高考重點與難點突破

馬天罡

通過研究近幾年的高考題發現，高考對同分異構體的考查一直是情有獨鐘，它是全國各省市高考命題的重點和難點。高考對它的考查主要有兩種方式：同分異構體的判斷和書寫。高考命題的載體基本上分為兩類：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產生氫氣或核磁共振氫譜的信號強度比等）。下面，我們分類重點分析與突破。

一、同分異構體的判斷

判斷有機物是否互為同分異構體，前提要理解同分異構體的概念。“同分”指的是分子式相同，結構不同，而不是相對分子質量相同。相對分子質量相同而結構不同的化合物不一定互為同分異構體，如CH2O和C2H6?！敖Y構不同”指的是碳鏈骨架不同，或官能團在碳鏈上的位置不同，或官能團的種類不同 。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體。

例1下列各組有機物互為同分異構體的是 （ ）。

解析A項，都是苯環，兩個甲基都位于鄰位上，因此A項中兩結構簡式表示的是同一物質，A錯誤；B項，是用鍵線式表示有機物的結構，每個拐點表示一個碳原子，且每個碳原子均滿足“碳四價”原則，故二者的分子式均為C10H160，但結構不同，二者互為同分異構體，B正確；C項，甲基所在的位置為對稱位置，屬于同一物質，C錯誤；D項，由于甲烷分子是正四面體結構，故它們表示的是同種物質，D錯誤。答案：B。

點評本題容易出錯的地方有兩項：A項，不把苯環當苯環，當成了單雙鍵交替的結構。

還有D項，沒有把它們與甲烷的結構進行聯想類比，看成了氯原子在“對與鄰”兩種不同的位置上，從而看成了兩種不同的結構。

二、同分異構體的書寫

1.烷烴同分異構體的寫法

烷烴同分異構體的書寫屬于書寫同分異構體中最簡單的一種。書寫烷烴同分異構體的基本方法-“主鏈減碳法”。在書寫時要注意下面三點：

（1）書寫步驟：先寫最長的碳鏈，然后逐個減少碳原子，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，要寫全”。

（3）書寫口訣：“主鏈由長到短；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個碳原子的同分異構體（不考慮立體異構）有（ ）。

A.4種 B.5種 C.6種 D.7種

解析設該烷烴的分子式為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個碳原子，剩下的2個碳原子可以作為一個乙基連在主鏈上，這樣的同分異構體有1種，也可以作為2個甲基連在主鏈上，這樣的同分異構體有4種，所以該烷烴的同分異構體共有5種。答案：B。

點評解答本題時應注意以下三點：

（1）作支鏈的任何取代基都不能連在主鏈的端點上。

（2）作為支鏈的乙基不能連在主鏈的2號位碳原子上。

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

2.烴的一元取代物同分異構體的寫法

在書寫烴的一元取代物時，要學會識別有機物中氫原子的種類，即學會尋找“等效氫”：

要注意幾種情況：連在同一個碳原子上的氫原子是等效的；連在同一個碳原子上的甲基上的氫原子是等效的；處于對稱位置或鏡面對稱位置的碳原子上連接的氫原子是等效的。對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的同分異構體共有（不考慮立體異構）（ ）。

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H被Cl取代，C4H10有兩種同分異構：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

點評解答本題時注意兩點：

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

（2）書寫大致順序是：先寫碳鏈異構，后寫官能團的位置異構。

3.二元取代物同分異構體的寫法

書寫二元取代物的主要技巧有：“定一移一”：對于二元取代物的同分異構體的寫法，可固定一個取代基位置，再移動另一個取代，以確定同分異構體數目。若烴分子中有a個可被取代的氫原子，當m+n=a 時，則m元取代物的同分異構體種數與n元取代物的同分異構體種數相同。如二氯苯有三種同分異構體，則四氯苯也有三種同分異構體；同理，可判斷二溴萘與六溴萘的同分異構體種數相同，三溴萘與五溴萘的同分異構體種數相同。

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

A.3種 B.4種 C.5種 D.6種

解析在這里（一個Cl相當于一個H），故把C3H4Cl2看成C3H6，因此，它可以看成丙烴衍變而來的，其中的2個H原子被2個Cl取代。丙烯結構簡式為CH2=CHCH3，兩個氯原子位于同一個碳原子上的結構有2種，位于相鄰碳原子上的結構有2種，位于不相鄰碳原子上的結構只有1種，故符合條件的結構共有2種+2種+1種=5種。答案：C。

點評解答本題時注意三點：

（1）先確定出它的母體的類別是什么？要結合通式進行判斷。

（2）再寫出母體所有的同分異構體（丙烯只有一種結構，不存在碳鏈和官能團位置異構）

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

4.烴的含氧衍生物的同分異構體的寫法

烴的含氧衍生物的同分異構體的寫法：往往先采取主鏈減碳法寫出所有的相應碳架，再讓官能團分別在碳架上移動，從而寫出同分異構體。要注意常見烴基的異構體的數目：

（1）-C3H7（丙基）為兩種，結構簡式分別為CH3CH2CH2-和CHCH3CH3。

（2）-C4H9（丁基）為四種，結構簡式分別為CH3CH2CH2CH3-、 CH3CHCH2CH3、CHCH3CH3CH2、CCH3CH3CH3。

（3）-C5H11（戊基）：8種

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

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。書寫它的同分異構體時，可看成戊烷的一個氫原子被一個羥基取代。戊烷的同分異構體有（3種），然后用一個羥基取代這些同分異構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。

點評解答本題的注意兩點：

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

（2）確定母體 “戊烷”后，寫出它的碳連異構，再用羥基進行取代，屬于官能團位置異構。

（收稿日期：2014-12-26）