高三化学二轮复习同分异构体数目的统计与计算课件

主讲老师：专题8同分异构体数目的统计与计算高中化学二轮复习课件20241-同分异构体的概念和分类在有机化学中，具有相同分子式和不同结构的现象称为同分异构现象同分异构现象分子式相同、结构不同的化合物互称同分异构体。同

分

异

构

体异构类型碳

链

异

构位

置

异

构官能团异构C=C-C-C、C-C=C-C、C=C-C

丨

CC4H10C4H8C2H6OCH3CH2OH与CH3OCH3C-C-C-C、C-C-C

丨

C立体异构顺

反

异

构对

映

异

构同碳不相同，上(下)侧有相同碳上4个不同的基团（手性异构）

常用分子式考查C-H数目或O-H数目题型分类确定有机物同分异构体的方法烷

烃

同分异构体减碳法、记忆法烯、炔烃同分异构体（1）确定碳骨架种类

（2）移动双键、三键位置统计含苯环的同分异构体苯环上的同分异构体种类×A基种类×B基种类×……一氯代物同分异构体等效氢法、基元法（根据甲乙丙丁戊基个数11248）二氯代、一氯一溴代定一动一法、距离法等-X-OH-CHO-COOH末端基团用---基元法（根据甲乙丙丁戊基个数11248）羰基、醚键、酯基二价基团——插

入

法多取代物的同分异构体互

换

法同分异构体知识导航20242-烷烃的同分异构体数目的判断思路方法减碳法、记忆法1-烷烃的同分异构体数目通式：CnH2n+2要求：熟练书写1-5个C的烷烃的同分异构体，记住1-7个C烷烃的同分异构体数目分子式CH4C2H6C3H8C4H10C5H12C6H14C7H16同分异构体种类11123591-3个C原子没有同分异构体，3个C以上出现支链书写方法——减碳法主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布同邻到间1-烷烃的同分异构体数目(1.1.1.2.3.5.9)C6H14-5种C-C-C-C-C-CC-C-C-C-C丨CC-C-C-C-C

丨CC

丨C-C-C-C

丨CC-C-C-C丨丨CC最长碳链摘1C，放中间再靠边摘2C，先同C，后不同CC4H102种C-C-C丨CC5H123种C-C-C-C

丨CC

丨C-C-C

丨CC-C-C-CC-C-C-C-CC-C-C-C-C-C-C【典例】请书写出C7H16

的同分异构体的碳骨架结构（9种）C∣C-C-C-C-C-CC-C-C-C-C-CC∣C∣C∣C-C-C-C-CC-C-C-C-CC∣C∣C-C-C-C-CC∣C∣C-C-C-C-CC∣C∣C-C-C-C-CC∣C∣C-C-C-CC∣C∣C∣最长碳链摘1C放1边摘2C先乙基后2甲基先同C后不同C摘3C，3甲基最长链，一条线；摘一碳，挂中间；往边排，不到端；摘两碳，成乙基；二甲基，同邻间；不重复，要写全【典例】符合CnH2n的环烷烃（与烯烃为类别异构，n≥3）乙烯C2H4丙烯

C3H6丁烯

C4H8戊烯

C5H10对应环烷烃--------124C3H6C4H8C5H1020242-烯烃、炔烃的同分异构体（1）先分类（不同碳骨架）（2）后分步（统计双键、三键可能的位置）属于烯烃的同分异构体个数：乙，丙，丁，戊：1，1，3，5烯烃乙烯C2H4丙烯

C3H6丁烯C4H8戊烯C5H10个数1135C-CC-C-CC-C-C-CC-C-C丨C先分类（不同碳骨架），后分步（用箭头代表双键位置）乙烯1种丙烯1种丁烯3种思路方法【典例

】写出分子式为C5H10的烯烃的同分异构体(5)种C—C—C—C—CC—C—C—C—CC—C—C—C—CC—C—C—CCC—C—CCCC—C—C—CCC—C—C—CCC—C—C—CC这种碳骨架没有对应的烯烃，配上双键即为5键，违反价键原则（1）先分类（按照碳骨架），（2）后分步（按照双键位置）炔烃的同分异构体个数：乙，丙，丁，戊：1，1，3，5炔烃乙炔C2H2丙炔

C3H4丁炔C4H6戊炔C5H8个数1123C-CC-C-CC-C-C-CC-C-C丨C先分类（不同碳骨架），后分步（用箭头代表三键位置）乙炔1种丙炔1种丁炔2种思路方法C-C改为三键后，中心C就超过四键【典例】书写C5H8属于炔烃类的同分异构体

()种方法：先分类，后分步5个C的碳骨架

分

为3类再

分

步

找

出C≡C可能位置C—C—C—C—CC—C—C—C

丨CC

丨C—C—C

丨C3有支链的碳原子上都不能有三键20244-苯环上的同分异构体【方法规律】苯环上多元取代化合物种类统计计算（设-X,-Y,-Z本身无异构）

-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11333610邻、

间、

对连、

偏、

均126136664452XYXYXY12345678910苯环上，有3个不同的取代基XXY时同分异构体的种类(编号为Y的位置）（6）种苯环上，有3个不同的取代基XYZ的同分异构体种类（10种）先分类后分步先分类后分步定2动1法定2动1法苯环上，三个取代基XYY时氢的种类为2时同分异构体的写法苯环上，四个取代基XYZZ时氢的种类只有1种时同分异构体的写法XYYXYY121222ZZXYXYZZ1111（1）将YY对称排列（2）X放在对称轴上，有两种放法（1）将ZZ对称排列（2）XY放在对称轴上，有两种放法苯环上的同分异构体典例分析【典例1】书写C7H8属于芳香烃的同分异构体(1种)【解析】C7H8可以看做C6H5-CH3属于单取代芳香烃(1种)【典例2】书写C8H10属于芳香烃的同分异构体(4种)先分类苯环上1个取代基C6H5-C2H5苯环上2个取代基CH3-C6H4-CH3后分步邻、

间、

对【典例3】试写出C9H12属于芳香烃的同分异构体(1)一个取代基—C3H7:由于丙基(—C3H7)有2种结构,因此有两种同分异构体:(2)两个取代基，为-CH3,-CH2CH3、XY型有3种:(3)三个取代基:3个-CH3，为XXX型，有3种8种【典例4】一个苯环连接有A,B,C三个不同简单基团，它的同分异构体数目为（）A.7种B.8种C.9种D.10种

D解析：3个基团（基团本身没有同分异构体），可考虑用定2移1法：ABC1C2C3C4ABC5C6C7C8ABC9C10【典例5】分子式为C8H9Cl且含有苯环的同分异构体数目为(

)A．10种 B．12种C．14种D．18种

C【解析】

分子式为C8H9Cl：Ω=4，C=8,Cl=1C6H5-

-CH2-CH2-Cl

或-CH2Cl-CH3共2种；C6H4--CH2-CH3-ClC6H4--CH2Cl-CH3

共6种；1个取代基：2个取代基：3个取代基：C6H3--CH3-CH3-Cl邻间对邻间对-X-X-Y型共6种；【先分类】

【后分步】

【再统计】

【典例6】甲苯分子中，苯环上的2个H，分别被1个Cl和1个Br取代的产物有

种【解析】甲苯分子中有-CH3,-Cl,-Br三个不同的取代基，共10种同分异构体。口诀：3-6-10（XXX,XXY,XYZ）1020245-判断有机物的一氯代物的种类（基元法、等效氢法）甲基1种-CH3乙基1种-C2H5丙基2种-CH2CH2CH3丁基4种戊基8种戊烷有8种H，失去这8种H，得到8种戊基：烷基种类：甲乙丙丁戊、1，1，2，4，8（烷基种类=烷烃中H的种类）正仲异叔以下四类物质分子式改为CnH2n+1-+一价基团的形式即可确定同分异构体数目】基元法-CH3-C2H5-C3H7-C4H9-C5H11-CnH2n+1烷基的种类11248一价基团—X（卤原子）—OH（羟基）—CHO（醛基）—COOH（羧基）烷基有几种，同分异构体就有几种【典例1】C5H10O属于醛类的同分异构体_______【典例2】书写C5H10O2属于羧酸类的同分异构体________【典例3】C4H10O中属于醇类的同分异构体__________

【典例4】分子式为C6H12O2属于羧酸的同分异构体【典例5】符合C3H7COOC4H9的酯共有几种？4种4种4种C5H10O=C4H9-CHO,丁基有4种，4×1=4C5H10O2=C4H9-COOH,丁基有4种，4×1=4C4H10O

=C4H9-OH,丁基有4种，4×1=4C6H12O2=C5H11-COOH,戊基有8种，8×1=88种8种丙基为2种，丁基为4种，2×4=8【典例6】(2015·全国Ⅱ)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B基元法计算同分异构体的数目Ω=1,含-COOH【解析】C5H10O2可以写作C4H9-COOH，C4H9-有4种，戊酸有4×1=4种，选B【典例7】（2011年新课标全国）分子式为C5H11Cl的同分异构体共有（不考虑立体异构）（

）A.6种B.7种C.8种D.9种

C分析：-C5H11有8种，所以一氯戊烷C5H11Cl有8种【典例8】【13·全国】分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，若不考虑立体异构，这些醇和酸重新组合可形成的酯共有（）A、15种

B、28种C、32种

D、40种DC5H10O2H-COOHC4H9-OH1种酸4种醇CH3-COOHC3H7-OH1种酸2种醇C2H5-COOHC2H5-OH1种酸1种醇C3H7-COOHCH3-OH2种酸1种醇5种酸8种醇酯的种类

=羧酸×醇=5×8=40Ω=1，除-COOH之外饱和【典例9】分子式为C4H10O的醇与分子式为C4H6O2的链状结构羧酸形成的酯(不考虑立体异构)共有(

)A．8种 B．10种

C．12种 D．14种C

【方法】(1)求不饱和度;(2)取出特殊部分,统计种类

;(3)

酯的种类=醇×羧酸Ω=0Ω=2，-COOH,C=CC4H10O属于醇，则取出-OH,余下部分为-C4H9,为丁基，有4种（口诀1-1-2-4-8）C4H6O2属于羧酸，则取出-COOH,余下部分为-C3H5,为丙烯基，有3种CH2=CH-CH2-,CH3-CH=CH-,CH2=C(CH3)-;【结论】酯的种类=醇的种类×羧酸的种类=4×3=12种【典例10】只有1个取代基，分子式为C10H14属于芳香烃的同分异构体(4种)先分类【解析】苯环上1个取代基C6H5--C4H9后分步苯基×丁基=1×4=4种【典例11】分子式为C11H16属于单取代芳香烃的同分异构体(8种)C6H5-C5H11等效氢法①同一碳原子上的氢原子等效。如CH4②同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。如新戊烷③位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。（镜面或中心对称）④位于等价位置上的碳原子上的氢原子等效。等效氢法判断有机物的一氯代物的种类【典例

】萘一氯代物种类2种①②【典例

】蒽一氯代物种类3种①②③【典例

】三联苯一氯代物4种①②

③

④【典例

】四联苯一氯代物5种①②

③

④⑤【典例】某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，该烃的分子式可以是（

）

A.C2H6B.C3H8C.C4H10D.C5H12【解析】（1）同一个碳原子上的氢原子是等效的;（2）同一个碳原子所连甲基上的氢原子是等效的;（3）处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。（4）所处环境相同的H原子等效。对称法(等效氢法)——计算1氯代物的同分异构体数目1种H2种H2种H2种H【典例】某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，该烃的分子式可以是（

）A.C2H6B.C3H8C.C4H10D.C5H12【解析】（1）同一个碳原子上的氢原子是等效的;（2）同一个碳原子所连甲基上的氢原子是等效的;（3）处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。（4）所处环境相同的H原子等效。AD对称法(等效氢法)——计算1氯代物的同分异构体数目1种H3种H4种HC【典例】【2014·全国Ⅱ】四联苯

的一氯代物有（）A．3种B．4种C．5种D．6种【典例】一氯并四苯（

）的同分异构体有______种【解析】（1）找对称轴

（2）统计1/4的H的种类

（3）几种H几种一氯代物3【典例】进行一氯取代后,下列有机物只能生成三种沸点不同的产物的烷烃是()A.(CH3)2CHCH2CH3B.(CH3CH2)2CHCH3

C.(CH3)3CCH2CH3D.(CH3)2CHCH(CH3)2C(CH3)2CHCH2CH3(CH3CH2)2CHCH3(CH3)3CCH2CH3(CH3)2CHCH(CH3)2【解析】分析每种分子中H的种类，等于一氯代物的种类即3种氢20246-二氯代物和一氯一溴代物的同分异构体（1）先分类后分步；（2）定一动一法、步数法等烷烃2Cl取代甲烷CH2Cl2乙烷C2H4Cl2丙烷C3H6Cl2丁烷C4H8Cl2种类1249烷烃ClBr取代CH2ClBrC2H4ClBrC3H6ClBrC4H8ClBr种类125121种C链，1-1;1-2,1-3,2-21种C链1-1;1-21种C链1-1;1-2记忆法：丙烷、4，5；丁烷，9、121种C链，1-1;1-2,（多2-1）1-3,2-2正四面体【方法技巧】二氯代物，可以用“定一动一法”进行判断【典例1】【13·全国Ⅱ

】分子式为C4H8Cl2的有机物共有（不含立体异构）（）A．7种B．8种C．9种D．10种

C方法先分类，后分步Cl定在1号C有4种Cl定在2号C有2种Cl定在1号C有3种Cl定在2号不再有C-C-C-CC-C-C-CCl丨丨Cl丨Cl丨Cl丨Cl丨ClCl丨丨ClC-C-C丨CC-C-C丨CCl丨丨Cl丨ClCl丨Cl丨先Cl-1后Cl-2；先Cl-2,后Cl-1是重复的先Cl-1后Cl-2；先Cl-2,后Cl-1是重复的1.(2019·全国卷Ⅱ·13)分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构)A.8种 B.10种C.12种 D.14种✔方法先分类，后分步Cl定在1号C有4种Cl定在2号C有4种Cl定在1号C有3种Cl定在2号1种C-C-C-CC-C-C丨CC-C-C丨CC-C-C-CCl丨Cl丨Cl丨Cl丨丨Br丨Br丨Br丨Br丨Br丨Br丨Br丨Br丨Br丨BrBr丨Br丨Cl-1Br-2与Br-1Cl-2；Cl-1,Br-3与Br-1,Cl-3不重复Cl-1Br-2与Br-1Cl-2不重复【10全国】C3H6Cl2的同分异构体数目为

（

）【16全国】C4H8Cl2的同分异构体数目为

（

）【19全国】C4H8ClBr的同分异构体数目为（

）【练习】4912【练习】二氯苯C6H4Cl2有（3）种同分异构体；则四氯苯C6H2Cl4有

种同分异构体3【距离法】二氯苯C6H4Cl2有2个Cl处于邻、间、对三种；【互换法】四氯苯C6H2Cl4和二氯苯C6H4Cl2有一一对应关系，相当于4H换成4Cl、2Cl换成2H，所以二氯代物和四氯代物数目相等。立方烷（C8H8）的一氯代物有1种，二氯代物有3种立方烷中所有H原子分别等效，故分子中有1种H，一氯代物有1种定1个Cl，距离其它原子有3种步数，故二氯代物有3种二氯代物的判断方法定一动一法、步数法一氯代物：等效H法立方烷分子中心对称AAAABBBBBB金刚烷的一氯代物有2种，二氯代物有6种（A为CH,B为CH2）分子中有2种H，所以一氯代物有2种ClAAABBBBBBClBBBBBCl将1个Cl定在A位置,距离其它原子有3种距离。将1个Cl定在B位置,距离其它原子有3种距离。二氯代物的判断方法：定一动一法、距离法、步数法一氯代物：等效H法只讨论B位置B同一C可有2Cl萘（C10H8）的一氯代物有2种，二氯代物有10种α-α型3种β-β型3种α-β型4种先分类后分步步数法不重复ααββββαα萘的一氯代物有α，β两种取代物的同分异构体立体结构二氯代物小结立体结构立方烷金刚烷萘一氯代物122二氯代物361020247-插入二价基团确定同分异构体数目（1）常见二价基团有-O-,-COO-，羰基等（2）步骤：先取出特殊部分：二价基团，再插入可能位置，即可统计或书写同分异构体【

首先】先写出4个C的碳骨架【典例】判断分子式为C4H10O的同分异构体的种类？醇类；基元法-C4H9有4种醚类：插入法-O-为二价基团【方法】先分类，后分步7种第一种碳骨架符合通式CnH2n+2O的为饱和一元醇或醚“酯类”的同分异构体：将特殊部分二价基团-COO-取出，插入C-C,C-H之间计算种类酯的分类甲酸酯类普通酯类H--C--C--C--H-COO--OOC-正插入为甲酸酯反插入为羧酸甲酸酯的种类=H的种类×1H--C--C--C--H-COO--OOC-酯基反插入为另一种酯酯的种类=不对称的C-C键的种类×2H--C--C--C--C--H-COO--OOC-酯的种类=对称的C-C键的种类×1酯的种类=H的种类×1+不对称的C-C键种类×2+对称的C-C键种类×1酯基正反插得到同一种酯酯基正插入为一种酯插入法计算“二价基团”的同分异构体【典例】分子式为C4H8O2的属于酯类的同分异构体数目？步骤（1）不饱和度Ω=1,（