探析給定條件下同分異構(gòu)體的推斷

郁勁松

同分異構(gòu)體的判斷和書寫是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的難點，又是高考化學(xué)的熱點內(nèi)容之一，其中高考的考試說明：了解有機化合物存在同分異構(gòu)現(xiàn)象（不包括立體異構(gòu)），能根據(jù)給定條件推斷有機化合物的同分異構(gòu)體.推斷與書寫同分異構(gòu)體的方法有很多，但學(xué)生在解答中仍因種種原因在該考點中失分.下面就其進行方法探討，藉此達到有效掌握.

一、考點分析與預(yù)測

1.簡要概述

綜觀近年全國各地高考試卷的有機題考查，尤其在給定條件下同分異構(gòu)體的推斷是Ⅱ卷大題中設(shè)問的主要組成部分，設(shè)問方式主要為推出給定限制性條件下有關(guān)有機物同分異構(gòu)體的種數(shù)或書寫.因同分異構(gòu)體的推斷能較好地考查學(xué)生對空間立體分子模型的認識能力和理解能力，且歷年來又受到高考命題者的青睞，所以預(yù)測本考點將在未來高考中繼續(xù)獨占鰲頭，是今后高考命題的方向.

2.真題回放

（1）（2010年江蘇）節(jié)選：與香蘭素（如右圖）互為同分異構(gòu)體，分子中有4種不同化學(xué)環(huán)境氫，且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的酚類化合物共有2種？

HOH3COCHO香蘭素答案：正確

（2）（2013年新課標卷I）節(jié)選：⑥ F（分子式：C8H8O2）的芳香同分異構(gòu)體H既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，又能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)的共有種，其中核磁共振氫譜為5組峰，且峰面積為2∶2∶2∶1∶1的為∶（寫結(jié)構(gòu)簡式）.答案：6

二、給定條件下同分異構(gòu)體的推斷策略與方法

根據(jù)近年高考的命題特點，通常是多官能團化合物，一般含有苯環(huán)且有限制條件的同分異構(gòu)體的考查，下面以含苯環(huán)的有機物展開探討.

1.預(yù)備知識：對稱性模型建立

（1）現(xiàn)有2個-X基團，若同時取代苯環(huán)上的氫原子后，能生成的同分異構(gòu)體數(shù)目是 3 種？ 見圖1.

XXXXXX圖1

（2）現(xiàn)有三種不同的基團，分別為-X、-Y、-Z，若同時分別取代苯環(huán)上的三個氫原子后，能生成的同分異構(gòu)體數(shù)目是 10 種？ 見圖2.（抓苯環(huán)結(jié)構(gòu)的對稱性，先確定取代基類型，固定一個或幾個取代基，再移動另一個取代基，并依次類推，避免重復(fù).）

234XY1234X1YY21X圖2YX圖3

（3）現(xiàn)有-X、-Y、-Z三種不同的基團，分別按下列要求取代苯環(huán)相應(yīng)位置上的氫.

①有-X、-Y基團，取代苯環(huán)上的氫原子后，所得有機物的苯環(huán)上的一氯代物有兩種，則符合要求的有機物的結(jié)構(gòu)簡式？見圖3.

②有2個-X、1個-Y基團，取代苯環(huán)上的氫原子后，所得有機物的苯環(huán)上的一氯代物有兩種，則符合要求的有機物的結(jié)構(gòu)簡式？見圖4.

③有2個-X、1個-Y、1個-Z基團，取代苯環(huán)上的氫原子后，所得有機物的苯環(huán)上的一氯代物只有一種，則符合要求的有機物的結(jié)構(gòu)簡式？見圖5.

YXX或XYX圖4YXZX或ZXYX圖5

2.推斷方法

（1）典型例題：寫出滿足下列給定條件下有機化合物（香蘭素）的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：

CHOOHOOCH3香蘭素OHCH2COOH

圖6

①能與Na2CO3溶液反應(yīng)放出氣體

②能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)

③分子中有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫

答案：見圖6

（2）方法與技巧

第一步：解讀限制條件，從性質(zhì)聯(lián)想可能的結(jié)構(gòu)（ 官能團與對稱性模型 ）；

①能與Na2CO3溶液反應(yīng)放出氣體→有羧基

②能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)→有酚羥基

③分子中有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫→苯環(huán)上取代基較對稱

附1常見的性質(zhì)方面的限制條件

常見限制條件有機物分子中的官能團或結(jié)構(gòu)特征與金屬鈉反應(yīng)放出 H2-OH（含酚羥基）、 -COOH能發(fā)生銀鏡反應(yīng)與新制Cu（OH）2

懸濁液反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀-CHO、 HCOO-與NaOH水溶液反應(yīng)-COOH、 -COO-、-X、 酚羥基與NaHCO3、Na2CO3

溶液反應(yīng)放出CO2-COOH與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)

與濃溴水反應(yīng)生成白色沉淀 酚羥基水解后的產(chǎn)物能與FeCl3

溶液發(fā)生顯色反應(yīng) 含酚酯結(jié)構(gòu)第二步：列出側(cè)鏈的重要參數(shù)（不飽和度、C原子數(shù)、O氧子數(shù)），分析題中反應(yīng)過程中的定量關(guān)系；

附2反應(yīng)過程中定量關(guān)系

①—CHOAg（NH3）+2/OH-2Ag

②2—OH（醇、酚、羧酸）NaH2

第三步：拼裝新物質(zhì)（根據(jù)側(cè)鏈參數(shù)結(jié)合限制條件，可以認為側(cè)鏈由一個酚羥基和一個—CH2—COOH，且為對位關(guān)系）；

第四步：根據(jù)①②③的給定條件進行檢查，核實是否符合要求.endprint

同分異構(gòu)體的判斷和書寫是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的難點，又是高考化學(xué)的熱點內(nèi)容之一，其中高考的考試說明：了解有機化合物存在同分異構(gòu)現(xiàn)象（不包括立體異構(gòu)），能根據(jù)給定條件推斷有機化合物的同分異構(gòu)體.推斷與書寫同分異構(gòu)體的方法有很多，但學(xué)生在解答中仍因種種原因在該考點中失分.下面就其進行方法探討，藉此達到有效掌握.

一、考點分析與預(yù)測

1.簡要概述

綜觀近年全國各地高考試卷的有機題考查，尤其在給定條件下同分異構(gòu)體的推斷是Ⅱ卷大題中設(shè)問的主要組成部分，設(shè)問方式主要為推出給定限制性條件下有關(guān)有機物同分異構(gòu)體的種數(shù)或書寫.因同分異構(gòu)體的推斷能較好地考查學(xué)生對空間立體分子模型的認識能力和理解能力，且歷年來又受到高考命題者的青睞，所以預(yù)測本考點將在未來高考中繼續(xù)獨占鰲頭，是今后高考命題的方向.

2.真題回放

（1）（2010年江蘇）節(jié)選：與香蘭素（如右圖）互為同分異構(gòu)體，分子中有4種不同化學(xué)環(huán)境氫，且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的酚類化合物共有2種？

HOH3COCHO香蘭素答案：正確

（2）（2013年新課標卷I）節(jié)選：⑥ F（分子式：C8H8O2）的芳香同分異構(gòu)體H既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，又能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)的共有種，其中核磁共振氫譜為5組峰，且峰面積為2∶2∶2∶1∶1的為∶（寫結(jié)構(gòu)簡式）.答案：6

二、給定條件下同分異構(gòu)體的推斷策略與方法

根據(jù)近年高考的命題特點，通常是多官能團化合物，一般含有苯環(huán)且有限制條件的同分異構(gòu)體的考查，下面以含苯環(huán)的有機物展開探討.

1.預(yù)備知識：對稱性模型建立

（1）現(xiàn)有2個-X基團，若同時取代苯環(huán)上的氫原子后，能生成的同分異構(gòu)體數(shù)目是 3 種？ 見圖1.

XXXXXX圖1

（2）現(xiàn)有三種不同的基團，分別為-X、-Y、-Z，若同時分別取代苯環(huán)上的三個氫原子后，能生成的同分異構(gòu)體數(shù)目是 10 種？ 見圖2.（抓苯環(huán)結(jié)構(gòu)的對稱性，先確定取代基類型，固定一個或幾個取代基，再移動另一個取代基，并依次類推，避免重復(fù).）

234XY1234X1YY21X圖2YX圖3

（3）現(xiàn)有-X、-Y、-Z三種不同的基團，分別按下列要求取代苯環(huán)相應(yīng)位置上的氫.

①有-X、-Y基團，取代苯環(huán)上的氫原子后，所得有機物的苯環(huán)上的一氯代物有兩種，則符合要求的有機物的結(jié)構(gòu)簡式？見圖3.

②有2個-X、1個-Y基團，取代苯環(huán)上的氫原子后，所得有機物的苯環(huán)上的一氯代物有兩種，則符合要求的有機物的結(jié)構(gòu)簡式？見圖4.

③有2個-X、1個-Y、1個-Z基團，取代苯環(huán)上的氫原子后，所得有機物的苯環(huán)上的一氯代物只有一種，則符合要求的有機物的結(jié)構(gòu)簡式？見圖5.

YXX或XYX圖4YXZX或ZXYX圖5

2.推斷方法

（1）典型例題：寫出滿足下列給定條件下有機化合物（香蘭素）的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：

CHOOHOOCH3香蘭素OHCH2COOH

圖6

①能與Na2CO3溶液反應(yīng)放出氣體

②能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)

③分子中有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫

答案：見圖6

（2）方法與技巧

第一步：解讀限制條件，從性質(zhì)聯(lián)想可能的結(jié)構(gòu)（ 官能團與對稱性模型 ）；

①能與Na2CO3溶液反應(yīng)放出氣體→有羧基

②能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)→有酚羥基

③分子中有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫→苯環(huán)上取代基較對稱

附1常見的性質(zhì)方面的限制條件

常見限制條件有機物分子中的官能團或結(jié)構(gòu)特征與金屬鈉反應(yīng)放出 H2-OH（含酚羥基）、 -COOH能發(fā)生銀鏡反應(yīng)與新制Cu（OH）2

懸濁液反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀-CHO、 HCOO-與NaOH水溶液反應(yīng)-COOH、 -COO-、-X、 酚羥基與NaHCO3、Na2CO3

溶液反應(yīng)放出CO2-COOH與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)

與濃溴水反應(yīng)生成白色沉淀 酚羥基水解后的產(chǎn)物能與FeCl3

溶液發(fā)生顯色反應(yīng) 含酚酯結(jié)構(gòu)第二步：列出側(cè)鏈的重要參數(shù)（不飽和度、C原子數(shù)、O氧子數(shù)），分析題中反應(yīng)過程中的定量關(guān)系；

附2反應(yīng)過程中定量關(guān)系

①—CHOAg（NH3）+2/OH-2Ag

②2—OH（醇、酚、羧酸）NaH2

第三步：拼裝新物質(zhì)（根據(jù)側(cè)鏈參數(shù)結(jié)合限制條件，可以認為側(cè)鏈由一個酚羥基和一個—CH2—COOH，且為對位關(guān)系）；

第四步：根據(jù)①②③的給定條件進行檢查，核實是否符合要求.endprint

同分異構(gòu)體的判斷和書寫是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的難點，又是高考化學(xué)的熱點內(nèi)容之一，其中高考的考試說明：了解有機化合物存在同分異構(gòu)現(xiàn)象（不包括立體異構(gòu)），能根據(jù)給定條件推斷有機化合物的同分異構(gòu)體.推斷與書寫同分異構(gòu)體的方法有很多，但學(xué)生在解答中仍因種種原因在該考點中失分.下面就其進行方法探討，藉此達到有效掌握.

一、考點分析與預(yù)測

1.簡要概述

綜觀近年全國各地高考試卷的有機題考查，尤其在給定條件下同分異構(gòu)體的推斷是Ⅱ卷大題中設(shè)問的主要組成部分，設(shè)問方式主要為推出給定限制性條件下有關(guān)有機物同分異構(gòu)體的種數(shù)或書寫.因同分異構(gòu)體的推斷能較好地考查學(xué)生對空間立體分子模型的認識能力和理解能力，且歷年來又受到高考命題者的青睞，所以預(yù)測本考點將在未來高考中繼續(xù)獨占鰲頭，是今后高考命題的方向.

2.真題回放

（1）（2010年江蘇）節(jié)選：與香蘭素（如右圖）互為同分異構(gòu)體，分子中有4種不同化學(xué)環(huán)境氫，且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的酚類化合物共有2種？

HOH3COCHO香蘭素答案：正確

（2）（2013年新課標卷I）節(jié)選：⑥ F（分子式：C8H8O2）的芳香同分異構(gòu)體H既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，又能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)的共有種，其中核磁共振氫譜為5組峰，且峰面積為2∶2∶2∶1∶1的為∶（寫結(jié)構(gòu)簡式）.答案：6

二、給定條件下同分異構(gòu)體的推斷策略與方法

根據(jù)近年高考的命題特點，通常是多官能團化合物，一般含有苯環(huán)且有限制條件的同分異構(gòu)體的考查，下面以含苯環(huán)的有機物展開探討.

1.預(yù)備知識：對稱性模型建立

（1）現(xiàn)有2個-X基團，若同時取代苯環(huán)上的氫原子后，能生成的同分異構(gòu)體數(shù)目是 3 種？ 見圖1.

XXXXXX圖1

（2）現(xiàn)有三種不同的基團，分別為-X、-Y、-Z，若同時分別取代苯環(huán)上的三個氫原子后，能生成的同分異構(gòu)體數(shù)目是 10 種？ 見圖2.（抓苯環(huán)結(jié)構(gòu)的對稱性，先確定取代基類型，固定一個或幾個取代基，再移動另一個取代基，并依次類推，避免重復(fù).）

234XY1234X1YY21X圖2YX圖3

（3）現(xiàn)有-X、-Y、-Z三種不同的基團，分別按下列要求取代苯環(huán)相應(yīng)位置上的氫.

①有-X、-Y基團，取代苯環(huán)上的氫原子后，所得有機物的苯環(huán)上的一氯代物有兩種，則符合要求的有機物的結(jié)構(gòu)簡式？見圖3.

②有2個-X、1個-Y基團，取代苯環(huán)上的氫原子后，所得有機物的苯環(huán)上的一氯代物有兩種，則符合要求的有機物的結(jié)構(gòu)簡式？見圖4.

③有2個-X、1個-Y、1個-Z基團，取代苯環(huán)上的氫原子后，所得有機物的苯環(huán)上的一氯代物只有一種，則符合要求的有機物的結(jié)構(gòu)簡式？見圖5.

YXX或XYX圖4YXZX或ZXYX圖5

2.推斷方法

（1）典型例題：寫出滿足下列給定條件下有機化合物（香蘭素）的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：

CHOOHOOCH3香蘭素OHCH2COOH

圖6

①能與Na2CO3溶液反應(yīng)放出氣體

②能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)

③分子中有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫

答案：見圖6

（2）方法與技巧

第一步：解讀限制條件，從性質(zhì)聯(lián)想可能的結(jié)構(gòu)（ 官能團與對稱性模型 ）；

①能與Na2CO3溶液反應(yīng)放出氣體→有羧基

②能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)→有酚羥基

③分子中有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫→苯環(huán)上取代基較對稱

附1常見的性質(zhì)方面的限制條件

常見限制條件有機物分子中的官能團或結(jié)構(gòu)特征與金屬鈉反應(yīng)放出 H2-OH（含酚羥基）、 -COOH能發(fā)生銀鏡反應(yīng)與新制Cu（OH）2

懸濁液反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀-CHO、 HCOO-與NaOH水溶液反應(yīng)-COOH、 -COO-、-X、 酚羥基與NaHCO3、Na2CO3

溶液反應(yīng)放出CO2-COOH與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)

與濃溴水反應(yīng)生成白色沉淀 酚羥基水解后的產(chǎn)物能與FeCl3

溶液發(fā)生顯色反應(yīng) 含酚酯結(jié)構(gòu)第二步：列出側(cè)鏈的重要參數(shù)（不飽和度、C原子數(shù)、O氧子數(shù)），分析題中反應(yīng)過程中的定量關(guān)系；

附2反應(yīng)過程中定量關(guān)系

①—CHOAg（NH3）+2/OH-2Ag

②2—OH（醇、酚、羧酸）NaH2

第三步：拼裝新物質(zhì)（根據(jù)側(cè)鏈參數(shù)結(jié)合限制條件，可以認為側(cè)鏈由一個酚羥基和一個—CH2—COOH，且為對位關(guān)系）；

第四步：根據(jù)①②③的給定條件進行檢查，核實是否符合要求.endprint