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第6课时 题型研究(1)——同分异构体的书写、判断与原子共线共

面

题型一 同分异构体的书写与判断

限定条件下，同分异构体的书写与种数判断是每年有机部分命题的必考内容。题型有选择题和填空题两种。在选择题中的命题方式是结合有机物的键线式判断不同物质是否是同分异构体或种数判断；填空题均出现在选修大题中，其命题方式是按照题目限制的要求进行有机物结构的书写或判断同分异构体数目。要求书写的有机物的结构一般具有较强的对称性结构特点，备考复习中应充分注意这一特征。

考法一 同分异构体数目的判断

[典例1] (2016·全国卷Ⅱ)分子式为C4H8Cl2的有机物共有(不含立体异构)( ) A．7种 C．9种

B．8种 D．10种

[解析] 有机物C4H8Cl2的碳骨架有两种结构：

C—C—C—C，。

(1)碳骨架为C—C—C—C的同分异构体有

(2)碳骨架为的同分异构体有

则C4H8Cl2的同分异构体共有9种。 [答案] C

[备考方略] “四法”速判同分异构体数目 (1)识记法

熟记下列常考的同分异构体模型，有助于考生在考试中实现“秒答”。

①只含一种化学环境的氢原子的分子：如甲烷、乙烷、新戊烷(可看作CH4的四甲基取代物)、2,2,3,3-四甲基丁烷(可看作乙烷的六甲基取代物)、苯、环己烷、C2H2、C2H4等分子的一卤代物只有一种。

②丁烷、丁炔、丙基、丙醇均有2种不同结构。 ③戊烷、丁烯、戊炔均有3种不同结构。 ④丁基、C8H10(芳香烃)均有4种不同结构。 ⑤己烷、C7H8O(含苯环)均有5种不同结构。 ⑥戊基、C9H12(芳香烃)均有8种不同结构。 (2)基元法

以烃基为基元，该烃基对应烷烃的一元取代物的同分异构体数目与烃基的同分异构体数目相等。

(3)换元法

此法适用于确定烃的多元取代物的同分异构体数目。如二氯苯(C6H4Cl2)有3种同分异构体，四氯苯也有3种同分异构体(将H原子与Cl原子交换)。

(4)等效氢法

有机物分子中，位置等同的氢原子叫等效氢原子。同一碳原子上的氢原子等效；同一碳原子上的甲基上的氢原子等效；位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。有几种等效氢，其一元取代物就有几种。

考法二 含苯环结构同分异构体数目的判断

[典例2] 分子式为C8H9Cl且含有苯环的同分异构体数目为( ) A．10种 C．14种

B．12种 D．18种

[解析] 分子式为C8H9Cl且含有苯环，如果苯环上只有一个取代基，即—C2H4Cl，相当于乙基中的一个氢原子被氯原子取代，有2种结构；如果含有两个取代基，则为氯原子和乙基或—CH2Cl和甲基，在苯环上均有邻、间、对三种位置，共计6种；如果含有3个取代基，则为氯原子和2个甲基，当2个甲基位于邻位时，有2种结构，当2个甲基位于间位时，有3种结构，当2个甲基位于对位时，有1种结构，共计14种。

[答案] C

[备考方略] 含苯环结构同分异构体的判断方法

涉及苯环结构的同分异构体判断时，需要根据对称性原则，各类型的对称性归纳如下(图中相同数字的为对称位置)。

(1)无取代基和1个取代基

无取代基时，苯环上只存在1种化学环境的氢原子。有1个取代基时，以该取代基所在碳原子与对位碳原子所构成的直线为对称轴，两侧邻位和间位碳原子分别处于对称位置，苯环上共存在3种化学环境的氢原子。

(2)2个取代基

有2个相同取代基时，2个取代基有邻、间、对3种位置关系，其中2个取代基处于邻位时，苯环上存在2种化学环境的氢原子；2个取代基处于间位时，苯环上存在3种化学环境的氢原子；2个取代基处于对位时，苯环上存在1种化学环境的氢原子。有2个不同取代基时，2个取代基处于邻、间、对位时，苯环上分别有4种、4种、2种化学环境的氢原子。

(3)3个取代基

有3个相同取代基时，3个取代基有连、均、偏3种位置关系，苯环上分别有2种、1种、3种化学环境的氢原子。

考法三 限定条件下同分异构体的判断与书写

[典例3] (1)(2017·全国卷Ⅱ)L是D()的同分异构体，可与FeCl3

溶液发生显色反应，1 mol的L可与2 mol的Na2CO3反应，L共有______种；其中核磁共振氢谱为四组峰，峰面积比为3∶2∶2∶1的结构简式为________、________。

(2)(2016·全国卷Ⅰ)具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E(

)的同分异构体，0.5 mol W与足量碳酸氢钠溶液反应生成

44 g CO2，W共有________种同分异构体(不含立体异构)，其中核磁共振氢谱有3组峰的同分异构体的结构简式为___________________________________________________。

[解析] (1) 的分子式为C7H8O2，由题中信息可知L的分子结构中含

有2个酚羟基和1个甲基，当两个酚羟基处于邻位时，苯环上甲基的位置有2种；当两个酚