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主讲老师：
专题8
同分异构体数目的统计与计算
高中化学二轮复习课件
2024
1-同分异构体的概念和分类
在有机化学中，具有相同分子式和不同结构的现象称为同分异构现象
同分异构现象
分子式相同、结构不同的化合物互称同分异构体。
同 分 异 构 体
异构类型
碳 链 异 构
位 置 异 构
官能团异构
C=C-C-C、C-C=C-C、 C=C-C
丨
C
C4H10
C4H8
C2H6O
CH3CH2OH与CH3OCH3
C-C-C-C、 C-C-C
丨
C
立体异构
顺 反 异 构
对 映 异 构
同碳不相同，上(下)侧有相同
碳上4个不同的基团
（手性异构）
常用分子式考查C-H数目或O-H数目
题型分类
确定有机物同分异构体的方法
烷 烃 同分异构体
减碳法、记忆法
烯、炔烃同分异构体
（1）确定碳骨架种类 （2）移动双键、三键位置统计
含苯环的同分异构体
苯环上的同分异构体种类×A基种类×B基种类×……
一氯代物同分异构体
等效氢法、基元法（根据甲乙丙丁戊基个数11248）
二氯代、一氯一溴代
定一动一法、距离法等
-X -OH -CHO -COOH
末端基团用---基元法（根据甲乙丙丁戊基个数11248）
羰基、醚键、酯基
二价基团——插 入 法
多取代物的同分异构体
互 换 法
同分异构体知识导航
2024
2-烷烃的同分异构体数目的判断
思路方法
减碳法、记忆法
1-烷烃的同分异构体数目
通式：CnH2n+2
要求：
熟练书写1-5个C的烷烃的同分异构体，记住1-7个C烷烃的同分异构体数目
分子式 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14 C7H16
同分异构体种类 1 1 1 2 3 5 9
1-3个C原子没有同分异构体，3个C以上出现支链
书写方法——减碳法
主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布同邻到间
1-烷烃的同分异构体数目(1.1.1.2.3.5.9)
C6H14-5种
C-C-C-C-C-C
C-C-C-C-C
丨
C
C-C-C-C-C
丨
C
C
丨
C-C-C-C
丨
C
C-C-C-C
丨丨
C C
最长碳链
摘1C，放中间
再靠边
摘2C，先同C，后不同C
C4H10 2种
C-C-C
丨
C
C5H12 3种
C-C-C-C
丨
C
C
丨
C-C-C
丨
C
C-C-C-C
C-C-C-C-C
C-C-C-C-C-C-C
【典例】请书写出C7H16 的同分异构体的碳骨架结构（9种）
C
∣
C-C-C-C-C-C
C-C-C-C-C-C
C
∣
C
∣
C
∣
C-C-C-C-C
C-C-C-C-C
C
∣
C
∣
C-C-C-C-C
C
∣
C
∣
C-C-C-C-C
C
∣
C
∣
C-C-C-C-C
C
∣
C
∣
C-C-C-C
C
∣
C
∣
C
∣
最长碳链
摘1C放1边
摘2C
先乙基
后2甲基
先同C
后不同C
摘3C，3甲基
最长链，一条线；摘一碳，挂中间；往边排，不到端；摘两碳，成乙基；二甲基，同邻间；不重复，要写全
【典例】符合CnH2n的环烷烃（与烯烃为类别异构，n≥3）
乙烯 C2H4 丙烯 C3H6 丁烯 C4H8 戊烯 C5H10
对应 环烷烃 -------- 1 2 4
C3H6
C4H8
C5H10
2024
2-烯烃、炔烃的同分异构体
（1）先分类（不同碳骨架）
（2）后分步（统计双键、三键可能
的位置）
属于烯烃的同分异构体个数：乙，丙，丁，戊： 1，1，3，5
烯烃 乙烯 C2H4 丙烯 C3H6 丁烯 C4H8 戊烯 C5H10
个数 1 1 3 5
C-C
C-C-C
C-C-C-C
C-C-C
丨
C
先分类（不同碳骨架），后分步（用箭头代表双键位置）
乙烯1种
丙烯1种
丁烯3种
思路方法
【典例 】写出分子式为C5H10的烯烃的同分异构体( 5 )种
C—C—C—C—C
C—C—C—C—C
C—C—C—C—C
C—C—C—C
C
C—C—C
C
C
C—C—C—C
C
C—C—C—C
C
C—C—C—C
C
这种碳骨架没有对应的烯烃，配上双键即为5键，违反价键原则
（1）先分类（按照碳骨架），（2）后分步（按照双键位置）
炔烃的同分异构体个数：乙，丙，丁，戊： 1，1，3，5
炔烃 乙炔 C2H2 丙炔 C3H4 丁炔 C4H6 戊炔 C5H8
个数 1 1 2 3
C-C
C-C-C
C-C-C-C
C-C-C
丨
C
先分类（不同碳骨架），后分步（用箭头代表三键位置）
乙炔1种
丙炔1种
丁炔2种
思路方法
C-C改为三键后，中心C就超过四键
【典例】书写C5H8 属于炔烃类的同分异构体 ( )种
方法：先分类，后分步
5个C的碳骨
架 分 为 3 类
再 分 步 找 出C≡C可能位置
C—C—C—C—C
C—C—C—C
丨
C
C
丨
C—C—C
丨
C
3
有支链的碳原子上都不能有三键
2024
4-苯环上的同分异构体
【方法规律】苯环上多元取代化合物种类统计计算（设-X,-Y,-Z本身无异构）
-X -x-x两种 -X-Y两种 -X-X-X三个 -X-X-Y三个 -X-Y-Z三个
6H等效 邻、间、对 邻、间、对 连、均、偏 定2移1 定2移1
1 3 3 3 6 10
邻、 间、 对
连、 偏、 均
1
2
6
1
3
6
6
6
4
4
5
2
X
Y
X
Y
X
Y
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
苯环上，有3个不同的取代基XXY时同分异构体的种类(编号为Y的位置）（6）种
苯环上，有3个不同的取代基XYZ的同分异构体种类（10种）
先分类
后分步
先分类
后分步
定2动1法
定2动1法
苯环上，三个取代基XYY时氢的种类为2时同分异构体的写法
苯环上，四个取代基XYZZ时氢的种类只有1种时同分异构体的写法
X
Y
Y
X
Y
Y
1
2
1
2
2
2
Z
Z
X
Y
X
Y
Z
Z
1
1
1
1
（1）将YY对称排列
（2）X放在对称轴上，有两种放法
（1）将ZZ对称排列
（2）XY放在对称轴上，有两种放法
苯环上的同分异构体典例分析
【典例1】书写C7H8属于芳香烃的同分异构体(1种)
【解析】C7H8可以看做C6H5-CH3属于单取代芳香烃(1种)
【典例2】书写C8H10属于芳香烃的同分异构体(4种)
先分类
苯环上1个取代基C6H5-C2H5
苯环上2个取代基CH3-C6H4-CH3
后分步
邻、 间、 对
【典例 3】试写出C9H12属于芳香烃的同分异构体
(1)一个取代基—C3H7:由于丙基(—C3H7)有2种结构,因此有两种同分异构体:
(2)两个取代基，为-CH3,-CH2CH3、XY型有3种:
(3)三个取代基:3个-CH3，为XXX型，有3种
8种
【典例4】一个苯环连接有A,B,C三个不同简单基团，它的同分异构体数目为（ ）
A. 7种 B. 8种 C.9种 D.10种
D
解析：3个基团（基团本身没有同分异构体），可考虑用定2移1法：
A B
C1
C2
C3
C4
A
B
C5
C6
C7
C8
A
B
C9
C10
【典例5】分子式为C8H9Cl且含有苯环的同分异构体数目为(　　)
A．10种 B．12种 C．14种 D．18种
C
【解析】 分子式为C8H9Cl： Ω=4，C=8, Cl=1
C6H5- -CH2-CH2-Cl 或-CH2Cl-CH3
共2种；
C6H4- -CH2-CH3 -Cl
C6H4- -CH2Cl -CH3
共6种；
1个取代基：
2个取代基：
3个取代基：
C6H3- -CH3 -CH3 -Cl
邻间对
邻间对
-X-X-Y型
共6种；
【先分类】
【后分步】
【再统计】
【典例6】甲苯分子中，苯环上的2个H，分别被1个Cl和1个Br取代的产物有 种
【解析】甲苯分子中有-CH3,-Cl,-Br三个不同的取代基，共10种同分异构体。
口诀：3-6-10（XXX,XXY,XYZ）
10
2024
5-判断有机物的一氯代物的种类
（基元法、等效氢法）
甲基1种
-CH3
乙基1种
-C2H5
丙基2种
-CH2CH2CH3
丁基4种
戊基8种
戊烷有8种H，失去这8种H，得到8种戊基：
烷基种类：甲乙丙丁戊、1，1，2，4，8（烷基种类=烷烃中H的种类）
正
仲
异
叔
以下四类物质分子式改为CnH2n+1-+一价基团的形式即可确定同分异构体数目】
基元法
-CH3
-C2H5
-C3H7
-C4H9
-C5H11
-CnH2n+1
烷基的种类
1
1
2
4
8
一价
基团
—X（卤原子）
—OH（羟基）
—CHO（醛基）
—COOH（羧基）
烷基有几种，同分异构体就有几种
【典例1】C5H10O属于醛类的同分异构体_______
【典例2】书写C5H10O2属于羧酸类的同分异构体________
【典例3】C4H10O中属于醇类的同分异构体__________
【典例4】分子式为C6H12O2属于羧酸的同分异构体
【典例5】符合C3H7COOC4H9的酯共有几种？
4种
4种
4种
C5H10O=C4H9-CHO,丁基有4种，4×1=4
C5H10O2=C4H9-COOH,丁基有4种，4×1=4
C4H10O =C4H9-OH,丁基有4种，4×1=4
C6H12O2 =C5H11-COOH,戊基有8种，8×1=8
8种
8种
丙基为2种，丁基为4种，2×4=8
【典例6】(2015·全国Ⅱ)分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物有(不含立体异构) （ ）
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
B
基元法计算同分异构体的数目
Ω=1,含-COOH
【解析】C5H10O2可以写作C4H9-COOH，C4H9-有4种，戊酸有4×1=4种，选B
【典例7】（2011年新课标全国）分子式为C5H11Cl的同分异构体共有（不考虑立体异构）（ ）
A.6种 B.7种 C. 8种 D.9种
C
分析：-C5H11有8种，所以一氯戊烷C5H11Cl有8种
【典例8】【13·全国】分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，若不考虑立体异构，这些醇和酸重新组合可形成的酯共有 （ ）
A、15种 B、28种 C、32种 D、40种
D
C5H10O2
H-COOH
C4H9-OH
1种酸
4种醇
CH3-COOH
C3H7-OH
1种酸
2种醇
C2H5-COOH
C2H5-OH
1种酸
1种醇
C3H7-COOH
CH3-OH
2种酸
1种醇
5种酸
8种醇
酯的种类 = 羧酸×醇 =5×8 =40
Ω=1，除-COOH之外饱和
【典例9】分子式为C4H10O的醇与分子式为C4H6O2的链状结构羧酸形成的酯(不考虑立体异构)共有(　　)
A．8种 B．10种 C．12种 D．14种
C　
【方法】(1)求不饱和度; (2)取出特殊部分,统计种类 ; (3) 酯的种类=醇×羧酸
Ω=0
Ω=2，-COOH,C=C
C4H10O属于醇，则取出-OH,余下部分为-C4H9,为丁基，有4种（口诀1-1-2-4-8）
C4H6O2属于羧酸，则取出-COOH,余下部分为-C3H5,为丙烯基，有3种
CH2=CH-CH2-, CH3-CH=CH-,CH2=C(CH3)- ;
【结论】酯的种类 = 醇的种类×羧酸的种类 = 4×3 =12种
【典例10】只有1个取代基，分子式为C10H14属于芳香烃的同分异构体(4种)
先分类
【解析】苯环上1个取代基C6H5--C4H9
后分步
苯基×丁基=1×4=4种
【典例11】分子式为C11H16属于单取代芳香烃的同分异构体(8种) C6H5-C5H11
等效
氢法
①同一碳原子上的氢原子等效。如CH4
②同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。如新戊烷
③位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。（镜面或中心对称）
④位于等价位置上的碳原子上的氢原子等效。
等效氢法判断有机物的一氯代物的种类
【典例 】萘一氯代物种类2种
①
②
【典例 】蒽一氯代物种类3种
①
② ③
【典例 】三联苯一氯代物4种
①
② ③ ④
【典例 】四联苯一氯代物5种
①
② ③ ④ ⑤
【典例】某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，该烃的分子式可以是（ ）
A. C2H6 B. C3H8 C. C4H10 D. C5H12
【解析】（1）同一个碳原子上的氢原子是等效的;（2）同一个碳原子所连甲基上的氢原子是等效的;（3）处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。（4）所处环境相同的H原子等效。
对称法 (等效氢法)——计算1氯代物的同分异构体数目
1种H
2种H
2种H
2种H
【典例】某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，该烃的分子式可以是（ ）
A. C2H6 B. C3H8 C. C4H10 D. C5H12
【解析】（1）同一个碳原子上的氢原子是等效的;（2）同一个碳原子所连甲基上的氢原子是等效的;（3）处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。（4）所处环境相同的H原子等效。
AD
对称法 (等效氢法)——计算1氯代物的同分异构体数目
1种H
3种H
4种H
C
【典例】【2014·全国Ⅱ】四联苯 的一氯代物有（ ）
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
【典例】一氯并四苯（ ）的同分异构体有______种
【解析】（1）找对称轴 （2）统计1/4的H的种类 （3）几种H几种一氯代物
3
【典例】进行一氯取代后,下列有机物只能生成三种沸点不同的产物的烷烃是( )
A. (CH3)2CHCH2CH3 B. (CH3CH2)2CHCH3
C. (CH3)3CCH2CH3 D. (CH3)2CHCH(CH3)2
C
(CH3)2CHCH2CH3 (CH3CH2)2CHCH3
(CH3)3CCH2CH3 (CH3)2CHCH(CH3)2
【解析】分析每种分子中H的种类，等于一氯代物的种类
即3种氢
2024
6-二氯代物和一氯一溴代物
的同分异构体
（1）先分类后分步；
（2）定一动一法、步数法等
烷烃 2Cl取代 甲烷CH2Cl2 乙烷 C2H4Cl2 丙烷 C3H6Cl2 丁烷
C4H8Cl2
种类 1 2 4 9
烷烃 ClBr取代 CH2ClBr C2H4ClBr C3H6ClBr C4H8ClBr
种类 1 2 5 12
1种C链，1-1;1-2,1-3,2-2
1种C链1-1;1-2
1种C链1-1;1-2
记忆法：丙烷、4，5；丁烷，9、12
1种C链，1-1;1-2,（多2-1）1-3,2-2
正四面体
【方法技巧】二氯代物，可以用“定一动一法”进行判断
【典例1】【13·全国Ⅱ 】 分子式为C4H8Cl2的有机物共有（不含立体异构）（ ）
A． 7种 B．8种 C．9种 D．10种
C
方法
先分类，后分步
Cl定在1号C有4种
Cl定在2号C有2种
Cl定在1号C有3种
Cl定在2号不再有
C-C-C-C
C-C-C-C
Cl
丨
丨
Cl
丨
Cl
丨
Cl
丨
Cl
丨
Cl
Cl
丨
丨
Cl
C-C-C
丨
C
C-C-C
丨
C
Cl
丨
丨
Cl
丨
Cl
Cl
丨
Cl
丨
先Cl-1后Cl-2；
先Cl-2,后Cl-1
是重复的
先Cl-1后Cl-2；
先Cl-2,后Cl-1
是重复的
1.(2019·全国卷Ⅱ·13)分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构)
A.8种 B.10种 C.12种 D.14种

方法
先分类，后分步
Cl定在1号C有4种
Cl定在2号C有4种
Cl定在1号C有3种
Cl定在2号1种
C-C-C-C
C-C-C
丨
C
C-C-C
丨
C
C-C-C-C
Cl
丨
Cl
丨
Cl
丨
Cl
丨
丨
Br
丨
Br
丨
Br
丨
Br
丨
Br
丨
Br
丨
Br
丨
Br
丨
Br
丨
Br
Br丨
Br丨
Cl-1Br-2与Br-1 Cl-2；
Cl-1,Br-3与Br-1,Cl-3不重复
Cl-1Br-2与Br-1 Cl-2不重复
【10全国】C3H6Cl2的同分异构体数目为 （ ）
【16全国】C4H8Cl2的同分异构体数目为 （ ）
【19全国】C4H8ClBr的同分异构体数目为（ ）
【练习】
4
9
12
【练习】二氯苯C6H4Cl2有（3）种同分异构体；则四氯苯C6H2Cl4有 种同分异构体
3
【距离法】二氯苯C6H4Cl2有2个Cl处于邻、间、对三种；
【互换法】四氯苯C6H2Cl4和二氯苯C6H4Cl2有一一对应关系，相当于4H换成4Cl、2Cl换成2H，所以二氯代物和四氯代物数目相等。
立方烷（C8H8）的一氯代物有1种，二氯代物有3种
立方烷中所有H原子分别等效，故分子中有1种H，一氯代物有1种
定1个Cl，距离其它原子有3种步数，故二氯代物有3种
二氯代物的判断方法
定一动一法、步数法
一氯代物：等效H法
立方烷分子中心对称
A
A
A
A
B
B
B
B
B
B
金刚烷的一氯代物有2种，二氯代物有6种
（A为CH,B为CH2）分子中有2种H，所以一氯代物有2种
Cl
A
A
A
B
B
B
B
B
B
Cl
B
B
B
B
B
Cl
将1个Cl定在A位置,距离其它原子有3种距离。
将1个Cl定在B位置,距离其它原子有3种距离。
二氯代物的判断方法：定一动一法、距离法、步数法
一氯代物：等效H法
只讨论B位置
B同一C可有2Cl
萘（C10H8）的一氯代物有2种，二氯代物有10种
α-α型3种
β-β型3种
α-β型4种
先分类
后分步
步数法
不重复
α α
β β
β β
α α
萘的一氯代物有α，β两种取代物的同分异构体
立体结构二氯代物小结
立体结构 立方烷 金刚烷 萘
一氯代物 1 2 2
二氯代物 3 6 10
2024
7-插入二价基团确定同分异构体数目
（1）常见二价基团有-O-,-COO-，羰基等
（2）步骤：先取出特殊部分：二价基团，再插入可能位置，即可统计或书写同分异构体
【 首先】先写出4个C的碳骨架
【典例】判断分子式为C4H10O的同分异构体的种类？
醇类；基元法
-C4H9有4种
醚类：插入法
-O-为二价基团
【方法】先分类，后分步
7种
第一种碳骨架
符合通式CnH2n+2O的为饱和一元醇或醚
“酯类”的同分异构体：将特殊部分二价基团-COO-取出，插入C-C,C-H之间计算种类
酯的分类
甲酸酯类
普通酯类
H--C--C--C--H
-COO-
-OOC-
正插入为甲酸酯
反插入为羧酸
甲酸酯的种类
=H的种类×1
H--C--C--C--H
-COO-
-OOC-
酯基反插入为另一种酯
酯的种类=
不对称的C-C键的种类×2
H--C--C--C--C--H
-COO-
-OOC-
酯的种类=
对称的C-C键的种类×1
酯的种类=H的种类×1 + 不对称的C-C键种类×2 + 对称的C-C键种类×1
酯基正反插得到同一种酯
酯基正插入为一种酯
插入法计算“二价基团”的同分异构体
【典例】分子式为C4H8O2的属于酯类的同分异构体数目？
步骤
（1）不饱和度Ω=1,（2）含2个O，有1个-C-O- (3)取出-COO-，余C3H8
O
∥
（2）步骤：将 插入C3H8原子之间：C3H8有1种C-C键,2种C-H键。
【结论】C4H8O2属于酯类同分异构体=甲酸酯+普通酯类
=C-H键×1+C-C键×2 = 2×1 + 1×2 = 4
【典例】：分子式为C5H10O2的属于酯类的同分异构体数目？
【分析】：取出特殊部分酯基-COO-，可得C4H10为丁烷。此题看做酯基-COO-插入丁烷的C-H键之间和C-C键之间得到酯。
丁烷C4H10有两种结构，其C-H，C-C数目，及对称的C-C数目如下
C-H数2，不对称C-C数1，对称C-C为1
C-H数2，不对称C-C数1
C5H10O2酯类同分异构体数=C-H键数×1+不对称C-C键数×2+对称的C-C键数×1
= 4×1 + 2×2 1×1 = 9种
9种
【典例】有机物A： 的异构体甚多，其中属于酯类化合物，而且结构式中有苯环结构的异构体有六种。其中三种的结构简式为
—CH2COOH
请写出符合条件的另外三种结构简式
【分析】(1) 取出特殊部分
(2) 写出剩余部分：甲基苯，找出C-H,C-C种类
C-H 4种
C-C 1种
(3) 将-COO-正插入C-H键之间，得到甲酸酯4种
将 -COO- 正插、反插入C-C之间，得到普通酯2种
(4) 另外3种是C-C键之间的正反插，还有-CH3的C-H之间插入-COO-得到甲酸酯：
【典例】写出分子式为C8H8O2含苯环的属于酯类的同分异构体（6种）
（1）取出特殊基团-COO-，剩余甲苯C7H8
（2）先分类，再分步
将-COO-正插入H-C键之间得到甲酸酯：
将-COO-分别正插入、反插入C-C键之间得到普通酯：
插入法书写酯类的同分异构体：
插入法比起基元法，更适合书写同分异构体
归纳与小结
常用的同分异构体的判断方法很多，归根到底，都要遵循一定的顺序，先分类、后分步，有序思维，才能正确的判断或书写同分异构体，不重复，不遗漏。
THANKS

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