同分異構(gòu)體的概念(異構(gòu)體的概念)
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1、 .wd.同分異構(gòu)體專題知識訓(xùn)練【知識準備】一、 根本概念和知識要點1同分異構(gòu)現(xiàn)象:化合物具有一樣分子式,但具有不同構(gòu)造式的現(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)。【例1】有以下各組物質(zhì):NH4CNO與CO(NH2)2CuSO43H2O與CuSO45H2O H4SiO4與Si(OH)4Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O與Cr(H2O)5ClCl2H2O H2O與D2O 淀粉與纖維素 18O2與16O3,其中兩者互為同分異構(gòu)體的組是簡析同分異構(gòu)現(xiàn)象不只是存在于有機物中,它廣泛存
2、在于化合物中。同時,學(xué)習(xí)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、判斷書寫和綜合考察(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。(1)對位上有C4H9的苯胺可能有4種異構(gòu)體,它們是:(2)醛A的異構(gòu)體甚多,其中屬于酯類化合物且構(gòu)造式中有苯環(huán)的異構(gòu)體就有6種,它們是:、。簡析(1) 烷烴同分異構(gòu)體(碳架異構(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
3、寫的根基。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(C3H7)2種、丁基(C4H9)4種,對同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷有很大便利。(2)對于烴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構(gòu)造簡式。此外,審題時還要注意條件的限制。答案(1)(2)【例3】某有機物的構(gòu)造簡式為,它的同分異構(gòu)體中屬于芳香醇的共有 A3種B4種C5種D6種簡析此題可先借助不飽和度()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。,選擇題也可用為羥基的位置,為CH3的位置來判斷。答案 C【例4】紅色基B2-氨基-5-硝基苯甲醚的構(gòu)
4、造簡式如圖,它主要用于棉纖維織物的染色,也用于制一些有機顏料,假設(shè)分子式與紅色基B一樣,且氨基NH2與硝基NO2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A2種 B4種 C6種D10種簡析芳香醇、芳香醚、酚可形成類別異構(gòu),常按類別異構(gòu)碳架異構(gòu)位置異構(gòu)順序書寫,也可按照碳架異構(gòu)位置異構(gòu)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。此題的10種構(gòu)造為芳香醚2種、芳香醇2種、酚6種見下面的示意圖。答案 D附錄:常見的有機物類別異構(gòu)有:組成通式可能的類別組成通式可能的類別CnH2n,n3烯烴 環(huán)烷烴CnH2nO,n3飽和一元醛、酮、烯醇等CnH2n-2,n4炔烴 二烯烴 環(huán)烯
5、烴CnH2nO2,n2飽和一元羧酸、酯、羥基醛等CnH2n+2O,n2飽和一元醇與醚CnH2n+1NO2,n2硝基化合物 氨基酸CnH2n-6O,n7芳香醇、芳香醚、酚Cn(H2O)m單糖間或二糖間等【例5】對于化學(xué)式為C5H12O2的二元醇,其主鏈為4個碳原子的同分異構(gòu)體有 ( ) A4種 B5種 C6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(dāng)然此題還要注意官能團對碳鏈的特殊要求注:當(dāng)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羥基位置 。答案 D【例6】據(jù)報道,2002年10月26日俄羅斯特種部隊在挽救人質(zhì)時,除使用了非致命武器
6、芬太奴外,還作用了一種麻醉作用比嗎啡強100倍的氟烷,氟烷的化學(xué)式為C2HClBrF3,則沸點不同的上述氟烷有 A3種 B4種 C5種 D6種簡析此題除了“定一動一的方法外,假設(shè)采用“換元法可簡化思維過程,即C2HClBrF3可看作C2F6被一H、一Cl、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(xí)1】烷基取代苯可以被酸性KMnO4溶液氧化生成,但假設(shè)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C11H16的一烷基取代苯,它可以被氧化成為的異構(gòu)體共7種,其中的3種是:,。請寫出其他4種的構(gòu)造簡式:。【練習(xí)2】在C3H9N中N原子以三個單鍵與其它原子
7、相連接,它具有的同分異構(gòu)體數(shù)目為 A2種 B3種 C4種 D5種【練習(xí)3】主鏈上有4個碳原子的某種烷烴,有兩種同分異構(gòu)體,含有一樣碳原子數(shù)且主鏈也有4個碳原子的單烯烴的同分異構(gòu)體有 A5種 B4種 C3種 D2種【練習(xí)4】C5H11OH有8種同分異構(gòu)體,則分子式為C5H10O的醛有種,分子式為C6H12O2的羧酸有種,分子式為C6H12O2的酯有種。【練習(xí)5】某羧酸的衍生物A。化學(xué)式為C6H12O2。,又知D不與Na2CO3反響,C和E都不能發(fā)生銀鏡反響。A的構(gòu)造可能有 A2種 B3種 C4種 D6種【練習(xí)6】某芳香族有機物的分子式為C8H6O2,它的分子除苯環(huán)外不含其他環(huán)中不可能有 A兩個羥
8、基B一個醛基C兩個醛基D一個羧基【練習(xí)7】(1)乙酸苯甲酯對花香和果香的香韻具有提升作用,故常用于化裝品工業(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構(gòu)造的同分異構(gòu)體有五個,其中兩個的構(gòu)造簡式分別是以以下圖的A、B:(乙酸苯甲酯) A B請寫出另外三個同分異構(gòu)體的構(gòu)造簡式:(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。在合成其的核心構(gòu)造芳香內(nèi)酯過程中有一中間產(chǎn)物 詳見2006江蘇卷,中間產(chǎn)物B有多種同分異構(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)生銀鏡反響。這類同分異構(gòu)體共有_種。【練習(xí)8】2000年,國家藥
9、品監(jiān)視管理局發(fā)布通告暫停使用和銷售含苯丙醇胺的藥品制劑。苯丙醇胺英文縮寫為PPA構(gòu)造簡式如右圖:其中代表苯基。苯丙醇胺是一種一取代苯,取代基是。(1)PPA的分子式是:_(2)它的取代基中有兩個官能團,名稱是_基和_基請?zhí)顚憹h字。(3)將、H2N、HO在碳鏈上的位置作變換,可以寫出多種同分異構(gòu)體,其中5種的構(gòu)造簡式是:請寫出另外4種同分異構(gòu)體的構(gòu)造簡式不要寫出OH和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) 空間構(gòu)造由線到面到體,突出空間想象和融會貫穿【例7】某化合物的分子式為C5H11Cl,分析數(shù)據(jù)說明:分子中有兩個CH3、兩個CH2、一個和一個Cl,它的可
10、能的構(gòu)造有 種此題不考慮對映異構(gòu)體A2 B3 C4 D5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。此題先寫出如下碳架,后補上一價基團,在此過程中要充分注意構(gòu)造的等效/對稱性,示意圖中為Cl位置,另外2個價鍵連接CH3。答案 C【例8】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 ( )A2種 B4種C5種D7種簡析此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Cl取代。答案 C【例9】(1)化合物B3N3H6硼氮苯與C6H6苯的分子構(gòu)造相似(如左以以下圖
11、),則硼氮苯的二氯取代物B3N3H4Cl2的同分異構(gòu)體的數(shù)目為 (2)化合物A(C4Si4H8)與立方烷(C8H8)的分子構(gòu)造相似(如右以以下圖),則C4SiH8的二氯代物的同分異構(gòu)體數(shù)目為 A3 B4 C5 D6簡析 將平面構(gòu)造的“定一動一同分異構(gòu)體書寫方法遷移到立體構(gòu)造。答案(1) B (2) B【例10】金剛烷C10H16是一種重要的脂環(huán)烷烴,它可以看作是4個等同的六元環(huán)組成的空間構(gòu)造,假設(shè)一氯金剛烷有2種構(gòu)造,則二氯金剛烷的種類有A4種B6種C8種 D10種簡析根據(jù)“一氯金剛烷有2種構(gòu)造,利用對稱/等效性理解“可看作是4個等同的六元環(huán)組成的空間構(gòu)造空間構(gòu)造要求比擬高,通過“定一動一的
12、根本方法解決非常規(guī)試題。分析示意圖如下為另一Cl位置:答案 B【練習(xí)9】有兩種不同的原子團X、Y,假設(shè)同時分別取代甲苯苯環(huán)上的兩個氫原子,生成的同分異體的數(shù)目是 A10種 B9種 C6種 D4種【練習(xí)10】A為,其苯環(huán)上的二溴代物有種,苯環(huán)上的四溴代物有種。【練習(xí)11】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。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 A4 B5 C6 D7【練習(xí)12】下面是苯和一組稠環(huán)芳香烴的構(gòu)造式苯 萘 蒽 并四苯 并五苯 (1)寫出化合物的分子式:C6H6 (2)這組化合物的分子式通式是CH 請以含m的表示式填在橫線上,m=1,2,3,-(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,二氯蒽有填數(shù)字個異構(gòu)體,八氯蒽有填數(shù)字個異構(gòu)體。【練習(xí)13】在烷烴分子中的基團:CH3、CH2、中的碳原子數(shù)目分別用n1、n2、n