有機(jī)化學(xué)同分異構(gòu)體重難點(diǎn)攻略新三大法寶
? ? ? ?傳統(tǒng)上解答低區(qū)分度同分異構(gòu)體種數(shù)的方法主要有基團(tuán)連接法、換位思考法、等效氫法(又稱對(duì)稱軸法)、定一移二法、組合法等,而同分異構(gòu)體等概念、等效氫判斷、有序思維是克敵制勝的三大法寶。
1.?不飽和烴的同分異構(gòu)體數(shù)
不飽和烴涉及環(huán)烷烴、烯烴、炔烴、環(huán)烯烴、二烯烴、芳香烴、立方烷等,解答此類試題時(shí)主要根據(jù)習(xí)慣命名法或系統(tǒng)命名法、官能團(tuán)、同分異構(gòu)體、同系物等概念、有機(jī)物中碳四價(jià)氫一價(jià)的成鍵特點(diǎn)、碳骨架進(jìn)行有序推斷,主要涉及碳鏈異構(gòu)、官能團(tuán)的位置異構(gòu),不涉及官能團(tuán)的類別異構(gòu)。
例1.(2015全國(guó)課標(biāo)I,38(5))寫出與A(C2H2)具有相同官能團(tuán)的異戊二烯的同分異構(gòu)體共有種(不含立體異構(gòu)),它們的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為。
解析
點(diǎn)評(píng)
解答此類試題時(shí),需要搞清各類烴的分子通式、典型代表物的組成和結(jié)構(gòu)、官能團(tuán)(如碳碳雙鍵、碳碳三鍵),還要了解有機(jī)物的碳骨架中每個(gè)碳原子周圍共用4對(duì)電子的成鍵規(guī)律(實(shí)質(zhì)是八隅律),不能出現(xiàn)某個(gè)碳原子與周圍原子形成3對(duì)(或5對(duì)、6對(duì)等)共用電子對(duì)的情況,否則所得物質(zhì)不能穩(wěn)定存在。
2.一鹵代烴和二鹵代烴的同分異構(gòu)體數(shù)
鹵代烴的同分異構(gòu)體主要涉及烷烴(或環(huán)烷烴、立方烷、苯的同系物等)的一鹵代烴和二鹵代烴,主要以選擇題形式存在。解答時(shí)主要依據(jù)同分異構(gòu)體等概念、等效氫判斷(或?qū)ΨQ軸法)、定一移二的有序思維,一般只涉及碳鏈異構(gòu)、官能團(tuán)的位置異構(gòu)。
例2.(2016全國(guó)課標(biāo)II,10)分子式為C4H8Cl2的有機(jī)物共有(不含立體異構(gòu))( )
A.7種 B.8種 C.9種 D.10種
解析
點(diǎn)評(píng)
解答本題時(shí),關(guān)鍵是具備有序思維的能力和品質(zhì)。具體過(guò)程和方法如下:先定碳骨架,再定等效氫種數(shù),然后定一鹵代物的種數(shù)及碳骨架,再定一鹵代物的等效氫種數(shù),最后確定二鹵代物的種數(shù),需要注意防止重復(fù)計(jì)算種數(shù),因?yàn)閮蓚€(gè)取代基(或官能團(tuán))相同。常用系統(tǒng)命名法對(duì)所得有機(jī)物進(jìn)行命名,但要選對(duì)主鏈、編對(duì)號(hào)。本題的難度較大,少算或多算的可能性較高,估計(jì)半數(shù)考生得不到分。
3.二取代芳香化合物的同分異構(gòu)體數(shù)
二取代芳香化合物是繼二取代烴之后的又一考查形式,主要涉及兩個(gè)相同官能團(tuán)或取代基的同分異構(gòu)體,且常常與官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合在一起考查。解答此類試題,主要依據(jù)官能團(tuán)的性質(zhì)和變化、同分異構(gòu)體及苯的一取代物和二取代物等概念、碳骨架的種數(shù)、等效氫判斷方法、定一移二等有序推斷方法,一般不考查官能團(tuán)的類別異構(gòu)。
解析
點(diǎn)評(píng)
本題的難度較大,確定W的同分異構(gòu)體種數(shù)(數(shù)目)共有十二種,區(qū)分度很高,很難答對(duì),估計(jì)很少考生能夠正確推出結(jié)論。
4.烯烴的二元取代物的同分異構(gòu)體數(shù)
推斷烯烴的二取代物的同分異構(gòu)體種數(shù),方法與二鹵代烴有點(diǎn)類似。關(guān)鍵是等效氫的判斷,先定第一個(gè)取代基或官能團(tuán),再定一元取代物的等效氫數(shù)目,然后移動(dòng)另一個(gè)取代基(或官能團(tuán))的位置,從而得出結(jié)論。需要注意的是,兩個(gè)取代基(或官能團(tuán))是否相同,所得有機(jī)物是否重復(fù)。
解析
點(diǎn)評(píng)
本題的難度較大,確定G的同分異構(gòu)體種數(shù)(數(shù)目)共有八種,區(qū)分度也比較大,不容易答對(duì),估計(jì)不到10%的考生能夠順利推出。
5.烷烴的二元取代物的同分異構(gòu)體數(shù)
解答烷烴的二取代物的種數(shù)時(shí),方法與二鹵代物、烯烴的二取代物的推斷方法相似。
例5.(2015全國(guó)課標(biāo)II,38(5))HOOC-CH2-CH2-CH2-COOH的同分異構(gòu)體中能同時(shí)滿足下列條件的共有種(不含立體異構(gòu));
①能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體 ②既能發(fā)生銀鏡反應(yīng),又能發(fā)生皂化反應(yīng)
其中核磁共振氫譜顯示為3組峰,且峰面積比為6∶1∶1的是(寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式);
HOOC-CH2-CH2-CH2-COOH的所有同分異構(gòu)體在下列一種表征儀器中顯示的信號(hào)(或數(shù)據(jù))完全相同,該儀器是(填標(biāo)號(hào))。
a.質(zhì)譜儀 b.紅外光譜儀 c.元素分析儀 d.核磁共振儀
解析
點(diǎn)評(píng)
本題第一空的難度較大,確定HOOC-CH2-CH2-CH2-COOH的同分異構(gòu)體種數(shù)(數(shù)目)共有五種,估計(jì)只有個(gè)別考生能夠得分。
綜上所述,高區(qū)分度同分異構(gòu)體種數(shù)是每年高考的難題之一,側(cè)重考查三維課程目標(biāo)中的過(guò)程與方法、知識(shí)與技能維度。此類試題主要涉及鹵代烴、醇、羧酸、酯等,碳原子數(shù)一般不超過(guò)5個(gè),官能團(tuán)一般不超過(guò)3個(gè)。學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)同分異構(gòu)體時(shí),需要充分研究問(wèn)題,理清解題思路,進(jìn)行充足的練習(xí)。解題思路或模型通常是:先確定官能團(tuán)(題中直接給出或給出性質(zhì))并將其視為取代基,再確定碳鏈異構(gòu)的數(shù)目(碳骨架),然后確定每種碳鏈(碳骨架)上的官能團(tuán)或取代基(或一元取代物)異構(gòu)體的數(shù)目,最后推斷二元取代物異構(gòu)體的數(shù)目。
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