有機物同分異構體數目的確定方法

車成麗

同分異構體是有機化學中的一個重要概念，貫穿整個有機化學的每一個章節，同時又是高考的一個熱點，也是廣大學生朋友學習的一個難點。根據近幾年高考選擇題中對同分異構體數目考查的題型，本文歸納出以下幾種常用的同分異構體數目的確定方法。

一、確定同分異構體的一個基本技巧——等效氫法

1.同一碳原子上的氫原子是等效的。

2.同一碳原子上所連甲基上的氫原子是等效的。

3.處于鏡面對稱位置上的氫原子是等效的（相當于平面鏡成像時，物與像的關系）。

例1（1）寫出聯二苯的一氯取代物

cbaababbac

聯二苯中只有a、b、c三個碳原子上的位置不同，則聯二苯的一氯取代物有三種

Cl

Cl

Cl

（2）（2013年海南卷）下列烴在光照下與氯氣反應，只生成一種一氯代物的有（）。

A.2-甲基丙烷 B.環戊烷

C.2，2-二甲基丁烷 D.2，2-二甲基丙烷

解析等效氫的考查，其中A、C均有2種，B、D均只有1種。

二、烷基異構法——同分異構體的核心

烷烴CH4C2H6C3H8C4H10C5H12C6H14

同分異構體數目1種1種 1種 2種 3種 5種

烷基-CH3 -C2H5 ? -C3H7 ? -C4H9 ? -C5H11

同分異構體數目 1種 1種 2種 4種 8種

即：C1～C6的烷烴的同分異構體數目分別為1，1，1，2，3，5;

C1～C5的烷基的同分異構體數目為1，1，2，4，8;

除此還要掌握10個碳以內的烷烴沒有同分異構體的有CH4，C2H6，C3H8， C（CH3）4，（CH3）3CC（CH3）3共5種。

掌握這些數據，近幾年的高考題就迎刃而解了。

例2（1）（2011年新課標全國卷）分子式為C5H11Cl的同分異構體共有（不考慮立體異構）（）。

A.6種 ? ? ? ? B.7種

C. 8種 ? ? ? D.9種

解析分子式為C5H11Cl的同分異構體即-C5H11的種數8種，故選C。

（2）（2012年海南化學卷）分子式為C10H14的單取代芳烴，其可能的結構有（）。

A.2種 ? ?B.3種

C.4種 ? D.5種

解析分子式為C10H14的單取代芳烴，分子中含有一個苯環，側鏈則為-

C4H9（丁基），根據上面的總結

可知-C4H9有4種，故選C。

（3）（2012年新課標Ⅱ卷）分子式為C5H10O2的有機物在酸性條件下可水解為酸和醇，若

不考慮立體異構，這些醇和酸重新組合可形成的酯共有（）。

A.15種B.28種

C.32種D.40種

解析根據題意分子式為C5H10O2的有機物在酸性條件下可水解為酸和醇，屬于飽和一元酯，則有下列幾種情況：

若為甲酸和丁醇酯化，則丁醇（C4H9-OH）有4種;

若為乙酸和丙醇酯化，則丙醇（C3H7-OH）有2種;

若為丙酸和乙醇酯化，則丙酸（C2H5-COOH）有1種;

若為丁酸和甲醇酯化，則丁酸（C3H7-COOH）有2種;

故羧酸共有5種，醇共有8種，酸和醇重新組合可形成的酯共有5×8=40種，故選D。

（4）（2012年新課標Ⅱ卷）分子式為C5H10O2并能與飽和碳酸氫鈉溶液反應放出氣體的有機物有（不考慮立體異構）（）。

A.3種 ? ? ? ?B.4種 ? ? ? ?C.5種 ? ? ? ?D.6種

解析根據題意分子式為C5H10O2的有機物能與飽和碳酸氫鈉溶液反應放出氣體，說明該有機物是羧酸，即為C4H9-COOH，丁基有4種，所以該有機物有4種，故選B。

通過對近幾年高考選擇題題的分析，高考選擇題同分異構體的考查主要以碳骨架的異構為核心，官能團的異構為輔助。

三、二元取代物的同分異構體“定一變一，避免重復”法

例3判斷二氯蒽的同分異構體有幾種？

對于蒽結構中第一氯原子的位置根據等效氫法可以得到三種一氯蒽：

Cl

Cl

Cl

在此基礎上再考慮二氯蒽的同分異構體，另一個氯原子的位置可以用序號表示，共計15種。

Cl③②①④⑨⑤⑧⑦⑥

⑩Cl

Cl

四、背景轉換法（排列組合法）

依據：烴分子中若有n個氫原子，其中m個氫原子被取代的產物數目與（ n -m）個氫原子被同一原子或原子團取代的產物數目相等。

例4已知甲苯的n溴代物和m溴代物的種數相等，則n與 ?m（m≠n）的關系是（）。

A.m+n=6 ? ? ? ?B.m+n=4

C.m+n=8 ? ? ? D.無法確定

解析CH3共有8個氫原子，則有

m+n=8 ，故選C。

以上是針對高考題中選擇題中同分異構數目確定的常見考點的歸納總結，希望能夠給考生提供幫助，解決考生們的困惑，突破難點。

（收稿日期：2015-06-20）