有機物同分異構體題型掃描

同分異構體的知識貫穿于中學有機化學的始終，是有機知識的重點，又是學生學習的難點。同分異構體既能考察基礎知識，又能考察學生的空間思維能力及品質，尤其是有序思維品質，因此是歷年高考化學命題的熱點。本文歸納同分異構體的各種題型，與讀者探討。

一、概念判斷型

引導學生從碳架異構、位置(官能位置)異構、類別異構(又稱官能團異構)等方面把握同分異構現象、同分異構體等概念。同分異構現象不僅存在于有機物中，也存在于無機化合物中。學習中還要從概念上辨析同素異形體(單質間)、同位素(原子間)、同系物(有機物間)，甚至同一物質的不同表達形式。

例1、在下列有機物中屬于同分異構體的是（ ）

A．①②B．②③ C．③④D．③⑤

解析：判斷同分異構體的關鍵是抓住分子式相同，結構不同這兩個特點，但一定要注意同一種物質在寫法上的差異，否則容易造成錯選。D選項中③和⑤實質上是同一種物質的不同寫法，不屬于同分異構體。答案選B

二、思維轉換型

認真觀察、抓住問題實質，變化思維方式角度，分析物質組成，將取代基與氫原子對換（換元）。若烴分子中有p個氫原子可被取代，且m+n=p時，則該烴的m元取代物和n元取代物的種數相同。利用這個等價代替規則就能巧解這類試題。

三、基團組合型

將基團分為端基（一價基）和非端基（二價基或三價基）兩大類，先構造非端基組合的異構體，再把端基插入它的不同位置，得到完整的同分異構體。

例2、某化合物的分子式為C5H11CI，分析數據表明：分子中有兩個—CH3、兩個—CH2—、一個和一個—Cl，它的可能的結構有幾種（本題不考慮對映異構）（）

解析：根據價鍵原則，兩個—CH3和一個—Cl只有一個斷鍵，只能連在鍵的端點上，而另外三個原子團，只能在鍵的中間，因此，首先把兩個—CH2—和一個組合起來，共有兩種組合方式；

和再分別用—CH3和—Cl飽和剩余鍵，并交換—CH3和—Cl的位置，共得4種結構。

四、疊加相乘型

先考慮碳鏈異構的種數，后考慮位置異構的種數，相乘即得同分異構體的總數（有時還需考慮官能團異構）。分情況討論時，各種情況結果相加即得同分異構體的總數。

例3、以一個丁基（—C4H9）取代菲（）分子中的一個氫原子，所得同分異構體的數目（ ）

A．4種B．5種 C．9種D．20種

解析：菲分子存在一個左右對稱的對稱軸，所以存在5種類型氫，丁基存在4種異構體，所以同分異構體總數5×4=20種

五、信息遷移型

一般抓住題目的信息、暗示，進行思考、模仿、遷移。限制條件下寫同分異構體可直接按順序寫出所有的異構體數，再判斷答案是其中的哪幾種，似慢實穩。

例4、1，2，3—三苯基環丙烷的三個苯基可以分布在環丙烷環平面的上下，因此有如下兩個異構體：

（Φ是苯基，環用鍵線表示，C、H原子都未畫出）據此，可判斷1，2，3，4，5—五氯環戊烷（假定五個碳原子也處在同一平面上）的同分異構體數目有（ ）

A．4種B．5種 C．6種D．7種

解析：對于環烷烴學生很生疏，判斷環烷烴的同分異構體更是難度很大，思維容量也比較大，如果我們善于利用題中信息，分析1，2，3—三苯基環丙烷的空間結構，可觀察出存在苯基處于平面的上方或下方的異構體。但注意環可以翻轉，由此推導1，2，3，4，5—五氯環戊烷的同分異構體數有：①氯原子全部在面上（或面下）一種；②4個氯原子在面上，一個氯原子在面下一種；③3個氯原子在面上，2個氯原子在面下兩種（相鄰、相間）。所以其同分異構體共有4種。

六、定位移動型

先確定某種碳鏈結構，再確定取代基可有序移動的位置，若有多個取代基，即可先固定一個取代基，其他取代基有序移動。書寫時要注意調整先后順序，排除思維干擾，避免多寫、少寫、重寫。對于二元取代物的同分異構體的判斷，可固定一個取代基位置，再移動另一個取代基無位置，以此確定同分異構體的數目。

例5、若萘分子（ ）中有兩個氫原子分別被溴原子取代，則取代后所形成的化合物的數目有（ ）

A．5種B．7種 C．8種D．10種

解析：萘分子中兩個苯環是等同的，除并在一起的兩個碳原子外，只存在兩種不同的碳原子，即α位碳原子和β位碳原子。固定一個α位碳原子，再連接其余α位和β位的碳原子，這樣形成的二溴代物就有7種；固定一個β位的碳原子，再連接其余β位的碳原子，這樣形成的二溴代物就有3種。如下圖所示，因此，二溴代物共有10種。

七、限定書寫型

限定范圍書寫或補寫，解題時要看清楚所限范圍，或者是分析已知的幾個同分異構的結構特點，對比聯想找出規律補寫，或者是分析所限定的同分異構體的性質，由性質推導所含的官能團和結構特點。有多種同分異構體，含有酯基和-取代苯結構的同分異構體有五個，其中3個的結構簡式是：、 、。請寫出另外兩個同分異構體的結構簡式。（2002年高考廣東化學卷第21題節選）

解析：物質D屬于芳香酯，一般其同分異構體的書寫方法：先寫出除“—COO—”外剩余基團的同分異構體，只要在C—C，C—H中插入“—COO—”就能快速寫出酯類的同分異構體。D物質除“—COO—”剩余的基團的結構為，它有兩種C—C單鍵，5種C—H單鍵，但題目限定一取代苯，所以只有2種C—H單鍵，故可得6種，除去D本身還有5種，這樣就可寫出其余兩種。

說明：①和④、②和D兩種雖然都插在同一C—C單鍵間，但由于C—C兩邊碳鏈結構不一樣，仍為同分異構體。

由于同分異構體在有機化學中的重要地位，而且同分異構體的書寫、列舉等能很自然聯系最新科技成果，所以這部分內容仍是今年高考命題的熱點，題型將在穩定中有所創新。特別是近幾年的有機試題中強調同分異構體的書寫，更應引起我們的重視，在復習中要注意引導學生書寫的有序性、規范性。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。