第三章 微专题2
对点训练
题组一 同分异构体数目的判断
1．用相对分子质量为43的烷基取代烷烃(C4H10)分子中的一个氢原子，所得的有机物数目是(不考虑立体异构)( C )
A．4 B．5
C．7 D．8
解析：相对分子质量为43的烷基有两种：—CH2CH2CH3(丙基)和—CH(CH3)2(异丙基)，烷烃C4H10有两种碳链异构，一个氢原子被取代的位置共有4个：，在8个取代结构中有2个是相同的，因此所得有机物共有7种，故选C。
2．有机化合物9,10-二甲基菲的结构如图所示。其苯环上七氯代物的同分异构体有( C )
A．8种 B．5种
C．4种 D．3种
解析：苯环上共有8个H原子，根据“互补法”知，其苯环上七氯代物的数目与一氯代物的数目相同，为4种。
3．分子式为C4H10O的醇与分子式为C4H6O2的链状结构羧酸形成的酯(不考虑立体异构)共有( C )
A．8种 B．10种
C．12种 D．14种
解析：分子式为C4H10O的醇的结构有CH3CH2CH2CH2OH、(CH3)3COH、CH3CH2CHOHCH3、(CH3)2CHCH2OH，共4种同分异构体；C4H6O2的链状结构羧酸的结构是CH2===CHCH2COOH、CH3CH===CHCOOH、CH2===C(CH3)COOH，共3种同分异构体，形成的酯(不考虑立体异构)共有3×4＝12种。
题组二 限定条件下同分异构体数目的判断
4．已知某有机物A的分子式为C4H8O3，又知 A 既可以与NaHCO3溶液反应，也可与钠反应，且等量的A与足量的NaHCO3、Na充分反应时生成气体的物质的量相等，则A的结构最多有( B )
A．4种 B．5种
C．6种 D．7种
解析：有机物A分子式为C4H8O3，不饱和度为1，可以与NaHCO3溶液反应，说明有机物A分子中含有1个—COOH，等量的有机物A与足量的NaHCO3溶液、Na反应时产生的气体物质的量相等，则分子内含1 个—OH，从结构上看，该有机物可以看作C3H7—COOH中丙基中1个氢原子被一个羟基替代所得，丙基有2种，正丙基中有3种氢原子，故对应有3种同分异构体，异丙基中有2种氢原子，故对应有2种同分异构体，故该有机物的可能的结构有：2＋3＝5种。
5．与邻羟基苯甲酸()互为同分异构体且满足以下条件的有：①含有苯环，②能够发生银镜反应( C )
A．3种 B．6种
C．9种 D．12种
解析：根据限定条件知，分子结构上必含苯环和醛基，则苯环上的取代基可能为HCOO—和—OH，此时有三种同分异构体(邻、间、对)；两个—OH和一个—CHO，此时2个羟基处邻位时有2种结构，两个羟基处于间位时有3种结构，两个羟基处于对位时有一种结构，所以符合条件的同分异构体共有9种，故选C。
6．分子式为C5H10O2的有机物A，有果香味，不能使紫色石蕊溶液变红，但可在酸性条件下水解生成有机物B和C，其中C能被催化氧化成醛，则A可能的结构共有( B )
A．1种 B．6种
C．18种 D．28种
解析：分子式为C5H10O2的有机物A，有果香味，不能使紫色石蕊溶液变红，则不属于羧酸类，且酸性条件下可水解成有机物B和C，其中C能被催化氧化成醛，所以A 属于饱和一元酸和饱和一元醇形成的酯。若为甲酸和丁醇酯化，丁醇有4种，其中能氧化为醛的醇有两种，则满足题意的酯有2种；若为乙酸和丙醇酯化，丙醇有2种，其中能氧化为醛的醇有1种，则这样的酯有1种；若为丙酸和乙醇酯化，乙醇只有1种能氧化为乙醛，丙酸有1种，这样的酯有1种；若为丁酸和甲醇酯化，甲醇只有1种，能氧化为甲醛，丁酸有2种，这样的酯有2种。故A可能的结构共有6种。
7．分子式为C5H8O2的有机物，能使溴的CCl4溶液褪色，也能与NaHCO3溶液反应生成气体，则符合上述条件的同分异构体(不考虑立体异构)最多有( A )
A．8种 B．7种
C．6种 D．5种
解析：能使溴的CCl4溶液褪色，也能与NaHCO3溶液反应生成气体，说明该有机物含有碳碳双键和羧基，如果没有支链，根据双键位置的不同，有3种结构，如果有一个甲基为支链，甲基的位置有2种，每一种碳碳双键位置有2种，同分异构体有4种，如果有一个乙基为支链，同分异构体的结构有1种，所以同分异构体的结构共有8种。
综合强化
8．2-异丙基苯酚易溶于苯、醚、醇，有毒，可用于制备氨基甲酸酯类杀虫剂的中间体。则该有机物的同分异构体中，苯环上有2个取代基且属于醇的有( B )
A．6种 B．9种
C．12种 D．15种
解析：苯环上有2个取代基，且为醇，则苯环上的取代基有3种情况： ①—CH2OH 和—CH2CH3；②—CH3和—CH2CH2OH；③—CH3和—CHOHCH3。结合苯环上有“邻、间、对”3种结构，符合条件的该有机物的同分异构体为3×3＝9(种)。
9．(1)分子式为C4H10O并能与金属Na反应放出H2的有机化合物有_4__种。
(2)与化合物C7H10O2互为同分异构体的物质不可能为_D__。
A．醇 B．醛
C．羧酸 D．酚
(3)苯氧乙酸()有多种酯类的同分异构体。其中能与FeCl3溶液发生显色反应，且苯环上有2种一硝基取代物的同分异构体是
(写出任意两种的结构简式)。
10．(1)一定条件下某烃与H2按物质的量之比1∶2加成生成C2H5CH(CH3)2，则该烃的结构简式为(任写1种)。
(2)分子式为C4H8的烃，核磁共振氢谱中含有两组吸收峰，峰面积之比为3∶1，请写出符合条件的两种物质的结构简式： CH3—CH===CH—CH3 、 。
(3)同时符合下列条件的C9H12O2的同分异构体共有_12__种(不考虑立体异构)。
a．分子中含有苯环且苯环上有三个取代基；
b．1 mol该有机物最多消耗2 mol NaOH。
其中核磁共振氢谱图表明分子中有5种氢原子的为(写1种结构简式)。
(4)符合下列条件的的同分异构体有_6__种。
①与FeCl3溶液发生显色反应；②苯环上只有两个取代基；③1 mol该物质最多消耗 3 mol NaOH。
其中共有5种不同化学环境氢原子的是 (写结构简式)。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共26张PPT)
第三章 烃的衍生物
微专题2 同分异构体的书写与判断
1．学会识别同分异构体，会判断同分异构的数目。
2．掌握限定条件下同分异构体的书写。
宏观辨识与微观探析：认识有机化合物种类繁多的原因，从微观角度认识有机化合物存在构造异构和立体异构等同分异构现象。
(1)基元法：例如丁基有4种，则丁醇、戊醛、戊酸等都有4种同分异构体；—CH3有1种，—C2H5有1种，—C3H7有2种，—C4H9有4种，—C5H11有8种。
(2)替代法：例如二氯苯(C6H4Cl2)有3种同分异构体，四氯苯也有 3 种同分异构体(将 H替代Cl)；又如CH4的一氯代物只有1种，新戊烷[C(CH3)4]的一氯代物也只有1种。
一、同分异构体的识别与数目判断
(3)等效氢法：等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法，其规律有：①同一碳原子上的氢原子等效；②同一碳原子上的甲基氢原子等效；③位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。当烃分子中有a种等效氢时，其一元取代物就有a种。
2．有机物的官能团异构
(1)烯烃——环烷烃，通式：CnH2n(n≥3)。
(2)炔烃——二烯烃，通式：CnH2n－2(n≥4)。
(3)饱和一元 醇——饱和一元醚，通式：CnH2n＋2O(n≥2)。
(4) 醛——酮、烯 醇、环醚、环醇，通式：CnH2nO(n≥3)。
(5)羧酸——酯、羟基醛、羟基酮，通式：CnH2nO2(n≥3)。
(6)酚——芳香醇、芳香醚，通式：CnH2n－6O(n≥7)。
(7)硝基烷——氨基酸，通式：CnH2n＋1NO2(n≥2)。
在括号内打“√”或“×”。
(1)分子组成是C5H10O2属于羧酸的同分异构体有6种。( )
(2)分子组成是C4H10O属于醇的同分异构体有4种。( )
(3)C5H10属于烯烃的同分异构体有6种。( )
×
√
×
1.下列有关同分异构体数目的叙述中，正确的是( )
A．戊烷有2种同分异构体
B．C8H10中有3种属于芳香烃的同分异构体
C．甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种
D．CH3CH2CH2CH3光照下与氯气反应，只生成1种一氯代物
C
2．青蒿素是抗疟特效药，属于萜类化合物，如图所示有机物也属于萜类化合物，该有机物的一氯取代物有(不含立体异构)( )
A．5种 B．6种
C．7种 D．8种
解析：该有机物的一氯取代物的种类如图 共7种。
C
1．同分异构体的一般书写步骤
碳架异构→位置异构→官能团异构。书写要有序进行。
例如：写出C5H12O的所有的同分异构体，满足C5H12O分子式的有机物可能是：
(1)若官能团为—OH时的有机物为醇
二、同分异构体的书写
在3 种碳骨架中，共有8个位置，8种结构(熟记—C5H11一共有8种结构，可省去书写过程)。
2．限定条件下同分异构体的书写
(1)不饱和度
①不饱和度(Ω)是有机物分子不饱和程度的量化标志。有机物分子与碳原子数相等的链状烷烃(CnH2n＋2)比较，每减少2 个氢原子，则有机物的不饱和度增加1。
②Ω的计算
双键Ω＝1，环Ω＝1，三键Ω＝2，苯环Ω＝4(相当于1个环、3个双键)
特别提醒：①碳碳双键或碳氧双键的Ω＝1。
②Ω的计算适用于C、H或C、H、O组成的有机物，但不适用于空间结构。
(2)限定条件
①能与金属钠反应：—OH、—COOH，
②能与Na2CO3溶液反应：—OH(酚羟基)、—COOH。
③能与NaHCO3溶液反应：—COOH。
④能与FeCl3溶液发生显色反应：—OH(酚羟基)。
(3)书写方法
①根据分子式确定不饱和度(Ω)。
②根据题意的限定条件和不饱和度确定分子的结构片段和官能团。
③分析可能存在的碳架异构、位置异构、官能团异构。
④最后将分子结构片段组合成有机物。
在括号内打“√”或“×”。
(1)书写同分异构体时，一个苯环相当于3个双键。( )
(2)饱和一元醛和饱和一元酮的不饱和度相同。( )
(3)CnH2n＋1O2N的不饱和度为1。( )
×
√
√
①苯环上有两个取代基；
②分子中有 6种处于不同化学环境的氢原子；
③既能与FeCl3溶液发生显色反应，又能发生银镜反应，水解产物之一也能发生银镜反应。
解析：根据③可知含有酚羟基、甲酸酯基，占去Ω＝5，即所有的不饱和度，还剩余2个饱和的碳原子，再根据①②可知其结构简式是
随堂演练·知识落实
1．分子式为C4H10O2的二元醇(两个羟基不能连在同一个碳原子上)有(不考虑立体异构)( )
A．6种 B．7种
C．8种 D．9种
A
2．符合下列条件的A(C9H10O3)的同分异构体有________种。
①A能与NaHCO3反应生成CO2气体且官能团与苯环直接相连；
②A与FeCl3溶液发生显色反应；
③苯环上有三个取代基。
解析：由分子式C9H10O3计算Ω＝5，由题意可知，苯环、羧基占Ω＝4＋1＝5，其余均为单键相连，苯环上有三个取代基，分别为—CH2CH3、—OH、—COOH，根据“定二移一”法，固定—CH2CH3、—OH，在苯环上邻、间、对三种位置关系，移动—COOH，共有4＋4＋2＝10种同分异构体。
10
3．满足下列条件的A(C6H8O4)有_______种同分异构体(不包括立体异构)。
①1 mol A能与2 mol NaHCO3反应(不考虑一个C上连2个羧基的情况)；
②分子中无环状结构。
解析：根据有机物 A 的分子式，可得不饱和度Ω＝3，根据信息①，有2个羧基(—COOH)，占有2个不饱和度，没有环状结构，所以应该有一个碳碳双键。有机物 A 相当于丁烯中的两个氢原子被两个—COOH取代，丁烯的结构简式：CH3CH===CHCH3、CH2===CHCH2CH3、CH2===C(CH3)2。两个羧基定一移一，可得A的同分异构体共有4＋6＋2＝12种。
12
