2023统考版高考化学一轮第九章有机化合物微专题大素养16同分异构体的四种分析方法课件

微专题大素养16同分异构体的四种分析方法\n一、基团连接法记住一些常见有机物或基团的异构体数目，如甲烷、乙烷、丙烷均无同分异构体，丁烷有2种同分异构体，戊烷有3种同分异构体。可利用常见有机物或基团的异构体数目来推断其他有机物的同分异构体数目，如丙基有2种结构，则丙醇有2种结构，一氯丙烷有2种结构；丁基有4种结构，则丁醇有4种结构，戊酸有4种结构。\n[例1]某有机物分子式为C5H10O3，与饱和溶液反应放出气体体积与同等状况下与Na反应放出气体体积相等，该有机物的同分异构体有(不含立体异构)()A．9种B．10种C．11种D．12种答案：D解析：分子式为C5H10O3与饱和NaHCO3溶液反应能放出气体，说明含有羧基，且1molC5H10O3与足量钠反应放出1mol气体，说明分子中含有羟基，可看作—OH取代C4H9—的H原子，C4H9—有4种，分别为CH3CH2CH2CH2—(4种)、CH3CH(CH3)CH2—(3种)、CH3CH2CH(CH3)—(4种)、C(CH3)3—(1种)，共12种。故选D。\n[练1]分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物有(不含立体异构)()A．3种B．4种C．5种D．6种答案：B解析：由该有机物的分子式及其能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体这一性质可知，该有机物属于饱和一元羧酸，其分子组成可表示为C4H9—COOH，丁基(C4H9—)有4种结构，所以该有机物有4种同分异构体，B项正确。\n二、换位思考法将有机物分子中的不同原子或基团进行换位思考。如乙烷分子中共有6个H原子，若有一个氢原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构，那么五氯乙烷也只有一种结构。[例2]物质A的分子式为C12H12，结构简式如图，已知苯环上的二溴代物有9种同分异构体，由此推测A的苯环上的四溴代物的同分异构体数目有()A．9种B．10种C．11种D．12种答案：A\n解析：苯环上的四溴代物可以看作苯环六溴代物其中2个溴原子被2个H原子取代，故四溴代物与二溴代物同分异构体数目相同，由于二溴代物有9种同分异构体，故四溴代物的同分异构体数目也为9种。\n三、拆分法酯可拆分为合成它的羧酸和醇(酚)。若已知羧酸有m种同分异构体，醇有n种同分异构体，则该酯的同分异构体有m×n种。而羧酸和醇的同分异构体可用等效氢法确定。以C5H10O2为例，推导其属于酯的同分异构体数目：甲酸丁酯(HCOOC4H9)同分异构体有1×4＝4种；乙酸丙酯(CH3COOC3H7)同分异构体有1×2＝2种；丙酸乙酯(C2H5COOC2H5)同分异构体有1×1＝1种；丁酸甲酯(C3H7COOCH3)同分异构体有2×1＝2种。因此，分子式为C5H10O2的有机物，其属于酯的同分异构体共有9种。\n[例3]芳香化合物C9H10O2能与NaHCO3溶液反应生成CO2，其可能的结构共有(不含立体异构)()A．11种B．12种C．13种D．14种答案：D解析：该有机物能与NaHCO3发生反应产生CO2，说明含有羧基—COOH，取代基为正丙酸基时，1种；取代基为异丙酸基，1种；取代基为羧基、—CH2—CH3，有邻、间、对3种；取代基为乙酸基、—CH3，有邻、间、对3种；取代基为—COOH、—CH3、—CH3，甲基为邻位，2种；间位，3种；对位1种；符合条件的总共有14种。故答案选D。\n[练2]分子式为C9H18O2的酯在酸性条件下水解得到酸和醇的相对分子质量相同，符合此条件的酯的同分异构体数目为()A．4种B．8种C．10种D．16种答案：D解析：C9H18O2的相对分子质量为158，水解生成的醇和羧酸的平均相对分子质量为＝88，因生成的醇和羧酸相对分子质量相等，故它们的相对分子质量均为88，因此分别为戊醇和丁酸；因正戊烷的一个氢原子被羟基取代有3种同分异构体，异戊烷的一个氢原子被羟基取代有4种同分异构体，而新戊烷的一个氢原子被羟基取代只有1种醇，共8种，而丁酸只有2种同分异构体，故符合条件的酯为8×2＝16种。\n四、等效氢法即有机物分子中有几种氢原子，其一元取代物就有几种。等效氢的判断方法有：①同一碳原子上的氢原子是等效的；②同一碳原子上所连甲基上的氢原子是等效的；③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。\n[例4]四联苯的一氯代物有()A．3种B．4种C．5种D．6种答案：C解析：考查有机物的结构、等效氢的判断，四联苯是具有两条对称轴的物质，即，根据上下对称、左右对称可知，四联苯的等效氢原子有5种，因为有几种不同化学环境的氢原子，就可以经氯代后生成几种同分异构体，因此其一氯代物的种类为5种。\n[练3]芳香类化合物C8H8O2，能与NaHCO3反应生成CO2，该芳香类化合物连在碳原子上的氢原子被氯原子取代后的一氯代物共有(不含立体异构)()A．15种B．16种C．17种D．18种答案：C\n解析：芳香类化合物C8H8O2，不饱和度为(2×8＋2－8)/2＝5，能与NaHCO3溶液反应生成CO2，含羧基和苯环，可能含有1个侧链，侧链为—CH2COOH，也可能含有两个侧链，侧链为—COOH，—CH3，有邻、间、对三种，该芳香类化合物连在碳原子上的氢原子被氯原子取代后的一氯代物分别有：4、5、5、3，共17种，故选C。