有机物同分异构体数目的确定方法

车成丽

同分异构体是有机化学中的一个重要概念，贯穿整个有机化学的每一个章节，同时又是高考的一个热点，也是广大学生朋友学习的一个难点。根据近几年高考选择题中对同分异构体数目考查的题型，本文归纳出以下几种常用的同分异构体数目的确定方法。

一、确定同分异构体的一个基本技巧——等效氢法

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（相当于平面镜成像时，物与像的关系）。

例1（1）写出联二苯的一氯取代物

cbaababbac

联二苯中只有a、b、c三个碳原子上的位置不同，则联二苯的一氯取代物有三种

Cl

Cl

Cl

（2）（2013年海南卷）下列烃在光照下与氯气反应，只生成一种一氯代物的有（）。

A.2-甲基丙烷 B.环戊烷

C.2，2-二甲基丁烷 D.2，2-二甲基丙烷

解析等效氢的考查，其中A、C均有2种，B、D均只有1种。

二、烷基异构法——同分异构体的核心

烷烃CH4C2H6C3H8C4H10C5H12C6H14

同分异构体数目1种1种 1种 2种 3种 5种

烷基-CH3 -C2H5   -C3H7   -C4H9   -C5H11

同分异构体数目 1种 1种 2种 4种 8种

即：C1～C6的烷烃的同分异构体数目分别为1，1，1，2，3，5;

C1～C5的烷基的同分异构体数目为1，1，2，4，8;

除此还要掌握10个碳以内的烷烃没有同分异构体的有CH4，C2H6，C3H8， C（CH3）4，（CH3）3CC（CH3）3共5种。

掌握这些数据，近几年的高考题就迎刃而解了。

例2（1）（2011年新课标全国卷）分子式为C5H11Cl的同分异构体共有（不考虑立体异构）（）。

A.6种         B.7种

C. 8种       D.9种

解析分子式为C5H11Cl的同分异构体即-C5H11的种数8种，故选C。

（2）（2012年海南化学卷）分子式为C10H14的单取代芳烃，其可能的结构有（）。

A.2种    B.3种

C.4种   D.5种

解析分子式为C10H14的单取代芳烃，分子中含有一个苯环，侧链则为-

C4H9（丁基），根据上面的总结

可知-C4H9有4种，故选C。

（3）（2012年新课标Ⅱ卷）分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，若

不考虑立体异构，这些醇和酸重新组合可形成的酯共有（）。

A.15种B.28种

C.32种D.40种

解析根据题意分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，属于饱和一元酯，则有下列几种情况：

若为甲酸和丁醇酯化，则丁醇（C4H9-OH）有4种;

若为乙酸和丙醇酯化，则丙醇（C3H7-OH）有2种;

若为丙酸和乙醇酯化，则丙酸（C2H5-COOH）有1种;

若为丁酸和甲醇酯化，则丁酸（C3H7-COOH）有2种;

故羧酸共有5种，醇共有8种，酸和醇重新组合可形成的酯共有5×8=40种，故选D。

（4）（2012年新课标Ⅱ卷）分子式为C5H10O2并能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出气体的有机物有（不考虑立体异构）（）。

A.3种        B.4种        C.5种        D.6种

解析根据题意分子式为C5H10O2的有机物能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出气体，说明该有机物是羧酸，即为C4H9-COOH，丁基有4种，所以该有机物有4种，故选B。

通过对近几年高考选择题题的分析，高考选择题同分异构体的考查主要以碳骨架的异构为核心，官能团的异构为辅助。

三、二元取代物的同分异构体“定一变一，避免重复”法

例3判断二氯蒽的同分异构体有几种？

对于蒽结构中第一氯原子的位置根据等效氢法可以得到三种一氯蒽：

Cl

Cl

Cl

在此基础上再考虑二氯蒽的同分异构体，另一个氯原子的位置可以用序号表示，共计15种。

Cl③②①④⑨⑤⑧⑦⑥

⑩Cl

Cl

四、背景转换法（排列组合法）

依据：烃分子中若有n个氢原子，其中m个氢原子被取代的产物数目与（ n -m）个氢原子被同一原子或原子团取代的产物数目相等。

例4已知甲苯的n溴代物和m溴代物的种数相等，则n与  m（m≠n）的关系是（）。

A.m+n=6        B.m+n=4

C.m+n=8       D.无法确定

解析CH3共有8个氢原子，则有

m+n=8 ，故选C。

以上是针对高考题中选择题中同分异构数目确定的常见考点的归纳总结，希望能够给考生提供帮助，解决考生们的困惑，突破难点。

（收稿日期：2015-06-20）