烃类同分异构体易错攻略

李小超 李先军

同分异构体的判断和书写不仅能考查我们对化学基本知识的掌握程度，同时也能考查思维的有序性和逻辑性。烃类同分异构体的书写是有机物同分异构体书写的基础，本文结合教学实际对大家在做烃类同分异构体相关题目中出现的各种常见错误加以总结。

1.概念问题

例1  下列说法正确的是（   ）

A.相对分子质量相同的物质一定是同一种物质

B.相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体

C.白磷和红磷是同分异构体

D.分子式相同的不同物质一定互为同分异构体

解析  D。有些人将同系物、同分异构体、同素异形体、同一物质这“四同”混淆，对它们之间的异同辨析不清，因而出现将同系物判断为同分异构体，或者将同分异构体判断为同一物质等错误，本题易错选B。

2.空间结构认识问题

例2   [CH3][—][—][CH3][CH3—][CH2][—][—][CH3][CH3—C— C —CH2—CH3]的一氯代物的同分异构体的数目为（   ）

A.1     B.3      C.6     D.8

解析  B。该烷烃是3，3，4，4-四甲基己烷，是一个对称的烷烃，根据“等效氢”原则可知，该物质只有三种H原子。本题主要问题是有部分同学错误地把碳链看作是直线形而导致错误地选择了C。

点拨  有机物分子结构是立体的，碳链不是直线形的，而是锯齿形的。在有机物的结构式中同一条碳链上的碳原子既可以画在一条直线上，也可构成弯折，不会改变碳原子的连接方式。

例3  苯并[a]芘的分子由五个苯环并合而成，其结构式可以表示为Ⅰ或Ⅱ式，这两者也是等同的，现有结构式A～D，其中：

[Ⅰ  Ⅱ][A  B C D]

（1）跟Ⅰ、Ⅱ式等同的结构式是                。

（2）跟Ⅰ、Ⅱ式互为同分异构体的是            。

解析  以Ⅰ式为基准，将图形从左边揭起（右边在纸面不动），翻转180°后再贴回纸面即得D式;将D式在纸面上逆时针旋转45°即得A式。因此，A、D都与Ⅰ、Ⅱ式等同。

也可以Ⅱ式为基准。从分子组成来看，Ⅰ式是C20H12，B式也是C20H12，而C式是C19H12，所以B是Ⅰ、Ⅱ式的同分异构体，而C式不是。

点拨  判断两结构是否相同的主要方法是将分子整体翻转或沿对称要素旋转看两者能否重合。本题的问题在于有些同学空间想象能力不足，不能正确判断它们的空间状态而导致错答。

3.反应原理问题

例4  某烃结构可用键线式表示为 ，该烃与Br2按1：1加成所得的产物的种数为（   ）

A.3    B.4      C.5    D.6

解析  C。共轭烯烃与Br2按1：1加成应考虑1，2-加成和1，4-加成两种情况。很多同学由于对共轭烯烃加成反应的原理理解不到位，没有考虑到1，4-加成的情况而错误地选择了A项。

4. 方法性问题

例5  写出分子式为C10H14的二取代芳香烃所有可能的结构。

解析  本题是一个有限制条件的烃的同分异构体的题目。根据题意，分子中有一个苯环，结合不饱和度，可以判断出侧链是两个烷基，共四个碳原子。两个烷基侧链可能是下面三种情况：①—CH3和—CH2—CH2—CH3;②—CH3和[—CH—CH3][—][CH3];③—CH2—CH3和—CH2—CH3。两个侧链在苯环上的位置有邻、间、对三种情况，故共有9种同分异构体。本题的主要问题是同学们解题的无序性导致漏写，或是没有考虑到②这种情况，导致漏写。

例6  分子式为C5H8的二烯烃（不存在C=C=C）的同分异构体有      种。

解析  本题正确的方法是先考虑碳链异构，再考虑官能团的位置异构。5个碳构成的碳链有三种结构：C—C—C—C—C，[

C—C—C—C][—][C]，[C—C—C][—][C][—][C]。结合每种结构中两个双键可能的位置，有3种，分别是CH2=CH—CH=CHCH3，CH2=CHCH2CH=CH2，[CH2=C—CH=CH3][—][CH3]，第一种同分异构体还存在顺反异构，所以本题答案为4种。本题容易在①②两种碳链上出现重复。

点拨  书写烃类同分异构体的常用方法有：缩减碳链法、等效氢法、定一移一法等。要根据不同的题型选取合适的方法，同时在书写时要做到思維有序，否则会导致重写或漏写。

5. 思维定势问题

例7  主链为4个碳原子的己烯共有几种结构（   ）

A.2种 B.3种   C.4种    D.5种

解析  本题的关键信息是主链含有4个碳原子，在学习烷烃命名时老师往往强调选择最长的碳链作主链。所以有些同学便把这一要求带入其它有机物的主链选取中，而忽略了官能团对主链选取的影响。符合题中条件的结构有如下四种：

[CH3—C = C—CH3][—][CH3][—][CH3][CH3—C—CH=CH2][—][CH3][—][CH3][CH2=C—CH—CH3][—][CH3][—][CH3][CH2=C—CH2CH3][—][CH2CH3]

正确答案为C。本题常会错选B，选B的同学认为上述第④个烯烃主链含5个碳原子。

练习

1.下列说法中正确的一组是（   ）

A.H2和D2互为同位素

B.[H—C—H][—][Br][Br][—]和[H—C—Br][—][H][Br][—]互为同分异构体

C.正丁烷和异丁烷是同系物

D.[CH3—CH—CH2—CH3][—][CH3]和[CH3—CH—CH3][—][CH3—CH2]是同一种物质

2.某烯烃加氢后的产物是[—][CH3][—][CH3][—][CH3][CH3—CH—CH—C—CH3][—][CH3]，则该烯烃的结构式可能有（   ）

A. 1种 B. 2种   C. 3种    D. 4种

3.下列有机物的一氯代物的同分异构体数目相等的是（   ）

A. ①②     B. ②③     C. ③④     D. ①④

4.右图是立方烷（C8H8）的模型，下列有关说法不正确的是（   ）

A.它的一氯代物只有一种同分异构体

B.它的二氯代物有三种同分异构体

C.它与甲烷互为同系物

D.它与苯乙烯（C6H5—CH=CH2）互为同分异构体

5.已知萘（ ）的n溴代物和m溴代物的种数相等，则n与m（n不等于m）的关系是（  ）

A.  n+m=6

B.  n+m=4

C.  n+m=8

D.  无法确定

参考答案

1. D  2. C  3. B

4. C  5. C