以外的碳不可能共直線。12345678910111213147.(2017·江西調(diào)研)-2--氨基--5--硝基苯甲醚俗稱紅色基B，主要用于棉纖維織物的染色，也用于制金黃、棗紅、黑等有機(jī)顏料，其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。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(shí)的同分異構(gòu)體數(shù)目有A.2種

B.4種C.6種

D.9種√答案解析1234567891011121314與“—OCH3”組成相同的還有“—CH2OH”，這兩種基團(tuán)在苯環(huán)上的取代位置分別有2種：“—OCH3”可以用“—OH”和“—CH3”2個(gè)取代基代替，若羥基在氨基的鄰位，則甲基有3種取代位置，若羥基在硝基的鄰位，甲基也有3種取代位置，故符合要求的同分異構(gòu)體共有9種。123456789101112131410.(2015·邛崍高埂中學(xué)月考)某化合物的結(jié)構(gòu)式(鍵線式)及球棍模型如下：該有機(jī)物分子的核磁共振氫譜圖如下(單位是ppm)。下列關(guān)于該有機(jī)物的敘述正確的是123456789101112131411.(2016·安慶三模)(1)

的一種同分異構(gòu)體是人體必需的氨基酸，試寫出該氨基酸的結(jié)構(gòu)簡式：___________________。α--氨基苯丙酸，也叫苯丙氨酸，與

互為同分異構(gòu)體。答案解析1234567891011121314(2)寫出一個(gè)符合以下條件的

的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：______________________________________________________。①能與Fe3＋發(fā)生顯色反應(yīng)②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)和水解反應(yīng)③苯環(huán)上一氯取代物只有1種、

(答案合理即可，寫出一種)答案解析1234567891011121314由條件①可知該同分異構(gòu)體中含有酚羥基；結(jié)合條件②知，該同分異構(gòu)體中含有甲酸酯基；再結(jié)合條件③，可寫出符合條件的同分異構(gòu)體為

、

。1234567891011121314(3)遇FeCl3溶液顯紫色且苯環(huán)上有兩個(gè)取代基的

的同分異構(gòu)體有____種。答案解析除苯環(huán)外不飽和度為1，還有2個(gè)碳原子，1個(gè)氧原子，可知除酚—OH外另一取代基為—CH==CH2，苯環(huán)上有鄰、間、對三種結(jié)構(gòu)。31234567891011121314(4)

的同分異構(gòu)體中，既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，又能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)的共有____種，其中核磁共振氫譜為5組峰，且峰面積比為2∶2∶2∶1∶1的為___________(寫結(jié)構(gòu)簡式)。答案解析131234567891011121314根據(jù)限定條件確定含有酚羥基和醛基兩種官能團(tuán)，步驟是先確定—OH和—CHO在苯環(huán)上的位置，再定最后一個(gè)飽和C原子的位置。123456789101112131414.(1)磷的化合物三氯氧磷(

)與季戊四醇

的物質(zhì)的量之比2∶1反應(yīng)時(shí)，可獲得一種新型阻燃劑中間體X，并釋放出一種酸性氣體。季戊四醇與X的核磁共振氫譜如下圖所示。1234567891011121314①酸性氣體是_____(填化學(xué)式)。HCl答案答案解析1234567891011121314②X的結(jié)構(gòu)簡式為__________________________。三氯氧磷與季戊四醇發(fā)生取代反應(yīng)，產(chǎn)物是HCl氣體和磷酸酯，化學(xué)方程式是(2)有機(jī)化合物A～D的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下：由D中有5個(gè)碳，進(jìn)而知A中有5個(gè)C，A能與H2加成，B能與Br2加成，說明A中不飽和度至少為2，又據(jù)1mol