高三化学同分异构体同系物

第2讲　同分异构体　同系物

［考点点拨］

同分异构体知识的考查是高考的热点，几乎每年高考均要涉及，难度由理解转移到综合运用，梯度较大，题型也由前几年高考中常见的选择题发展至近两年的有机板块中的两题均出，环也由以前的碳环衍变为杂环，灵活性越来越大，故考生须掌握判断和书写同分异构体的技巧和方法，才能正确解题。要求了解有机化合物数目众多和异构现象普遍存在的本质原因，碳原子彼此连接的可能形式；理解基团、官能力、同分异构、同系列等要领。能够识别结构式（结构简式）中各原子的连接次序和方式、基团和官能力。能够辨认同系物和列举异构体。掌握烷烃的命名原则。

　 ［智能整合］

　  1. 用等效氢法确定有机物的一元取代物异构体的数目（从对称性入手——缩短思维进程）；而二元取代物异构体的数目，一般用“分类法”或“组合法”；多元取代物异构体的数目，一般用原子（包括位置）代换（体现转换思维）。

2. 根据一定限制条件（如给出结构基团、限制化合物的类别或限制必须含有及不含有某种基团等），写出可能的结构。此类题的一般解答思路是：首先明确限定范围，确定物质的类别（即官能团异构），然后确定有几种碳链（即碳链异构），最后确定官能团的位置（即位置异构）。或用“拼接法”，即把符合条件的“链”或“块”等局部先确定，然后进行拼接。

　  3. 近年高考中将一些药物作为考查学生有机化学知识的情境命题，同时考查学生有关氨基酸、蛋白质知识，既考查学生对两种官能团位置异构知识又考查学生官能团异构知识，还让学生了解了一些科学分析方法和知识。

［典例解析］

［典型例题1］（06年江苏卷----12）符合下列分子式的有机物没有同分异构现象的是（　　）

　　　 A．CH₄　　　　　　　　 B．C₁₂H₂₂0₁₁　　　　 C．C₄H₁₀　　　　　　　 D．C₄H₉

［典型例题2］（2003春季高考）有机物甲的分子式为C₉H₁₈O₂，在酸性条件下甲水解为乙和丙两种有机物，在相同的温度和压强下，同质量的乙和丙的蒸气所占体积相同，则甲的可能结构有

　　A. 8种　　　 B. 14种　　　　 C. 16种　　　　 D. 18种

［典型例题3］（1998全国）1,2,3-三苯基环丙烷的三个苯基可以分布在环丙烷环平面的上下，因此有如下两个异构体：

　　　　　　　

　　　 据此，可判断1,2,3,4,5-五氯环戊烷（假定五个碳原子也处于同一平面上）的异构体数目是

　　　 　A. 4　　　　　 　　B. 5　　　　　　　 C. 6　　　　 　　　 D. 7

［典型例题4］（2004广东高考）．（1）具有支链的化合物A的分子式为C₄H₆O₂，A可以使Br₂的四氯化碳溶液褪色。1molA和1mol NaHCO₃能完全反应，则A的结构简式是　　 CH₂=C—COOH　　。写出与A具有相同官能团的A的所有同分异构体的结构简式　 CH₂=CH—CH₂—COOH　　　　CH₃—CH=CH—COOH　　　　　　　  。

（2）化合物B含有C、H、O三种元素，分子量为60，其中碳的质量分数为60%，氢的质量分数为13.33%。B在催化剂Cu的作用下被氧化成C，C能发生银镜反应，则B的结构简式是　　　 CH₃CH₂CH₂OH　　　　　　　　　　　　　  。

（3）D在NaOH水溶液中加热反应，可生成A的钠盐和B，相应反应的化学方程式是

［典型例题5］（06年上海—28）．已知可简写为

　降冰片烯的分子结构可表示为：

(1)降冰片烯属于___ a、b _______。

　　a．环烃　　　　　b．不饱和烃　　　　c．烷烃　　　　d．芳香烃

(2)降冰片烯的分子式为__ C₇H₁₀________。

(3)降冰片烯的一种同分异构体（含有一个六元环的单环化合物）的结构简式为__________。

(4)降冰片烯不具有的性质__ a、d ________。

　　a．能溶于水　b．能发生氧化反应　　c．能发生加成反应　d．常温常压下为气体

［典型例题6］（06年广东高考题）．环丙烷可作为全身麻醉剂，环已烷是重要的有机溶剂。下面是部分环烷烃及烷烃衍生物的结构简式、键线式和某此有机化合物的反应式(其中Pt、Ni是催化剂)。

结构简式			Br—CH2—CH2—CH(CH3)—CH2—Br
键线式	(环己烷)	(环丁烷)

..... 回答下列问题：

..... ⑴环烷烃与　　 相同碳原子的烯烃　　　　  是同分异构体。

⑵从反应①～③可以看出，最容易发生开环加成反应的环烷烃是　 环丙烷 　　 (填名称)。判断依据为　在都使用催化剂的条件下，加成反应的温度最低　　 。

.... ⑶环烷烃还可以与卤素单质，卤化氢发生类似的开环加成反应，如环丁烷与HBr在一定条件下反应，其化学方程式为　　+ HBr　　　　　 Br　　　　　　　　 

(不需注明反应条件)。

..... ⑷写出鉴别环丙烷和丙烯的一种方法。试剂　酸性KMnO₄溶液　　　；现象与结论　 紫色褪去的是丙稀，不褪色的是环丙烷　　　　　　　　　  。

［典型例题7］（06年北京高考题---25）.有机物A为茉莉香型香料。

（1）A分子中含氧官能团的名称是　醛基　　　　　　  。

（2）C的分子结构可表示为（其中R和R’代表不同的烃基）：

A的化学式是　C₁₄H₁₈O　　，A可以发生的反应是　　a　　（填写序号字母）。

a．还原反应　　　b．消去反应　　　c．酯化反应　　　　d．水解反应

（3）已知含有烃基R的有机物R—OH与浓溴水反映产生白色沉淀，则含有烃基R’的有机物R’—OH的类别属于　醇　　　　　　  。

（4）A分子结构中只有一个甲基，A的结构简式是　　。

（5）在浓硫酸存在下，B与乙醇共热生成化合物C₁₀H₂₂O₂的化学方程式是　　　　　　 。

（6）在A的多种分异构体中，分子结构中处烃基R’含有三个甲基外，其余部分均与A相同的有　　3　　　　种。

［知能训练］

3、瑞典皇家科学院2001年10月10日宣布，2001年诺贝尔化学奖授予“手性催化氢化、氧化反应”研究领域作出贡献的美、日三位科学家。在有机物中，若碳原子上连接的四个原子或原子团不相同，则这个碳原子称为手性碳原子，下列分子中含有“手性碳原子”的是　　A. CBr₂F₂ 　  B. CH₃CH₂OH　　 C. CH₃CH₂H₃　　　D.

6、组成为的烷烃有九种，其中仅能由一种单烯烃加氢而制得的有

　　A．1种　  　B．2种　　　C．3种　  　D．4种

7、有机物甲的分子式为C₉H₁₈O₂，在酸性条件下甲水解为乙和丙两种有机物，在相同的温度和压强下，同质量的乙和丙的蒸气所占体积相同，则甲的可能结构有　

A　8种　　　B　14种　　　C  16种　　　D　18种

8、已知烯烃有如下反应规律：。现将1mol化学式为C_nH_2n-4的烃（不含C≡C和C＝C＝C结构）经上述方法处理后。得到的有机物和羰基（＞C=O）的物质的量不可能是　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

	A	B	C	D
有机物	1mol	3 mol	4 mol	5 mol
羰基数	2 mol	4 mol	6 mol	8 mol

9、左多巴是一种著名的药物，2000年Nobel医学奖和2001年Nobel化学奖都跟它有关。多巴的结构简式和学名如下：

名称中，“复杂基团”作为一个整体，用一个括号括起。括号内的3，4表示羟基在苯环的位置，括号前和氨基前的3，2表示这两个基团在丙酸分子中碳链的位置。如果保持名称中的括号汉字不变，仅仅改变表示位置的4个阿拉伯数字，可以写出多少种同分异构体？　　　　

A　20种　　　B　23种　　　C　24种　　　D　11种