高中化学第3章　提升课4　限定条件下同分异构体的书写与判断

提升课4限定条件下同分异构体的书写与判断［核心素养发展目标］1.掌握官能团异构及其书写方法。2.掌握限定条件下同分异构体的书写。一、官能团异构及书写步骤1.常见的官能团异构(1)单烯烃——环烷烃，通式：CnH2n(n≥3)。(2)炔烃——二烯烃，通式：CnH2n-2(n≥4)。(3)饱和一元醇——饱和一元醚，通式：CnH2n+2O(n≥2)。(4)醛——酮、烯醇、环醚、环醇，通式：CnH2nO(n≥3)。(5)羧酸——酯、羟基醛、羟基酮，通式：CnH2nO2(n≥3)。(6)酚——芳香醇、芳香醚，通式：CnH2n-6O(n≥7)。(7)硝基烷——氨基酸，通式：CnH2n+1NO2(n≥2)。2.官能团异构的书写步骤先确定物质类别，然后分类书写。书写时先写碳架异构，再写位置异构。例如：写出C5H12O的所有的同分异构体，满足C5H12O分子式的有机物可能是或。

(1)若官能团为—OH时在3种碳骨架中，共有8个位置，8种结构(熟记—C5H11共有8种结构，可省去书写过程)。(2)若官能团为(醚键)时，可采用插键法。醚键可以理解为在C—C单键之间插入氧原子，如：，，，共6种结构。所以分子式满足C5H12O的同分异构体共8+6=14种。(1)分子式为C5H10O2的有机物按官能团分类可能属于哪些类别？(2)C5H10O2的羧酸类同分异构体有几种？说说你的思路(不考虑立体异构)。(3)C5H10O2的酯类同分异构体有几种？说说你的思路(不考虑立体异构)。回答下列问题。(1)同碳原子数的单烯烃、环烷烃互为同分异构体，如分子式为C3H6属于烯烃的同分异构体为(写结构简式，下同)，属于环烷烃的同分异构体为。

(2)同碳原子数的饱和一元醇和醚互为同分异构体。如分子式为C3H8O属于醇的同分异构体为，属于醚的同分异构体为。

(3)同碳原子数的醛、酮、烯醇、环醚、环醇互为同分异构体(已知羟基与碳碳双键相连时不稳定)。分子式为C3H6O属于醛、酮、烯醇、环醚、环醇的同分异构体分别为、

、、

、。

(4)同碳原子数的羧酸、酯、羟基醛、羟基酮互为同分异构体。分子式为C3H6O2属于羧酸、酯、羟基醛、羟基酮的同分异构体分别为、

、、

。

(5)通式符合CnH2n-6O(n≥7)的酚、芳香醇、芳香醚互为同分异构体。分子式为C7H8O属于酚、芳香醇、芳香醚的同分异构体分别为、、。

二、限定条件下同分异构体的书写及判断1.常见的限制条件(1)以官能团特征反应为限制条件反应现象或性质思考方向(有机物中可能含有的官能团)溴的四氯化碳溶液褪色、

酸性高锰酸钾溶液褪色、

、、

等

遇氯化铁溶液显紫色、浓溴水产生白色沉淀生成银镜或砖红色沉淀或

或

与钠反应产生H2或

与碳酸氢钠反应产生CO2只有2个氧原子且能发生水解反应(酯基)既能发生银镜反应又能水解，且只有2个氧原子甲酸某酯()能发生催化氧化，产物能发生银镜反应(2)以核磁共振氢谱为限制条件①有几组峰就有几种不同化学环境的氢原子。②根据其峰面积比可判断有机物中不同化学环境氢原子的最简比例关系。③若有机物分子中氢原子个数较多但吸收峰的种类较少，则该分子对称性高或相同的基团较多。2.隐含的限制条件——有机物分子的不饱和度不饱和度思考方向Ω=11个双键或1个环Ω=21个三键或2个双键或1个环和1个双键Ω=33个双键或1个双键和1个三键或一个环和两个双键等Ω≥4考虑可能含有苯环特别提醒有机物分子中卤素原子(—X)以及—NO2、—NH2等都视为H原子。3.限定条件下同分异构体的书写步骤第一步：依据限定条件，推测“碎片”(原子、基团)的结构；第二步：摘除“碎片”，构建碳骨架；第三步：按照思维的有序性组装“碎片”，完成书写。例符合下列要求的的同分异构体共有种。

①属于芳香族化合物②能与银氨溶液反应产生光亮的银镜③能与NaOH溶液反应分析思路第一步：确定有机物的类别，找出该有机物常见的类别异构体(可以结合不饱和度)。技巧：原题有机物属于羧酸类，与羟基醛、酯互为类别异构体。第二步：结合类别异构体和已知限定条件确定基团和官能团(核心步骤)。与银氨溶液与NaOH溶液备注注意细节乃做题制胜法宝羧酸×√-羟基醛√苯酚√醇羟基与NaOH溶液不反应，但酚羟基可以酯甲酸酯√√一般酯与银氨溶液不反应，但甲酸酯可以综上所述，符合本题条件的有两大类：①羟基醛［(酚)—OH，—CHO］；②甲酸酯(—OOCH)。第三步：按类别去找，方便快捷不出错。①若为羟基醛［(酚)—OH，—CHO］，则还剩余一个碳原子，分两种情况讨论：若苯环有两个侧链，此时—CH2—只能和醛基一起，有邻、间、对3种结构；若苯环有三个侧链，则为—OH、—CHO、—CH3，苯环连接三个不同的取代基，有10种结构。②若为甲酸酯(—OOCH)：则用—OOCH取代甲苯上的氢原子，有4种结构。第四步：符合要求的同分异构体共17种。1.分子式为C5H9ClO2，且能与NaHCO3溶液反应放出气体的有机物(不考虑立体异构)共有()A.10种 B.11种C.12种 D.13种2.［2024·吉林，19(4)］D()的同分异构体中，与D官能团完全相同，且水解生成丙二酸的有种(不考虑立体异构)。

3.写出同时满足下列条件的E()的一种同分异构体的结构简式：。

Ⅰ.核磁共振氢谱有4组峰；Ⅱ.能发生银镜反应和水解反应；Ⅲ.能与FeCl3溶液发生显色反应。

答案精析一、2.醇醚深度思考(1)羧酸、酯、羟基醛、羟基酮等。(2)方法一：C5H10O2可以看成C4H9—COOH，丁基有4种结构，故C5H10O2有4种同分异构体。方法二：可以看成—COOH取代了C4H10中一个H的位置。先写碳架异构C—C—C—C、，再写位置异构、，共4种。(3)方法一：插入法酯可以理解为在左、右两边分别插入氧原子，可以先写出酮，再插入氧原子，如、、、注意：若在链端，只能在一边插入氧原子，另外要注意对称性，此法对含苯环类的同分异构体判断非常有效。方法二：组合法酯可以看成由酸和醇组合而成的，分别计算酸和醇的种类，得出酯的种类。酸及其同分异构体数目醇及其同分异构体数目酯的同分异构体数目甲酸1种丁醇4种4种乙酸1种丙醇2种2种丙酸1种乙醇1种1种丁酸2种甲醇1种2种故C5H10O2的酯类同分异构体共4+2+1+2=9种。应用体验(1)CH2CH—CH3(2)CH3CH2CH2OH、CH3OCH2CH3(3)CH3CH2CHOCH2CH—CH2—OH(或)(4)CH3CH2COOHHCOOC2H5(或CH3COOCH3)HO—CH2—CH2—CHO(或)(5)(或或)二、1.(1)碳碳双键碳碳三键碳碳双键碳