高考化學專題復習第十五講同分異構體的書寫與推斷同分異構現象廣泛存在于有機物中，同分異構體的知識也貫穿于中學有機化學的始終。因此，分析、判斷同分異構體也就成為有機化學的一大特點。作為高考命題的熱點之一，這類試題是考查學生空間想象能力和結構式書寫能力的重要手段。考生在平時訓練中就應逐漸領會其中的本質，把握其中的規律。一、書寫同分異構體必須遵循的原理“價鍵數守恒”原理：在有機物分子中碳原子的價鍵數為4，氧原子的價鍵數為2，氫原子的價鍵數為1，不足或超過這些價鍵數的結構都是不存在的，都是錯誤的。如：（第2個碳原子形成5個價鍵是不可能的）二、同分異構體的種類有機物產生同分異構體的本質在于原子的排列順序不同，在中學階段主要指下列三種情況：碳鏈異構：由于碳原子的連接次序不同而引起的異構現象，和CH3CH2CH2CH3。官能團位置異構：由于官能團的位置不同而引起的異構現象，如：CH3CH2CH=CH2和CH3CH=CHCH3。官能團異類異構：由于官能團的不同而引起的異構現象，主要有：單烯烴與環烷烴；二烯烴、炔烴與環烯烴；醇和醚；酚與芳香醇或芳香醚；醛與酮；羧酸與酯；硝基化合物與氨基酸；葡萄糖與果糖；蔗糖與麥芽糖等。例 寫出C4H8O2的各種同分異構體（要求分子中只含一個官能團）。【解析】根據題意，C4H8O2應代表羧酸和酯，其中羧酸（即C3H7COOH）的種類等于C3H7的種類（兩種），故有 酯必須滿足RCOOR（R只能為烴基，不能為氫原子），R與R應共含3個碳原子，可能為：C2COOC： CCOOC2： HCOOC3： 【練習】已知CH3COOCH2有多種同分異構體，請寫出其含有酯基和一取代苯結構的所有同分異構體。（6種，詳細答案略）三、由分子式分析結構特征在烴及其含氧衍生物的分子式中必然含有這樣的信息：該有機物的不飽和度。利用不飽和度來解答這類題目往往要快捷、容易得多。下面先介紹一下不飽和度的概念：設有機物分子中碳原子數為n，當氫原子數等于2n+2時，該有機物是飽和的，小于2n+2時為不飽和的，每少兩個氫原子就認為該有機物分子的不飽和度為1。分子中每產生一個C=C或C=O或每形成一個環，就會產生一個不飽和度，每形成一個CC，就會產生兩個不飽和度，每形成一個苯環就會產生4 個不飽和度。例烴A和烴B的分子式分別為C1134H1146和C1396H1278，B的結構跟A相似，但分子中多了一些結構為的結構單元。則B分子比A分子多了 個這樣的結構單元。（答案：33）四、書寫同分異構體的方法書寫同分異構體時，關鍵在于書寫的有序性和規律性。例 寫出分子式為C7H16的所有有機物的結構簡式。【解析】經判斷，C7H16為烷烴第一步，寫出最長碳鏈：第二步，去掉最長碳鏈中一個碳原子作為支鏈，余下碳原子作為主鏈，依次找出支鏈在主鏈中的可能位置（以下相似）：第三步，去掉最長碳鏈中的兩個碳原子，作為兩個支鏈（兩個甲基）：分別連在兩個不同碳原子上分別連在同一個碳原子上作為一個支鏈（乙基）第四步，去掉最長碳鏈中的三個碳原子，作為三個支鏈（三個甲基）：作為兩個支鏈（一個甲基和一個乙基）：不能產生新的同分異構體。最后用氫原子補足碳原子的四個價鍵。例 寫出分子式為C5H10的同分異構體。【解析】在書寫含官能團的同分異構體時，通常可按官能團位置異構碳鏈異構官能團異類異構的順序書寫，也可按其它順序書寫，但不管按哪種順序書寫，都應注意有序思考，防止漏寫或重寫。按官能團位置異構書寫：按碳鏈異構書寫：再按異類異構書寫：五、“等效氫法”推斷同分異構體的數目判斷烴的一元取代物同分異構體的數目的關鍵在于找出“等效氫原子”的數目。“等效氫原子”是指：同一碳原子上的氫原子是等效的；同一碳原子所連甲基上的氫原子是等效的；處于鏡面對稱位置上的氫原子是等效的（相當于平面成像時，物與像的關系）。例 進行一氯取代反應后，只能生成三種沸點不同的產物的烷烴是（ D ）（A）(CH3)2CHCH2CH2CH3 （B）(CH3CH2)2CHCH3（C）(CH3)2CHCH (CH3)2 （D）(CH3)3CCH2CH3六、同分異構體的識別與判斷識別與判斷同分異構體的關鍵在于找出分子結構的對稱性，在觀察分子結構時還要注意分子的空間構型。例 下列事實能夠證明甲烷分子是正四面體結構，而不是平面正方形結構的是（ B ）（A）CH3Cl不存在同分異構體 （B）CH2Cl2不存在同分異構體（C）CHCl3不存在同分異構體 （D）CH4是非極性分子例 下列事實能說明苯分子的平面正六邊形結構中碳碳鍵不是以單雙鍵交替排列的是（ C ）（A）苯的一元取代物沒有同分異構體 （B）苯的間位二元取代物只有一種（C）苯的鄰位二元取代物只有一種 （D）苯的對位二元取代物只有一種 例 萘分子的結構式可以表示為或 ，二者是等同的。苯并(a) 芘是強致癌物質（存在于煙囪灰、煤焦油、燃燒煙草的煙霧和內燃機的尾氣中）。它的分子由五個苯環并合而成，其結構式可以表示為（）式或（）式，這兩者也是等同的。 I II A B C D現有結構式A D，其中跟（）、（）式等同的結構式是（ AD ）跟（）、（）式是同分異構體的是（ B ）【習題】 某烴的一種同分異構體只能生成一種一氯代物，該烴的分子式是（ C ）（A）C3H8 （B）C4H10 （C）C5H12 （D）C6H14 已知丁基共有4種，不必試寫，立即可斷定分子式為C5H10O的醛有（ B ）（A）3 種 （B）4 種 （C）5 種 （D）6 種 已知二氯苯的同分異構體有3種，從而可推知四氯苯的同分異構體有（ B ） （A）2 種 （B）3 種 （C）4 種 （D）5 種 結構不同的二甲基氯苯的數目有（ C ）（A）4 個 （B）5 個 （C）6 個 （D）7 個 1，2，3 - 三苯基環丙烷的3 個苯基可以分布在環丙烷環平面的上下，因此有如下2 個異構體： （是苯基，環用鍵線表示，C、H原子都未畫出） 據此，可判斷1，2，3，4，5 - 五氯環戊烷（假定五個碳原子也處于同一平面上）的異構體數是（ A ）（A）4 （B）5 （C）6 （D）7 某有機物分子中含有一個C6H5 、一個C6H4 、一個CH2 、一個OH，則該有機物屬于酚類的結構可能有（ B ）（A）2 種 （B）3 種 （C）4 種 （D）5 種 下列有機物的一氯取代物同分異構體數目相等的是（ BD ） （A）和 （B）和（C）和（D）和 下列分子式C5H10 C7H8O CH4O C2H4Cl2 Cu P表示的物質一定是純凈物的是（ B ）（A） （B） （C