有机物同分异构体考点探析

山东 李 波

同分异构现象广泛存在于有机物中，同分异构体的知识也贯穿于中学有机化学的始终。因此，分析、判断同分异构体也就成为有机化学的一大特点。作为考查考生空间想象能力和结构简式书写能力的重要手段，也是高考热点之一，有机物同分异构体历年被高考命题者所青睐。从近几年全国卷理科综合试题看出，对有机化学基础知识的考查频率有上升的趋势，考查的重点集中在有机物同分异构体数目的判断、有机物的结构和性质等方面，考查考生对所学有机化学基础知识的掌握程度以及对已有知识的运用能力。

下面举例归纳分析有机物同分异构体的高考常见考点。

一、同分异构体的判断

依据“同分异构体”的概念作出判断。

( )

A.与环戊烯互为同分异构体

B.二氯代物超过两种

C.所有碳原子均处同一平面

D.生成1 mol C5H12至少需要2 mol H2

【答案】C

【例2】(2003·广东卷·15)人们使用四百万只象鼻虫和它们的215磅粪物，历经30多年时间弄清了棉子象鼻虫的四种信息素的组成，它们的结构可表示如下(括号内表示④的结构简式)

④

以上四种信息素中互为同分异构体的是

( )

A.①和② B.①和③ C.③和④ D.②和④

【答案】C

【解析】①和②的不饱和度均为3，但①比②多一个碳原子，所以①和②不可能互为同分异构体；③和④的不饱和度均为2，结合选项采用排除法可选出正确选项C。

【点评】“同分异构体”的判断，一是判断分子式相同的分子，各原子间的化学键是否相同；二是判断原子的排列是否相同，即判断是否有着不同的“结构式”。

二、简单同分异构体的书写

对一些简单有机物，书写同分异构体要注意思维有序性，避免写重或少写。

【例3】卤代烃在生产生活中具有广泛的应用，三氟氯溴乙烷(CF3CHClBr)是一种麻醉剂，写出其所有同分异构体的结构简式：________。(不考虑立体异构)

【点评】正确解答同分异构体问题的前提和关键是掌握书写同分异构体的方法。书写时，一是注意避免重复，即空间立体结构对称性，对于碳链异构和官能团的位置异构，都重在找出分子结构中的对称要素，避免书写重复；二是注意思维要有序，一般按下列步骤有序写出：①根据分子式先确定可能的官能团异构有几类；②在每一类异构中先确定不同的碳链异构，应先考虑形成直链，后考虑形成支链；③在每一条碳链上考虑官能团的位置异构有几种。

三、有条件限制的同分异构体的书写

有限定条件的同分异构体的书写是近几年考试的热点。如遇到三氯化铁溶液显色必含有酚羟基，能与碳酸氢钠溶液反应放出二氧化碳气体的物质可能有羧基，能发生银镜反应的物质必含有醛基，能发生碱性水解的物质必含有酯基，能使溴水褪色的物质可能含有的官能团有碳碳双键、碳碳三键等。

【例4】(2018·全国卷Ⅲ·36，节选)近来有报道，碘代化合物E与化合物H在Cr-Ni催化下可以发生偶联反应，合成一种多官能团的化合物Y，其合成路线如下：

已知：

X与D互为同分异构体，且具有完全相同官能团。X的核磁共振氢谱显示三种不同化学环境的氢，其峰面积之比为3∶3∶2。写出3种符合上述条件的X的结构简式：__________________________________。

【例5】(2017·全国卷Ⅱ·36，节选)化合物G是治疗高血压的药物“比索渃尔”的中间体，一种合成G的路线如下：

已知以下信息：

①A的核磁共振氢谱为单峰；B的核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为6∶1∶1。

②D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢；1 mol D可与1 mol NaOH或2 mol Na反应。

回答下列问题：

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________、________。

【点评】有一定限制条件的同分异构体的书写在近几年高考命题中进一步强化考查。例如，给出结构基团，限制必须含有或不含有某基团等。解答此类题的一般思路是“三确定”，即确定类别——根据限制条件的范围，确定有机物的类别(即官能团异构)；确定结构——确定有机物可能含有的几种碳链结构(即碳链异构)；确定位置——确定有机物中官能团的具体位置(即位置异构)。

四、同分异构体数目的判断

一般来说，已知分子式确定同分异构体的数目，只需写出碳骨架，而不必把相连的氢原子全部写出；已知结构简式确定同分异构体数目，则可用箭头或用阿拉伯数字表示，而不必将其结构简式一一写出。要判断两种结构简式是否互为同分异构体，首先要看分子式是否相等，然后看结构是否不同。

【例6】(2016·全国卷Ⅱ·10)分子式为C4H8Cl2的有机物共有(不含立体异构)

( )

A.7种 B.8种 C.9种 D.10种

【答案】C

【解析】根据同分异构体的书写方法，一共有9种，分别为1，2-二氯丁烷；1，3-二氯丁烷；1，4-二氯丁烷；1，1-二氯丁烷；2，2-二氯丁烷；2，3-二氯丁烷；1，1-二氯-2-甲基丙烷；1，2-二氯-2-甲基丙烷；1，3-二氯-2-甲基丙烷。

【点评】本题重点考查了同分异构体数目的判断。判断取代产物同分异构体的数目，其主要的分析方法是①分析有机物的结构特点，确定不同位置的氢原子种数，再确定取代产物同分异构体数目；②依据烃基的同分异构体数目进行判断。

总之，同分异构体是近年高考化学命题的重要热点内容，也是考查考生能否灵活书写有机物的化学式和结构简式的重要载体之一。平时学习过程中，要领会其中的本质，把握其中的规律，掌握该类试题的解题方法和技巧。