限定條件下同分異構(gòu)體書寫與數(shù)目的判斷

廣東

限定條件下，同分異構(gòu)體的書寫與數(shù)目判斷是每年有機部分的必考內(nèi)容。題型有選擇題和填空題兩種。選擇題中的命題方式一般是結(jié)合有機物的鍵線式判斷不同物質(zhì)是否是同分異構(gòu)體或判斷同分異構(gòu)體數(shù)目是否正確；填空題均出現(xiàn)在選修題中，其命題方式是按照題目限制的要求進行有機物結(jié)構(gòu)的書寫或判斷同分異構(gòu)體數(shù)目。要求書寫的有機物的結(jié)構(gòu)一般具有較強的對稱性，備考復(fù)習(xí)中應(yīng)充分注意這一特征。

一、考綱定位

考綱定位核心素養(yǎng)1.能根據(jù)有機化合物的元素含量、相對分子質(zhì)量確定有機化合物的分子式。2.了解常見有機化合物的結(jié)構(gòu)。3.能正確書寫有機化合物的同分異構(gòu)體(不包括手性異構(gòu)體)1.微觀探析———通過有機物的結(jié)構(gòu)特點和成鍵方式認識同分異構(gòu)現(xiàn)象。2.模型認知———通過有機物結(jié)構(gòu)模型判斷有機物分子中共線、共面等問題。3.科學(xué)精神———通過對有機物組成和結(jié)構(gòu)的研究,培養(yǎng)學(xué)生積極探索未知和崇尚真理的意識

二、近四年高考題分布情況

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

三、思維模板

1.思維流程

(1)根據(jù)限定條件確定同分異構(gòu)體中所含官能團。

(2)結(jié)合所給有機物有序思維：碳鏈異構(gòu)→官能團位置異構(gòu)→官能團類別異構(gòu)。

(3)確定同分異構(gòu)體種數(shù)或根據(jù)性質(zhì)書寫結(jié)構(gòu)簡式。

2.常見模板

掌握以下幾種方法，有助于考生在考試中實現(xiàn)“秒答”。

(1)識記法

Ⅰ.熟記常考的同分異構(gòu)體模型

①只含一種化學(xué)環(huán)境的氫原子的有機物：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、環(huán)己烷、C2H2、C2H4等；

②丁烷、丁炔、丙基、丙醇均有2種不同結(jié)構(gòu)；

③戊烷、丁烯、戊炔均有3種不同結(jié)構(gòu)；

④丁基、C8H10(芳香烴)均有4種不同結(jié)構(gòu)；

⑤己烷、C7H8O(含苯環(huán))均有5種不同結(jié)構(gòu)；

⑥戊基、C9H12(芳香烴)均有8種不同結(jié)構(gòu)；

Ⅱ.熟記常考的官能團異構(gòu)

①CnH2n：單烯烴、環(huán)烷烴；

②CnH2n-2：單炔烴、二烯烴、環(huán)烯烴、二環(huán)烴；

③CnH2n+2O：飽和一元醇、飽和一元醚；

④CnH2nO：飽和一元醛、飽和一元酮、烯醇、烯醚、環(huán)醇、環(huán)醚；

⑤CnH2nO2：飽和一元羧酸、飽和一元酯、羥醛、羥酮；

⑥CnH2n+1O2N：氨基酸、硝基烷。

Ⅲ.熟記常見官能團性質(zhì)或結(jié)構(gòu)特征

常見限制性條件官能團性質(zhì)或結(jié)構(gòu)特征與Na2CO3溶液或NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2含—COOH與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)含酚羥基水解后的產(chǎn)物與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)含酚酯結(jié)構(gòu)(COO)能發(fā)生銀鏡反應(yīng)含—CHO能與NaOH溶液反應(yīng)含酚—OH、—COOH、—COO—、—X等能與Na反應(yīng)放出H2的有機物—OH、—COOH屬于芳香族化合物含有苯環(huán)一氯代物只有一種對稱結(jié)構(gòu)不能發(fā)生消去反應(yīng)—OH或—X“鄰碳無氫”

(2)基元法

以烴基為基元，該烴基對應(yīng)烷烴的一元取代物的同分異構(gòu)體數(shù)目與烴基的同分異構(gòu)體數(shù)目相等。如丁基有4種同分異構(gòu)體，丁烷的一氯代物也有4種同分異構(gòu)體。

(3)換元法

此法適用于確定烴的多元取代物的同分異構(gòu)體數(shù)目。如二氯苯(C6H4Cl2)有3種同分異構(gòu)體，四氯苯也有3種同分異構(gòu)體(將二氯苯中H原子與Cl原子交換)。

(4)等效氫法

有機物分子中，位置等同的氫原子叫等效氫原子。同一碳原子上的氫原子等效；同一碳原子上的甲基上的氫原子等效；位于對稱位置上的碳原子上的氫原子等效。有幾種等效氫，其一元取代物就有幾種。

四、實例剖析

【高考鏈接1】(選擇題)

【例1】(2015·全國卷Ⅱ·11)分子式為C5H10O2并能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)放出氣體的有機物有(不含立體異構(gòu))

( )

A.3種 B.4種 C.5種 D.6種

【答案】B

【解析】分子式為C5H10O2并能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)放出氣體的有機物，所含官能團為—COOH，可將該有機物看作C4H9—COOH，而丁基(C4H9—)有4種不同的結(jié)構(gòu)，從而推知該有機物有4種不同的分子結(jié)構(gòu)。

【例2】(2012·新課標卷·10)分子式為C5H12O且可與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣的有機化合物有(不考慮立體異構(gòu))

( )

A.5種 B.6種 C.7種 D.8種

【答案】D

【解析】分子式為C5H12O且可與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣的有機物，所含官能團為—OH，可將該有機物看作C5H11—OH，而戊基(C5H11—)有8種不同的結(jié)構(gòu)，從而推知該有機物有8種不同的分子結(jié)構(gòu)。

【高考鏈接2】(非選擇題)

【例1】(2017·全國卷Ⅱ·36·節(jié)選)(6)L是D的同分異構(gòu)體，可與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，1 mol的L可與2 mol 的Na2CO3反應(yīng)，L共有________種；其中核磁共振氫譜為四組峰，峰面積比為3∶2∶2∶1的結(jié)構(gòu)簡式為________、________。

【例2】(2018·全國卷Ⅱ·36·節(jié)選)(6)F是B的同分異構(gòu)體。7.30 g的F與足量飽和碳酸氫鈉反應(yīng)可釋放出2.24 L二氧化碳(標準狀況)，F(xiàn)的可能結(jié)構(gòu)共有________種(不考慮立體異構(gòu))；其中核磁共振氫譜為三組峰，峰面積比為3∶1∶1的結(jié)構(gòu)簡式為________。

【例3】(2019·全國卷Ⅰ·35·節(jié)選)(3)寫出具有六元環(huán)結(jié)構(gòu)、并能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的B的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：________。(不考慮立體異構(gòu)，只需寫出3個)

五、預(yù)測高考

考點定位：有機物同分異構(gòu)體的書寫與判斷是高考最穩(wěn)定的考點，能很好地考查考生有序思維能力和空間想象能力，既有選擇題也有非選擇題。預(yù)測2020年會延續(xù)一貫的考查風(fēng)格，在限制條件設(shè)置上會有適當?shù)膭?chuàng)新。

①苯環(huán)上有三個側(cè)鏈；

②與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)；

③能發(fā)生銀鏡反應(yīng)且醛基直接連在苯環(huán)上。

【答案】20

①能發(fā)生銀鏡反應(yīng) ②水解產(chǎn)物之一遇FeCl3溶液顯色 ③分子中含有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫

____________________(寫出三種即可)。