2024届高三化学二轮复习 有机物共线共面及同分异构 课件(共56张PPT)
文档属性
| 名称 | 2024届高三化学二轮复习 有机物共线共面及同分异构 课件(共56张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-04-07 19:06:31 | ||
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文档简介
(共56张PPT)
有机物的结构特点及共线共面问题
有机物同分异构
有机物的结构特点及共线共面问题
1
一、甲烷的正四面体结构：
甲烷分子中有且只有三原子共面
规律1
结构中每出现一个饱和碳原子，则整个分子所有原子不可能全部共面。
二、乙烯的平面结构
当乙烯分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时，则代替该氢原子的原子一定在乙烯的平面内。
结构中每出现一个碳碳双键，至少有6个原子共面。
规律2
三、乙炔的直线结构
当乙炔分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时，代替该氢原子的原子一定和乙炔分子的其他原子共线。
规律3：结构中每出现一个碳碳三键，至少有4个原子共直线。
四、苯的平面结构
当苯分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时，代替该氢原子的原子一定在苯分子所在平面内。
规律4：结构中每出现一个苯环，至少有12个原子共面
[例1]：描述
结构的下列叙述中，正确的是（ ）
A.除苯环外的其余碳原子有可能都在同一条直线上
B.除苯环外的其余碳原子不可能都在一条直线上
C.12个碳原子不可能都在同一个平面上
D.12个碳原子有可能都在同一个平面上
BD
解决该类问题时还应注意：
1.认真审题：比如分子中最多（最少）有多少个原子共面？可能共面的原子有多少个？一定共面的原子有多少个？
2.单键可以旋转，而双、三键不能旋转。
例2：观察以下有机物结构
思考：（1）至少有几个碳原子共面？
（2）最多有几个碳原子共面？
CH3 CH2CH3
(1) C = C
H H
(2) H--C≡C CH2CH3
(3) —C≡C—CH=CF2
至少4个 最多5个
至少3个 最多4个
至少9个 最多10个
例3．对于CH3—CH=CH—C≡C—CF3分子结构的描述
(1)下列叙述中,正确的是( ).
(A)6个碳原子有可能都在一条直线上
(B)6个碳原子不可能都在一条直线上
(C)6个碳原子有可能都在同一平面上
(D)6个碳原子不可能都在同一平面上
(2)一定在同一直线上的碳原子个数为______。
(3)位于同一平面内的原子数最多有______个。
BC
4个
10个
C
C
C—C≡C—C
F
F
H
F
H
H
H
H
1
2
3
4
5
6
CH3—CH＝CH—C≡C—CF3
1、烃的结构简式为：
分子中含有四面体结构的碳原子数为a，在同一直线上的碳原子数为b，一定在同一平面上的碳原子数为c，则a、b、c分别为( )
A.2、3、5 B.2、3、4
C.4、6、4 D.4、3、5
A
2、下列有机物分子中所有原子一定在同一平面内的是( )
AD
3、如下图所示分子中14个碳原子不可能处在同一平面上的是( )
BD
4、下列有机分子中，所有的原子不可能处于同一平面的是（ ）
D
结构中出现饱和碳原子，则整个分子不再共面。
5、结构简式为的烃，下列说法正确的是( )
A.分子中至少有6个碳原子处于同一平面上
B.分子中至少有8个碳原子处于同一平面上
C.分子中至少有9个碳原子处于同一平面上
D.分子中至少有14个碳原子处于同一平面上
C
6、在
CH3－ －CH＝CH－C＝C－CH3
分子中，处于同一平面上的原子数最多可能是：
Ａ、１２个 Ｂ、１４个
Ｃ、１８个 Ｄ、２０个
D
同分异构体
2
一、同分异构体基本概念:
三要素
分子式相同
结构式不同
化合物
注意：同分异构体和同系物的区别
类别 备注
构造异构 碳链异构 高考考查的重点和热点
位置异构
类别异构（官能团异构）
立体异构 顺反异构 偶尔以信息题形式出现
对映异构
(1) 碳链异构：由于碳链中主链长短和支链位置的不同而产生的异构。
(2) 位置异构：由于官能团的位置不同而产生的同分异构。
如： CH2=CH–CH2–CH3 和CH3–CH=CH–CH3
OH
CH3－CH－CH3
如：CH3CH2CH2OH
正丙醇
异丙醇
①环烷烃和烯烃：CnH2n n≥3 ②炔烃和二烯烃： CnH2n -2 n≥4
③饱和一元醇和饱和一元醚：CnH2n+2O n≥2
④饱和一元醛和饱和一元酮：CnH2nO n≥3
⑤饱和一元羧酸和饱和一元酯：CnH2nO2 n≥2
(3) 类别异构：由于官能团不同而产生的异构。
1、常规同分异构体数目的基本判断方法
判断官能团类别异构
列出碳骨架异构(减碳法)
找出官能团位置异构
同样的方法写出含其他类型官能团的异构体
二、解题策略
常
见
的
官
能
团类别
异
构
序号 类 别 通式
1
2
3
4
5
6
7
单烯烃、环烷烃
CnH2n
CnH2n-2
CnH2n+2O
CnH2nO
CnH2nO2
CnH2n-6O
炔烃、二烯烃、环烯烃
醇、醚（饱和一元链状）
酮、醛（饱和一元）烯醇等
羧酸、酯（饱和一元）羟基醛，羟基酮等
酚、芳香醇、芳香醚
氨基酸、硝基代烷
主链由长到短
支链由整到散
位置由心到边
排布对、邻、间
同分异构体的书写方法
减碳(链)法
注意： ①支链碳数不得多于母链剩余部分
②甲基不得连端点碳，乙基不得连第2个碳……
③烷烃只存在碳链异构
(1)含端基官能团的有机物的同分异构体书写
端基官能团( 也可称为一价官能团) 主要包括卤素原子（-X）、硝基（-NO2）、氨基（-NH2）、羟基（-OH）、羧基（-COOH）、醛基（-CHO）等。
书写含有这些官能团的有机物的同分异构体时，可将其分子式变形为烃基和官能团两部分，如R-CHO、R-X 等。
如何找出官能团位置异构？
2、单官能团的同分异构体的书写
例1 （2012 年高考全国新课标卷）分子式为C5H12O 且可与金属钠反应放出氢气的有机化合物有（不考虑立体异构）（ ）
A. 5 种 B. 6 种 C. 7 种 D. 8 种
D
（2）等效氢的一般判断依据：
①同一碳原子上的氢原子是等效的；
②同一碳原子上所连相同基团上对应的氢原子也是等效的；
③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的（相等于平面镜成像时，物与像的关系）
等效氢原子的判断
（1）定义：有机物分子中所处的环境相同的氢原子
例.（24全国2，6分）四联苯
的一氯代物有（ ）种。
5
思考：碳数不大于10的烷烃只有一种等效氢的有几种？
4
练习：1.写出下列物质一元取代产物的种类数
2. 下列烃在光照下与氯气反应，只生成一种一氯代物的有（ ）
A．2-甲基丙烷 B．环戊烷
C．2,2-二甲基丁烷 D．2,2-二甲基丙烷
√
√
1 3 2 1 2
表1 部分烷基的异构体及其数目
非端基官能团（中间型)包括下列形式的官能团：
碳碳叁键（-C≡C-）、羰基 、酯基 、肽键 等；苯环的多取代等，
凡是含有非端基官能团（中间型）的有机物的同分异构体的书写，均可采用烃基分配法进行确定。
(2)非端基官能团（中间型）的同分异构体书写------烃基分配法
例2 （2013 年高考题全国卷）分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，若不考虑立体异构，这些酸和醇重新组成可形成的酯共有（ ）
A. 15 种 B. 28 种 C. 32 种 D. 40 种
D
3、二元取代物判断方法——“定一移二”法
1)先将所有一氯代物全部列出，
2)在此基础上再分别添加第二个氯原子，否则容易造成漏写
例1. C3H8的二氯代物有____种。
例2. 萘 的二氯代物有____种。
例3. 蒽 的二氯代物有____种。
4
10
15
练习. 分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构)( )
A．8种 B．10种 C．12种 D．14种
变式训练：(2016全国)分子式为C4H8Cl2的有机物共有(不含立体异构)( )
A．8种 B．9种 C．10种 D．11种
√
√
4、换元法
将有机物分子中的不同原子或基团换位进行思考。如乙烷分子中共有6个H原子，若有一个氢原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构，那么五氯乙烷也只有一种结构。
例：立方烷C8H8 经硝化可得到六硝基立方烷其可能结构有（ ）种。
3
练习：苯C6H6四氯取代产物其可能结构有（ ）种。
3
5、含有苯环的同分异构体的书写
对于含有苯环结构的有机物的同分异构体的书写应注意取代基的添加要考虑有整到散，有序逐步进行。一般情况下可按苯环一取代、二取代、三取代等顺序进行书写。
(1)若苯环连一个取代基：-X
X
一种
若苯环连两个相同取代基：-X、-X
—X
—X
X
X
X
X
—X
—Y
Y
X
Y
X
若苯环连两个不同取代基：-X、-Y
(2)若苯环连两个取代基
若苯环连三个相同取代基：-X、-X、-X
(3)若苯环连三个取代基
X
X
X
—X
—X
X
X
X
X
都是三种
三种
若苯环有三个取代基，两个相同一个不同：-X、-X、-Y
—X
—X
X
X
—X
—X
Y—
—X
—X
Y
X
X
Y
Y
X
X
X
X
Y—
X
X
X
X
Y
六种
X
Y
X
Y
X
Y
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
定二移一
例：有三种不同的基团，分别为－X、―Y、―Z，若同时分别取代苯环上的三个氢原子，能生成的同分异构体数目是 种
10
变式训练1：三个基团－X、―X、―Y，若同时取代苯环上的三个氢原子，生成的同分异构体数目 种
1
2
1
1
1
1
1
1
2
2
3
2
6
主要考虑结构的对称性，判断不同化学环境的氢原子。
变式训练2：四个基团－X、―X、 ―X、 ―Y，若同时取代苯环上的四个氢原子，生成的同分异构体数目 种
1
2
3
1
1
1
1
1
2
6
三、多官能团有机物的同分异构体的书写
含有多个官能团的同分异构体的书写相对较为复杂，在高考试题中，这类同分异构体的书写多为限制条件下的同分异构体的书写。
在近几年高考中此类试题出现的限制性条件如表3 所示。
表3 限制条件同分异构体常见限制条件分类归纳
性 质 方 面 的 限制 常见限制条件 有机物分子中的官能团或结构特征
与金属钠反应放出H2
能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2 悬浊液反应产生砖红色沉淀
与 NaOH水溶液反应
与NaHCO3、Na2CO3溶液反应放出CO2
与 FeCl3溶液发生显色反应或与浓溴水反应生成白色沉淀
能发生水解反应
卤代烃或醇发生消去反应
含羟基 （醇、酚或羧酸）
含－CHO 或甲酸某酯等
含酚羟基、羧基、酯基、卤原子等
含－COOH
含酚羟基
含酯基、卤原子等
含β－H原子
（1)确定碎片
碎片通常由两部分组成：一是限定条件确定的官能团或特殊结构，二是由物质分子式减去已知碎片，同时结合不饱和度得到的剩余碎片。
（2)组装分子
以最大的中间型碎片为母体（多数是苯环），依次添加其他碎片，通常最后添加端基型碎片，组装出符合要求的分子结构。
限定条件的同分异构体书写技巧－碎片拼图法
有机物的不饱和度（Ω）
1、不饱和度又称缺氢指数，是有机物分子不饱和程度的量化标志，
规定：烷烃（CnH2n+2）的不饱和度为0。
当烷烃衍变为其他烃或烃的衍生物后，与同碳的开链烷烃相比，每缺少2个H原子，不饱和度增加1。
知识扩展
不饱和度 思考方向
Ω＝1 1个双键或1个环
Ω＝2 1个三键或2个双键
Ω＝3 3个双键或1个双键和1个三键(或考虑环结构)
Ω>4 考虑可能含有苯环
Ω=双键数＋三键数×2 ＋脂环数＋苯环数×4
补充：2、不饱和度的计算方法：
2．卤代烃的不饱和度
（1）若是氨基—NH2，则
（2）若是硝基—NO2，则
1．烃及其含氧衍生物的不饱和度
其中 C 和 H 分别是碳原子和氢原子的数目,含氧有机物化合物,因为氧为二价,C=O与C=C“等效”,所以在进行不饱和度计算时可不考虑氧原子.
有机物分子中含有N、P等三价原子时,每增加1个三价原子,则等效分子中增加1个氢原子.如,CH3NH2（氨基甲烷）的不饱和度Ω=0.
有机物分子中的卤素原子取代基,可视作氢原子计算不饱和度Ω.如：C2H3Cl的Ω为1,其他基团如-NO2、-SO3H等都视为氢原子.
3．含N有机物的不饱和度
1、 （2013 年高考山东理综第38 题）……产物甲（ ）
有多种同分异构体，请判断同时满足以下条件的所有同分异构体X 有
种。
① 1，3，5- 三取代苯；
②属于酯类且既能与FeCl3 溶液显紫色，又能发生银镜反应；
③ 1 mol X 最多能与3 mol NaOH 反应。
2
解析：根据有机物甲的同分异构体满足条件可以确定其组成的结构片断。由条件①确定含有 结构，由条件②知X 中含有三种官能团：酯基、酚羟基、醛基或酚羟基、甲酸酯；由条件③可知X 中含有酚羟基或羧基、酯基。由于甲中所含氧原子数为3，故X 不可能含有3 个酚羟基或一个酚羟基和两个羧基，而只能是含酚羟基和酚酯的结构。综合上述信息，不难得出符合条件的X 的同分异构体的结构为 由于丙基有2 种异构体，则X 的结构有两种。
2、(2020重庆月考)已知阿魏酸的结构简式为,
则同时符合下列条件的阿魏酸的同分异构体的数目为 ( )
①苯环上有两个取代基,且苯环上的一溴代物只有2种
②与FeCl3溶液发生显色反应
③与碳酸氢钠溶液反应可生成使澄清石灰水变浑浊的气体
④能发生银镜反应
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
C
例4 F是B( )M=146的同分异构体,7.30 g的F与足量饱和碳酸氢钠溶液反应可释
放出2.24 L二氧化碳(标准状况),F的可能结构共有 种(不考虑立体异构),
其中核磁共振氢谱为4组峰,且峰面积之比为3∶1∶1的是
(写结构简式)。
9
例5（2020全国）
化合物C（C6H10O）的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有_________个(不考虑立体异构体，填标号)。
(ⅰ)含有两个甲基；(ⅱ)含有酮羰基(但不含C=C=O)；(ⅲ)不含有环状结构。
(a)4 (b)6 (c)8 (d)10其中，含有手性碳(注：连有四个不同的原子或基团的碳)的化合物的结构简式为____________。
c
有2个不饱和度，含酮羰基但不含环状结构，则分子中含一个碳碳双键，一个酮羰基，外加2个甲基，符合条件的有8种，如下：CH3CH=CHCOCH2CH3、CH3CH=CHCH2COCH3、CH3CH2CH=CHCOCH3、CH2=CHCH(CH3)COCH3、CH2=C(C2H5)COCH3、CH2=C(CH3)COCH2CH3、CH2=C(CH3)CH2COCH3、CH2=CHCOCH(CH3)2，其中，含有手性碳的为CH2=CHCH(CH3)COCH3。
c
A为CH3COOC2H5（乙酸乙酯）的某同分异构体只有一种化学环境的碳原子，其结构简式为_______________。
2020山东卷
苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体
E 的六元环芳香同分异构体中，能与金属钠反应，且核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为6∶2∶2∶1的有________种，其中，芳香环上为二取代的结构简式为________。
E（
）的六元环芳香同分异构体中，能与金属钠反应，则其分子中也有羟基；核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为6∶2∶2∶1的有
共6种，其中，芳香环上为二取代的结构简式为
苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体
2020全国1
6
有机物的结构特点及共线共面问题
有机物同分异构
有机物的结构特点及共线共面问题
1
一、甲烷的正四面体结构：
甲烷分子中有且只有三原子共面
规律1
结构中每出现一个饱和碳原子，则整个分子所有原子不可能全部共面。
二、乙烯的平面结构
当乙烯分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时，则代替该氢原子的原子一定在乙烯的平面内。
结构中每出现一个碳碳双键，至少有6个原子共面。
规律2
三、乙炔的直线结构
当乙炔分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时，代替该氢原子的原子一定和乙炔分子的其他原子共线。
规律3：结构中每出现一个碳碳三键，至少有4个原子共直线。
四、苯的平面结构
当苯分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时，代替该氢原子的原子一定在苯分子所在平面内。
规律4：结构中每出现一个苯环，至少有12个原子共面
[例1]：描述
结构的下列叙述中，正确的是（ ）
A.除苯环外的其余碳原子有可能都在同一条直线上
B.除苯环外的其余碳原子不可能都在一条直线上
C.12个碳原子不可能都在同一个平面上
D.12个碳原子有可能都在同一个平面上
BD
解决该类问题时还应注意：
1.认真审题：比如分子中最多（最少）有多少个原子共面？可能共面的原子有多少个？一定共面的原子有多少个？
2.单键可以旋转，而双、三键不能旋转。
例2：观察以下有机物结构
思考：（1）至少有几个碳原子共面？
（2）最多有几个碳原子共面？
CH3 CH2CH3
(1) C = C
H H
(2) H--C≡C CH2CH3
(3) —C≡C—CH=CF2
至少4个 最多5个
至少3个 最多4个
至少9个 最多10个
例3．对于CH3—CH=CH—C≡C—CF3分子结构的描述
(1)下列叙述中,正确的是( ).
(A)6个碳原子有可能都在一条直线上
(B)6个碳原子不可能都在一条直线上
(C)6个碳原子有可能都在同一平面上
(D)6个碳原子不可能都在同一平面上
(2)一定在同一直线上的碳原子个数为______。
(3)位于同一平面内的原子数最多有______个。
BC
4个
10个
C
C
C—C≡C—C
F
F
H
F
H
H
H
H
1
2
3
4
5
6
CH3—CH＝CH—C≡C—CF3
1、烃的结构简式为：
分子中含有四面体结构的碳原子数为a，在同一直线上的碳原子数为b，一定在同一平面上的碳原子数为c，则a、b、c分别为( )
A.2、3、5 B.2、3、4
C.4、6、4 D.4、3、5
A
2、下列有机物分子中所有原子一定在同一平面内的是( )
AD
3、如下图所示分子中14个碳原子不可能处在同一平面上的是( )
BD
4、下列有机分子中，所有的原子不可能处于同一平面的是（ ）
D
结构中出现饱和碳原子，则整个分子不再共面。
5、结构简式为的烃，下列说法正确的是( )
A.分子中至少有6个碳原子处于同一平面上
B.分子中至少有8个碳原子处于同一平面上
C.分子中至少有9个碳原子处于同一平面上
D.分子中至少有14个碳原子处于同一平面上
C
6、在
CH3－ －CH＝CH－C＝C－CH3
分子中，处于同一平面上的原子数最多可能是：
Ａ、１２个 Ｂ、１４个
Ｃ、１８个 Ｄ、２０个
D
同分异构体
2
一、同分异构体基本概念:
三要素
分子式相同
结构式不同
化合物
注意：同分异构体和同系物的区别
类别 备注
构造异构 碳链异构 高考考查的重点和热点
位置异构
类别异构（官能团异构）
立体异构 顺反异构 偶尔以信息题形式出现
对映异构
(1) 碳链异构：由于碳链中主链长短和支链位置的不同而产生的异构。
(2) 位置异构：由于官能团的位置不同而产生的同分异构。
如： CH2=CH–CH2–CH3 和CH3–CH=CH–CH3
OH
CH3－CH－CH3
如：CH3CH2CH2OH
正丙醇
异丙醇
①环烷烃和烯烃：CnH2n n≥3 ②炔烃和二烯烃： CnH2n -2 n≥4
③饱和一元醇和饱和一元醚：CnH2n+2O n≥2
④饱和一元醛和饱和一元酮：CnH2nO n≥3
⑤饱和一元羧酸和饱和一元酯：CnH2nO2 n≥2
(3) 类别异构：由于官能团不同而产生的异构。
1、常规同分异构体数目的基本判断方法
判断官能团类别异构
列出碳骨架异构(减碳法)
找出官能团位置异构
同样的方法写出含其他类型官能团的异构体
二、解题策略
常
见
的
官
能
团类别
异
构
序号 类 别 通式
1
2
3
4
5
6
7
单烯烃、环烷烃
CnH2n
CnH2n-2
CnH2n+2O
CnH2nO
CnH2nO2
CnH2n-6O
炔烃、二烯烃、环烯烃
醇、醚（饱和一元链状）
酮、醛（饱和一元）烯醇等
羧酸、酯（饱和一元）羟基醛，羟基酮等
酚、芳香醇、芳香醚
氨基酸、硝基代烷
主链由长到短
支链由整到散
位置由心到边
排布对、邻、间
同分异构体的书写方法
减碳(链)法
注意： ①支链碳数不得多于母链剩余部分
②甲基不得连端点碳，乙基不得连第2个碳……
③烷烃只存在碳链异构
(1)含端基官能团的有机物的同分异构体书写
端基官能团( 也可称为一价官能团) 主要包括卤素原子（-X）、硝基（-NO2）、氨基（-NH2）、羟基（-OH）、羧基（-COOH）、醛基（-CHO）等。
书写含有这些官能团的有机物的同分异构体时，可将其分子式变形为烃基和官能团两部分，如R-CHO、R-X 等。
如何找出官能团位置异构？
2、单官能团的同分异构体的书写
例1 （2012 年高考全国新课标卷）分子式为C5H12O 且可与金属钠反应放出氢气的有机化合物有（不考虑立体异构）（ ）
A. 5 种 B. 6 种 C. 7 种 D. 8 种
D
（2）等效氢的一般判断依据：
①同一碳原子上的氢原子是等效的；
②同一碳原子上所连相同基团上对应的氢原子也是等效的；
③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的（相等于平面镜成像时，物与像的关系）
等效氢原子的判断
（1）定义：有机物分子中所处的环境相同的氢原子
例.（24全国2，6分）四联苯
的一氯代物有（ ）种。
5
思考：碳数不大于10的烷烃只有一种等效氢的有几种？
4
练习：1.写出下列物质一元取代产物的种类数
2. 下列烃在光照下与氯气反应，只生成一种一氯代物的有（ ）
A．2-甲基丙烷 B．环戊烷
C．2,2-二甲基丁烷 D．2,2-二甲基丙烷
√
√
1 3 2 1 2
表1 部分烷基的异构体及其数目
非端基官能团（中间型)包括下列形式的官能团：
碳碳叁键（-C≡C-）、羰基 、酯基 、肽键 等；苯环的多取代等，
凡是含有非端基官能团（中间型）的有机物的同分异构体的书写，均可采用烃基分配法进行确定。
(2)非端基官能团（中间型）的同分异构体书写------烃基分配法
例2 （2013 年高考题全国卷）分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，若不考虑立体异构，这些酸和醇重新组成可形成的酯共有（ ）
A. 15 种 B. 28 种 C. 32 种 D. 40 种
D
3、二元取代物判断方法——“定一移二”法
1)先将所有一氯代物全部列出，
2)在此基础上再分别添加第二个氯原子，否则容易造成漏写
例1. C3H8的二氯代物有____种。
例2. 萘 的二氯代物有____种。
例3. 蒽 的二氯代物有____种。
4
10
15
练习. 分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构)( )
A．8种 B．10种 C．12种 D．14种
变式训练：(2016全国)分子式为C4H8Cl2的有机物共有(不含立体异构)( )
A．8种 B．9种 C．10种 D．11种
√
√
4、换元法
将有机物分子中的不同原子或基团换位进行思考。如乙烷分子中共有6个H原子，若有一个氢原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构，那么五氯乙烷也只有一种结构。
例：立方烷C8H8 经硝化可得到六硝基立方烷其可能结构有（ ）种。
3
练习：苯C6H6四氯取代产物其可能结构有（ ）种。
3
5、含有苯环的同分异构体的书写
对于含有苯环结构的有机物的同分异构体的书写应注意取代基的添加要考虑有整到散，有序逐步进行。一般情况下可按苯环一取代、二取代、三取代等顺序进行书写。
(1)若苯环连一个取代基：-X
X
一种
若苯环连两个相同取代基：-X、-X
—X
—X
X
X
X
X
—X
—Y
Y
X
Y
X
若苯环连两个不同取代基：-X、-Y
(2)若苯环连两个取代基
若苯环连三个相同取代基：-X、-X、-X
(3)若苯环连三个取代基
X
X
X
—X
—X
X
X
X
X
都是三种
三种
若苯环有三个取代基，两个相同一个不同：-X、-X、-Y
—X
—X
X
X
—X
—X
Y—
—X
—X
Y
X
X
Y
Y
X
X
X
X
Y—
X
X
X
X
Y
六种
X
Y
X
Y
X
Y
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
定二移一
例：有三种不同的基团，分别为－X、―Y、―Z，若同时分别取代苯环上的三个氢原子，能生成的同分异构体数目是 种
10
变式训练1：三个基团－X、―X、―Y，若同时取代苯环上的三个氢原子，生成的同分异构体数目 种
1
2
1
1
1
1
1
1
2
2
3
2
6
主要考虑结构的对称性，判断不同化学环境的氢原子。
变式训练2：四个基团－X、―X、 ―X、 ―Y，若同时取代苯环上的四个氢原子，生成的同分异构体数目 种
1
2
3
1
1
1
1
1
2
6
三、多官能团有机物的同分异构体的书写
含有多个官能团的同分异构体的书写相对较为复杂，在高考试题中，这类同分异构体的书写多为限制条件下的同分异构体的书写。
在近几年高考中此类试题出现的限制性条件如表3 所示。
表3 限制条件同分异构体常见限制条件分类归纳
性 质 方 面 的 限制 常见限制条件 有机物分子中的官能团或结构特征
与金属钠反应放出H2
能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2 悬浊液反应产生砖红色沉淀
与 NaOH水溶液反应
与NaHCO3、Na2CO3溶液反应放出CO2
与 FeCl3溶液发生显色反应或与浓溴水反应生成白色沉淀
能发生水解反应
卤代烃或醇发生消去反应
含羟基 （醇、酚或羧酸）
含－CHO 或甲酸某酯等
含酚羟基、羧基、酯基、卤原子等
含－COOH
含酚羟基
含酯基、卤原子等
含β－H原子
（1)确定碎片
碎片通常由两部分组成：一是限定条件确定的官能团或特殊结构，二是由物质分子式减去已知碎片，同时结合不饱和度得到的剩余碎片。
（2)组装分子
以最大的中间型碎片为母体（多数是苯环），依次添加其他碎片，通常最后添加端基型碎片，组装出符合要求的分子结构。
限定条件的同分异构体书写技巧－碎片拼图法
有机物的不饱和度（Ω）
1、不饱和度又称缺氢指数，是有机物分子不饱和程度的量化标志，
规定：烷烃（CnH2n+2）的不饱和度为0。
当烷烃衍变为其他烃或烃的衍生物后，与同碳的开链烷烃相比，每缺少2个H原子，不饱和度增加1。
知识扩展
不饱和度 思考方向
Ω＝1 1个双键或1个环
Ω＝2 1个三键或2个双键
Ω＝3 3个双键或1个双键和1个三键(或考虑环结构)
Ω>4 考虑可能含有苯环
Ω=双键数＋三键数×2 ＋脂环数＋苯环数×4
补充：2、不饱和度的计算方法：
2．卤代烃的不饱和度
（1）若是氨基—NH2，则
（2）若是硝基—NO2，则
1．烃及其含氧衍生物的不饱和度
其中 C 和 H 分别是碳原子和氢原子的数目,含氧有机物化合物,因为氧为二价,C=O与C=C“等效”,所以在进行不饱和度计算时可不考虑氧原子.
有机物分子中含有N、P等三价原子时,每增加1个三价原子,则等效分子中增加1个氢原子.如,CH3NH2（氨基甲烷）的不饱和度Ω=0.
有机物分子中的卤素原子取代基,可视作氢原子计算不饱和度Ω.如：C2H3Cl的Ω为1,其他基团如-NO2、-SO3H等都视为氢原子.
3．含N有机物的不饱和度
1、 （2013 年高考山东理综第38 题）……产物甲（ ）
有多种同分异构体，请判断同时满足以下条件的所有同分异构体X 有
种。
① 1，3，5- 三取代苯；
②属于酯类且既能与FeCl3 溶液显紫色，又能发生银镜反应；
③ 1 mol X 最多能与3 mol NaOH 反应。
2
解析：根据有机物甲的同分异构体满足条件可以确定其组成的结构片断。由条件①确定含有 结构，由条件②知X 中含有三种官能团：酯基、酚羟基、醛基或酚羟基、甲酸酯；由条件③可知X 中含有酚羟基或羧基、酯基。由于甲中所含氧原子数为3，故X 不可能含有3 个酚羟基或一个酚羟基和两个羧基，而只能是含酚羟基和酚酯的结构。综合上述信息，不难得出符合条件的X 的同分异构体的结构为 由于丙基有2 种异构体，则X 的结构有两种。
2、(2020重庆月考)已知阿魏酸的结构简式为,
则同时符合下列条件的阿魏酸的同分异构体的数目为 ( )
①苯环上有两个取代基,且苯环上的一溴代物只有2种
②与FeCl3溶液发生显色反应
③与碳酸氢钠溶液反应可生成使澄清石灰水变浑浊的气体
④能发生银镜反应
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
C
例4 F是B( )M=146的同分异构体,7.30 g的F与足量饱和碳酸氢钠溶液反应可释
放出2.24 L二氧化碳(标准状况),F的可能结构共有 种(不考虑立体异构),
其中核磁共振氢谱为4组峰,且峰面积之比为3∶1∶1的是
(写结构简式)。
9
例5（2020全国）
化合物C（C6H10O）的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有_________个(不考虑立体异构体，填标号)。
(ⅰ)含有两个甲基；(ⅱ)含有酮羰基(但不含C=C=O)；(ⅲ)不含有环状结构。
(a)4 (b)6 (c)8 (d)10其中，含有手性碳(注：连有四个不同的原子或基团的碳)的化合物的结构简式为____________。
c
有2个不饱和度，含酮羰基但不含环状结构，则分子中含一个碳碳双键，一个酮羰基，外加2个甲基，符合条件的有8种，如下：CH3CH=CHCOCH2CH3、CH3CH=CHCH2COCH3、CH3CH2CH=CHCOCH3、CH2=CHCH(CH3)COCH3、CH2=C(C2H5)COCH3、CH2=C(CH3)COCH2CH3、CH2=C(CH3)CH2COCH3、CH2=CHCOCH(CH3)2，其中，含有手性碳的为CH2=CHCH(CH3)COCH3。
c
A为CH3COOC2H5（乙酸乙酯）的某同分异构体只有一种化学环境的碳原子，其结构简式为_______________。
2020山东卷
苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体
E 的六元环芳香同分异构体中，能与金属钠反应，且核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为6∶2∶2∶1的有________种，其中，芳香环上为二取代的结构简式为________。
E（
）的六元环芳香同分异构体中，能与金属钠反应，则其分子中也有羟基；核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为6∶2∶2∶1的有
共6种，其中，芳香环上为二取代的结构简式为
苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体
2020全国1
6
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