馬天罡

通過(guò)研究近幾年的高考題發(fā)現(xiàn)，高考對(duì)同分異構(gòu)體的考查一直是情有獨(dú)鐘，它是全國(guó)各省市高考命題的重點(diǎn)和難點(diǎn)。高考對(duì)它的考查主要有兩種方式：同分異構(gòu)體的判斷和書(shū)寫(xiě)。高考命題的載體基本上分為兩類(lèi)：一種是烴（烷烴、烯烴與芳香烴），考查角度為烴的一鹵取代和二鹵取代；二是烴的含氧衍生物（醇、醛、羧酸、酯）等，往往帶有一定的限定條件（如已知它能與鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣或核磁共振氫譜的信號(hào)強(qiáng)度比等）。下面，我們分類(lèi)重點(diǎn)分析與突破。

一、同分異構(gòu)體的判斷

判斷有機(jī)物是否互為同分異構(gòu)體，前提要理解同分異構(gòu)體的概念?！巴帧敝傅氖欠肿邮较嗤?，結(jié)構(gòu)不同，而不是相對(duì)分子質(zhì)量相同。相對(duì)分子質(zhì)量相同而結(jié)構(gòu)不同的化合物不一定互為同分異構(gòu)體，如CH2O和C2H6?！敖Y(jié)構(gòu)不同”指的是碳鏈骨架不同，或官能團(tuán)在碳鏈上的位置不同，或官能團(tuán)的種類(lèi)不同 。特別注意的是：淀粉和纖維素雖然分子式都為（C6H10O5）n，但由于n值不同，它們不互為同分異構(gòu)體。

例1下列各組有機(jī)物互為同分異構(gòu)體的是 （ ）。

解析A項(xiàng)，都是苯環(huán)，兩個(gè)甲基都位于鄰位上，因此A項(xiàng)中兩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式表示的是同一物質(zhì)，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，是用鍵線式表示有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，每個(gè)拐點(diǎn)表示一個(gè)碳原子，且每個(gè)碳原子均滿足“碳四價(jià)”原則，故二者的分子式均為C10H160，但結(jié)構(gòu)不同，二者互為同分異構(gòu)體，B正確；C項(xiàng)，甲基所在的位置為對(duì)稱位置，屬于同一物質(zhì)，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由于甲烷分子是正四面體結(jié)構(gòu)，故它們表示的是同種物質(zhì)，D錯(cuò)誤。答案：B。

點(diǎn)評(píng)本題容易出錯(cuò)的地方有兩項(xiàng)：A項(xiàng)，不把苯環(huán)當(dāng)苯環(huán)，當(dāng)成了單雙鍵交替的結(jié)構(gòu)。

還有D項(xiàng)，沒(méi)有把它們與甲烷的結(jié)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)想類(lèi)比，看成了氯原子在“對(duì)與鄰”兩種不同的位置上，從而看成了兩種不同的結(jié)構(gòu)。

二、同分異構(gòu)體的書(shū)寫(xiě)

1.烷烴同分異構(gòu)體的寫(xiě)法

烷烴同分異構(gòu)體的書(shū)寫(xiě)屬于書(shū)寫(xiě)同分異構(gòu)體中最簡(jiǎn)單的一種。書(shū)寫(xiě)烷烴同分異構(gòu)體的基本方法-“主鏈減碳法”。在書(shū)寫(xiě)時(shí)要注意下面三點(diǎn)：

（1）書(shū)寫(xiě)步驟：先寫(xiě)最長(zhǎng)的碳鏈，然后逐個(gè)減少碳原子，把減少的碳原子作為取代基連在剩余的碳鏈上。

（2）具體方法：“成直鏈，一條線；摘一碳，掛中間；往邊排，不到端；摘兩碳，成乙基；二甲基，同鄰間；不重復(fù)，要寫(xiě)全”。

（3）書(shū)寫(xiě)口訣：“主鏈由長(zhǎng)到短；支鏈由整到散；位置由心到邊；排布按同鄰間；最后用氫補(bǔ)足碳四鍵”。

例21 mol某烷烴完全燃燒消耗11 mol O2，其主鏈上含有5個(gè)碳原子的同分異構(gòu)體（不考慮立體異構(gòu)）有（ ）。

A.4種 B.5種 C.6種 D.7種

解析設(shè)該烷烴的分子式為CmH2m+2，則m+（2m+2）/4=11，解得m=7，所以該烷烴的分子式為C7H16，主鏈上有5個(gè)碳原子，剩下的2個(gè)碳原子可以作為一個(gè)乙基連在主鏈上，這樣的同分異構(gòu)體有1種，也可以作為2個(gè)甲基連在主鏈上，這樣的同分異構(gòu)體有4種，所以該烷烴的同分異構(gòu)體共有5種。答案：B。

點(diǎn)評(píng)解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)：

（1）作支鏈的任何取代基都不能連在主鏈的端點(diǎn)上。

（2）作為支鏈的乙基不能連在主鏈的2號(hào)位碳原子上。

（3）把一個(gè)乙基拆成兩個(gè)甲基時(shí)，要考慮“對(duì)、鄰、間”，還要注意在主鏈上的“對(duì)稱”情況，不能重復(fù)。

2.烴的一元取代物同分異構(gòu)體的寫(xiě)法

在書(shū)寫(xiě)烴的一元取代物時(shí)，要學(xué)會(huì)識(shí)別有機(jī)物中氫原子的種類(lèi)，即學(xué)會(huì)尋找“等效氫”：

要注意幾種情況：連在同一個(gè)碳原子上的氫原子是等效的；連在同一個(gè)碳原子上的甲基上的氫原子是等效的；處于對(duì)稱位置或鏡面對(duì)稱位置的碳原子上連接的氫原子是等效的。對(duì)不等效的氫原子取代，有幾種不等效氫原子，其一元取代物就有幾種。

例3分子式為C4H9Cl的同分異構(gòu)體共有（不考慮立體異構(gòu)）（ ）。

A.2種 B.3種 C.4種 D.5種

解析C4H9Cl符合烷烴通式CnH2n+2，可以看成C4H10中的一個(gè)H被Cl取代，C4H10有兩種同分異構(gòu)：CH3CH2CH2CH3和（CH3）3CH；CH3CH2CH2CH3的一氯代物有兩種：CH3CHClCH2CH3、CH3CH2CH2CH2Cl， （CH3）3CH的一氯代物也有兩種：（CH3）2CHCH2Cl、（CH3）3CCl，2種+2種=4種。答案：C

點(diǎn)評(píng)解答本題時(shí)注意兩點(diǎn)：

（1）先研究出它的母體屬于哪種類(lèi)別。它符合烷烴的通式CnH2n+2（把一個(gè)Cl相當(dāng)于一個(gè)H），因此，它的母體屬于烷烴，即C4H10；然后寫(xiě)出C4H10所有的同分異構(gòu)體，最后再找出氫原子的種類(lèi)，有幾種不同類(lèi)型的氫原子就有幾種一氯代物。

（2）書(shū)寫(xiě)大致順序是：先寫(xiě)碳鏈異構(gòu)，后寫(xiě)官能團(tuán)的位置異構(gòu)。

3.二元取代物同分異構(gòu)體的寫(xiě)法

書(shū)寫(xiě)二元取代物的主要技巧有：“定一移一”：對(duì)于二元取代物的同分異構(gòu)體的寫(xiě)法，可固定一個(gè)取代基位置，再移動(dòng)另一個(gè)取代，以確定同分異構(gòu)體數(shù)目。若烴分子中有a個(gè)可被取代的氫原子，當(dāng)m+n=a 時(shí)，則m元取代物的同分異構(gòu)體種數(shù)與n元取代物的同分異構(gòu)體種數(shù)相同。如二氯苯有三種同分異構(gòu)體，則四氯苯也有三種同分異構(gòu)體；同理，可判斷二溴萘與六溴萘的同分異構(gòu)體種數(shù)相同，三溴萘與五溴萘的同分異構(gòu)體種數(shù)相同。

例4含有一個(gè)碳碳雙鍵的分子式為C3H4Cl2的同分異構(gòu)體共有（不考慮立體異構(gòu)）（）。

A.3種 B.4種 C.5種 D.6種

解析在這里（一個(gè)Cl相當(dāng)于一個(gè)H），故把C3H4Cl2看成C3H6，因此，它可以看成丙烴衍變而來(lái)的，其中的2個(gè)H原子被2個(gè)Cl取代。丙烯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2=CHCH3，兩個(gè)氯原子位于同一個(gè)碳原子上的結(jié)構(gòu)有2種，位于相鄰碳原子上的結(jié)構(gòu)有2種，位于不相鄰碳原子上的結(jié)構(gòu)只有1種，故符合條件的結(jié)構(gòu)共有2種+2種+1種=5種。答案：C。

點(diǎn)評(píng)解答本題時(shí)注意三點(diǎn)：

（1）先確定出它的母體的類(lèi)別是什么？要結(jié)合通式進(jìn)行判斷。

（2）再寫(xiě)出母體所有的同分異構(gòu)體（丙烯只有一種結(jié)構(gòu)，不存在碳鏈和官能團(tuán)位置異構(gòu)）

（3）最后考慮兩個(gè)氫原子的相對(duì)位置，有幾種不同情況的相對(duì)位置，就有幾種二氯代物。

4.烴的含氧衍生物的同分異構(gòu)體的寫(xiě)法

烴的含氧衍生物的同分異構(gòu)體的寫(xiě)法：往往先采取主鏈減碳法寫(xiě)出所有的相應(yīng)碳架，再讓官能團(tuán)分別在碳架上移動(dòng)，從而寫(xiě)出同分異構(gòu)體。要注意常見(jiàn)烴基的異構(gòu)體的數(shù)目：

（1）-C3H7（丙基）為兩種，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為CH3CH2CH2-和CHCH3CH3。

（2）-C4H9（丁基）為四種，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為CH3CH2CH2CH3-、 CH3CHCH2CH3、CHCH3CH3CH2、CCH3CH3CH3。

（3）-C5H11（戊基）：8種

例5分子是為C5H12O且可與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣的有機(jī)物有（不考慮立體異構(gòu)）（ ）。

A.5種 B.6種 C.7種 D.8種

解析C5H12O符合通式CnH2n+2O，屬于飽和一元醇和醚，但由限定條件可知，它屬于飽和一元醇。書(shū)寫(xiě)它的同分異構(gòu)體時(shí)，可看成戊烷的一個(gè)氫原子被一個(gè)羥基取代。戊烷的同分異構(gòu)體有（3種），然后用一個(gè)羥基取代這些同分異構(gòu)體中的不等效氫原子。正戊烷中不等效氫原子有3種，異戊烷有4種，新戊烷有1種，因此，符合題意的C5H12O共有3種+4種+1種=8種，答案：D。

點(diǎn)評(píng)解答本題的注意兩點(diǎn)：

（1）先由分子式確定通式，再由通式確定有機(jī)物的種類(lèi)（要結(jié)合題中的限定條件）。

（2）確定母體 “戊烷”后，寫(xiě)出它的碳連異構(gòu)，再用羥基進(jìn)行取代，屬于官能團(tuán)位置異構(gòu)。

（收稿日期：2014-12-26）