高三化学二轮复习限定条件下同分异构体的统计与书写课件

主讲老师：专题9限定条件下同分异构体的统计与书写高中化学二轮复习课件12345678必备知识1-烷基（-CnH2n+1）的种类，C4两种,C5三种碳构架3-氢谱信息和数字（12，9，6，4，3，2，1）里的学问8-单苯环同分异构体的常见答案2-一定要先求不饱和度（Ω）——方便确定氢的个数4-等效氢的种类的判断7-苯环取代基为XX,XY,XXX,XXY,XYZ,XXXY同分异构体个数6-各种官能团、基团的信息给予5-有手性碳、无-N-H键，无醚键等特殊条件是什么意思互换法等价于YXX型,为6种1-烷基的种类基元法-CH3-C2H5-C3H7-C4H9-C5H11-CnH2n+1烷基的种类11248C4,C5碳骨架C-C-C-CC--C--C丨CC-C-C-C-CC-C-C-C

丨CC

丨C--C--C

丨C2.不饱和度——缺氢指数，用来快速计算分子式中H的个数缺氢指数碳氢构架CxHyCxH2xCxH2x-2CxH2x-6定义与饱和烃（烷烃）相比，每缺少2个H，叫做1个不饱和度。Ω=1Ω=2Ω=42x+2-yΩ=---------2CxH2x+2Ω=0饱和烃-C=C-、-C=O、-CHO-COOH、-COOR1个叁键或2个双键或2个环或1环+1双键1个苯环

氢Ω=碳+1-（---）2或一个环碳+1减一半的氢使不饱和度相同则H个数相同2.不饱和度——缺氢指数，用来快速计算分子式中H的个数小窍门4有-NO2贡献一个不饱和度5立体多面体不饱和度=面数-1Ω=双键数+叁键数x2+环数+苯环数×4小结1Cl-原子换成H再计算2O原子划掉再计算3有N划掉NH计算每划掉1N再划掉1个HC4H7Cl→C4H8C4H8O2→C4H8每插入一个N,则多出一个H多面体压扁可以看做N-1个环6剪切法：剪断所有的环，每次+1✖✖✖金刚烷Ω=3

核磁共振技术(NMR)里的峰数和峰面积之比峰数：峰面积之比：等效氢的种类；各种等效氢的个数比；分子式：C2H6O→3种氢，2：1：3→CH3CH2OH分子式：C2H4O→2种氢，1：3→CH3CHO3-核磁共振氢谱(NMR)里的数字（12，9，6，3，2，1）里的学问124个-CH3分两对在对称位置上9有叔丁基——3个-CH3连在同一个碳上62个-CH3在对称位置上或同C上异丙基-CH(CH3)231个-CH32-CH2-

-NH2,分子对称位置有2个H,2个-OH或2个-CHO或2个-COOH等1单个非对称位置有-CH-

-NH-,-H,-OH-CHO或-COOH等4-等效氢种类的判断等效氢种类同一个碳上的氢等效；同C所连甲基-CH3上的H等效处于镜面对称、中心对称位置上的氢等效等效碳上的氢等效无支链环上的氢等效2、3号碳分别等效1号碳均等价2、3号分别为等效碳a、b为等效碳

均为1种等效氢5-有手性碳、无-N-H键，无醚键等特殊条件是什么意思有手性碳构建1个C骨架：1个碳原子上连四个不同的基团无N-H键CHN组成的化合物，无N-H意味着全部为C-N键C----N----C▎C无醚键CnH2n+2O，无醚键，意味着是醇类化合物插入法：O插入C-H键之间为醇插入法：O插入C-C键之间为醚6-各种官能团、基团的信息给予1.与NaHCO3溶液反应有气体生成1.含-COOH题设信息可得结论2.与FeCl3能发生显色反应（紫色）与Na2CO3反应无气体生成2.含-酚羟基3.可发生银镜反应3.含-CHO或甲酸酯类H-COOR4.有机物既能水解，又能发生银镜反应4.CxHyO2为甲酸酯类H-COOR①CnH2n(n≥3)：

烯烃、环烷烃②CnH2n－2(n≥4)：

二烯烃、炔烃、环烯烃③CnH2n＋2O(n≥2)：饱和一元醇、饱和一元醚④CnH2n－6O(n>6)芳香醇、芳香醚与酚⑤CnH2nO(n≥3)：

饱和一元醛、酮、烯醇、环氧烷⑥CnH2nO2(n≥2)：

饱和一元羧酸、酯等7-苯环取代基为XX,XY,XXX,XXY,XYZ,XXXY时，同分异构体个数-X-x-x两种-X-Y两种-X-X-X三个-X-X-Y三个-X-Y-Z三个6H等效邻、间、对邻、间、对连、均、偏定2移1定2移11333610XXXY四取代有6种异构体,先按照连均偏安排XXX

再找Y可能位置苯环上有XXXYHH6原子(团)，将X与H互换，得：HHHYXX，相当于YXX型为6种X与H互相交换角色，等价于XXY型，为6种苯环上只有1种氢原子XXX3个相同取代基均位（中心对称）2个相同取代基：对位XXXXXX4个相同取代基处于连位（镜面对称）XXXX4个相同取代基处于3连1对（镜面对称）XXY----YX5个取代基XX,YY分别处于对称位（镜面对称）8-单苯环同分异构体的常见答案苯环上有2种不同环境的氢原子2个XX相间处于对称位置Y处对称轴上XY2个不同取代基XY(对位)XXX3个相同取代基连位YXXYXX8-单苯环同分异构体的常见答案轴对称【练习】以X、Y代表取代基，请你画出苯环上分别有两个、三个、四个取代基(可相同或不同)且苯环上的H只有2种的结构简式。二取代：三取代：四取代：轴对称不对称轴对称8-单苯环同分异构体的常见答案含苯环有机物分子中有4种及以上的氢原子,分子一般镜面对称ABBCCD诠释整个分子一般以对位连线为对称轴对称轴上A/D有不同的含氢基团或官能团BC位对称轴位有分别相同的含氢基团或官能团8-单苯环同分异构体的常见答案20243年经典——限制条件型同分异构体实战篇第一步:求不饱和度Ω；算C,O,N等原子个数（不需要求H的个数）第二步:依条件，确定基团、官能团第三步:先分类后分步组装，逐步满足不饱和度Ω、C,O,N等个数基本步骤基本方法两先两后：先拆解后组装先分类后分步尽量对称组装无苯环的同分异构体数目

确定示例1．（2023·湖北卷）D为（

），D的同分异构体中，与其具有相同官能团（-OH）的有_______种(不考虑对映异构)，其中核磁共振氢谱有三组峰，峰面积之比为9：2：1的结构简式为_______。(1)分子式为C5H12O;Ω=0，饱和；(2)

取出已知官能团-OH,可改写为C5H11-OH;(3)

戊基-C5H11有8种，则含有羟基的同分异构体有8种。除去D自身，还有7种同分异构体.7-CH2--OH9为叔丁基2为亚甲基，1为羟基减去1自身2.（2023·湖南卷）

(呋喃)是一种重要的化工原料，其能够发生银镜反应的同分异构体中，除H2C=C=CH-CHO外，还有____种；(1)呋喃分子式为C4H4O，不饱和度=双键数2+环数1=3（2）可发生银镜反应，说明有-CHO,满足了1个C,1个O和一个不饱和度。（3）剩余3个C，两个不饱和度，根据不饱和度进行分类讨论：①两个双键：C=C=C,已排除；②一个三键：C≡C-C-CHO,C-C≡C-CHO两种情况。③一个环+双键，为分类/分步讨论43．（2022·湖南卷）

是一种重要的化工原料，其同分异构体中能够发生银镜反应的有_______种(考虑立体异构)，其中核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为4：1：1的结构简式为：

5（1）分子式C4H6O，具有4C,1个O和2个不饱和度（两个双键）（2）同分异构体能发生银镜反应，说明该物质含有-CHO，满足了1C,1个O和

1个不饱和度；（3）剩余部分有3个C，1个不饱和度（含1个C=C，或3个碳的环)提供①若有1个双键，可以分为C=C-C-CHO,C-C=C-CHO，C=C(CH3)-CHO三种②若有1个环，为

，根据题设分析，4为2个为亚甲基这种分子具有顺反异构，同分异构体+1顺反异构和对映异构4．（2022·北京卷）羧酸B（C4H8O2）无支链，B的名称为___________；B的一种同分异构体中只有一种环境氢，其结构简式为

(1)分子式为C4H8O2;Ω=1；(2)

取出已知官能团-COOH,满足1个C，2个O和一个不饱和度。原分子可改写为C3H7-COOH;(3)

无支链，可写作：CH3CH2CH2COOH，为丁酸(4)同分异构体有1个不饱和度，则含有双键或环。若为双键，不可能有1种氢。若为对称的环醚，则可能有1种氢。丁酸符合一元羧酸或酯类的通式1，4-二氧六环（或1，4-二氧己环）5.（2022·辽宁卷）I的结构简式为右图

，化合物I的同分异构体满足以下条件的有___________种(不考虑立体异构)；i．含苯环且苯环上只有一个取代基

ii．红外光谱无醚键吸收峰；其中，苯环侧链有3种不同化学环境的氢原子，且个数比为6∶2∶1的结构简式为___________(任写一种)。整合信息（1）化合物Ⅰ的分子中含4个不饱和度（3个双键1个环）；苯环Ω=4，则除苯环之外均为饱和结构。（2）环外4个饱和C，1个O，则为醇（含-OH）（题设信息无醚键）（3）根据1个取代基分类：4个饱和碳形成丁基，丁基有4种，统计四种丁基上的H的种类，就是对应醇的种类：有12种芳香醇

12种5.（2022·辽宁卷）I的结构简式为右图

，化合物I的同分异构体满足以下条件的有___________种(不考虑立体异构)；i．含苯环且苯环上只有一个取代基

ii．红外光谱无醚键吸收峰；其中，苯环侧链有3种不同化学环境的氢原子，且个数比为6∶2∶1的结构简式为__________________________________________________

(任写一种)。

12种6为2个等效的-CH3取出两个甲基，碳架为乙苯；再用2个-CH3取代H，可能为以下碳架：羟基在以下标记位置取代均可满足题意：6．（2022·天津卷）异丁酸(A)结构式

，用系统命名法对A命名：___________；在异丁酸的同分异构体中，属于酯类的化合物数目为___________，写出其中含有4种处于不同化学环境氢原子的异构体的结构简式：________________。2−甲基丙酸321A主链有3个碳原子，属于羧酸，因此用系统命名法对A命名：2−甲基丙酸酯类一般用插入法：取出特殊部分-COO-,得到丙烷CH3CH2CH3,将酯基插入C-C之间得到普通酯类；插入H-C键之间得到甲酸酯类，酯的种类=不对称的C-C数×2+对称C-C键数×1+H-C键数×1不对称的C-C仅一种H-C键有2种酯的种类=1×2+2×1=4种HCOOCH2CH2CH34含1个苯环，不指定取代基个数的同分异构体数目确定1.（2023·全国甲卷）B的分子式为C7H6ClNO2（结构简式见右图），具有相同官能团的B的芳香同分异构体还有_______种(不考虑立体异构，填标号)。a．10

b．12

c．14

d．16其中，核磁共振氢谱显示4组峰，且峰面积比为2：2：1：1的同分异构体结构简式为_______。16先分类后分步凡官能团相同需减去1（自身）（1）3个取代基-CH3,-Cl、-NO2，属于苯环上有XYZ型，有10种；（2）2个取代基仅两种组合，第一种为-Cl;-CH2NO2,第二种为-NO2,-CH2Cl

均为苯环上取代XY型，有2×3=6种(3)1个取代基，为-CHClNO2，有1种共有(10+6+1)-1=16种(4)四组峰需镜面对称且无甲基，结构简式为：2.（2023·全国乙卷）D为(

)，在D的同分异构体中，同时满足下列条件的共有_______种；①能发生银镜反应；②遇FeCl3溶液显紫色；③含有苯环。其中，核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为_______。13整合信息D=苯环-OH+-CHO+1个饱和C原子（1）先分类：若取代基为三个，即-OH,-CHO,-CH3,属于-XYZ型，同分异构体10种；（2）若取代基有两种，则为酚羟基（-OH）,-CH2-CHO,属于苯环上有-X-Y型，3种。（3）不可能有1个取代基，因为酚羟基-OH必须连在苯环上。故有13种同分异构体。核磁共振氢谱为五组峰，且峰面积比为2：2：2：1：1，说明同分异构体中不能含有甲基，有-CH2-，是一种对称结构，取代基处于对位，故同分异构体的结构简式为（右上图）3.（2023·新课标卷）在B（右图）的同分异构体中，同时满足下列条件的共有_______种(不考虑立体异构)；

①含有手性碳；②含有三个甲基；③含有苯环。其中，核磁共振氢谱显示为6组峰，且峰面积比为3：3：3：2：2：1的同分异构体的结构简式为_______________________。9【解析】连有4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子。先满足手性碳：手性碳有2种连接：分类1：手性碳连接苯环,-CH3和-OCH3,-H，剩余一个-CH3，苯环上有2个取代基（XY型）邻间对三种；分类2：手性碳连接苯环、羟基、甲基、H，剩余两个甲基，在苯环上属于XXY型，有6种2个取代基且相对才能满足2：24．（2021·全国甲卷）化合物B(右图）的同分异构体中能同时满足下列条件的有_______(填标号)。a.含苯环的醛、酮;b.不含过氧键(-O-O-);c.核磁共振氢谱显示四组峰，且峰面积比为3∶2∶2∶1A．2个B．3个C．4个D．5个【分析】B可以拆解为苯环、1个-CH3，1个醛基(-CHO)或羰基（C=O），2个羟基(1)若为醛（-CHO），则还有1个-CH3、2个羟基,可能为：3代表有一个-CH3,(2)若为酮（含-），则还有2个羟基,可能为：C4种H，单个基团在苯环对位，左右对称处于对位含1个苯环，指定取代基的同分异构体数目的确定示

例1．（2023·辽宁卷）F（

）（

（

）的同分异构体中，红外光谱显示有酚羟基、无N-H键

的共有_______种。-NH2改为-N(CH3)2是关键3【解析】F的同分异构体中不含有N-H键，说明结构中含有

，则苯环上连有-OH和

，属于XY型，有邻、间、对三种。2．（2022·湖北卷）化合物F（看右图）若只考虑氟的位置异构，则化合物F的同分异构体有___________种。【解析】只考虑氟的位置异构，

F中氟原子没取代之前只有6种类型氢原子，如下图：减去F本身，还有5种同分异构体。53.（2022·全国甲卷）化合物X是C（右图）的同分异构体，可发生银镜反应，与酸性高锰酸钾反应后可以得到对苯二甲酸，写出X的结构简式同分异构体X可发生银镜反应，说明含有醛基-CHO与-CH=CH2处于对位分子式为C9H8O，其同分异构体X可发生银镜反应，说明含有醛基，又与酸性高锰酸钾反应后可得到对苯二甲酸，则X的取代基处于苯环的对位，满足条件的X的结构简式为：4.（2022江苏卷节选）D（右图）的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：_______。①分子中含有4种不同化学环境的氢原子；②碱性条件水解，酸化后得2种产物，其中一种含苯环且有：2种含氧官能团，2种产物均能被银氨溶液氧化。D的分子式C12H14O3拆解含有HCOOR和-CHOHCOO--CHO4个饱和C4种不同化学环境的氢原子1111苯环左右镜面对称5（2022·全国乙卷）在E（

）的同分异构体中，同时满足下列条件的总数为_______种。a)含有一个苯环和三个甲基；b)与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳；c)能发生银镜反应，不能发生水解反应。上述同分异构体经银镜反应后酸化，所得产物中，核磁共振氢谱显示有四组氢(6：3：2：1)的结构简式为_______。E的拆解-COOH-CHO3个-CH3--CHO-H与-CH3互换--CHO苯环上XYZ型10含有醛基，不含有甲酸酯（甲酰氧基）6（2022·山东卷）H（

）的同分异构体中，仅含有-OCH2CH3、-NH2和苯环结构的有_______种。H的拆解3个O6个C不饱和度=03个-OCH2CH3-NH2先分类，3个相同取代基，在苯环上有连均偏三类苯环上H被-NH2取代有2种苯环上H被-NH2取代有1种苯环上H被-NH2取代有3种67.（2022·福建卷）化合物Y是A（右图）的同分异构体，同时满足下述条件：①Y的核磁共振氢谱有4组峰，峰面积之比为