專題5微專題4限定條件下同分異構(gòu)體的書(shū)寫(xiě)與判斷方法突破巧用不飽和度記住常見(jiàn)有機(jī)物的官能團(tuán)異構(gòu)(1)不飽和度。①定義:不飽和度又稱缺氫指數(shù),即有機(jī)物分子中的氫原子與和它碳原子數(shù)相等的鏈狀烷烴相比較,每減少2個(gè)氫原子,則有機(jī)物的不飽和度增加1,用Ω表示。②有機(jī)化合物(CxHyOz)分子不飽和度的計(jì)算公式為

。微點(diǎn)撥

在計(jì)算不飽和度時(shí),若有機(jī)化合物分子中含有鹵素原子,可將其視為氫原子;若含有氧原子,則不予考慮;若含有氮原子,就在氫原子總數(shù)中減去氮原子數(shù)。③幾種常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的不飽和度。

官能團(tuán)或結(jié)構(gòu)C==O(醛、酮、羧酸、酯)環(huán)—C≡C—苯環(huán)不飽和度11124(2)常見(jiàn)有機(jī)物的官能團(tuán)異構(gòu)。

通式不飽和度常見(jiàn)類別異構(gòu)體0無(wú)類別異構(gòu)體CnH2n1單烯烴、環(huán)烷烴CnH2n-22單炔烴、二烯烴、環(huán)烯烴、二環(huán)烴CnH2n+2O0飽和一元醇、飽和一元醚CnH2nO1飽和一元醛、飽和一元酮、烯醇、烯醚、環(huán)醇、環(huán)醚CnH2nO21飽和一元羧酸、飽和一元酯、羥醛、羥酮CnH2n+1O2N1氨基酸、硝基烷應(yīng)用體驗(yàn)視角1含端基官能團(tuán)的書(shū)寫(xiě)與判斷1.分子式為C5H12O并能與金屬Na反應(yīng)放出H2的有機(jī)物有(不含立體異構(gòu))(

)A.3種 B.4種C.8種 D.10種C解析

分子式為C5H12O并能與金屬Na反應(yīng)放出H2的有機(jī)物分子中含—OH,可看作羥基取代戊烷分子中1個(gè)H原子形成的,戊烷的同分異構(gòu)體有【變式設(shè)問(wèn)】符合上述條件,能被氧化為醛又能在濃硫酸作用下生成烯烴的有(

)A.3種 B.4種C.7種 D.8種A解析

分子式C5H12O的同分異構(gòu)體中,能與金屬鈉反應(yīng)生成氫氣,則說(shuō)明含有羥基,能被氧化為醛又能在濃硫酸作用下生成烯烴,則說(shuō)明羥基所連碳原子上有2個(gè)氫原子,且相鄰碳原子上含有氫原子,即含有—CH2CH2OH或2.有機(jī)物M的分子式為C5H10O3,且能與NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2氣體,1molM與足量金屬鈉反應(yīng)可生成1molH2,則M可能的結(jié)構(gòu)種類的數(shù)目為(

)A.9種 B.10種 C.12種 D.14種C解析

能與NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2氣體,說(shuō)明含有羧基,1

mol

M與足量金屬鈉反應(yīng)可生成1

mol

H2,由分子式可知另一種官能團(tuán)是羥基,可能的結(jié)構(gòu)視角2非端基官能團(tuán)的書(shū)寫(xiě)與判斷

有多種同分異構(gòu)體,其中屬于酯類且含有苯環(huán)的結(jié)構(gòu)有(

)A.3種

B.4種C.5種

D.6種D解析

若苯環(huán)上只有一個(gè)取代基,則剩余的基團(tuán)是—C2H3O2,所求同分異構(gòu)體可能是苯酚與乙酸形成的酯,也可能是苯甲酸與甲醇形成的酯,還可能是甲酸與苯甲醇形成的酯。若苯環(huán)上有兩個(gè)取代基,則一個(gè)為—CH3,另一個(gè)為—OOCH,兩個(gè)取代基在苯環(huán)上的相對(duì)位置有鄰、間、對(duì)3種情況。綜上所述,符合條件的結(jié)構(gòu)有6種。4.分子式為C5H10O2屬于酯類物質(zhì)的有機(jī)物有(不含立體異構(gòu))(

)A.9種 B.13種C.5種 D.6種A解析

分子式為C5H10O2的酯類有機(jī)物,可以根據(jù)對(duì)應(yīng)的酸和醇的結(jié)構(gòu)分析判斷。若為甲酸與丁醇形成的酯類,丁醇有4種,符合條件的酯有4種;若為乙酸與丙醇形成的酯類,丙醇有2種,符合條件的酯有2種;若為丙酸與乙醇形成的酯類,丙酸和乙醇均不存在同類的同分異構(gòu)體,符合條件的酯有1種;若為丁酸與甲醇形成的酯類,丁酸有2種,符合條件的酯有2種;故共4+2+1+2=9種。規(guī)律方法

“端基碎片”的位置異構(gòu)一般選擇“等效氫”“定一移一”等方法;“非端基碎片”的位置異構(gòu)一般選擇“插入法”。①端基官能團(tuán)(又稱一價(jià)官能團(tuán)),指在有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式中只能位于末端的官能團(tuán),主要包括鹵素原子、硝基、氨基、羥基、羧基、醛基等。書(shū)寫(xiě)含有這些官能團(tuán)的同分異構(gòu)體時(shí),可將其分子式變形為烴基和官能團(tuán)兩部分,如R—CHO、R—X等。②非端基官能團(tuán),通常有羰基、酯基、酰胺基等,常采用插入法或用烴基分配法確定。探究二限定條件下有機(jī)物同分異構(gòu)體的書(shū)寫(xiě)與判斷方法突破1.限制條件的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)的推斷分析

常見(jiàn)限定條件對(duì)應(yīng)的官能團(tuán)或結(jié)構(gòu)能與NaHCO3或Na2CO3溶液反應(yīng)放出氣體(CO2)—COOH能與鈉反應(yīng)產(chǎn)生H2—OH或—COOH能與Na2CO3溶液反應(yīng)—OH(酚)或—COOH能與NaOH溶液反應(yīng)—OH(酚)或—COOH或—COOR或—X能發(fā)生銀鏡反應(yīng)或能與新制的Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)含醛基(—CHO)、甲酸酯(HCOOR)常見(jiàn)限定條件對(duì)應(yīng)的官能團(tuán)或結(jié)構(gòu)能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)—OH(酚)能發(fā)生水解反應(yīng)—COOR或—X或—CONH—既能發(fā)生水解反應(yīng)又能發(fā)生銀鏡反應(yīng)(或水解產(chǎn)物能發(fā)生銀鏡反應(yīng))甲酸酯(HCOOR)2.限定條件和同分異構(gòu)體書(shū)寫(xiě)技巧(1)確定碎片:明確書(shū)寫(xiě)什么物質(zhì)的同分異構(gòu)體,該物質(zhì)的組成情況怎么樣;解讀限制條件,從性質(zhì)聯(lián)想結(jié)構(gòu),將物質(zhì)分裂成一個(gè)個(gè)碎片,碎片可以是官能團(tuán),也可以是烴基(尤其是官能團(tuán)之外的飽和碳原子)。(2)組裝分子:要關(guān)注分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),包括幾何特征和化學(xué)特征。①幾何特征是指所組裝的分子是空間結(jié)構(gòu)還是平面結(jié)構(gòu),有無(wú)對(duì)稱性。②化學(xué)特征包括等效氫、1H核磁共振譜等。方法突破視角1同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的書(shū)寫(xiě)1.化合物X是C()的同分異構(gòu)體,可發(fā)生銀鏡反應(yīng),與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)后可以得到對(duì)苯二甲酸,寫(xiě)出X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:

。

解析

C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

,分子式為C9H8O,其同分異構(gòu)體X可發(fā)生銀鏡反應(yīng),說(shuō)明含有醛基,又與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)后可得到對(duì)苯二甲酸,則X的取代基處于苯環(huán)的對(duì)位,滿足條件的X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

。2.在E()的同分異構(gòu)體中,同時(shí)滿足下列條件的總數(shù)為

種。

a.含有一個(gè)苯環(huán)和三個(gè)甲基b.與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳c.能發(fā)生銀鏡反應(yīng),不能發(fā)生水解反應(yīng)上述同分異構(gòu)體經(jīng)銀鏡反應(yīng)后酸化,所得產(chǎn)物中,1H核磁共振譜顯示有四組氫(氫原子數(shù)量比為6∶3∶2∶1)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

。

103.X是F()的同分異構(gòu)體,符合下列條件。X可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

(任寫(xiě)一種)。

①含有酯基②含有苯環(huán)③1H核磁共振譜有兩組峰解析

F的分子式為C10H10O4,X是F的同分異構(gòu)體,X含有苯環(huán)和酯基,其1H核磁共振譜有兩組峰,說(shuō)明X只有2種不同化學(xué)環(huán)境的H原子,則滿足條件視角2同分異構(gòu)體的數(shù)目的判斷4.E()的六元環(huán)芳香同分異構(gòu)體中,能與金屬鈉反應(yīng),且1H核磁共振譜有四組峰,峰面積之比為6∶2∶2∶1的有

種。其中,芳香環(huán)上為二取代的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

。

65.R為M()的同分異構(gòu)體,同時(shí)滿足下列條件的R的結(jié)構(gòu)有

種(不含立體異構(gòu))。

①只含兩種官能團(tuán),能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),且苯環(huán)上連有兩個(gè)取代基;②1molR最多能與2molNaHCO3反應(yīng);③1H核磁共振譜有六組吸收峰。3解析

R為M()的同分異構(gòu)體,同時(shí)滿足下列條件的R的結(jié)構(gòu):①只含兩種官能團(tuán),能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),說(shuō)明含有酚羥基,且苯環(huán)上連有兩個(gè)取代基;②1

mol

R最多能與2

mol

NaHCO3反應(yīng),說(shuō)明含有羧基,故R含有酚羥基和羧基,其不飽和度為6,根據(jù)氧原子個(gè)數(shù)可推知,1個(gè)R分子中應(yīng)含有1個(gè)酚羥基、2個(gè)羧基;③1H核磁共振譜有六組吸收峰,說(shuō)明含有6種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,同時(shí)滿足上述條件的R的結(jié)構(gòu)有6.的同分異構(gòu)體中能同時(shí)滿足下列條件的有

種。

a.含苯環(huán)的醛、酮b.不含過(guò)氧鍵(—O—O—)c.1H核磁共振譜顯示四組峰,且峰面積比為3∶2∶2∶14解析

化合物

的同分異構(gòu)體中能同時(shí)滿足下列條件:a.含苯環(huán)的醛、酮;b.不含過(guò)氧鍵(—O—O—);c.1H核磁共振譜顯示四組峰,且峰面積比為3∶2∶2∶1,說(shuō)明該化合物的同分異構(gòu)體為醛或酮,而且含有甲基,根據(jù)要求可以寫(xiě)出:專題精練1.分子式為C4H7ClO2,可與NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2的有機(jī)化合物可能的結(jié)構(gòu)有(

)A.4種 B.5種C.6種 D.7種B解析

分子式為C4H7ClO2,可與NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2,說(shuō)明含有羧基即—COOH,該有機(jī)物還有氯原子即—Cl,相當(dāng)于—COOH和—Cl取代丙烷2.下列物質(zhì)在給定條件下的同分異構(gòu)體(不考慮立體異構(gòu))數(shù)目正確的是(

)A.C5H12屬于烷烴的同分異構(gòu)體有4種B.分子組成是C5H10O2屬于羧酸的同分異構(gòu)體有6種C.分子組成是C4H10O屬于醇的同分異構(gòu)體有4種D.C5H10屬于烯烴的同分異構(gòu)體有6種C3.CH3COOC2H5的某同分異構(gòu)體只有一種化學(xué)環(huán)境的碳原子,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

。

4.的二氯代物有多種同分異構(gòu)體,請(qǐng)寫(xiě)出其中能同時(shí)滿足以下條件的芳香化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式: