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第2课时同分异构体知识内容必考要求加试要求1.同分异构体(碳架异构、官能团类别异构和官能团位置异构)。2.立体异构与生命现象的联系。ca目标定位1.会说出有机化合物同分异构现象的内涵，学会同分异构体的书写方法，能判断有机物的同分异构体。2.了解立体异构与生命现象的联系。一、有机化合物的同分异构现象1写出下列物质的分子式：CH3CH2CH2CH2CH3：C5H12。：C5H12。：C5H12。CH2=CHCH2CH3：C4H8。CH3CH=CHCH3：C4H8。：C4H8。：C4H8。：C4H8。CH3CH2OH：C2H6O。CH3OCH3：C2H6O。2分析上述各有机物的结构和分子式，回答下列问题：(1)分子式相同的是、和，这种现象叫同分异构现象，其概念为化合物具有相同的分子式而结构不同的现象。(2)C5H12的同分异构体有三种，这三种同分异构体在结构上的主要不同点是碳链结构不同。(3)与在结构上主要不同点是碳碳双键位置不同，两者互为同分异构体。(4)两种有机物CH3CH2CH2OH与，它们共同的类别是醇，结构上的相同点是官能团同为OH，结构上的不同点是官能团位置不同，二者互为同分异构体。(5)中所含官能团为羟基(OH)，中所含官能团为醚键，和两者分子式相同，结构上两者主要不同点是官能团不同。(6)比较下列两种有机物：回答下列问题：有机物a的分子式是C3H6O2，类别是羧酸，官能团是 (或羧基)。有机物b的分子式是C3H6O2，类别是酯，官能团是 (或酯基)。a与b是(填“是”或“不是”)同分异构体。(7)丁二烯和乳酸的结构乙烯分子空间构型上是平面构型，两个碳原子与4个氢原子处于同一平面内。丁二烯可以看作是两个甲基分别取代乙烯分子中两个碳上的氢原子形成的。比较下面两种结构：可以看出a和b分子中碳原子之间的连接顺序和方式是相同的，但是空间结构是不同的。这种异构称为顺反异构。对比乳酸的分子结构ab可以看出中心的碳原子所连接的4个原子或原子团都是相同的，但是a、b互为镜像却不能完全重合，空间结构实际上也是不同的，这样的异构就像人的左右手一样称为手性异构，又称为对映异构。(1)同分异构体的类别(2)产生同分异构体现象本质原因是：分子内部原子的结合顺序成键方式等不同。例1下列属于官能团异构的是()ACH3CH2 CH2 CH3和CH3CH(CH3)2BCH2=C(CH3)2和CH3CH=CHCH3CCH3CH2OH和CH3OCH3DCH3CH2CH2COOH 和CH3COOCH2CH2CH3答案C解析A中两种分子不含官能团，为碳链异构；B中两种分子都含有C=C键，双键位置不同、碳链不同； C中两种分子，前者的官能团为羟基，后者的官能团为醚基，二者为官能团异构；D中两种分子二者分子式不相同，不属于同分异构体。【考点】同分异构现象【题点】同分异构现象的概念及分类例2下列各组物质中，互为同分异构体的是()A与BHCC(CH2)3CH3与CCH3CH2OCH2CH3与D与答案B解析从分子式上看，A项和C项中物质分子式不同，不是同分异构体；B项中两种物质分子式相同，但是结构不同，二者互为同分异构体；D项中两种物质结构相同，属于同种物质。【考点】有机物结构的综合考查【题点】有机物结构的综合考查二、同分异构体的书写方法和数目判断1烷烃的同分异构体的书写是其他种类有机物同分异构体书写的基础。由于烷烃只存在碳链异构，一般可采用“降碳对称法”进行书写，以C6H14为例说明：(1)确定碳链先写直链CCCCCC。再减少一个碳原子，将其作为支链并移动位置。减少2个碳原子，将其作为一个或两个支链并移动位置：。从主链上取下来的碳原子数，不能多于主链所剩部分。(2)补写氢原子：根据碳原子形成4个共价键，补写各碳原子所结合的氢原子数。(3)C6H14共有5种同分异构体。2分子式为C5H10的烯烃同分异构体中：(1)可能的碳链结构有2种。(2)不含支链结构的同分异构体有2种。(3)含有支链结构的同分异构体有3种。3分子式为C5H12O的醇的同分异构体中：(1)可能的碳链结构有3种。(2)不含支链结构的同分异构体有3种。(3)含有一个支链结构的同分异构体有4种。(4)含有两个支链结构的同分异构体有1种。1.有机物同分异构体的书写方法(1)烷烃(降碳对称法)(2)烯烃(插入法)(3)醇(取代法)2同分异构体的书写顺序(1)首先考虑官能团异构，符合同一分子式可能有哪几类不同的有机物，确定先写哪一类有机物。(2)在确定某一类具有相同官能团有机物的同分异构体时，应先考虑碳链异构。(3)在同一官能团的基础上，再考虑官能团的位置异构。例3(2017杭州高二调研)已知一种有机物的分子式为C4H4，分子结构如图所示，若将该有机物与适量的氯气混合光照，则生成的卤代烃的种类共有()A2种 B4种C5种 D6种答案B解析由于C4H4与Cl2在光照条件下发生取代反应，生成C4H3Cl、C4H2Cl2、C4HCl3、C4Cl4和HCl，由C4H4中的4个C原子构成正四面体知，C4H3Cl、C4H2Cl2、C4HCl3、C4Cl4的结构都只有一种，所以C4H4与Cl2发生取代反应生成的卤代烃的种类共有4种，故B正确。【考点】同分异构体【题点】一氯代烃、二氯代烃种类的判断例4某化合物A的化学式为C5H11Cl，分析数据表明，分子中有两个CH2，两个CH3，一个和一个Cl，它的可能结构只有四种，请写出这四种可能的结构简式：_、_、_、_。答案解析方法一：等效氢法首先写出C5H12的碳链异构。然后找出每种碳链异构的等效氢(用字母a、b表示)。最后选出符合条件的同分异构体，有。方法二：插入法根据题意，可构造出分子骨架，该骨架左右对称。把2个 CH2 合并为CH2CH2分别插入、位得2种分子，把2个CH2分别插入位、位，得2种分子。共4种结构。方法三：组合法根据各原子团的结构特点将原子团分类：CH3、Cl只能处在链端，而、CH2位于分子结构的中间。可先将与两个CH2结合可形成与两种结构，每两种结构剩余的三个键与2个 CH3和一个Cl结合，分别有两种情况。【考点】同分异构体【题点】同分异构体的综合考查1下列各组物质不属于同分异构体的是()ACH3CH2OH和CH3CHOB和C和D和答案A解析B、C、D中物质的分子式相同、结构不同，是同分异构体；而A中前者分子式为C2H6O，后者分子式为C2H4O，不属于同分异构体。【考点】同分异构体【题点】同分异构体的综合考查2下列烷烃在光照条件下与Cl2反应，只生成一种一氯代物的是()ACH3CH2CH2CH3 BC D答案C解析要判断一氯代物的种数，需对烃中不同化学环境氢原子的种数进行分析：A项，其一氯代物有2种；B项，其一氯代物有2种；C项，其一氯代物有1种；D项，其一氯代物有4种。【考点】同分异构体【题点】一氯代烃、二氯代烃种类的判断3分子式为C10H14的单取代芳烃，其可能的结构有()A2种 B3种 C4种 D5种答案C解析分子式为C10H14的单取代芳烃的结构应是苯环与C4H9相连接，即，C4H9有4种同分异构体，则的同分异构体共有4种。【考点】同分异构体【题点】芳香烃同分异构体的判断4下列分子式表示的物质一定是纯净物的是()AC3H6 BC4H10CCF2Cl2 DC3H7Cl答案C5已知下列有机物：CH3CH2CH2CH3和CH2=CHCH2CH3和CH3 CH=CHCH3CH3CH2OH和CH3OCH3和CH3CH2CH=CHCH3和CH2=CHCH=CH2和CH3CH2CCH(1)其中属于同分异构体的是_。(2)其中属于碳链异构体的是_。(3)其中属于官能团位置异构的是_。(4)其中属于官能团类型异构的是_。(5)其中属于同一种物质的是_。答案(1)(2)(3)(4)(5)解析解答此题的方法是先写出各物质的分子式，若分子式相同，再判断分子中含有的官能团是否相同，进一步再确定官能团的位置，最终对两种物质的关系做出判断。【考点】同分异构体【题点】同分异构体的综合考查对点训练题组一基本概念的理解及辨析1关于同分异构体的下列说法中不正确的是()A具有相同分子式，但结构不同的化合物互为同分异构体B相对分子质量相同的几种化合物，互为同分异构体C同分异构体之间的转化属于化学变化D组成元素的质量分数相同，且相对分子质量也相同的不同化合物，互为同分异构体答案B解析有些物质具有相同的相对分子质量，但分子组成可能不同，不一定互为同分异构体；同分异构体之间的转化生成了新物质，属于化学变化；不同化合物组成元素的质量分数相同，且相对分子质量也相同时，其分子式一定也相同，互为同分异构体。【考点】同分异构现象【题点】同分异构现象的概念及分类2下列分子式表示的物质一定是纯净物的是()AC3H7Cl BC4H10CCH2Cl2 DC2H6O答案C解析分子式如果只有一种结构，没有同分异构体，它表示的就是纯净物。四个选项中只有CH2Cl2没有同分异构体。【考点】同分异构现象【题点】同分异构现象的概念及分类题组二同分异构体的类型及判断3下列有机化合物中属于同分异构体的正确组合是()CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH2CH3A和 BC和 D和答案B解析根据同分异构体的特点：分子式相同，结构不同，首先找出具有相同碳原子数的有机物；都有5个碳原子，都有6个碳原子，然后再看其结构，都是烷烃，且结构不同，所以互为同分异构体，互为同分异构体。【考点】同分异构现象【题点】同分异构体的判断4下列各组物质中，属于同分异构体且属于位置异构的是()ACH3CH2CH3和CH3 CH(CH3)2B.和CCH3COOH和HCOOCH3DCH3CH2CHO和CH3COCH3答案B解析A中CH3CH2CH3和CH3CH(CH3)2分子式不同，不属于同分异构体；B中两种物质官能团位置不同，属于位置异构；C中物质与D中物质分子式相同，官能团不同，属于官能团异构。【考点】同分异构体的综合考查【题点】同分异构体的综合考查5下列关于同分异构体异构方式的说法中，不正确的是()ACH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2属于碳链异构BH3CCCCH3和CH2=CHCH=CH2属于官能团异构CCH2=C(CH3)2和CH3CH=CHCH3属于官能团异构D和属于位置异构答案C解析A中CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2碳的骨架不同，前者没有支链，后者有支链，属于碳链异构；B中两物质官能团不同，属于官能团异构；C中CH2=C(CH3)2和CH3CH=CHCH3的官能团相同，属于碳链异构、位置异构； D中甲基与OH在苯环上的位置不同，属于位置异构。【考点】同分异构体的综合考查【题点】同分异构体的综合考查6对复杂的有机物的结构可以用“键线式”简化表示。如有机物CH2=CHCHO可以简写为。则与键线式为的物质互为同分异构体的是 ()答案D解析分子式为C7H8O，A中物质分子式为C8H10O，B中物质分子式为C7H6O，C中物质分子式为C7H6O2，D中物质分子式为C7H8O。【考点】同分异构体的综合考查【题点】同分异构体的综合考查题组三同分异构体数目的判断7已知C4H9Cl有4种同分异构体，则分子式为C5H10O的醛的种类有 ()A3种 B4种 C5种 D6种答案B解析分子式为C5H10O的醛可以看作C4H9CHO，由于C4H9Cl有4种同分异构体，用CHO取代Cl，得4种C4H9CHO的同分异构体，B正确。【考点】同分异构体【题点】同分异构体数目判断的综合考查8碳原子数不超过10的所有烷烃中，一氯代物只有一种的烷烃共有()A2种 B3种 C4种 D5种答案C解析当一氯代物只有一种时，在烃中各碳原子的性质应相同，1个碳时CH4,2个碳时CH3CH3,5个碳时 (新戊烷)，8个碳时 (2,2,3,3四甲基丁烷)。当这些烷烃与1个Cl原子发生取代反应时，产物都是一种，即共有4种烃。【考点】同分异构体【题点】一氯代烃、二氯代烃种类的判断方法9已知二氯丁烷的同分异构体有9种，则八氯丁烷的同分异构体有()A. 7种 B. 8种C. 9种 D. 10种答案C解析丁烷有10个H原子，其中2个H原子被氯原子取代形成丁烷的二氯代物；八氯代物可以看作C4Cl10中的2个氯原子被2个氢原子代替形成，两者是等效的；二氯代物有9种同分异构体，可得到八氯代物也有9种同分异构体，C正确。【考点】同分异构体【题点】同分异构体数目判断的综合考查10(2017宁波调研)下列化合物中同类别的同分异构体(不考虑立体异构)数目最多的是()A二甲苯 B丁醇C一氯丁烯 D二氯丙烷答案C解析A项，二甲苯的同分异构体中，可以是2个甲基连在苯环上(邻、间、对3种)，还可以是乙基连在苯环上(1种)，共4种；B项，丁基有4种，据此确定丁醇有4种；C项，丁烯有3种同分异构体，分别是1丁烯、2丁烯、2甲基1丙烯，一氯丁烯存在官能团的位置异构，氯原子取代其中的1个氢原子分别得到4、2、2种结构，共8种；D项，二氯丙烷存在氯原子的位置异构，2个氯原子的位置可以为、，共4种。化合物中同类别同分异构体数目最多的是C项。【考点】同分异构体【题点】同分异构体数目判断的综合考查题组四同分异构的综合考查11甲、乙两种有机物的球棍模型如下：下列有关二者的描述中正确的是()A甲、乙为同一物质B甲、乙互为同分异构体C甲、乙一氯取代物的数目不同D甲、乙分子中含有的共价键数目不同答案B解析由甲、乙的球棍模型知，甲、乙的分子式相同，空间构型不同，互为同分异构体；甲和乙都有2种不同的氢原子，一氯取代物都有2种；两物质所含共价键的数目相同；综上B正确。【考点】同分异构体的综合考查【题点】同分异构体的综合考查12(2017宁波效实中学高二上学期期中)科学研究发现，具有高度对称性的有机分子具有致密性高，稳定性强，张力能大等特点，因此这些分子成为2014年化学界关注的热点，下面是几种常见高度对称烷烃的分子碳架结构，这三种烷烃的二氯取代产物的同分异构体数目是()A2种4种8种 B2种4种6种C1种3种6种 D1种3种8种答案C综合强化13同分异构现象在有机化学中普遍存在，中学阶段常见的同分异构体有三类：官能团类别异构，官能团位置异构，碳骨架异构。已知分子式为C5H12O的有机物有多种同分异构体，下面给出其中四种：ACH3CH2CH2CH2CH2OHBCH3OCH2CH2CH2CH3CD根据上述信息完成下列问题：(1)根据所含官能团判断A属于_类有机化合物，B、C、D中，与A互为官能团异构的是_ (填字母，下同)，与A互为碳链异构的是_；与A互为官能团位置异构的是_。(2)写出另一种与A互为官能团位置异构的有机物(不能写C)的结构简式：_。(3)与A互为碳链异构的同分异构体共有5种，除B、C或D中的一种以外，其中两种结构简式为写出另外两种同分异构体的结构简式：_、_。答案(1)醇BDC(2) (3)解析(1)A中含有醇羟基，属于醇类；B与A互为官能团异构，D与A互为碳链异构，C与A互为官能团位置异构。(2)与A官能团位置不同，互为官能团位置异构。(3)与A互为碳链异构的同分异构体，可以根据戊基的碳链异构来书写，有CH3CH2CH2CH2CH2，CH3CH2CH(CH3)CH2，CH3CH2C(CH3)2，(CH3)2CHCH2CH2，(CH3)3CCH2，(CH3)2CHCH(CH3)，所以另外两种同分异构体的结构简式为。【考点】同分异构体的综合考查【题点】同分异构体的综合考查14戊烷共有3种同分异构体，戊烷分子中的一个氢原子分别被 Cl、OH、COOH取代后得到卤代烃、醇、羧酸。(1)下列是某学生书写的C5H12的同分异构体的结构简式：CH3CH2CH2CH2CH3这些结构中出现重复的是_(用序号表示)。(2)分子式为C5H12O且分子结构中含有OH的有机物有(不考虑立体异构)_(填字母)。A5种 B6种C7种 D8种(3)用COOH取代C5H12分子中的1个H原子得到分子式为C6H12O2的羧酸，符合该分子式的羧酸有_种。答案(1)(2)D(3)8解析(1)的最长碳链均有4个碳原子，有一个CH3均连在离端点第2个碳原子上，为同一物质。(2)将C5H12O写成C5H11OH，先写出C5H11的碳链异构，再写OH的位置异构。所以分子式为C5H12O的同分异构体共有8种。(3)用COOH替换C5H12中的H，即C5H11COOH，C5H11COOH与C5H11OH的同分异构体数目相等，因此C6H12O2的羧酸类同分异构体共有8种。【考点】同分异构体的综合考查【题点】同分异构体的综合考查15烷基取代苯可以被KMnO4的酸性溶液氧化成，但若烷基 R中直接与苯环连接的碳原子上没有CH键，则不容易被氧化得到，现有分子式为C11H16的一烷基取代苯，已知它可以被氧化的异构体有7种，其中的3种是。请写出其他四种的结构简式：_、_、_、_。答案解析从题意可知，该苯的同系物的各同分异构体的苯环上都只有一个侧链，在写其同分异构体时，可以把苯环看作是C5H12的一个取代基，这样只要写出C5H11的8种同分异构体，把其中的结构去掉，此题即可解决。【考点】同分异构体的综合考查【题点】同分异构体的综合考查
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