2021届高中化学考前三个月专项复习课件命题区间八 角度二　有机物的结构特点及同分异构体数目判断

有机物的结构特点及同分异构体数目判断
角度二
1.熟记三类分子的空间结构
(1)四面体形分子：
(2)六原子共面分子：
高考必备知识
(3)十二原子共面分子：
2.同分异构体的书写与数目判断技巧
(1)烃基连接法：甲基、乙基均有1种，丙基有2种，丁基有4种。如：丁醇有4种，C4H9Cl有4种。
(2)换元法：如C2H5Cl与C2HCl5均有1种。
(3)等效氢法：有机物分子中有多少种等效氢原子，其一元取代物就有多少种，从而确定同分异构体的数目。分子中等效氢原子有如下情况：
①分子中同一碳原子上的氢原子等效。
②同一个碳原子上的甲基上的氢原子等效。
③分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时)上的氢原子是等效的。
(4)定一移一法：分析二元取代物的方法，先固定一个取代基的位置，再移动另一取代基的位置，从而可确定同分异构体的数目。如分析C3H6Cl2的同分异构体，先固定其中一个Cl的位置，再移动另外一个Cl。
3.芳香族化合物同分异构体数目的确定
(1)若取代基在苯环上的位置一定，但取代基种类不确定，同分异构体数目的多少是由取代基的种数决定的，此时分析的重点是苯环上的取代基，如C6H5—C4H9，因为丁基有4种不同的结构，故该烃有4种同分异构体。
(2)若取代基种类一定，但位置不确定时，可按下述方法处理：当苯环上只有两个取代基时，取代基在苯环上的位置有邻、间、对三种；当有三个取代基时，这三个取代基有“连、偏、均”三种位置关系
(如 、 、 ，R表示取代基，可以相同
或不同)。
4.酯类同分异构体的确定
将酯分成RCOO—和—R′两部分，再按上述方法确定R—和R′—的同分异构体数目，二者数目相乘即得每类酯的同分异构体数目，最后求总数。如C4H8O2属于酯的同分异构体数目的思考程序如下：
HCOOC3H7　(丙基2种)1×2＝2种
CH3COOC2H5　(甲基1种，乙基1种)1×1＝1种
C2H5COOCH3　(乙基1种，甲基1种)1×1＝1种
故C4H8O2属于酯的同分异构体共有4种。
1.(2020·全国卷Ⅱ，10)吡啶( )是类似于苯的芳香化合物，2-乙烯基
吡啶(VPy)是合成治疗矽肺病药物的原料，可由如下路线合成。下列叙述正确的是
A.MPy只有两种芳香同分
异构体
B.EPy中所有原子共平面
C.VPy是乙烯的同系物
D.反应②的反应类型是消去反应
1
2
3
4
5
√
重练高考真题
解析　MPy的芳香同分异构体有 ，共1种，A错误；
EPy中含有两个“—CH2—”，均为饱和碳原子，所有原子不可能共平面，B错误；
同系物是指结构相似，在组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的一系列有机物，VPy与乙烯结构不同，两者不互为同系物，C错误；
由题图中醇羟基转化为碳碳双键可知，发生了消去反应，D正确。
1
2
3
4
5
2.(2020·江苏，12改编)化合物Z是合成某种抗结核候选药物的重要中间体，可由下列反应制得。
下列有关化合物X、Y和Z的说法正确的是
A.X分子中不含手性碳原子
B.Y分子中的碳原子一定处于同一平面
C.Z在浓硫酸催化下加热不能发生消去反应
D.X、Z分别在过量NaOH溶液中加热，均能生成丙三醇
1
2
3
4
5
√
解析　A项，X分子中2号位碳原子上连接四个不同的原子和原子团，属于手性碳原子，错误；
B项，碳氧单键可以发生旋转，因此Y分子中甲基上的碳原子不一定与其他碳原子共平面，错误；
C项，Z分子中含有羟基，且与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子，因此可以在浓硫酸催化下加热发生消去反应，错误；
1
2
3
4
5
D项，X与氢氧化钠的水溶液发生取代反应，可生成丙三醇，Z分子在NaOH溶液中，其酯基发生水解反应，氯原子发生取代反应，也可生成丙三醇，正确。
1
2
3
4
5
3.(2019·全国卷Ⅲ，8)下列化合物的分子中，所有原子可能共平面的是
A.甲苯 B.乙烷
C.丙炔 D.1,3-丁二烯
1
2
3
4
5
√
解析　甲苯中有甲基，根据甲烷的结构可知，甲苯分子中所有原子不可能在同一平面内，A错误；
乙烷相当于2个甲基连接而成，根据甲烷的结构可知，乙烷分子中所有原子不可能在同一平面内，B错误；
丙炔的结构简式为H3C—C≡CH，其中含有甲基，该分子中所有原子不可能在同一平面内，C错误；
1,3-丁二烯的结构简式为H2C==CH—CH==CH2，根据乙烯的结构可知，该分子中所有原子可能在同一平面内，D正确。
1
2
3
4
5
4.(2018·全国卷Ⅰ，11)环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物，螺[2.2]戊烷( )是最简单的一种。下列关于该化合物的说法错误的是
A.与环戊烯互为同分异构体
B.二氯代物超过两种
C.所有碳原子均处同一平面
D.生成1 mol C5H12至少需要2 mol H2
√
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
解析　 中每个碳原子都形成4个共价单键，这4个键呈四面体形分布，所有碳原子不可能处于同一平面，C项错误；
环戊烯的结构简式为 ，与 分子式相同但结构不同，互为同分异构体，A项正确；
如 、 、 都是螺[2.2]戊烷的二氯代物，B项正确；
螺[2.2]戊烷的分子式是C5H8，在理论上，1 mol C5H8与2 mol H2反应，生成1 mol C5H12，D项正确。
1
2
3
4
5
5.(2019·全国卷Ⅱ，13)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
√
1
2
3
4
5
解析　C4H8BrCl可看成是C4H10分子中的2个H被1个Br和1个Cl取代得到的产物。C4H10有正丁烷和异丁烷2种，被Br和Cl取代时，可先确定Br的位置，再确定Cl的位置。正丁烷的碳骨架结构为 ，Br分别取代1号碳原子和2号碳原子上的氢原子时，Cl均有4种位置关系，异丁烷的碳
骨架结构为 ，Br分别取代1号碳原子和2号碳原子上的氢原子
时，Cl分别有3种和1种位置关系，综上可知，C4H8BrCl共有12种结构，C项正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
题组一　有机物分子中“线、面”关系判断
1.下列说法正确的是
A.CH3CH==CHCH3分子中的四个碳原子在同一直线上
B. (a)和 (c)分子中所有碳原子均处于同一平面上
C.对三联苯分子 中至少有16个原子共平面
D. 分子中所有原子一定在同一平面上
√
精练预测押题
解析　A项，根据乙烯的立体构型可知，CH3CH==CHCH3分子中的四个碳原子处于同一平面上，但不在同一直线上，错误；
B项，用键线式表示有机物结构时，容易忽略饱和碳原子的共面规律，饱和碳原子只能与另外两个相连的原子共平面，故a与c分子中所有碳原子不可能共平面，错误；
C项，苯环为平面结构，与苯环直接相连的原子一定在同一平面内，碳碳单键可以旋转，但一条直线上的碳原子一定在同一平面内，则至少有16个原子共平面，正确；
D项，羟基上的氧原子一定在苯环所确定的平面上，但羟基上的H原子可能不在苯环所确定的平面上，错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2.下列有机物中，所有原子处于同一平面的是
A. B.
C. D.CH2==CHCl
1
2
3
4
5
6
7
8
9
√
解析　四氯化碳是正四面体结构，所有原子不可能共面，故A项错误；
选项中含有甲基，根据甲烷的空间正四面体结构可知，含有甲基的一定是立体构型，所有原子不可能共面，故B和C项错误；
根据乙烯的结构可知，氯原子替代H原子的位置，分子中所有原子一定处于同一平面，故选D项。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3.1，4-二苯基丁二炔广泛应用于农药的合成，其结构如图所示。下列有关该物质的说法不正确的是
A.该有机物的化学式为C16H10
B.该分子中处于同一直线上的原子最多有6个
C.该物质能使溴的四氯化碳溶液褪色
D.该分子中所有原子可能位于同一平面上
1
2
3
4
5
6
7
8
9
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析　B项，分子中含有两个乙炔基、两个苯环，根据苯和乙炔的结构特点可知，该分子中处于同一直线上的碳原子最多有8个，处于同一直线上的碳原子和氢原子最多有10个，错误；
C项，该物质中含有碳碳三键，能使溴的
四氯化碳溶液褪色，正确；
D项，两个乙炔基为直线形结构，碳碳单键可以转动，两个苯环所在的平面可能同时位于同一平面上，故分子中所有原子可能位于同一平面上，正确。
题组二　同分异构体数目的判断
4.芳香类化合物C8H8O2，能与NaHCO3反应生成CO2，该芳香化合物连在碳原子上的氢原子被氯原子取代后的一氯代物共有(不含立体异构)
A.15种 B.16种 C.17种 D.18种
1
2
3
4
5
6
7
8
9
√
解析　能与NaHCO3反应生成CO2，说明含有羧基，当苯环上有两个取代
基时，分别为—CH3、—COOH，可取代的氢原子的位置有： 、

、 ；当苯环上只有一个取代基时，可取代氢原子的
位置有： ，所以同分异构体的数目＝5＋5＋3＋4＝17。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
5.由丁烯制备戊酸丁酯的合成路线如图所示，下列说法错误的是
A.戊酸的结构有4种
B.戊酸丁酯最多有16种结构
C.M的同分异构体中不能与
金属钠反应的有机物有2种
D.与Z互为同分异构体，且能发生水解反应的有机物有9种
1
2
3
4
5
6
7
8
9
√
解析　丁基有4种结构，戊酸可以看作是由丁基和羧基结合而成，所以也有4种结构，故A项正确；
戊酸丁酯中的戊酸，相当于丁基连接1个—COOH，所以有4种结构，而丁醇相当于丁基连接1个—OH，所以也有4种结构，因此戊酸丁酯最多有16种结构，故B项正确；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
M为丁醇，其同分异构体中不能与金属钠反应的是醚，分别是CH3—O—CH2—CH2—CH3、CH3—CH2—O—CH2—CH3和 共3
种，故C项错误；
Z是戊酸，其同分异构体
中能发生水解的属于酯类，
HCOOC4H9有4种，CH3COOC3H7
有2种，CH3CH2COOCH2CH3、CH3CH2CH2COOCH3、(CH3)2CHCOOCH3各1种，所以共9种，故D项正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
6.(2020·日照一模)下列说法错误的是
A.只用溴水即可鉴别苯酚溶液、2,4-己二烯和甲苯
B. 的二氯代物共有6种(不考虑立体异构)
C. 的名称为2-甲基-2-乙基-1-丁醇
D.碳酸亚乙酯( )可与热的Na2CO3溶液反应
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析　溴水与苯酚能发生反应生成三溴苯酚白色沉淀，2,4-己二烯能与溴水发生加成反应，溴水褪色，甲苯能萃取出溴水中的溴，溶液分层，上层为橙红色，下层为无色，三者现象不同，可以鉴别，A选项正确；

有多种位置的氢原子，其二氯代物2个氯原子的位置可以分
别在①①、①②、①③、①④、①⑤、①⑥、③⑤，一共有7种，B选项错误；
系统命名法命名为2-甲基-2-乙基-1-丁醇，C选项正确；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Na2CO3溶液显碱性，碳酸亚乙酯( )属于酯类物质，加热条件下能
与碱性物质发生反应，故碳酸亚乙酯( )可与热的Na2CO3溶液反应，D选项正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
题组三　有机物键线式结构的综合考查
7.下列关于有机物(a) 、(b) 、(c) 的说法正确的是
A.a、b、c的分子式均为C8H10
B.a、b、c均能发生取代反应、加成反应和氧化反应
C.a、b、c的一氯代物分别有5种、2种、1种
D.a、b、c中的所有原子均可能处于同一平面
1
2
3
4
5
6
7
8
9
√
解析　a为苯乙烯，b为桶烯，c为立方烷，它们的分子式均为C8H8，互为同分异构体，A项错误；
c中没有不饱和键，不能发生加成反应，B项错误；
a、b、c的一氯代物分别有5种、2种、1种，C项正确；
苯基和乙烯基上的原子均处于同一平面，而且苯基和乙烯基之间的单键可以旋转，故a中的所有原子可能处于同一平面，b和c中均存在形成4个单键的碳原子，与该碳原子相连的4个原子一定不处于同一平面，故b、c中的所有原子均不可能处于同一平面，D项错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
8.a、b、c的结构如图所示：(a) 、(b) 、(c) 。下列
说法正确的是
A.a中所有碳原子处于同一平面
B.b的二氯代物有三种
C.a、b、c三种物质均可与溴的四氯化碳溶液反应
D.a、b、c互为同分异构体
1
2
3
4
5
6
7
8
9
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析　A项，a中右侧三角形中的碳均为饱和碳，不可能与左边三角形共面；
B项，b中外侧三个顶点均为“CH2”，且等效，因而二氯取代物只有两种；
b中不含有碳碳双键，不能与溴的CCl4溶液发生加成反应，C项错误；
a、b、c三种物质的分子式均为C5H6，因而互为同分异构体，D项正确。
9.(2020·威海一模)某有机物M的结构简式为 ，下列说法正确
的是
A.M名称为2，4，4-三甲基-3-乙基-3-戊醇
B.M的消去反应产物有3种
C.M的一氯代物有5种
D.M不能发生氧化反应
1
2
3
4
5
6
7
8
9
√
解析　根据系统命名法，其正确命名应为2,2,4-三甲基-3-乙基-3-戊醇，故A错误；
与羟基相连的碳原子的邻位碳原子中只有两个碳原子上有氢原子，所以消去反应产物只有2种，故B错误；
该有机物有如图所示5种环境的氢原子 ，所以一氯代物有5种，
故C正确；
虽然与羟基相连的碳原子上没有氢原子，但该物质可以燃烧，燃烧也属于氧化反应，故D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9