高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 同分異構(gòu)體 課件

實(shí)驗(yàn)式分子式結(jié)構(gòu)式

一、研究有機(jī)物的一般步驟和方法1、有機(jī)物的分離和提純（1）物理方法①蒸餾和重結(jié)晶

②萃取與分液（2）化學(xué)方法混合物試劑分離方法主要儀器甲烷(乙烯)溴水洗氣洗氣瓶苯(乙苯)酸性高錳酸鉀溶液、NaOH溶液分液分液漏斗乙醇(水)CaO蒸餾蒸餾燒瓶、冷凝管溴乙烷(乙醇)水分液分液漏斗醇(酸)NaOH溶液蒸餾蒸餾燒瓶、冷凝管硝基苯(NO2)NaOH溶液分液分液漏斗苯(苯酚)NaOH溶液分液分液漏斗酯(酸)飽和Na2CO3溶液分液分液漏斗(2022·山東卷)已知苯胺(液體)、苯甲酸(固體)微溶于水，苯胺鹽酸鹽易溶于水。實(shí)驗(yàn)室初步分離甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如下。下列說(shuō)法正確的是(

)

A.苯胺既可與鹽酸也可與NaOH溶液反應(yīng)B.由①、③分別獲取相應(yīng)粗品時(shí)可采用相同的操作方法C.苯胺、甲苯、苯甲酸粗品依次由①、②、③獲得D.①、②、③均為兩相混合體系C有機(jī)物（純凈）確定分子式？首先要確定有機(jī)物中含有哪些元素如何利用實(shí)驗(yàn)的方法確定有機(jī)物中C、H、O各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？李比希法現(xiàn)代元素分析法2、元素定量分析確定實(shí)驗(yàn)式（最簡(jiǎn)式）（1）“李比希元素分析法”的原理：?jiǎn)栴}：1、CuO的作用是什么？F的作用是什么？2、要測(cè)出有機(jī)物的最簡(jiǎn)式需要知道哪些數(shù)據(jù)？3、這套裝置能否測(cè)定mg某種氨基酸CxHyOzNp的最簡(jiǎn)式？如果不能，需要如何改進(jìn)？（2）現(xiàn)代元素分析法練習(xí)：實(shí)驗(yàn)測(cè)得某碳?xì)浠衔顰中，含碳80%、含氫20%，求該化合物的實(shí)驗(yàn)式?！遪(C)：n(H)＝80／12：20／1＝1：3∴

該化合物的實(shí)驗(yàn)式：CH3可直接測(cè)出有機(jī)物中各元素原子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)特別提醒：(1)某些特殊組成的最簡(jiǎn)式,在不知化合物的相對(duì)分子質(zhì)量時(shí),也可根據(jù)組成特點(diǎn)確定其分子式。例如：最簡(jiǎn)式為CH3的烴，其分子式可表示為(CH3)n當(dāng)n=2時(shí),氫原子已達(dá)飽和,故其分子式為C2H6。(2)若最簡(jiǎn)式中的氫原子已達(dá)飽和,則最簡(jiǎn)式即為分子式。例如：實(shí)驗(yàn)式為CH4、CH3Cl、C2H6O、C4H10O3等有機(jī)物，其實(shí)驗(yàn)式即為分子式。3、測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量思考：確定相對(duì)分子質(zhì)量的方法有哪些？（1）M=m/n（2）M1=DM2(D為相對(duì)密度)（3）M=22.4L/mol·ρg/L=22.4ρg/mol(標(biāo)況下氣體)（4）質(zhì)譜法確定分子式乙醇的質(zhì)譜圖質(zhì)荷比最大的就是未知物的相對(duì)分子質(zhì)量。結(jié)構(gòu)式（確定有機(jī)物的官能團(tuán)）分子式計(jì)算不飽和度推測(cè)可能的官能團(tuán)寫(xiě)出可能的同分異構(gòu)體利用官能團(tuán)的特征性質(zhì)，通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)確定。當(dāng)化合物結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜時(shí)，常常需要采取一些物理方法。如：質(zhì)譜、紅外光譜、核磁共振譜等。4、分子結(jié)構(gòu)的確定②核磁共振氫譜氫原子種類(lèi)不同（所處的化學(xué)環(huán)境不同）特征峰也不同①紅外光譜作用：獲得分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團(tuán)的信息作用：測(cè)定有機(jī)物分子中等效氫原子的類(lèi)型和數(shù)目利用特征反應(yīng)鑒定出官能團(tuán)，再進(jìn)一步確認(rèn)分子結(jié)構(gòu)（2）物理方法：（1）化學(xué)方法：③X射線衍射譜結(jié)構(gòu)的有關(guān)數(shù)據(jù)，包括鍵長(zhǎng)、鍵角等分子結(jié)構(gòu)信息。紅外光譜(IR)獲得分子中所含有的化學(xué)鍵或官能團(tuán)的信息如下圖所示是未知物A（化學(xué)式為C2H6O）的紅外光譜圖，從圖中可以找到C—O、C—H和O—H的吸收峰，因此，可以初步推測(cè)該未知物A是含有羥基官能團(tuán)的化合物，結(jié)構(gòu)可表示為

。C2H5OH練習(xí)：化合物A經(jīng)李比希法和質(zhì)譜法分析得知其相對(duì)分子質(zhì)量為136，分子式為C8H8O2。A的核磁共振氫譜有4個(gè)峰且面積之比為1∶2∶2∶3，A分子中只含一個(gè)苯環(huán)且苯環(huán)上只有一個(gè)取代基，其紅外光譜與核磁共振氫譜如下圖。請(qǐng)寫(xiě)出A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：作用：測(cè)定有機(jī)物中H原子的種類(lèi)和數(shù)目信號(hào)個(gè)數(shù)信號(hào)強(qiáng)度之比峰面積吸收峰數(shù)目＝氫原子類(lèi)型(等效氫種類(lèi))不同吸收峰的面積之比(強(qiáng)度之比)＝不同氫原子的個(gè)數(shù)之比核磁共振氫譜（H’—NMR）1、烴A的相對(duì)分子質(zhì)量為70，核磁共振氫譜顯示只有一種化學(xué)環(huán)境的氫；A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

。高考鏈接2、有機(jī)物的所有同分異構(gòu)體在下列—種表征儀器中顯示的信號(hào)（或數(shù)據(jù)）完全相同，該儀器是_____(填標(biāo)號(hào))。a．質(zhì)譜儀

b．紅外光譜儀c．元素分析儀d．核磁共振儀c二.同分異構(gòu)現(xiàn)象、同分異構(gòu)體有機(jī)物和無(wú)機(jī)物均存在同分異構(gòu)現(xiàn)象碳架異構(gòu)體位置異構(gòu)體官能團(tuán)異構(gòu)體互變異構(gòu)體構(gòu)型異構(gòu)體構(gòu)象異構(gòu)體構(gòu)造異構(gòu)體

同分異構(gòu)體立體異構(gòu)體

順?lè)串悩?gòu)（幾何異構(gòu)）對(duì)映異構(gòu)（旋光異構(gòu)）因分子中原子的連結(jié)次序不同或者鍵合性質(zhì)不同而引起的異構(gòu)。碳架異構(gòu)體：因碳架不同而引起的異構(gòu)體;如:位置異構(gòu)體：由于官能團(tuán)在碳鏈或碳環(huán)上的位置不同而產(chǎn)生的異構(gòu)體;如:官能團(tuán)異構(gòu)體：由于分子中官能團(tuán)不同而產(chǎn)生的異構(gòu)體;如:互變異構(gòu)體:因分子中某一原子在兩個(gè)位置迅速移動(dòng)而產(chǎn)生的官能團(tuán)異構(gòu)體由雙鍵引起的順?lè)串悩?gòu)由環(huán)引起的順?lè)串悩?gòu)順?lè)串悩?gòu)

對(duì)映異構(gòu)體enantiomerism常見(jiàn)官能團(tuán)的類(lèi)別異構(gòu)：通式類(lèi)別CnH2n(n≥3)烯烴和環(huán)烷烴CnH2n－2(n≥3)二烯烴和炔烴CnH2n＋2O(n≥2)飽和一元醇和飽和一元醚CnH2nO(n≥2)飽和一元醛、烯醇和環(huán)氧烷、飽和一元酮CnH2nO2(n≥2)飽和一元羧酸、飽和一元醇酯CnH2n＋1O2N(n≥2)氨基酸、硝基化合物和亞硝酸酯CnH2n－6O(n≥7)酚、芳香醇和芳香醚C6H12O6葡萄糖和果糖C11H22O11蔗糖和麥芽糖三．同分異構(gòu)體的書(shū)寫(xiě)方法三．同分異構(gòu)體的書(shū)寫(xiě)方法1、烷烴：

——減碳增鏈法分子式CH4C2H6C3H8C4H10C5H12C6H14C7H16種數(shù)11123592、烯烴、炔烴——插入法3、鹵代烴、醇、醛、羧酸——取代法（等效氫法）首先，去掉官能團(tuán)后按烷烴同分異構(gòu)體的書(shū)寫(xiě)方法寫(xiě)出剩余碳的碳鏈異構(gòu)。（1）插入法：根據(jù)碳鏈的對(duì)稱(chēng)性，將官能團(tuán)插入碳鏈中，最后用氫原子補(bǔ)足碳的四個(gè)價(jià)鍵。（2）取代法：將官能團(tuán)取代碳鏈上的氫原子。4、酯、醚分碳法(碳鏈較長(zhǎng))；插入法(碳鏈短或含苯環(huán))原則：先碳鏈異構(gòu)，再位置異構(gòu)，后官能團(tuán)異構(gòu)練習(xí)1、（1）書(shū)寫(xiě)C5H10屬于烯烴類(lèi)的同分異構(gòu)體（2）書(shū)寫(xiě)C5H12O的同分異構(gòu)體（3）書(shū)寫(xiě)C5H10O屬于醛類(lèi)的同分異構(gòu)體（4）書(shū)寫(xiě)C5H10O2屬于羧酸類(lèi)的同分異構(gòu)體書(shū)寫(xiě)C5H10O2屬于酯類(lèi)的同分異構(gòu)體(8+6種)(4種)(5種)(4種)(9種)1、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(duì)稱(chēng)位置上的碳原子上的氫原子等效。練習(xí)2、下列有機(jī)物中一氯代物的同分異體的數(shù)目。CH3-CH2-CH-CH3CH34種3種【追問(wèn)】上述有機(jī)物中二氯代物的同分異體數(shù)目分別為。定一移一法10、15種四．同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷方法2、替代法（換元法）：

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)。練習(xí)4、有機(jī)物（）二氯代物的同分異體有15種，則八氯代物有

種。153、記憶法：

①凡只含一個(gè)碳原子的分子均無(wú)同分異構(gòu)體；

②乙烷、丙烷；乙烯、丙烯；乙炔、丙炔均無(wú)同類(lèi)別同分異構(gòu)體；③常見(jiàn)的烷烴同分異構(gòu)體數(shù)分子式CH4C2H6C3H8C4H10C5H12C6H14C7H16種數(shù)1112359④苯環(huán)上多元取代化合物種類(lèi)的判斷

A.有二種基團(tuán):同分異構(gòu)體數(shù)目是

種B.有三種基團(tuán):若為-X、-X、-X，同分異構(gòu)體數(shù)目是

種;

若為-X、-X、-Y，同分異構(gòu)體數(shù)目是

種;

若為-X、-Y、-Z，同分異構(gòu)體數(shù)目是

種。31063C.苯環(huán)4個(gè)取代基：①XXXX

②XXXY4、基元法：烴基-CH3-C2H5-C3H7-C4H9-C5H11種數(shù)11248（3）符合C3H7COOC4H9的酯共有幾種？（1）C4H10O中屬于醇類(lèi)的同分異構(gòu)體（2）分子式為C5H10O2屬于羧酸的同分異構(gòu)體（4種）練習(xí)3、不用寫(xiě)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，試說(shuō)出下列符合條件的同分異構(gòu)體的種數(shù)（4種）（8種）（1）（2022·天津卷）異丁酸(A)結(jié)構(gòu)式

，用系統(tǒng)命名法對(duì)A命名：___________；在異丁酸的同分異構(gòu)體中，屬于酯類(lèi)的化合物數(shù)目為_(kāi)__________，寫(xiě)出其中含有4種處于不同化學(xué)環(huán)境氫原子的異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：________________。2?甲基丙酸HCOOCH2CH2CH34練習(xí)4（2）（2023·全國(guó)甲卷）B的分子式為C7H6ClNO2（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式見(jiàn)右圖），具有相同官能團(tuán)的B的芳香同分異構(gòu)體還有_______種(不考慮立體異構(gòu)，填標(biāo)號(hào))。a．10

b．12

c．14

d．16其中，核磁共振氫譜顯示4組峰，且峰面積比為2：2：1：1的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)______。16（3）（2023·全國(guó)乙卷）D為()，在D的同分異構(gòu)體中，同時(shí)滿足下列條件的共有_______種；①能發(fā)生銀鏡反應(yīng)；②遇FeCl3溶液顯紫色；③含有苯環(huán)。其中，核磁共振氫譜顯示為五組峰、且峰面積比為2∶2∶2∶1∶1的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)______。13（4）（2023·新課標(biāo)卷）在B（右圖）的同分異構(gòu)體中，同時(shí)滿足下列條件的共有_______種(不考慮立體異構(gòu))；

①含有手性碳；②含有三個(gè)甲基；③含有苯環(huán)。其中，核磁共振氫譜顯示為6組峰，且峰面積比為3：3：3：2：2：1的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)______________________。9四、有限制條件的同分異構(gòu)體的書(shū)寫(xiě)方法：第一步:求出分子式，找出不飽和度；第二步:審限制，定基團(tuán)；第三步:做減法（先減不飽和度，再減組成）；巧組合（一般先寫(xiě)對(duì)位）。1、不飽和度的計(jì)算從有機(jī)物結(jié)構(gòu)計(jì)算：從有機(jī)物分子式計(jì)算：

CxHyOm(NH)n【注】氧元素“視而不見(jiàn)”；鹵素?fù)Q成氫；每一個(gè)氮奪了一個(gè)氫之后隱藏。Ω=x+1-y2Ω=雙鍵數(shù)+三鍵數(shù)×2+單鍵環(huán)數(shù)+…【注】苯環(huán)算4個(gè)小竅門(mén)4有-NO2貢獻(xiàn)一個(gè)不飽和度5立體多面體不飽和度=面數(shù)-1Ω=雙鍵數(shù)+叁鍵數(shù)x2+環(huán)數(shù)+苯環(huán)數(shù)×4小結(jié)1Cl-原子換成H再計(jì)算2O原子劃掉再計(jì)算3有N劃掉NH計(jì)算每劃掉1N再劃掉1個(gè)HC4H7Cl→C4H8C4H8O2→C4H8每插入一個(gè)N,則多出一個(gè)H多面體壓扁可以看做N-1個(gè)環(huán)6剪切法：剪斷所有的環(huán)，每次+1???金剛烷Ω=3有機(jī)分子的官能團(tuán)使溴水、高錳酸鉀溶液褪色與Na2CO3反應(yīng)放出CO2

能與金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生H2能與NaOH溶液反應(yīng)能發(fā)生銀鏡反應(yīng)(或Cu(OH)2)

與FeCl3發(fā)生顯色反應(yīng)能發(fā)生水解反應(yīng)含-COOH含-OH或-COOH含酚-OH或-COOH或-COOR或-X含-CHO(包括HCOOR)含酚-OH含-COOR或–X或-CONH2或或-CHO注意根據(jù)定量關(guān)系求官能團(tuán)數(shù)目2、常見(jiàn)的限制條件有機(jī)物的特征性質(zhì)水解產(chǎn)物與FeCl3發(fā)生顯色反應(yīng)OOC–官能團(tuán)或結(jié)構(gòu)特征

一氯代物只有1種分子結(jié)構(gòu)呈中心對(duì)稱(chēng)

二取代苯苯環(huán)上含2個(gè)側(cè)鏈核磁共振氫譜峰面積之比為1:2:3:4:6:9……含有手性碳原子

苯環(huán)上只有1種不同環(huán)境的H2個(gè)相同的取代基且在苯環(huán)的對(duì)位上；3個(gè)相同取代基處在“均”位上，4個(gè)取代基對(duì)稱(chēng)分布

苯環(huán)上有2種不同環(huán)境的H常見(jiàn)結(jié)構(gòu)特征限制性條件：連四個(gè)不同原子或原子團(tuán)的碳【Ⅱ卷主觀題】有機(jī)綜合推斷題中出現(xiàn)，主要是兩種形式：（1）給出符合特定條件的同分異構(gòu)體的種類(lèi)數(shù)；（2）寫(xiě)出符合特定條件的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

*2024年所有省份的高考卷中有關(guān)同分異構(gòu)體主要考查出現(xiàn)頻次100%?？键c(diǎn)考向高考有關(guān)同分異構(gòu)體考查題型[2023?全國(guó)乙卷題改編]在化合物D(C8H8O2)的同分異構(gòu)體中,同時(shí)滿足下列條件的共有

種。①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);

②能與NaOH溶液反應(yīng);③屬于芳香化合物。其中,核磁共振氫譜顯示為五組峰、且峰面積比為2∶2∶2∶1∶1的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

。

-CH2-CHOHO-17

①能與新制氫氧化銅溶液反應(yīng)可能零件有序拼接成品計(jì)算不飽和度依據(jù)限定條件，(不飽和度、特殊結(jié)構(gòu)、化合物性質(zhì)等信息）推斷原子、基團(tuán)等“核心零件”，再依據(jù)分子式分析剩余的碳原子等的個(gè)數(shù)。首先摘除“核心零件等碎片”，有序構(gòu)建碳骨架；再按照思維的有序性組裝“核心零件等碎片完成書(shū)寫(xiě)。依據(jù)分子式或結(jié)構(gòu)式計(jì)算不飽和度Ω，以及C、O、N原子的個(gè)數(shù)。思維建模展示樣品往往是對(duì)稱(chēng)性比較好的結(jié)構(gòu)2022·湖南卷節(jié)選是一種重要的化工原料，其同分異構(gòu)體中能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng)的有_______種(考慮立體異構(gòu))，其中核磁共振氫譜有3組峰，且峰面積之比為4:1:1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)______5

（2023·湖南卷）(呋喃)是一種重要的化工原料，其能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng)的同分異構(gòu)體中，除H2C=C=CH-CHO外，還有____種；4（2022?全國(guó)乙卷36題節(jié)選）（7）在E（）的同分異構(gòu)體中,同時(shí)滿足下列條件的總數(shù)為

種。a)含有一個(gè)苯環(huán)和三個(gè)甲基；b)與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳；c)能發(fā)生銀鏡反應(yīng),不能發(fā)生水解反應(yīng)。上述同分異構(gòu)體經(jīng)銀鏡反應(yīng)后酸化，所得產(chǎn)物中,核磁共振氫譜顯示有四組氫(氫原子數(shù)量比為6∶3∶2∶1)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：10[2023?遼寧重點(diǎn)高中協(xié)作校三模]有機(jī)物M是有機(jī)H()的同分異構(gòu)體,M具有以下結(jié)構(gòu)和性質(zhì):ⅰ.含有

結(jié)構(gòu)且苯環(huán)上有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子;ⅱ.苯環(huán)上有三個(gè)取代基,其中兩個(gè)是酚羥基;ⅲ.與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2。則M的可能結(jié)構(gòu)最多有

種(不考慮立體異構(gòu))。M的核磁共振氫譜最少有

組峰,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：7

20

（2022·北京卷）羧酸B（C4H8O2）無(wú)支鏈，B的名稱(chēng)為_(kāi)__________；B的一種同分異構(gòu)體中只有一種環(huán)境氫，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

丁酸（2022·遼寧卷）I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為右圖

，化合物I的同分異構(gòu)體滿足以下條件的有___________種(不考慮立體異構(gòu))；i．含苯環(huán)且苯環(huán)上只有一個(gè)取代基

ii．紅外光譜無(wú)醚鍵吸收峰；其中，苯環(huán)側(cè)鏈有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，且個(gè)數(shù)比為6∶2∶1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)__________(任寫(xiě)一種)。12種C（2023·遼寧卷）F（

）（

（

）的同分異構(gòu)體中，紅外光譜顯示有酚羥基、無(wú)N-H鍵

的共有_______種。3（2021·全國(guó)甲卷）化合物B(右圖）的同分異構(gòu)體中能同時(shí)滿足下列條件的有_______(填標(biāo)號(hào))。a.含苯環(huán)的醛、酮;b.不含過(guò)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(gè)B．3個(gè)C．4個(gè)D．5個(gè)（2022·湖北卷）化合物F（看右圖）若只考慮氟的位置異構(gòu)，則化合物F的同分異構(gòu)體有___________種。5（2022·全國(guó)甲卷）化合物X是C（）的同分異構(gòu)體，可發(fā)生銀鏡反應(yīng)，與酸性