2015年高考有機化合物同分異構體試題分類解析

2015年高考有機化合物同分異構體試題分類解析

◇安徽董順

分析2015年高考試題發現,關于同分異構體的考查幾乎每張試卷必有,重現率較高,主要考查形式有同分異構體數目的判斷(主要以選擇題形式)和限定條件同分異構體的書寫(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,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年高考試題中關于同分異構體方面的試題給以分類解析．

1限定條件同分異構體數量的判斷

該類試題通常以中學化學常見有機化合物的性質為基礎,根據性質判斷有機化合物所含官能團的類型,借助不飽和度等確定同分異構體的結構簡式和數目(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)原子的數目). 熟練掌握各類有機化合物的性質是解答該類試題的前提．

例1(新課標卷) 分子式為C5H10O2并能與飽和NaHCO3溶液反應放出氣體的有機物有(不含立體結構)()種.

A3;B4;C5;D6

能與飽和NaHCO3溶液反應放出氣體的物質為羧酸,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—,每種組合在苯環上有鄰、間、對3種位置關系,因此共有9種．

2先求同分異構體再考查該物質的性質

解答該類試題,首先根據限定條件寫出同分異構體的結構簡式,再結合官能團的性質按要求作答．

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

3同分異構體概念的辨析

對同分異構體的概念的理解,應注意以下幾點:

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) 要緊緊抓住結構不同這一核心. 對此要從原子或原子團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;

b) 官能團在碳鏈上的位置不同,稱為位置異構;

c) 官能團種類不同,稱為類別異構或官能團異構;

d) 分子中原子或原子團排列不同,空間結構不同,稱為立體異構(順反異構和旋光異構)．

同分異構體是指分子式相同而結構不同的有機物之間的互稱,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體有B和C．答案為B、C．

4先求分子式再判斷同分異構體的結構簡式

有機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,再借助有機物的性質信息確定同分異構體的結構簡式．

例6(新課標卷) 烴A的相對分子質量為70,核磁共振氫譜顯示只有1種化學環境的氫,A的結構簡式為________．

5書寫限定條件同分異構體的結構簡式

限定條件同分異構體的書寫是近年高考的熱點,解答這類試題應注意以下幾點.

5.1　常見的官能團類別異構

表1

知道了常見的類別異構,就可以對官能團順利互變．如在試題中經常出現羧基、酯基和羥基醛,芳香醇、酚和醚,醛、酮和烯醇等的轉化．

5.2　常見的限制條件

表2

5.3　基本思路

第1步,明確書寫什么物質的同分異構體,該物質的組成是什么,解讀限制條件,從性質聯想結構,將物質分裂成一個個碎片,碎片可以是官能團,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,有機物的不飽和度等;其次要注意思維的有序性,一般按官能團類別異構→官能團位置異構→碳鏈異構次序書寫,官能團(或取代基)由簡到繁，也要注意靈活應用拼接、插入和變換等組裝手法．

例7(新課標卷) 寫出與A(C2H2)具有相同官能團的異戊二烯的所有同分異構體________(寫結構簡式)．

異戊二烯的不飽和度為2,則其符合條件的同分異構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(新課標卷)D(HOOC(CH2)3COOH)的同分異構體中能同時滿足下列條件的共有________種(不含立體異構).

① 能與飽和NaHCO3溶液反應產生氣體;

② 既能發生銀鏡反應，又能發生皂化反應.

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________(寫結構簡式).

能與NaHCO3溶液反應放出CO2,應含有羧基,能發生銀鏡反應、皂化反應,則應為甲酸形成的酯,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、環醇、環醚的通式,由于只有1種化學環境的氫,符合條件的為丙酮．

① 屬于一元酸類化合物；

② 苯環上只有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;

Ⅱ. 分子中含有3種不同化學環境的氫

根據Ⅱ知該同分異構體為高度對稱的結構,共有3種類型的H原子,結合Ⅰ,符合條件的同分異構體為

(作者單位：安徽省碭山中學)