2015年高考有機(jī)化合物同分異構(gòu)體試題分類解析

◇安徽董順

分析2015年高考試題發(fā)現(xiàn),關(guān)于同分異構(gòu)體的考查幾乎每張試卷必有,重現(xiàn)率較高,主要考查形式有同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷(主要以選擇題形式)和限定條件同分異構(gòu)體的書寫(主要以填空題形式).該類試題的解答不僅要注意全面,而且要防止重復(fù),屬難度較大的試題,對考生分析問題和解決問題的能力要求較高．下面對2015年高考試題中關(guān)于同分異構(gòu)體方面的試題給以分類解析．

1限定條件同分異構(gòu)體數(shù)量的判斷

該類試題通常以中學(xué)化學(xué)常見有機(jī)化合物的性質(zhì)為基礎(chǔ),根據(jù)性質(zhì)判斷有機(jī)化合物所含官能團(tuán)的類型,借助不飽和度等確定同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式和數(shù)目(不飽和度計算公式

其中n1、n3、n4分別代表1價(氫原子、鹵素原子等)、3價(氮原子)和4價(碳原子)原子的數(shù)目). 熟練掌握各類有機(jī)化合物的性質(zhì)是解答該類試題的前提．

例1(新課標(biāo)卷) 分子式為C5H10O2并能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)放出氣體的有機(jī)物有(不含立體結(jié)構(gòu))()種.

A3;B4;C5;D6

能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)放出氣體的物質(zhì)為羧酸,C5H10O2不飽和度為1,符合飽和一元羧酸的通式C4H9COOH, —C4H9有正丁基(—CH2CH2CH2CH3)、異丁基[—CH2CH(CH3)2]、仲丁基[—CH(CH3)CH2CH3]和叔丁基[—C(CH3)3]4種．答案為B．

去掉苯環(huán)和甲基還有一個不飽和度和2個C原子和2個O原子,又由于為酯類則含有酯基,則可能的組合有: ① —CH3、—COOCH3, ② —CH3、CH3COO—, ③ —CH3、HCOOCH2—,每種組合在苯環(huán)上有鄰、間、對3種位置關(guān)系,因此共有9種．

2先求同分異構(gòu)體再考查該物質(zhì)的性質(zhì)

解答該類試題,首先根據(jù)限定條件寫出同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式,再結(jié)合官能團(tuán)的性質(zhì)按要求作答．

例4(四川卷) 化合物B(C5H8O2)的一種同分異構(gòu)體G與NaOH溶液共熱反應(yīng),生成乙醇和化合物H．H在一定條件下發(fā)生聚合反應(yīng)得到高吸水性樹脂,該聚合物的結(jié)構(gòu)簡式是________．

3同分異構(gòu)體概念的辨析

對同分異構(gòu)體的概念的理解,應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

1) 必須抓住分子式相同這一前提. 分子式相同的化合物,其組成元素、最簡式、相對分子質(zhì)量一定相同,這三者必須同時具備,缺一不可．

2) 要緊緊抓住結(jié)構(gòu)不同這一核心. 對此要從原子或原子團(tuán)的連接順序和原子的空間位置來考慮．

a) 碳鏈骨架不同,稱為碳鏈異構(gòu);

b) 官能團(tuán)在碳鏈上的位置不同,稱為位置異構(gòu);

c) 官能團(tuán)種類不同,稱為類別異構(gòu)或官能團(tuán)異構(gòu);

d) 分子中原子或原子團(tuán)排列不同,空間結(jié)構(gòu)不同,稱為立體異構(gòu)(順反異構(gòu)和旋光異構(gòu))．

同分異構(gòu)體是指分子式相同而結(jié)構(gòu)不同的有機(jī)物之間的互稱,題中所給化合物含有9個C原子、2個O原子，不飽和度為5;選項A含有10個C原子、2個O原子，不飽和度為5;選項B含有9個C原子、2個O原子，不飽和度為5;選項C含有9個C原子、2個O原子，不飽和度為5;選項D含有10個C原子、2個O原子，不飽和度為5．故該化合物的同分異構(gòu)體有B和C．答案為B、C．

4先求分子式再判斷同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式

有機(jī)化合物分子式的求法有商余法、通式法、方程式計算法等,求出分子式后首先求不飽和度,再借助有機(jī)物的性質(zhì)信息確定同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式．

例6(新課標(biāo)卷) 烴A的相對分子質(zhì)量為70,核磁共振氫譜顯示只有1種化學(xué)環(huán)境的氫,A的結(jié)構(gòu)簡式為________．

5書寫限定條件同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式

限定條件同分異構(gòu)體的書寫是近年高考的熱點(diǎn),解答這類試題應(yīng)注意以下幾點(diǎn).

5.1　常見的官能團(tuán)類別異構(gòu)

表1

知道了常見的類別異構(gòu),就可以對官能團(tuán)順利互變．如在試題中經(jīng)常出現(xiàn)羧基、酯基和羥基醛,芳香醇、酚和醚,醛、酮和烯醇等的轉(zhuǎn)化．

5.2　常見的限制條件

表2

5.3　基本思路

第1步,明確書寫什么物質(zhì)的同分異構(gòu)體,該物質(zhì)的組成是什么,解讀限制條件,從性質(zhì)聯(lián)想結(jié)構(gòu),將物質(zhì)分裂成一個個碎片,碎片可以是官能團(tuán),也可以是烴基.第2步組裝分子，組裝分子時首先要注意等效氫,有機(jī)物的不飽和度等;其次要注意思維的有序性,一般按官能團(tuán)類別異構(gòu)→官能團(tuán)位置異構(gòu)→碳鏈異構(gòu)次序書寫,官能團(tuán)(或取代基)由簡到繁，也要注意靈活應(yīng)用拼接、插入和變換等組裝手法．

例7(新課標(biāo)卷) 寫出與A(C2H2)具有相同官能團(tuán)的異戊二烯的所有同分異構(gòu)體________(寫結(jié)構(gòu)簡式)．

異戊二烯的不飽和度為2,則其符合條件的同分異構(gòu)體中除碳碳叁鍵外均為飽和鍵,叁鍵位置有如下:

CH3—C≡C—CH2—CH3、

例8(新課標(biāo)卷)D(HOOC(CH2)3COOH)的同分異構(gòu)體中能同時滿足下列條件的共有________種(不含立體異構(gòu)).

① 能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體;

② 既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，又能發(fā)生皂化反應(yīng).

其中核磁共振氫譜顯示為3組峰,且峰面積比為6∶1∶1的是有________(寫結(jié)構(gòu)簡式).

能與NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2,應(yīng)含有羧基,能發(fā)生銀鏡反應(yīng)、皂化反應(yīng),則應(yīng)為甲酸形成的酯,D中共有5個碳原子,其中1個為羧基碳,1個為酯基碳,則羧基和酯基連在剩余的3個碳原子上有以下5種情況:

E的分子式為C3H6O,符合飽和一元醛、酮和烯醇、環(huán)醇、環(huán)醚的通式,由于只有1種化學(xué)環(huán)境的氫,符合條件的為丙酮．

① 屬于一元酸類化合物；

② 苯環(huán)上只有2個取代基且處于對位，其中1個是羥基.

Ⅰ. 分子中含有2個苯環(huán);

Ⅱ. 分子中含有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫

根據(jù)Ⅱ知該同分異構(gòu)體為高度對稱的結(jié)構(gòu),共有3種類型的H原子,結(jié)合Ⅰ,符合條件的同分異構(gòu)體為

(作者單位：安徽省碭山中學(xué))