有機物同分異構(gòu)體的考查方式及解題策略

 

縱觀近幾年的理科綜合試題,，對于有機化學(xué)的考查任然是理科綜合考試中化學(xué)考試內(nèi)容的熱點，其中對于有機物同分異構(gòu)體的考查任然是重點,，只是考查的形式和對象不同而已,。在《大綱》中明確指出要“了解有機化合物存在異構(gòu)現(xiàn)象，能判斷并正確書寫簡單有機化合物的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式”,，對這一部分知識的考查主要有兩種呈現(xiàn)方式：（1）選擇題中簡單有機物的同分異構(gòu)體的數(shù)目確定,；（2）在有機推斷和合成題中相對較復(fù)雜的有機物限定條件要求判斷個數(shù)或補充部分同分異構(gòu)體。下面就進(jìn)幾年的考題具體分析下解答這類題目的方法,。

 

考查方式一：同分異構(gòu)體的基本類型,，如碳鏈異構(gòu)、官能團位置異構(gòu),、官能團異構(gòu)

1,、氟烷麻醉作用比嗎啡強100倍。氟烷化學(xué)式為C₂HClBrF₃,，則沸點不同的上述氟烷有                                                                         （     ）     A．4種           B．3種          C．2種           D．1種

【參考答案】A

【解題策略】本題考查同分異構(gòu)體的書寫,，由于分子式已經(jīng)限定，此分子沒有碳鏈異構(gòu),，官能團異構(gòu),，考慮官能團位置異構(gòu)是本題的核心問題，觀察氟烷的分子特點一個碳原子上有三個氟原子,，改變一個氟原子的位置,，分別換成H、Cl,、Br,，就寫出其四種同分異構(gòu)體。

 

2,、有三種不同的基團,，分別為－X、―Y,、―Z,，若同時分別取代苯環(huán)上的三個氫原子,，能生成的同分異構(gòu)體數(shù)目是(     )                                           

       A. 10                           B. 8                             C. 6                             D. 4

【參考答案】A

【解題策略】本題直接給出了組成該物質(zhì)的官能團，只需要考慮位置異構(gòu)問題,，則鄰位3種：XYZ,，XZY，ZXY,；鄰間位6種：XY-Z,，XZ-Y，YX-Z,，YZ-X,，ZX-Y，ZY-X,；間位1種：X-Y-Z,，共有10種。

 

考查方式二：根據(jù)等效氫原則,，寫出特殊的同分異構(gòu)體

1,、含碳原子個數(shù)為10或小于10的烷烴中，其一鹵代烷烴不存在同分異構(gòu)體的烷烴共有                                                                     (    )     A. 2種                          B. 3種                         C. 4種                         D. 5種

【參考答案】A

【解題策略】按照等效氫原則,，要盡量找到10個碳原子以下的烷烴分子中，對稱性很高的分子,，小于11個碳原子的烷烴中,，只有一種一鹵代物的，甲烷和乙烷符合,，以及甲烷型的新戊烷（即將甲烷上的四個氫原子換成四個甲基）和乙烷型的2,2,3,3—四甲基丁烷（即將乙烷上的六個氫原子換成六個甲基）符合,，共4種。故應(yīng)選C,。

 

考查方式三：根據(jù)所給分子式,，分析同分異構(gòu)體數(shù)目

下列有機物的一氯取代物其同分異構(gòu)體的數(shù)目相等的是       (      )

      

【參考答案】B、D,。

【解題策略】首先判斷對稱面：①和④無對稱面,，②和③有鏡面對稱，只需看其中一半即可,。然后,，看有否連在同一碳原子上的幾個甲基：①中有兩個甲基連在一碳上，六個氫原子等效,；③中有也有兩個甲基連在同一碳原子上,，加上鏡面對稱，應(yīng)有十二個氫原子等效,。最后用箭頭確定不同的氫原子,。如下所示，即可知①和④都有七種同分異構(gòu)體，②和③都只有4種同分異構(gòu)體,。

 

考查方式四： 限定條件的同分異構(gòu)體的書寫是近幾年考試的熱點

1．現(xiàn)有A,、B兩種有機化合物，已知：

①它們的分子中含有相同數(shù)目的碳原子和氧原子,，B可以看成A中一個氫原子被氨基取代得到,；

②它們的分子中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，相對分子質(zhì)量都不超過170,，A中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72.00％,；

③它們都是一取代苯，分子中都沒有甲基,，都有一個羧基,。

請按要求填空：

⑴A、B的分子中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都是___________,；

⑵A的結(jié)構(gòu)簡式是________________________,；

⑶A有一同分異構(gòu)體C是對位二取代苯，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)也能與金屬鈉反應(yīng),，但官
能團不直接與苯環(huán)相連,，C的結(jié)構(gòu)簡式是________________________；

⑷B有一同分異構(gòu)體D是苯環(huán)上的一硝基化合物,，其苯環(huán)和側(cè)鏈上的一溴代物各有
兩種,，D的結(jié)構(gòu)簡式是__________________________。

【參考答案】  ⑴ 6.67%   ⑵    ⑶
⑷

【解題策略】首先確定A,、B的分子式,，根據(jù)題設(shè)條件，B的式量比A大15,，又因為其式量都小于170,，故A的式量小于170-15=155，又因為A的組成為一個苯環(huán),、一個羧基和若干個CH₂ 原子團,，故其式量為77+45+14*n<155,，解得n=2，A中無甲基,，則得出A的分子式為C₉H₁₀O_2,,。其結(jié)構(gòu)簡式為： 。根據(jù)A的式量球算A中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.67%,。有了前兩問的基礎(chǔ),，本題對同分異構(gòu)體的考查在（3）(4)兩問，根據(jù)（3）中描述首先確定官能團位置為苯環(huán)的對位,，再根據(jù)其能發(fā)生銀鏡反應(yīng)確定有-CHO,，能與金屬鈉反應(yīng)說明有-OH，又官能團不與苯環(huán)直接相連,，綜合得出C的結(jié)構(gòu)簡式為 ,。最后根據(jù)A的分子式，由于B可以看成A中一個氫原子被氨基取代則B的分子式為C₉H₁₁O₂N,，根據(jù)（4）中描述D是苯環(huán)上的一硝基化合物,，其苯環(huán)和側(cè)鏈上的一溴代物各有兩種，說明取代基處在苯環(huán)的對位上,，而且，剩下的3個碳原子上的氫原子應(yīng)為兩種不同的氫,，故確定D的結(jié)構(gòu)簡式為： ,。
【練習(xí)】

阿斯匹林（aspirin）的有效成分是乙酰水楊酸，它是19世紀(jì)末合成成功的,，作為一個有效的解熱止痛,、治療感冒的藥物，至今仍廣泛使用,，有關(guān)報道表明,，人們正在發(fā)現(xiàn)它的某些新功能。阿斯匹林是由水楊酸（鄰羥基苯甲酸）與乙酸酐進(jìn)行酯化反應(yīng)而得的,。

   水楊酸             乙酸酐                         乙酰水楊酸

   （1）乙酰水楊酸的含氧官能團分別是_____________和酯基,。

   （2）乙酰水楊酸能在稀酸和NaOH溶液中水解,。寫出乙酰水楊酸與稀酸溶液共熱的化學(xué)

方程式：___________。

   （3）寫出同時符合下列四個要求的水楊酸的同分異構(gòu)體：　　　　　　,。

①含有苯環(huán),；    

②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，不能發(fā)生水解反應(yīng),；

③在稀NaOH溶液中,，1 mol該同分異構(gòu)體能與2 mol NaOH發(fā)生反應(yīng)；

④只能生成兩種一氯代產(chǎn)生,。

   （4）已知酚羥基遇FeC1₃溶液顯紫色,，但顯色反應(yīng)要在中性或弱酸性溶液進(jìn)行。現(xiàn)要求用已有的知識檢驗出乙酰水楊酸分子中存在酯基,。有人設(shè)計了如下的實驗方案：

取一支潔凈的試管,，向其中加入2mL阿斯匹林清液，然后再滴入2 滴稀硫酸,，將溶液在酒精燈上加熱片刻后,，滴入2滴FeC1₃溶液，振蕩,，無明顯現(xiàn)象,；再向其中逐滴加入Na₂CO₃溶液，振蕩,，出現(xiàn)了紫色,。你認(rèn)為逐滴加入Na₂CO₃溶液的目的是_____________。從此實驗?zāi)愕玫降膯⑹居?span lang="EN-US">_____________,。

答案（1）羧基   　(2) 化學(xué)方程式（略）

   （3）

   （4）中和硫酸,，使溶液呈弱酸性和中性。 啟示：控制反應(yīng)條件,、不能直接檢驗的官能團可通過轉(zhuǎn)化為可檢驗的官能團加以間接說明,。