2015年高考有机化合物同分异构体试题分类解析

2015年高考有机化合物同分异构体试题分类解析

◇安徽董顺

分析2015年高考试题发现,关于同分异构体的考查几乎每张试卷必有,重现率较高,主要考查形式有同分异构体数目的判断(主要以选择题形式)和限定条件同分异构体的书写(主要以填空题形式).该类试题的解答不仅要注意全面,而且要防止重复,属难度较大的试题,对考生分析问题和解决问题的能力要求较高．下面对2015年高考试题中关于同分异构体方面的试题给以分类解析．

1限定条件同分异构体数量的判断

该类试题通常以中学化学常见有机化合物的性质为基础,根据性质判断有机化合物所含官能团的类型,借助不饱和度等确定同分异构体的结构简式和数目(不饱和度计算公式

其中n1、n3、n4分别代表1价(氢原子、卤素原子等)、3价(氮原子)和4价(碳原子)原子的数目). 熟练掌握各类有机化合物的性质是解答该类试题的前提．

例1(新课标卷) 分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物有(不含立体结构)()种.

A3;B4;C5;D6

能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的物质为羧酸,C5H10O2不饱和度为1,符合饱和一元羧酸的通式C4H9COOH, —C4H9有正丁基(—CH2CH2CH2CH3)、异丁基[—CH2CH(CH3)2]、仲丁基[—CH(CH3)CH2CH3]和叔丁基[—C(CH3)3]4种．答案为B．

去掉苯环和甲基还有一个不饱和度和2个C原子和2个O原子,又由于为酯类则含有酯基,则可能的组合有: ① —CH3、—COOCH3, ② —CH3、CH3COO—, ③ —CH3、HCOOCH2—,每种组合在苯环上有邻、间、对3种位置关系,因此共有9种．

2先求同分异构体再考查该物质的性质

解答该类试题,首先根据限定条件写出同分异构体的结构简式,再结合官能团的性质按要求作答．

例4(四川卷) 化合物B(C5H8O2)的一种同分异构体G与NaOH溶液共热反应,生成乙醇和化合物H．H在一定条件下发生聚合反应得到高吸水性树脂,该聚合物的结构简式是________．

3同分异构体概念的辨析

对同分异构体的概念的理解,应注意以下几点:

1) 必须抓住分子式相同这一前提. 分子式相同的化合物,其组成元素、最简式、相对分子质量一定相同,这三者必须同时具备,缺一不可．

2) 要紧紧抓住结构不同这一核心. 对此要从原子或原子团的连接顺序和原子的空间位置来考虑．

a) 碳链骨架不同,称为碳链异构;

b) 官能团在碳链上的位置不同,称为位置异构;

c) 官能团种类不同,称为类别异构或官能团异构;

d) 分子中原子或原子团排列不同,空间结构不同,称为立体异构(顺反异构和旋光异构)．

同分异构体是指分子式相同而结构不同的有机物之间的互称,题中所给化合物含有9个C原子、2个O原子，不饱和度为5;选项A含有10个C原子、2个O原子，不饱和度为5;选项B含有9个C原子、2个O原子，不饱和度为5;选项C含有9个C原子、2个O原子，不饱和度为5;选项D含有10个C原子、2个O原子，不饱和度为5．故该化合物的同分异构体有B和C．答案为B、C．

4先求分子式再判断同分异构体的结构简式

有机化合物分子式的求法有商余法、通式法、方程式计算法等,求出分子式后首先求不饱和度,再借助有机物的性质信息确定同分异构体的结构简式．

例6(新课标卷) 烃A的相对分子质量为70,核磁共振氢谱显示只有1种化学环境的氢,A的结构简式为________．

5书写限定条件同分异构体的结构简式

限定条件同分异构体的书写是近年高考的热点,解答这类试题应注意以下几点.

5.1　常见的官能团类别异构

表1

知道了常见的类别异构,就可以对官能团顺利互变．如在试题中经常出现羧基、酯基和羟基醛,芳香醇、酚和醚,醛、酮和烯醇等的转化．

5.2　常见的限制条件

表2

5.3　基本思路

第1步,明确书写什么物质的同分异构体,该物质的组成是什么,解读限制条件,从性质联想结构,将物质分裂成一个个碎片,碎片可以是官能团,也可以是烃基.第2步组装分子，组装分子时首先要注意等效氢,有机物的不饱和度等;其次要注意思维的有序性,一般按官能团类别异构→官能团位置异构→碳链异构次序书写,官能团(或取代基)由简到繁，也要注意灵活应用拼接、插入和变换等组装手法．

例7(新课标卷) 写出与A(C2H2)具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体________(写结构简式)．

异戊二烯的不饱和度为2,则其符合条件的同分异构体中除碳碳叁键外均为饱和键,叁键位置有如下:

CH3—C≡C—CH2—CH3、

例8(新课标卷)D(HOOC(CH2)3COOH)的同分异构体中能同时满足下列条件的共有________种(不含立体异构).

① 能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体;

② 既能发生银镜反应，又能发生皂化反应.

其中核磁共振氢谱显示为3组峰,且峰面积比为6∶1∶1的是有________(写结构简式).

能与NaHCO3溶液反应放出CO2,应含有羧基,能发生银镜反应、皂化反应,则应为甲酸形成的酯,D中共有5个碳原子,其中1个为羧基碳,1个为酯基碳,则羧基和酯基连在剩余的3个碳原子上有以下5种情况:

E的分子式为C3H6O,符合饱和一元醛、酮和烯醇、环醇、环醚的通式,由于只有1种化学环境的氢,符合条件的为丙酮．

① 属于一元酸类化合物；

② 苯环上只有2个取代基且处于对位，其中1个是羟基.

Ⅰ. 分子中含有2个苯环;

Ⅱ. 分子中含有3种不同化学环境的氢

根据Ⅱ知该同分异构体为高度对称的结构,共有3种类型的H原子,结合Ⅰ,符合条件的同分异构体为

(作者单位：安徽省砀山中学)