同分异构体的书写及数目判断
同分异构体的书写及数目判断
同分异构体的书写及数目判断佚名【期刊名称】《高中数理化》【年(卷),期】2019(000)003【总页数】4页(P57-60)【正文语种】中文同分异构体是高考的命题热点，也是高考复习的重难点,更是考生容易丢分的点．全国卷高考考纲对有机化学必考部分要求如下:了解有机物的同分异构现象,能正确书写简单有机化合物的同分异构体．近几年高考试题主要考查同分异构体概念的辨析和同分异构体数目的判断．虽说试题考查难度适中,但解答这类问题时,学生往往出现遗漏和重复书写的问题,答题情况不理想．对同分异构体的种类、书写规律及数目判断进行总结,希望为有机化学必考部分的复习提供参考．1 同分异构体的类别1.1 碳链异构碳链异构是由于碳链骨架不同而产生的同分异构现象,如，CH3CH2CH2CH3与，烷烃同分异构体的书写是其他种类有机物同分异构体书写的基础．烷烃只存在碳链异构,一般采用“减碳法”书写同分异构体，即主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,排布由邻、对到间．以C6H14的同分异构体(不考虑立体异构)的书写为例说明:1) 确定碳链．① 先写直链C—C—C—C—C—C．② 减少1个碳原子,将其作为支链并移动位置、.③ 减少2个碳原子,将其作为1个或2个支链并移动位置、.从主链上取下来的碳原子数,不能多于或等于主链所剩部分．2)补写氢原子．根据碳原子形成4个共价键,补写各碳原子所结合的氢原子数．C6H14的同分异构体有以下5种:CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3,,,,.1.2 类别异构(即官能团异构)类别异构是由于官能团种类不同而产生的同分异构现象,例如，CH3CH2OH与CH3—O—CH3．可根据分子组成的通式判断类别异构的物质(见表1)．表1 常见有机物的类别及其组成通式组成通式可能的物质类别及典型实例CnH2n 单烯烃(CH2CHCH3)、环烷烃(H2CCH2CH2)CnH2n-2炔烃(CH≡C—CH2CH3)、二烯烃(CH2CHCHCH2)、环烯烃()CnH2n+2O饱和一元醇(C2H5OH)、饱和一元醚(CH3OCH3)CnH2nO醛(CH3CH2CHO)、酮(CH3COCH3)、烯醇(CH2CHCH2OH)、环醚(CHCH3OCH2)、环醇(CH2CH2CH—OH)CnH2nO2饱和一元羧酸(CH3COOH)、饱和一元酯(HCOOCH3)、羟基醛(HO—CH2—CHO)CnH2n-6O酚(H3COH)、芳香醚(O—CH3)、芳香醇(CH2—OH)1.3 位置异构位置异构是由于官能团位置不同而产生的同分异构现象,例如，CH3CH2CH2OH 与．利用官能团位移可解决官能团的位置异构问题,常用插入法和取代法2种处理方法．① 烯烃(插入法)：先写出可能的碳链形式(碳骨架),再将官能团(双键)插入碳链中(此法也可适用于炔烃、酯等).② 醇(取代法)：先写出碳骨架异构，即写出可能的碳骨架.后位置异构，移动官能团的位置.2 同分异构体的书写2.1 主次规则主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,排列由邻、对到间．2.2 有序规则一般按照“类别异构→碳链异构→位置异构”顺序书写,注意剔除重复部分并防止遗漏．1)先考虑类别异构,符合同一分子式的有机物可能有哪几类不同结构,确定先写哪一类有机物.2)在确定某一类具有相同官能团的有机物同分异构体时,应先考虑碳链异构.3)在同一官能团的基础上,再考虑官能团的位置异构．也可按照“碳链异构→位置异构→类别异构”顺序书写．2.3 简单的给定条件的同分异构体书写1)考虑限制条件:题目直接给定条件或通过性质推测含有的官能团.2)判断“残基”:对比分子式,扣除已有基团,判断“残基”(剩下的基团).3)组装目标物质:根据残基部分和指定的限制条件(已有基团),有序组装目标物质.4)检验书写结果:查看是否有重复和遗漏．例1 有机物,有多种同分异构体,其中属于酯且含有苯环结构的共有( ).A 3种;B 4种;C 5种;D 6种根据有机物属于酯,则应含有—COO—官能团．由于含有苯环,则取代基有以下4种:① —CH3和—OOCH; ②—OOCCH3;③ —CH2OOCH; ④—COOCH3．①有2个取代基,即为CH3—C6H4—OOCH的结构(—C6H4—为苯环),应有邻、间、对3种同分异构体．对于②、③、④分别对应C6H5—OOCCH3、C6H5—CH2OOCH、C6H5—COOCH3(C6H5—为苯环)．共有3+3=6种．故答案为D．变式分子式为C5H10O3的有机物与NaHCO3溶液反应时,生成C5H9O3Na;而与金属钠反应时生成C5H8O3Na2．则该有机物的同分异构体有________种(不考虑立体异构)．A 10;B 11;C 12;D 13分析题意可知，该有机物含有一个羟基(—OH)和一个羧基(—COOH)．扣除已有基团,则“残基”为“—C4H8—”．运用“定一移二法”(见“同分异构体数目判断的常见技巧”),先固定—COOH的位置不动,再移动—OH的位置,得到符合条件的同分异构体:, ,, ,(标号为—OH所处的位置)．故答案为C．若遇到苯环上有3个取代基时,可先定2个的位置关系是邻、间还是对,然后再对第3个取代基依次进行定位,同时要注意剔除与前面重复的情况．3 同分异构体数目判断的常见技巧3.1 等效氢法等效氢法(又称对称法),可用在判断某种结构的一元取代的同分异构体数目．等效氢有几种,其一元取代产物就有几种．等效氢法的判断可按如下原则进行:1)同一碳原子上的氢原子是等效的.例如,甲基(—CH3)的3个氢原子、亚甲基(—CH2—CH3)的2个氢原子分别是等效的．2)同一碳原子所连的甲基上的氢原子是等效的.例如,新戊烷[C(CH3)4]的4个甲基(—CH3)上的氢原子是等效的．3)处于轴对称位置或镜面对称位置上的氢原子是等效的.例如,正丁烷(CH3—CH2—CH2—CH3)结构左右对称,其只有两组等效氢,即2个甲基(—CH3)上的氢原子,2个亚甲基(—CH2—CH3)上的原子．例2 四联苯的一氯代物有( ).A 3种;B 4种;C 5种;D 6种据四联苯的结构简式分析,其有5种等效氢,所以它的一氯代物有5种．故答案为C．变式进行一氯取代反应后,只能生成3种沸点不同的有机产物的烷烃是( ).A (CH3)2CHCH2CH2CH3;B (CH3CH2)2CHCH3;C (CH3)2CHCH(CH3)2;D (CH3)3CCH2CH3生成3种沸点不同的有机物,说明此烷烃的一氯代物有3种同分异构体,逐项代入验证，如图1所示.图1故答案为D．3.2 基元法基元法(又叫烷基连接法),是指根据烷基同分异构体的数目,快速判断其与一价基团连接后同分异构体的数目．此法可快速判断饱和一元卤代烃、一元醇、一元醛和一元羧酸的同分异构体数目．此法的关键在于熟记常见烷基同分异构体的数目．甲基(—CH3)、乙基(—C2H5)、丙基(—C3H7)、丁基(—C4H9)、戊基(—C5H11)的同分异构体数目分别为1、1、2、4、8．例如,丁基(—C4H9)有4种,则一溴丁烷、丁醇、戊醛、戊酸都有4种．例3 分子式为C4H9Cl的有机物同分异构体的数目有( ).A 1种;B 2种;C 3种;D 4种分析如图2所示.图2故答案为D．变式分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物有( )(不考虑立体结构).A 3种;B 4种;C 5种;D 6种该有机物能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体,故含—COOH．题目可等价于求C4H9COOH同分异构体的数目．根据丁基(—C4H9)有4种,可推出C4H9COOH 有4种同分异构体．故答案为B．3.3 定一移二法定一移二法是指当有机物有2个取代基时,先固定一个取代基的位置,再移动另一取代基的位置,从而可确定同分异构体的数目．分析二元取代物时,先写出一元取代物的结构简式,再在一元取代物的基础上移动第二个取代基位置．注意位置不能重复计算．例4 分子式为C3H6Cl2的同分异构体共有(不考虑立体异构)( ).A 3种;B 4种;C 5种;D 6种依据二元取代物同分异构体的书写方法“定一移二法”：先固定①号氯原子不动,移动②号氯原子的位置;然后2个氯原子都移动,得到4种同分异构体:、、、,故答案为B．变式满足分子式为C4H8ClBr的有机物共有(不考虑立体异构)( ).A 10种;B 11种;C 12种;D 13种先分析碳骨架异构,分别为C—C—C—C与 2种情况,然后对 2 种碳骨架用“定一移二”的方法分析,其中,骨架C—C—C—C—C有、,共 8 种;骨架有、,共 4 种．合计8+4=12种．故答案为C．3.4 替代法替代法(又称换元法)是指当取代产物中的某2种原子(或基团)满足一定数量关系时,互换这两种原子(或基团)的位置,取代产物的同分异构体数目不变,即存在如下一般规律:有机物CxHaMb与CxHbMa具有相同数目的同分异构体．替代法适合用于讨论一个有机物取代基数目比较多的情况下的同分异构体数目,将其变换成取代基数目较少情况下的同分异构体进行思考．例如,判断四氯苯(C6H2Cl4)同分异构体的数目,可将H与Cl互换,变换成判断二氯苯(C6H4Cl2)同分异构体的数目．二氯苯有3种同分异构体,故四氯苯也有3种同分异构体．例5 生活垃圾焚烧过程中会产生剧毒物质二噁英,研究二噁英的形成机理及控制技术有重要意义．二噁英结构简式为,它的二氯代物有10种．则其六氯代物有( ).A 5种;B 10种;C 11种;D 15种二噁英分子式为C12H8O2,其二氯代物为C12H6Cl2O2有10种同分异构体．使用替代法,将Cl与H原子互换,可知二噁英的六氯代物C12H2Cl6O2也有10种同分异构体．故答案为B．变式合成立方烷()及其衍生物成为化学界关注的热点．立方烷经硝化可得到六硝基立方烷,其可能结构有________种(不考虑立体异构)．六硝基立方烷(C8H2(NO2)6)是立方烷(C8H8)的六元取代产物,讨论六元取代产物及其烦琐,根据替代法思想,可转换为讨论其二元取代产物二硝基立方烷(C8H6(NO2)2)的同分异构体数目．利用“定一移二法”可找出二硝基立方烷同分异构体数目为3种．故答案为3．3.5 插入法插人法是将官能团先提取出来,写出剩余部分的碳链结构,再利用对称规律找出可以插人官能团的位置,将官能团插入．注意对称位置不可重复插入．例6 分子式为C5H10O2,且能与NaOH溶液反应的有机物有________种(不考虑立体异构)．分子组成中含2个O原子且能与NaOH溶液反应,推出该物质为羧酸(含1个—COOH)或酯(含1个—COOR)．这两种官能团可视为带有—COO—结构．分子式C5H10O2中提出1个—COO—结构后,碳链剩下C4H10(丁烷)．故C5H10O2可视为C4H10结构中插入1个—COO—．首先,确定C4H10的同分异构体有正丁烷和异丁烷(碳链骨架分别对应图3和图4);其次,明确C4H10可以插—COO—的位置(C—C单键或C—H单键之间均可插入)．由图3可知,正丁烷有2种类型C—C单键(①②⑤)和2种类型C—H单键(③④);由图4可知,异丁烷有1种类型C—C 单键(⑤)和2种类型C—H单键(⑥⑦)．最后,确定同分异构体数目,一般一个C—C 或C—H单键的位置可插—COO—或—OOC—,得到2种不同结构,但处于对称中心的C—C单键(如②)只有一种情况(插入—COO—或—OOC—,得到同一种酯)．故符合酸或酯的结构有7×2-1=13种．答案为13．图3 正丁烷骨架图4 异丁烷骨架变式下列关于分子式为C4H8O2的有机物的同分异构体的描述错误的是( ).A 属于酯类的有4种;B 属于羧酸类的有2种;C 存在分子中含有六元环的同分异构体;D 既含有羟基又含有醛基的有3种分子式为C4H8O2的有机物有多种情况：① 含1个—COOR, ②含1个—COOH, ③含1个—CHO和1个—OH,④ 含2个O和1个环,……分情况讨论如下:若C4H8O2为酯,将—COO—先独立出来,碳链剩下C3H8,运用插入法可知其有4种同分异构体,故选项A正确．若C4H8O2为羧酸,将—COOH先独立出来,碳链剩下C3H8,运用插入法可知其有2种同分异构体,故选项B正确．分子中4个碳与2个氧可形成六元环,故选项C正确;若C4H8O2为含1个—OH和1个—CHO的有机物,将—OH和—CHO独立出来,碳链剩下C3H8,运用插入法可知其有5种同分异构体,故选项D错误．答案为D．。
(完整版)同分异构体的书写及数目判断
同分异构体书写及数目判断四川省旺苍中学杨全光 628200同分异构体的书写及数目确定是高考的必考点，通常有两种考查形式：一是以选择题的形式考查同分异构体的数目；二是以非选择题的形式考查某些具有特定结构的同分异构体的书写及数目判断。
一、同分异构体的书写先根据化学式写出通式进行物质类别判断后，书写时一定做到有序性和规律性。
1、降碳法（适用于烷烃）：书写时要做到全面避免不重复，具体规则为主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列由邻到间，碳满四价。
例1、写出分子式为C7H16的所有有机物的结构简式。
【解析】经判断，C7H16为烷烃。
第一步：写出最长碳链(只写出了碳，氢原子根据“碳满四价”补足)：（得到1种异构体）；第二步：去掉最长碳链中1个碳原子作为支链（取代基），余下碳原子作为主链，依次找出支链在主链中的可能位置(↓表示取代基连接在主链上碳的位置)，注意主链结构的对称性和等同性：（主链结构沿虚线对称，2与5、3与4处于对称位置，甲基连接在1或6将会和第一步中结构相同）；第三步：去掉最长碳链中的两个碳原子作为支链，出现两种情况：⑴两个碳原子作为2个支链（两个甲基）（主链结构沿3号碳原子对称，采取“定一移二”法〈先将一个甲基固定在2号碳原子后另一个甲基可能连接在2或3或4位置得到3种异构体，然后将固定在2号碳原子的甲基固定在3号碳原子上，则另一个甲基只能连接在3位置得到1种异构体〉将得到4种异构体）；⑵作为一个支链（乙基）（得到1种异构体）；第四步：去掉最长碳链中的3个碳原子作为支链，也出现两种情况：⑴作为三个支链（三个甲基）（得到1种异构体）；⑵作为两个支链（一个甲基和一个乙基）：不能产生新的同分异构体。
第五步：最后用氢原子补足碳原子的四个价键。
2、插入法（适用于烯烃、炔烃、酯、醚、酮类等）：所谓“插入法”是将官能团拿出，利用降碳法写出剩余部分的碳链异构，再找官能团（相当于取代基）在碳链上的位置（C和H原子间或C和C原子间），将官能团插入，产生位置异构。
重难点13 同分异构体的判断与书写-2019-2020学年高一化学重难点探究(人教版必修二)
2019-2020学年高一化学重难点探究（人教版必修二）重难点13 同分异构体的判断与书写方法探究1．同分异构体的种类、书写思路2．常用的同分异构体的推断方法(1)由烃基的异构体数推断判断只有一种官能团的有机物的同分异构体种数时，根据烃基的异构体数判断较为快捷。
如判断丁醇的同分异构体时，根据组成丁醇可写成C4H9—OH，由于丁基有4种结构，故丁醇有4种同分异构体。
(2)由等效氢原子推断碳链上有几种不同的氢原子，其一元取代物就有几种同分异构体。
一般判断原则：①同一种碳原子上的氢原子是等效的；②同一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。
(3)用替换法推断如一个碳碳双键可以用环替换；碳氧双键可以用碳碳双键替换并将氧原子移到他处；又如碳碳三键相当于两个碳碳双键，也相当于两个环。
不同原子间也可以替换，如二氯苯C6H4Cl2有3种同分异构体，四氯苯C6H2Cl4也有3种同分异构体。
(4)用定一移一法推断对于二元取代物同分异构体的判断，可固定一个取代基的位置，再改变另一个取代基的位置以确定同分异构体的数目。
3．同分异构体的书写口诀主链由长到短；支链由整到散；位置由心到边(一边走，不到端，支链碳数小于挂靠碳离端点位数)；排布由对到邻再到间；最后用氢原子补足碳原子的四个价键。
典例剖析例1 （2020·资中县第三中学高一月考）下列烷烃在光照下与氯气反应，能生成三种一氯代烃的是( ) A．CH3CH2CH2CH3B．C．D．答案C解析 A.分子结构中有两种化学环境不同的氢原子，则有两种一氯代物，故A错误；B.分子结构中有一种化学环境不同的氢原子，则有一种一氯代物，故B错误；C.分子结构中有三种化学环境不同的氢原子，则有三种一氯代物，故C正确；D.分子结构中有四种化学环境不同的氢原子，则有四种一氯代物，故D错误；综上所述，答案为C。
【点睛】同一个碳原子上的氢原子，为化学环境相同的氢原子，同一个碳上连接的甲基上的氢原子，也为化学环境相同的氢原子。
同分异构体的书写和数目判断
① 分子式相同: 相对分子质量相同, 分子式的通式相同, 最简式相同. ② 结构不同,即分子中原子的连接方式不同
可以是同一类物质，化学性质相似，而物理性质不同；
也可以是不同类物质,化学性质不同，物理性质也不同
注意：同分异构也存在于无机物中。如： CO(NH2)2与NH4CNO
O NH2 C NH2 NH4〔O
• f.饱和一元羧酸、饱和一元酯、羟基醛： 通式为CnH2nO2(n≥2) • g.酚、芳香醇、芳香醚:通式为 CnH2n-6O(n≥6) • h.葡萄糖与果糖；蔗糖与麦芽糖 NH2 • i.氨基酸（ ）与硝基化 合物（R′—NO2） • （4）烷烃同分异构体的书写是其他有机 化合物同分异构体书写的基础。
【解析】 A 选项没有常说的平面结构，B 选项 中甲基有四面体空间结构，C 选项氟原子代替苯中 1 个氢原子的位置仍共平面，D 选项氯原子代替乙 烯中氢原子的位置仍共平面。
1.(2011· 上海卷) β月桂烯的结构如下图所示，一分子该 物质与两分子溴发生加成反应的产物(只考虑位置异构)理论 上最多有( C ) A．2 种 C．4 种 B．3 种 D．6 种
练：写出分子式为C4H8的所有烃的同分异构体
烯烃 C C
C C
C C C C C
C C
C
C
C
添H！
C C C
环烷烃
C C
C
结构式为C2H5-O-CHO的有机物有多种 同分异构体,请写出含有酯基和一取代苯结构 的同分异构体
注：对于限定范围的书写或补写，解题时要看 清所限范围，分析已知的几个同分异构体的结 构特点。
【解析】注意联系1,3丁二烯的加成反应。
2.某烯烃氢化后得到的饱和烃是 该烃可能有的结构简式有( B ) A．1 种 C．3 种 B．2 种 D．4 种
构建思维模型突破限定条件下同分异构体的书写与数目判断
构建思维模型突破限定条件下同分异构体的书写与数目判断◎李金萍(江西省萍乡中学)注:江西省教育科学“十四五”规划2022年度课题“项目式教学促进学生化学实验深度学习的研究与实践”(项目编号:22PTZD038)研究成果。
近几年的全国理综化学卷选作36题涉及同分异构种类数及结构简式的书写。
限定条件下同分异构体的书写与数目判断一般从以下三块内容进行考查,见表一。
本文将5个必备的基础知识结合例题分析,构建了有机化合物同分异构体书写与数目判断的思维模型,并应用模型进行解题。
一尧必备知识熟悉常见限制性条件与官能团或结构特征的关系,能快速判断出有机物存在的官能团。
如:与NaHCO 3反应的物质,说明该有机物存在—COOH;与Na 2CO 3反应的物质,说明该有机物存在—COOH 或酚—OH;能与金属钠反应产生H 2,说明该有机物存在—OH、—COOH;能与NaOH 溶液反应,说明该有机物存在—COOH、酚—OH、—COO—、—X (卤素)中的任一种;能发生银镜反应,说明该有机物存在—CHO 或HCOO—;与FeCl 3发生显色反应,说明该有机物存在酚—OH;能发生水解反应,说明该有机物存在—COO—或—X(卤素)等。
等效氢指的是有机物结构中位置等同的氢原子,通过等效氢原子的种类和数目,可以快速确认有机物官能团及其剩余基团的位置。
等效氢一般包含以下三类:同一碳原子上的氢原子是等效的,同一碳原子上所连—CH 3上的氢原子是等效的,处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。
若该有机物中有且只有一种化学环境的氢原子,则考虑该有机物中含有的基团相同,并且基团的位置对称。
苯环上存在两个取代基时,存在3种同分异构体;苯环上存在三个相同取代基时,存在3种同分异构体;苯环上存在三个取代基,其中有两个取代基相同时,存在6种同分异构体;苯环上存在三个不相同的取代基时,存在10种同分异构体。
可以依据结构来计算有机物的不饱和度,Ω=1×双键数+2×三键数+1×脂环数+4×苯环数;也可以依据分子式C x H y 利用公式来计算有机物的不饱和度,Ω=2x +2-y 2或Ω=饱和氢数-已有氢数2。
同分异构体的书写和数目判断(知识点)
同分异构体的书写和数目判断1．同分异构体的特点——一同一不同(1)一同：分子式相同，即相对分子质量相同。
同分异构体的最简式相同，但最简式相同的化合物不一定是同分异构体，如C2H2和C6H6。
(2)一不同：结构不同，即分子中原子的连接方式不同。
同分异构体可以是同一类物质，也可以是不同类物质。
2．同分异构体的类型(1)碳链异构：如CH3CH2CH2CH3和。
(2)官能团位置异构：如CH3—CH2—CH2—OH和。
(3)官能团类别异构：如CH3—CH2—CH2—OH和CH3—CH2—O—CH3。
[典题示例]【示例2】(2016·浙江理综，10)下列说法正确的是()A．的一溴代物和的一溴代物都有4种(不考虑立体异构)B．CH3CH===CHCH3分子中的四个碳原子在同一直线上C．按系统命名法，化合物的名称是2,3,4－三甲基－2－乙基戊烷D．都是α－氨基酸且互为同系物解析A项，的一溴代物有4种，的一溴代物也有4种，正确；B项，根据乙烯的空间构型，CH3CH===CHCH3分子中的四个碳原子处于同一平面上，但不在同一直线上，错误；C项，按系统命名法规则，的名称为：2,3，4,4－四甲基己烷，错误；D项，均属α－氨基酸，但这两个有机物分子结构不相似，不互为同系物，错误。
答案A【规律方法】同分异构体数目的判断方法(1)记忆法：记住常见异构体的数目。
①凡只含一个碳原子的分子均无同分异构体。
②甲烷、乙烷、新戊烷、苯的一卤代物只有一种。
③丁烷、丙基(—C3H7)有2种，如丙烷的一氯代物有2种。
④戊烷有3种。
⑤丁基(—C4H9)有4种，如丁烷的一氯代物有4种。
(2)等效氢法。
①同一碳原子上的氢为等效氢。
②同一碳原子上所连“—CH3”为等效甲基，等效甲基中的所有氢为等效氢。
③处于对称位置的碳原子上的氢原子也为等效氢原子。
④有n种不同的等效氢，其一元取代物就有n种。
(3)先定后动法分析二元取代物的方法，如分析C3H6Cl2的同分异构体，先固定其中一个Cl的位置，移动另外一个Cl，从而得到其同分异构体：，共4种。
2019高考化学一轮复习专题突破同分异构体的书写及数目判断(含解析).doc
突破同分异构体的书写及数目判断李仕才知识梳理：1．同分异构体的书写规律(1) 烷烃：烷烃只存在碳链异构，书写时要注意全面而不重复，具体规则如下：(2) 具有官能团的有机物：一般按碳链异构→位置异构→官能团异构的顺序书写。
例：( 以C4H10O为例且只写出骨架与官能团)①碳链异构? C—C—C—C、②位置异构? 、、、③官能团异构? C—O—C—C—C、、C—C—O—C—C(3) 芳香族化合物：两个取代基在苯环上的位置有邻、间、对 3 种。
(4) 限定条件同分异构体的书写解答这类题目时，要注意分析限定条件的含义，弄清楚在限定条件下可以确定什么，一般都是根据官能团的特征反应限定官能团的种类、根据等效氢原子的种类限定对称性( 如苯环上的一取代物的种数、核磁共振氢谱中峰的个数等) ，再针对已知结构中的可变因素书写各种符合要求的同分异构体。
2．同分异构体数目的判断方法(1) 记忆法：记住一些常见有机物同分异构体数目，如①凡只含一个碳原子的分子均无异构体；②乙烷、丙烷、乙烯、乙炔无异构体；③4 个碳原子的烷烃有 2 种异构体，5 个碳原子的烷烃有 3 种异构体，6 个碳原子的烷烃有 5 种异构体。
(2) 基元法：如丁基有 4 种，则丁醇、戊醛、戊酸都有 4 种同分异构体。
(3) 替代法：如二氯苯(C6H4Cl 2) 有3 种同分异构体，四氯苯也有 3 种同分异构体( 将H 和Cl互换) ；又如CH4 的一氯代物只有 1 种，新戊烷C(CH3) 4 的一氯代物也只有 1 种。
(4) 等效氢法：等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法，其规律有：①同一碳原子上的氢原子等效。
②同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。
③位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。
专题训练题组一同分异构体数目的推断1．(2017·安徽江南十校联考)0.1 mol 某烃完全燃烧时生成30.8 g CO 2 和12.6 g H 2O，且能使酸性高锰酸钾溶液褪色，若其结构中只含有两个— C H3，则该物质的结构( 不考虑顺反异构) 最多有( )A．6 种 B ．8 种 C ．7 种 D ．10 种答案 B解析30.8 g CO 2 的物质的量为0.7 mol,12.6 g H 2O的物质的量为0.7 mol ，则该烃的分子式为C7H14，该分子能使酸性高锰酸钾溶液褪色，则该分子是烯烃，且其结构中只含有两个—CH3，最多有8 种同分异构体，分别是2- 庚烯、3- 庚烯、2- 甲基-1- 己烯、3- 甲基-1- 己烯、4- 甲基-1- 己烯、5- 甲基-1- 己烯、2- 乙基-1- 戊烯、3- 乙基-1- 戊烯， B 项正确。
同分异构体的书写及数目判断技巧总结
同分异构体的书写及数目判断技巧总结1．同分异构体的书写规律(1)烷烃：烷烃只存在碳链异构，书写时要注意全面而不重复，具体规则如下：(2)具有官能团的有机物：一般按碳链异构→位置异构→官能团异构的顺序书写。
例：(以C4H10O为例且只写出骨架与官能团)①碳链异构⇒C—C—C—C、②位置异构⇒③官能团异构⇒C—O—C—C—C、、C—C—O—C—C(3)芳香族化合物：两个取代基在苯环上的位置有邻、间、对3种。
(4)限定条件同分异构体的书写解答这类题目时，要注意分析限定条件的含义，弄清楚在限定条件下可以确定什么，一般都是根据官能团的特征反应限定官能团的种类、根据等效氢原子的种类限定对称性(如苯环上的一取代物的种数、核磁共振氢谱中峰的个数等)，再针对已知结构中的可变因素书写各种符合要求的同分异构体。
2．同分异构体数目的判断方法(1)记忆法：记住一些常见有机物同分异构体数目，如①凡只含一个碳原子的分子均无异构体；②乙烷、丙烷、乙烯、乙炔无异构体；③4个碳原子的烷烃有2种异构体，5个碳原子的烷烃有3种异构体，6个碳原子的烷烃有5种异构体。
(2)基元法：如丁基有4种，则丁醇、戊醛、戊酸都有4种同分异构体。
(3)替代法：如二氯苯(C6H4Cl2)有3种同分异构体，四氯苯也有3种同分异构体(将H和Cl互换)；又如CH4的一氯代物只有1种，新戊烷C(CH3)4的一氯代物也只有1种。
(4)等效氢法：等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法，其规律有：①同一碳原子上的氢原子等效。
②同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。
③位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。
典例分析1．与F()官能团的种类和数目完全相同的同分异构体有________种(不含立体结构)，其中核磁共振氢谱为4组峰，且峰面积之比为1∶2∶3∶4的是________________(写结构简式)。
答案8解析F中含有2个羧基，与F官能团种类和数目完全相同的同分异构体有，共8种。
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同分异构体的快速书写及数目判断同分异构体的书写及数目确定是高考的必考点，通常有两种考查形式：一是以选择题的形式考查同分异构体的数目；二是以非选择题的形式考查某些具有特定结构的同分异构体的书写及数目判断。
一、同分异构体的书写先根据化学式写出通式进行物质类别判断后，书写时一定做到有序性和规律性。
1、降碳法（适用于烷烃）：书写时要做到全面避免不重复，具体规则为主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列由邻到间，碳满四价。
例1、写出分子式为C7H16的所有有机物的结构简式。
【解析】经判断，C7H16为烷烃。
第一步：写出最长碳链(只写出了碳，氢原子根据“碳满四价”补足)：（得到1种异构体）；第二步：去掉最长碳链中1个碳原子作为支链（取代基），余下碳原子作为主链，依次找出支链在主链中的可能位置(↓表示取代基连接在主链上碳的位置)，注意主链结构的对称性和等同性：（主链结构沿虚线对称，2与5、3与4处于对称位置，甲基连接在1或6将会和第一步中结构相同）；第三步：去掉最长碳链中的两个碳原子作为支链，出现两种情况：⑴两个碳原子作为2个支链（两个甲基）（主链结构沿3号碳原子对称，采取“定一移二”法〈先将一个甲基固定在2号碳原子后另一个甲基可能连接在2或3或4位置得到3种异构体，然后将固定在2号碳原子的甲基固定在3号碳原子上，则另一个甲基只能连接在3位置得到1种异构体〉将得到4种异构体）；⑵作为一个支链（乙基）（得到1种异构体）；第四步：去掉最长碳链中的3个碳原子作为支链，也出现两种情况：⑴作为三个支链（三个甲基）（得到1种异构体）；⑵作为两个支链（一个甲基和一个乙基）：不能产生新的同分异构体。
第五步：最后用氢原子补足碳原子的四个价键。
2、插入法（适用于烯烃、炔烃、酯、醚、酮类等）：所谓“插入法”是将官能团拿出，利用降碳法写出剩余部分的碳链异构，再找官能团（相当于取代基）在碳链上的位置（C和H原子间或C和C原子间），将官能团插入，产生位置异构。
书写要做到思维有序，如按照碳链异构→位置异构→官能团异构的顺序书写，也可按照官能团异构→碳链异构→官能团位置异构的顺序书写，不管按照哪种方法书写都必须注意官能团结构的对称性和官能团位置的等同性，防漏写和重写。
碳链异构：碳骨架（碳原子的连接方式）不同而产生的异构现象。
如书写C5H10O的醛的同分异构体时，将官能团—CHO拿出，利用降碳法写出剩余四个碳的碳链异构，再找—CHO在碳链上的位置，将其插入，产生位置异构。
由得到CH3CH2CH2CH2CHO（戊醛）与CH3CHCH（CH3）CHO(2-甲基丁醛)；由得到（CH3）3CHCHO (2，2-二甲基丙醛)与（CH3）2CHCH2CHO(3-甲基丁醛)。
官能团位置异构：由于官能团在碳链或碳环上的位置不同而产生的异构现象。
如书写C3H8O的醇的同分异构时易得到CH3CH2CH2OH（1-丙醇）和CH3CH（OH）CH3(2-丙醇)两种同分异构体；书写C4H8的烯烃同分异构时易得到CH3CH2CH=CH2和CH3CH=CHCH3（CH3）2C=CH2三种同分异构体。
官能团异构：由于官能团的种类不同而产生的异构现象。
如C2H6O符合饱和一元醇和饱和醚的通式C n H2n+2O，书写C2H6O的同分异构体时应考虑—OH和两种官能团，易得到CH3CH2OH（乙醇）和CH3OCH3（二甲醚）两种同分异构体。
考虑官能团异构主要有以下几种情况，烯烃～环烷烃，二烯烃～炔烃，饱和一元醇～醚，饱和一元醛～酮，饱和一元羧酸～酯，芳香醇～芳香醚～酚，硝基化合物～氨基酸，葡萄糖～果糖，蔗糖～麦芽糖。
如，CH3CH2COOH（丙酸）与CH3COOCH3（乙酸甲酯）是同分异构体，但淀粉和纤维素由于n不等，所以不是同分异构体。
例2、写出A()属于酯类化合物且分子结构中含有苯环的同分异构体的结构简式。
【解析】依据题意不难发现符合条件的是芳香酯。
将酯基拿出后剩余部分为，结构中能插入的有4类碳氢键和1类不对称的碳碳键。
将COO插入四类碳氢键（1、2、3、4处），形成四种同分异构体：将插入不对称的碳碳键（5处）形成二种同分异构体：注意：酯基COO是不对称结构，两边连接的基团对调，结构会发生改变，所以插入C－H键中可以形成羧酸和甲酸酯；插入不对称的C－C键中能形成两种酯，而插入对称的C－C键中则只能形成一种酯。
例3、分子式为C6H10属于炔烃（不考虑环状）的同分异构体有多少种？【解析】将碳碳叁键拿出，剩余部分碳链C4H10有两种结构如下：因碳碳叁键结构对称，插入每类C－H键或C－C键只形成一种炔烃。
将插入四类C－H键（1、2、3、4处）得4种炔烃，插入三类C－C键（5、6、7 16 752 3 4CH3CH3—CH2—CH2—CH3CH3—CH—CH3处）得3种炔烃，总共有7种同分异构体。
例4、烷烃CH 3CH 3CH 3CH 3CH CH CH C C H 3CH 3C 2H 5是烯烃R 和１mol H 2发生加成反应的产物，则R 可能的结构简式有（ ）A ．4种B ．5种C ．6种D ．7种【解析】由烯烃R 与１mol H 2加成生成烷烃知烯烃R 结构中只有一个碳碳双键，现从烷烃CH 3C H 3C H 3C H 3C H C H C H C C H 3C H 3C H 2C H 3123456结构入手，1～6位置相邻的两碳原子各去一个H 引入双键，得到六类碳碳双键，即R 有6种同分异构体，选C 。
注意：烯烃催化加氢后得到烷烃，其特点是双键两端的碳原子各加上一个H ，碳碳双键变为碳碳单键而碳链不变。
反过来，烷烃相邻的两碳原子各去一个H 就能形成烯烃，关系如图， C C C C H H-2H +2H，炔烃与烯烃类似。
总结：下表列举了用“插入法”产生的几种常见的类别异构，以供参考通式 实例 提出的官能团剩余部分的碳链异构 插入位置 形成类别异构 和同分异构数 C n H 2n+2O C 4H 10O —O — 1 CH 3 CH 3—CH 2—CH 2—CH 3 CH 3—CH —CH 3 2 3 4 7 6 5 C 和H 原子间醇4种，插入每类C －H 键各只有一种 C 和C 原子间 醚3种，插入每类C －C 键各只有一种C n H 2n O C 5H 10O 1 CH 3 CH 3—CH 2—CH 2—CH 3 CH 3—CH —CH 3 2 3 4 7 6 5 C 和H 原子间 醛4种，插入每类C －H 键各只有一种C 和C 原子间 酮3种，插入每类C－C 键各只有一种C n H 2n O 2 C 5H 10O 2 C O O 1 CH 3 CH 3—CH 2—CH 2—CH 3 CH 3—CH —CH 3 2 3 4 7 6 5 C 和H 原子间 羧酸4种，插入每类C －H 键各只有一种C 和H 原子间 甲酸酯4种，插入每类C －H 键各只有一种C 和C 原子间 酯5种，插入每类不对称的C －C 键形成两种酯，插入每类对称的C －C 键只形成一种酯C n H 2n —2 C 6H 10 1 CH 3 CH 3—CH 2—CH 2—CH 3 CH 3—CH —CH 3 2 3 4 7 6 5 C 和H 原子间 和C 和C 原子间炔烃7种，插入每类C－H 键和C －C 键各只有一种3、取代法（适用于卤代烃、醇、醛、羧酸等）：书写分子式为C5H12O的同分异构体，其书写思路如下：（1）先不考虑分子式中的氧原子，写出C5H12的同分异构体，共有三种碳链结构：（I）、(II)、(III)。
（2）再考虑羟基（醇）官能团异构，则碳链结构式（I）有三种同分异构体：、、。
碳链结构式（II）有四种同分异构体：、、、。
碳链结构式（III）只有一种同分异构体：（3）然后考虑醚基官能团，则碳链结构式（I）有两种同分异构体：CH3―O―CH2―CH2―CH2―CH3、CH3―CH2―O―CH2―CH2―CH3。
碳链结构式(II)有三种同分异构体：、、。
碳链结构式(III)只有一种结构：。
二、同分异体数目的确定方法1、基元（烃基数目）法：甲基、乙基、丙基分别有1、1、2种结构。
丁基有4种结构，则丁醇、戊醛、戊酸、一氯丁烷等都有四种同分异构体。
例5、分子式为C4H10O并能与金属钠反应放出氢气的有机化合物有( )A．3种B．4种C．5种D．6种【解析】有机物C4H10O与Na反应放出氢气，判断出它是饱和一元醇C4H9－OH。
该醇的同分异构体看作是－OH取代了C4H10上的一个H，写出C4H10的两种同分异构体如图1：用－OH 取代图1中的1、2、3、4位四类H 得到该醇的四种同分异构体，选B 。
2、替代法：若烃分子中有n 个氢原子，则其m 元氯代物与（n-m ）元氯代物的同分异构体数目相同。
如二氯苯(C 6H 4Cl 2)有三种同分异构体，四氯苯也有三种同分异构体(将H 替代Cl)；又如CH 4的一氯代物只有一种，新戊烷[C(CH 3)4]的一氯代物也只有一种。
例6、 已知分子式为C 12H 12的物质A 的结构简式为CH 3CH 3， A 苯环上的二溴代物有九种同分异构体，由此推断A 苯环上的四溴代物的同分异构体有（ ）种。
A.6B. 7C. 8D. 9【解析】二溴代物的苯环上有2个Br ，4个H ，若把二溴代物的2个Br 换为2个H ，4个H 换成4个Br ，恰好为四溴代物，与二溴代物结构相当，故四溴代物的同分异构体也必有9种，选D 。
烃的醛化反应。
由乙烯制丙醛的反应为CH 2=CH 2+CO+H 2 催化剂CH 3CH 2CHO 。
由化学式为C 4H 8的烯烃进行醛化反应，得到的醛的同分异构体可能有（ ）A ．2种B ．3种C ．4种D ．5种【解析】要注意题目本身所带的信息，从给出烯烃的醛化反应信息来看，烯烃C 4H 8发生醛化反应生成C 5H 10O ，该醛可进一步表示为C 4H 9－CHO ，只要分析－CHO 取代C 4H 10的不同等效氢就可以，共四种选C 。
三、感悟与提升1、下列烷烃中，进行一氯取代反应后，只能生成三种沸点不同的产物的是（ ）A ．(CH 3)2CHCH 2CH 2CH 3B ．(CH 3CH 2)2CHCH 3C ．(CH 3)2CHCH(CH 3)2D ．(CH 3)3CCH 2CH 32、分子式为C 10H 20O 2的有机物A ，能在酸性条件下水解，生成有机物C 和D ，且C 在一定的条件下可转化为D ，则A 的可能结构有（ ）A ．2B ．3C ．4D ．53、C 8H 8分子呈正六面体结构,如图所示，因而称为“立方烷”，它的六氯代物的同分异构体共有（ ）种A ．3B ．6C ．12D ．244、下列化学式所表示的化合物中，具有两种或两种以上同分异构体的有（ ）A ．CH 2O 2B ．CH 2Cl 2C ．C 7H 8OD ．C 2H 5NO 25、下列各对物质：①葡萄糖，甘油；②蔗糖，麦芽糖；③淀粉，纤维素；④氨基乙酸，硝基乙烷；⑤苯甲醇，2－甲基苯酚。