限定条件下同分异构体书写与数目的判断

广东

限定条件下，同分异构体的书写与数目判断是每年有机部分的必考内容。题型有选择题和填空题两种。选择题中的命题方式一般是结合有机物的键线式判断不同物质是否是同分异构体或判断同分异构体数目是否正确；填空题均出现在选修题中，其命题方式是按照题目限制的要求进行有机物结构的书写或判断同分异构体数目。要求书写的有机物的结构一般具有较强的对称性，备考复习中应充分注意这一特征。

一、考纲定位

考纲定位核心素养1.能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式。2.了解常见有机化合物的结构。3.能正确书写有机化合物的同分异构体(不包括手性异构体)1.微观探析———通过有机物的结构特点和成键方式认识同分异构现象。2.模型认知———通过有机物结构模型判断有机物分子中共线、共面等问题。3.科学精神———通过对有机物组成和结构的研究,培养学生积极探索未知和崇尚真理的意识

二、近四年高考题分布情况

2016年2017年2018年2019年2016·全国卷Ⅰ·9C、38(5)2016·全国卷Ⅱ·10、38(6)2016·全国卷Ⅲ·38(5)2016·江苏卷·17(3)2016·天津卷·8(4)2016·四川卷·10(5)2017·全国卷Ⅰ·9、36(5)2017·全国卷Ⅱ·36(6)2017·全国卷Ⅲ·8B、36(5)2017·天津卷·8(2)2017·江苏卷·17(3)2018·全国卷Ⅰ·11A、36(6)2018·全国卷Ⅱ·36(6)2018·全国卷Ⅲ·36(7)2018·天津卷·8(4)2018·江苏卷·17(4)2019·全国卷Ⅰ·35(3)2019·全国卷Ⅱ·36(5)2019·全国卷Ⅲ·36(5)2019·北京卷·25(5)2019·天津卷·8(2)2019·江苏卷·17(4)

三、思维模板

1.思维流程

(1)根据限定条件确定同分异构体中所含官能团。

(2)结合所给有机物有序思维：碳链异构→官能团位置异构→官能团类别异构。

(3)确定同分异构体种数或根据性质书写结构简式。

2.常见模板

掌握以下几种方法，有助于考生在考试中实现“秒答”。

(1)识记法

Ⅰ.熟记常考的同分异构体模型

①只含一种化学环境的氢原子的有机物：如甲烷、乙烷、新戊烷(可看作CH4的四甲基取代物)、2，2，3，3-四甲基丁烷(可看作乙烷的六甲基取代物)、苯、环己烷、C2H2、C2H4等；

②丁烷、丁炔、丙基、丙醇均有2种不同结构；

③戊烷、丁烯、戊炔均有3种不同结构；

④丁基、C8H10(芳香烃)均有4种不同结构；

⑤己烷、C7H8O(含苯环)均有5种不同结构；

⑥戊基、C9H12(芳香烃)均有8种不同结构；

Ⅱ.熟记常考的官能团异构

①CnH2n：单烯烃、环烷烃；

②CnH2n-2：单炔烃、二烯烃、环烯烃、二环烃；

③CnH2n+2O：饱和一元醇、饱和一元醚；

④CnH2nO：饱和一元醛、饱和一元酮、烯醇、烯醚、环醇、环醚；

⑤CnH2nO2：饱和一元羧酸、饱和一元酯、羟醛、羟酮；

⑥CnH2n+1O2N：氨基酸、硝基烷。

Ⅲ.熟记常见官能团性质或结构特征

常见限制性条件官能团性质或结构特征与Na2CO3溶液或NaHCO3溶液反应放出CO2含—COOH与FeCl3溶液发生显色反应含酚羟基水解后的产物与FeCl3溶液发生显色反应含酚酯结构(COO)能发生银镜反应含—CHO能与NaOH溶液反应含酚—OH、—COOH、—COO—、—X等能与Na反应放出H2的有机物—OH、—COOH属于芳香族化合物含有苯环一氯代物只有一种对称结构不能发生消去反应—OH或—X“邻碳无氢”

(2)基元法

以烃基为基元，该烃基对应烷烃的一元取代物的同分异构体数目与烃基的同分异构体数目相等。如丁基有4种同分异构体，丁烷的一氯代物也有4种同分异构体。

(3)换元法

此法适用于确定烃的多元取代物的同分异构体数目。如二氯苯(C6H4Cl2)有3种同分异构体，四氯苯也有3种同分异构体(将二氯苯中H原子与Cl原子交换)。

(4)等效氢法

有机物分子中，位置等同的氢原子叫等效氢原子。同一碳原子上的氢原子等效；同一碳原子上的甲基上的氢原子等效；位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。有几种等效氢，其一元取代物就有几种。

四、实例剖析

【高考链接1】(选择题)

【例1】(2015·全国卷Ⅱ·11)分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物有(不含立体异构)

( )

A.3种 B.4种 C.5种 D.6种

【答案】B

【解析】分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物，所含官能团为—COOH，可将该有机物看作C4H9—COOH，而丁基(C4H9—)有4种不同的结构，从而推知该有机物有4种不同的分子结构。

【例2】(2012·新课标卷·10)分子式为C5H12O且可与金属钠反应放出氢气的有机化合物有(不考虑立体异构)

( )

A.5种 B.6种 C.7种 D.8种

【答案】D

【解析】分子式为C5H12O且可与金属钠反应放出氢气的有机物，所含官能团为—OH，可将该有机物看作C5H11—OH，而戊基(C5H11—)有8种不同的结构，从而推知该有机物有8种不同的分子结构。

【高考链接2】(非选择题)

【例1】(2017·全国卷Ⅱ·36·节选)(6)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________、________。

【例2】(2018·全国卷Ⅱ·36·节选)(6)F是B的同分异构体。7.30 g的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24 L二氧化碳(标准状况)，F的可能结构共有________种(不考虑立体异构)；其中核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为3∶1∶1的结构简式为________。

【例3】(2019·全国卷Ⅰ·35·节选)(3)写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式：________。(不考虑立体异构，只需写出3个)

五、预测高考

考点定位：有机物同分异构体的书写与判断是高考最稳定的考点，能很好地考查考生有序思维能力和空间想象能力，既有选择题也有非选择题。预测2020年会延续一贯的考查风格，在限制条件设置上会有适当的创新。

①苯环上有三个侧链；

②与FeCl3溶液发生显色反应；

③能发生银镜反应且醛基直接连在苯环上。

【答案】20

①能发生银镜反应 ②水解产物之一遇FeCl3溶液显色 ③分子中含有4种不同化学环境的氢

____________________(写出三种即可)。