《同分異構(gòu)體》專題訓(xùn)練含答案解析

1、同分異構(gòu)體專題訓(xùn)練【知識準備】S基本概念和知識要點1.同分異構(gòu)現(xiàn)象：化合物具有相同分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)式的現(xiàn)象。具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱 為同分異構(gòu)體。2中學(xué)有機化學(xué)中主要涉及的同分異構(gòu)現(xiàn)象有（1）碳架異構(gòu)（2）位置（官能團位置）異構(gòu)（3）類別異構(gòu)（又 稱官能團異構(gòu)）?！纠?1】有下列各組物質(zhì):(DNHiCNO 與 C0(NH2)2CuSO< 3H20 與 CuSO< 5H20 H,SiO,與 Si(OH)<CHj其中兩者互為同分異構(gòu)體的組是Cr（H20）<Cl2Cl2比0與Cr sCllCb譏0比0與D20淀粉與纖維素乜與%CH3 HCH? CH3CHj-C-C

2、H2-C-CH 與 CHj-C-CHa-C-H CH3 CH3CHj 生3 簡析同分異構(gòu)現(xiàn)象不只是存在于有機物中，它廣泛存在于化合物中。同時，學(xué)習中還要從概念上辨析同 素異形體（單質(zhì)間）、同位素（原子間）、同系物（有機物間），甚至同一物質(zhì)（的不同表達形式）。答案®【講練互動】二、判斷書寫和綜合考查（一）官能團由少到多，突出有序書寫和方法遷移【例2】液晶是一種新型材料。MBBA是一種研究得較多的液晶化合物。它可以看作是由醛A和胺B去水縮 合的產(chǎn)物。nY>CH2CH2CH2CHJ (MBBA)NHch3ch2ch2ch2（醛A）（胺B）對位上有一GHg的苯胺可能有4種異構(gòu)體，它們是

3、: ch3ch2ch2ch2nh2、（CH3）2CHCH2（2）醛A的異構(gòu)體甚多，其中屬于酯類化合物且結(jié)構(gòu)式中有苯環(huán)的異構(gòu)體就有6種.它們是：、一、o簡析（1）烷炷同分異構(gòu)體（碇架異構(gòu)）的有序書寫方法為：主鏈由長到短，支鏈由整到散，位置由邊到心, 排列由對到鄰到間它是同分異構(gòu)體書寫的基礎(chǔ)。此外，記憶常見烷基的同分異構(gòu)體數(shù)目：甲基1種、乙 基1種.丙基（一C：屁）2種、丁基（一C（HJ4種，對同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷有很大便利。（2）對于痊的衍生物 的同分異構(gòu)體的書寫也要特別強調(diào)借用碳架異構(gòu)方法.結(jié)合官能團特點有序書寫，借助“碳四價原則”補 足氫原子完成結(jié)構(gòu)簡式。此外，審題時還要注意條件的限制。.c

4、h3答案 C% CH2 CH-<OhH2 CH3 - C卜皿：ch3ch3 _zo夕O c och3 ch3c HCO HC O（2）CH*夕。 HC-O-CH2- H-C- 0-Q>-CH3CH3【例3】某有機物的結(jié)構(gòu)簡式為0,它的同分異構(gòu)體中厲于芳香醇的共有頁腳A. 3 種B. 4種C. 5種D. 6種簡析本題可先借助不飽和度（Q）來快速判斷苯基外的基團是飽和，再按照書寫方法有序書寫即可。選擇題也可用（為輕基的位置，©©為一CH,的位置）來判斷。答案C【例4】紅色基B （2-氨基-5-硝基苯甲瞇）的結(jié)構(gòu)簡式如圖，它主要用于棉纖維 織物的染色，也用于制一些有機

5、顏料，若分子式與紅色基B相同，且氨基（一氏氏） 與硝基（一70J）直接連在苯環(huán)上并呈對位時的同分異構(gòu)體數(shù)目（包括紅色基B） 為（）A. 2 種 B. 4 種 C. 6 種 D. 10 種nh2簡析芳香醇、芳香駆、酚可形成類別異構(gòu)，常按類別異構(gòu)一碳架異構(gòu)一位置異構(gòu)順序書寫，也可按照碳 架異構(gòu)一位置異構(gòu)一類別異構(gòu)的順序書寫，不管按哪種方法書寫都必須防止漏寫和重寫。本題的10種結(jié)構(gòu) 為芳香瞇2種、芳香醇2種、酚6種（見下面的示意圖）。CU2OH1)組成通式可能的類別組成通式可能的類別CnH2n> n 2 3烯姪環(huán)烷姪CnHfiO 9飽和一元醛.酮、烯醇等CnHjji-zt n24塊燒二烯姪環(huán)烯

6、煙CJijnOjt n2飽和一元竣酸、酯.坯基醛等CJimzO. n 二2飽和一元醇與醛CnHwiNO” nM2硝基化合物氨基酸CnH2n-«0» n 二 7芳香醉.芳香醸、酚G(H皿單糖間或二糖間等答案D附錄：常見的有機物類別異構(gòu)有:【例5對于化學(xué)式為的二元醇，其主鏈為4個碳原子的同分異構(gòu)體有 （）A. 4種B. 5種C. 6種D. 7種簡析對于多官能團的同分異構(gòu)體的書寫常采用“定一動一”的方法保證不漏不重。當然本題還要注意官 能團對碳鏈的特殊要求（注：當前試題隱形條件日趨增多），用碳架分析如下（其中數(shù)字表示在此條件下 另一輕基位置）。CxcCI|cccccccccccC

7、騙扁 乩答案D【例6】據(jù)報道，2002年10月26日俄羅斯特種部隊在解救人質(zhì)時，除使用了非致命武器芬太奴外，還作 用了一種麻醉作用比嗎啡強100倍的氟烷，已知氟烷的化學(xué)式為QHClBrFj,則沸點不同的上述氟烷有A. 3種 B. 4種 C. 5種 D. 6種簡析本題除了 “定一動一”的方法外，若采用'換元法”可簡化思維過程，即C.HCIBrE可看作C2F6被一H、一 C1、一 Br取代的產(chǎn)物，請你參照例5繼續(xù)往下分析。答案B【練習1】烷基取代苯可以被酸性KMMh溶液氧化生成O"C00H,但若烷基r中直接與苯環(huán)連接的碳原子上沒有CH鍵，則不容易被氧化得到現(xiàn)有分子式是5弘的一烷基

8、取代苯，已知它可以被氧化成為O-00011的異構(gòu)體共7種，其中的3種是：OCH2CH2CH2CH£Eh0WCH2C叱些扣CH咖。請寫出其他4種的結(jié)構(gòu)簡式：?！揪毩?】在GHA中N原子以三個單鍵與其它原子相連接，它具有的同分異構(gòu)體數(shù)目為（）A. 2種B. 3種C. 4種D. 5種【練習3】主鏈上有4個碳原子的某種烷疼，有兩種同分異構(gòu)體，含有相同碳原子數(shù)且主鏈也有4個碳原 子的單烯痊的同分異構(gòu)體有（）兒5種B. 4種C. 3種D. 2種D. 6種【練習4】已知GHuOH有8種同分異構(gòu)體，則分子式為CsHicO的醛有種，分子式為GH2的竣酸有種，分子 式為CHG的酯有種。C和E都不能發(fā)生銀

9、鏡反應(yīng)。A的結(jié)構(gòu)可能有A. 2種B. 3種C. 4種【練習6】某芳香族有機物的分子式為C02,它的分子（除苯環(huán)外不含其他環(huán)）中不可能有（）A.兩個輕基B. 一個醛基C.兩個醛基D. 一個竣基【練習7 （1）乙酸苯甲酯對花香和果香的香韻具有提升作用，故常用于化妝品工業(yè)和食品工業(yè)。乙酸苯甲 酯有很多同分異構(gòu)體，含有酯基和一取代苯結(jié)構(gòu)的同分異構(gòu)體有五個，其中兩個的結(jié)構(gòu)簡式分別是下圖的 A、B：（乙酸苯甲酯）請寫出另外三個同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：（2）香豆素是廣泛存在于植物中的一類芳香族化合物，大多具有光敏性，有的還具有抗菌和消炎作用。在COOHOCH3<B>詳見2006卷,中間產(chǎn)物（B）有

10、多種同分異構(gòu)體，其中一類同分異構(gòu)體是苯的二取代物，且水解后生成 的產(chǎn)物之一能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。這類同分異構(gòu)體共有【練習8 2000年，國家藥品監(jiān)督管理局發(fā)布通告暫停使用和銷售含苯丙 CH-CHCHj醇胺的藥品制劑。苯丙醇胺（英文縮寫為PPA）結(jié)構(gòu)簡式如右圖：I I 3CHCHCH,°H NH2其中一代表苯基。苯丙醇胺是一種一取代苯，取代基是OH NH2 。（l）PPA的分子式是：（2）它的取代基中有兩個官能團，名稱是基（請?zhí)顚憹h字）。kCHCHCHjOH NH2<I>CHCHCH3<!>CHCH2ch2OHNH2將一、ILN. H0在碳鏈上的位置作變換，可以寫出多

11、種同分異構(gòu)體，其中5種的結(jié)構(gòu)簡式是:nh2 oh請寫出另外4種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式（不要寫出一0H和一NH2連在同一個碳原子上的異構(gòu)體；寫出多于4 種的要扣分）：（二）空間結(jié)構(gòu)由線到面到體，突出空間想象和融會貫通【例7】某化合物的分子式為GHnCl,分析數(shù)據(jù)表明：分子中有兩個一CH,兩個一CH?、一個一$H和一 個一C1,它的可能的結(jié)構(gòu)有（）種（本題不考慮對映異構(gòu)體）A. 2B. 3C. 4D. 5簡析對于指定取代基的同分異構(gòu)體的書寫，常用"先難后易”（即先定四價、三價基團，再上二價基團， 最后補一價基團）來突破。本題先寫出如下碳架，后補上一價基團，在此過程中要充分注意結(jié)構(gòu)的等效/

12、對稱性，示意圖中©為一C1位置，另外2個價鍵連接一CH“_II 一 CH2-CH-CH2 -一 CH-CHqCH2 一答案C【例8】已知甲苯的一氯代物有4種，則甲苯與氫氣完全加成后的產(chǎn)物的一氯化物應(yīng)該具有的種類數(shù)是（）A. 2種B. 4種C. 5種D. 7種簡析本題除了要充分利用的對稱/等效性，還要注意甲苯加氫后與甲基相連的碳上也有氫原子，也能被 C1取代。答案C【例9】（1）已知化合物BNH6 （硼氮苯）與GHf,（苯）的分子結(jié)構(gòu)相似（如左下圖），則硼氮苯的二氯取代物 BNHCL的同分異構(gòu)體的數(shù)目為（）（2）已知化合物ACC.Si JU與立方烷（GHJ的分子結(jié)構(gòu)相似（如右下圖），則

13、GSiHn的二氯代物的同分異構(gòu)體數(shù)目為A. 3B. 4C. 5D. 6六元環(huán)組看作是4 過“定一 為另一簡析將平面結(jié)構(gòu)的“定一動一”同分異構(gòu)體書寫方法遷移到立體結(jié)構(gòu)。答案B (2) B【例10】金剛烷（CwHQ是一種重要的脂環(huán)烷坯，它可以看作是4個等同的 成的空間結(jié)構(gòu)，若已知一氯金剛烷有2種結(jié)構(gòu)，則二氯金剛烷的種類有（）A. 4種B. 6種C8種D. 10種簡析根據(jù)“一氯金剛烷有2種結(jié)構(gòu)S利用對稱/等效性理解“可 個等同的六元環(huán)組成的空間結(jié)構(gòu)”（空間結(jié)構(gòu)要求比較高），通 動一”的基本方法解決非常規(guī)試題。分析示意圖如下（一 C1位置）：答案B【練習9】有兩種不同的原子團一X、-Y.若同時分別取代

14、甲苯苯環(huán)上的兩個氫原子，生成的同分異體的 數(shù)目是（）A. 10 種B. 9 種C. 6 種D. 4 種【練習10】已知A為CH),其苯環(huán)上的二澳代物有種，苯環(huán)上的四謨代物有種?！揪毩?1】已知1.2,3 三苯基環(huán)丙烷的3個苯基可分布在環(huán)丙烷環(huán)平面的上下，因此有如下2個異構(gòu)體。申環(huán)用鍵妊示，c、H1M子都末畫出據(jù)此，可判斷1.2.3,4,5 五氯環(huán)戊烷(假定五個碳原子在同一平面上)的異構(gòu)體數(shù)是 ()A. 4 B. 5 C 6 D. 7【練習12下面是苯和一組稠環(huán)芳香婕的結(jié)構(gòu)式(1)寫出化合物、的分子式:并四苯并五苯 ®®(2)這組化合物的分子式通式是CH (請以含m的表示式填

15、在橫線上，滬)(3) 由于取代基的位置不同，產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象，稱為官能團位置異構(gòu)。一氯并五苯有(填數(shù)字)個異構(gòu)體, 二氯蔥有(填數(shù)字)個異構(gòu)體八氯蔥有(填數(shù)字)個異構(gòu)體?！揪毩?3在烷疼分子中的基團：一CH：g CH2 >、彳 中的碳原子數(shù)目分別用m、應(yīng)、r)3、mCH? CH? CHsCHl C H-CH-C-CHs-CH 3表示。例如：在CH3分子中，n)= 6, n2=L血=2, n( = l。試根據(jù)不同烷痊的組成結(jié)構(gòu)，分析烷煙(除甲烷外)各原子的關(guān)系。(1) 烷痊分子中氫原子數(shù)n。與m、也、m、m之間的關(guān)系是(2) 四種碳原子數(shù)的關(guān)系為m =(3) 若分子中m=n3=n.= l,則

16、該分子的結(jié)構(gòu)簡式可能為四星烷、五星烷等。【練習14】已知CoQHJF呈正八面體結(jié)構(gòu),若其中有兩個磯分子分別 被比0取代，所形成的Co(NH.),(H20)23t的幾何異構(gòu)體種數(shù)有()種(不考慮光學(xué)異構(gòu))A. 2種B. 3種C. 4種D. 6種【練習15】近年來，化學(xué)家們合成了如下圖所示的一系列的星烷，如三星烷.(1) 六星烷的化學(xué)式為，這一系列的星烷(選填：是或不是)互為同系物。(2) 與三星烷互為同分異構(gòu)體的芳香痊有種。(3) 氯四星烷的結(jié)構(gòu)簡式有，二謨?nèi)峭橛蟹N。(三) 新信息逐漸滲透引入，培養(yǎng)自學(xué)和綜合應(yīng)用的能力【例11】烯燒、一氧化碳和氫氣在催化劑作用下生成醛的反應(yīng)，稱為炭基合成，也叫

17、烯坯的醛化反應(yīng)。由 乙烯制丙醛的反應(yīng)為：CHKH+CO也 匱世罵CHQLCHO。 由化學(xué)式為CH的烯密進行醛化反應(yīng)，得到的醛的 同分異構(gòu)體可能有()A. 2種B. 3種C. 4種 D. 5種簡析本題可不必試寫，抓住由題給信息可知CH的醛化反應(yīng)后可得C,H9-CH0, 丁基有4種。答案C【例12】2002年諾貝爾化學(xué)獎表彰的是在“看清”生物大分子真面目方面的科技成果，一項是美國科學(xué)家 約翰芬恩與日本科學(xué)家田中耕一“發(fā)明了對生物大分子的質(zhì)譜分析法”；另一項是瑞士科學(xué)家?guī)鞝柼鼐S 特里希"發(fā)明了利用核磁共振技術(shù)測定溶液中生物大分子三維結(jié)構(gòu)的方法”。原子核磁共振(PMR)是研究 有機物結(jié)構(gòu)的有

18、力手段之一，在所有研究的化合物分子中，每一結(jié)構(gòu)中的等性氫原子在PMR中都給出了相 應(yīng)的峰(信號)，譜中峰的強度與結(jié)構(gòu)中的等性H原子個成正比。例如二乙瞇的結(jié)構(gòu)簡式為： CHa-CHa-O-Clfe-CHa,其核磁共振譜(PMR譜)中給出的峰值(信號)有兩個，其強度之比為3：2,如下圖所示:*佻CHK2OCH/B 的宦應(yīng)*轟話4 5/ppr,神OH(1) 結(jié)構(gòu)式為HO弋®的有機物，在PMR譜上觀察峰給出的強度之比為；(2) 某含氧有機物，它的相對分子質(zhì)量為46.0,碳的質(zhì)量分數(shù)為52. 2%,氫的質(zhì)量分數(shù)為13.0%, PMR中只 有一個信號，請寫出其結(jié)構(gòu)簡式。(3) 實踐中可根據(jù)PIR

19、譜上觀察到氫原子給出的峰值情況，確定有機物的結(jié)構(gòu)。如分子式為CH©的鏈狀有 機物，有PMR譜上峰給出的穩(wěn)定強度僅有四種，其對應(yīng)的全部結(jié)構(gòu)，它們分別為：3： 33：2： 1 3 ： 1 ： 1 ： 1 ®2 ： 2 ： 1 ： 1,請分別推斷出可能的結(jié)構(gòu)簡式：在測得CHjCHQUU化合物在PMR譜上可觀察到二種峰，而測得CH3CH=CHCHj時，卻得到氫原子給出 的信號峰有4個，請結(jié)合空間結(jié)構(gòu)解釋產(chǎn)生4個信號峰的原因：(5)現(xiàn)有四種最簡式均為“CH”的有機物(碳原子數(shù)不超過10且彼此不同)，在PMR譜上僅觀察到一種信 號峰，試寫出這四種有機物的結(jié)構(gòu)簡式：O簡析雖冠以新信息核磁

20、共振譜(新課程已涉及)，但“撥開云霧見日月”，抓住題給的''等性H原子”可 知本題(1)(2) (3)考查常見的同分異構(gòu)體數(shù)目判斷和書寫。(4)需從“空間結(jié)構(gòu)”暗示信息入手，較高要 求地考查了烯姪的“幾何異構(gòu)”。(5)"另辟蹊徑”，深刻領(lǐng)悟后總結(jié)才能順利解答全部。答案(1)2： 2： 2： 2： 2 或者 1： 1： 1： 1： 1 (2)CHsOCH3(3) CHfOOC出CHQLCOOH HCOOCHoCHaCK-O-CHCHO CHbCH (OH) CHO HOCHfFLCHO氐 /H HV ，CH3因為CHlCH二CH-CH?有兩種空間結(jié)構(gòu)：CH?"

21、和CH/,每種在PMR譜上給出信號峰有2個，所以共給出信號峰4個?？贑H=CH xiLV (合理的結(jié)構(gòu)簡式均給分)注意：空間結(jié)構(gòu)對稱，每個碳原子上只連一個氫原子，碳原子數(shù)不.超過10且彼此不同【練習18 2005年諾貝爾化學(xué)獎被授予“在烯疼復(fù)分解反應(yīng)研究方面作出貢獻”的三位科學(xué)家?！跋╈膹?fù) 分解反應(yīng)”是指在金屬鋁、釘?shù)却呋瘎┑淖饔孟?，碳碳雙鍵斷裂并重新組合的過程。如2分子烯姪RCH=CHR ' 用上述催化劑作用會生成兩種新的烯RCH=CHR和R 'CH=CHR則分子式為C乩的烯姪中，任取兩種發(fā)生“復(fù)分解反應(yīng)S生成新烯疼種類最多的一種組合中，其新烯痊的種類為()A. 5種B4種C3種D. 2種【練習19已知二氟二氮分子中兩個氮原子之間以雙鍵相結(jié)合，每個氮原子各連一個氟原子，分子中 的四個原子都在一個平面上。由于幾何形狀的不同，它有兩種同分異構(gòu)體，這種原子排布順序相同幾何 形狀不同的異構(gòu)體被稱作“幾何異構(gòu)”。在下列化合物中存在幾何異構(gòu)現(xiàn)象的有()FN=NACHC=CHCl/FN=N/ FFRCHCCCCH2=CHCH2CHDch3ch=chch3團，可在一起 上述結(jié) 又知一CH 廠 6 CH=