高考有机化学同分异构体种类快速判断方法(精选3篇)
高考有机化学同分异构体种类快速判断方法 篇一
同分异构体是有机化学中一个重要的概念,它指的是分子式相同但结构不同的有机物。在高考中,同分异构体的种类判断是一个常见的题型,需要考生具备一定的判断能力和知识储备。本文将介绍一种快速判断同分异构体种类的方法,帮助考生更好地应对高考有机化学题。
首先,要判断同分异构体的种类,我们需要了解同分异构体的定义和特点。同分异构体是指分子式相同但结构不同的有机物,它们的原子组成相同,但原子的排列方式不同。同分异构体的种类可以从两个方面进行判断:它们的分子式中的原子种类和原子间的连接方式。
针对分子式中的原子种类,我们可以通过观察碳原子的个数和种类来进行判断。根据有机化学的规律,同分异构体的碳原子个数是相同的,但它们的碳原子种类可能不同。例如,对于分子式为C4H10的有机物,它有两个同分异构体:正丁烷和异丁烷。正丁烷的碳原子排列方式是直链状,而异丁烷的碳原子排列方式是支链状。通过观察碳原子的排列方式,我们可以判断出这两个有机物是同分异构体。
除了观察碳原子的个数和种类,我们还可以通过观察其他原子的种类和排列方式来判断同分异构体的种类。例如,对于分子式为C2H6O的有机物,它有两个同分异构体:乙醇和甲醇。乙醇的碳原子排列方式是直链状,而甲醇的碳原子排列方式是支链状。通过观察氧原子的位置和连接方式,我们可以判断出这两个有机物是同分异构体。
在判断同分异构体的种类时,我们还需要考虑立体异构体的存在。立体异构体是指分子中的原子在空间中的排列方式不同,但它们的分子式和结构式相同。对于立体异构体的判断,我们需要通过观察分子的空间构型和键的方向性来进行判断。例如,对于分子式为C4H8的有机物,它有两个同分异构体:顺丁烯和反丁烯。顺丁烯的碳原子排列方式是直链状,而反丁烯的碳原子排列方式是环状。通过观察双键的方向性和空间构型,我们可以判断出这两个有机物是立体异构体。
综上所述,判断同分异构体种类的方法可以从分子式中的原子种类和原子间的连接方式入手。通过观察碳原子的个数和种类,以及其他原子的位置和连接方式,我们可以判断出同分异构体的种类。在判断立体异构体时,我们还需要考虑分子的空间构型和键的方向性。掌握这些判断方法,考生就能够快速准确地判断同分异构体的种类,提高解题的效率和准确性。高考有机化学同分异构体种类快速判断方法 篇二
同分异构体是有机化学中的一个重要概念,在高考中也是一个常见的考点。同分异构体指的是分子式相同但结构不同的有机物,它们的原子组成相同,但原子的排列方式不同。在高考中,判断同分异构体的种类是一个需要考生具备一定的判断能力和知识储备的题型。本文将介绍一种快速判断同分异构体种类的方法,帮助考生更好地应对高考有机化学题。
判断同分异构体的种类,我们需要从两个方面进行考虑:分子式中的原子种类和原子间的连接方式。首先,我们可以通过观察分子式中的碳原子个数和种类来判断同分异构体的种类。根据有机化学的规律,同分异构体的碳原子个数是相同的,但它们的碳原子种类可能不同。例如,对于分子式为C4H10的有机物,它有两个同分异构体:正丁烷和异丁烷。正丁烷的碳原子排列方式是直链状,而异丁烷的碳原子排列方式是支链状。通过观察碳原子的排列方式,我们可以判断出这两个有机物是同分异构体。
除了观察碳原子的个数和种类,我们还可以通过观察其他原子的种类和排列方式来判断同分异构体的种类。例如,对于分子式为C2H6O的有机物,它有两个同分异构体:乙醇和甲醇。乙醇的碳原子排列方式是直链状,而甲醇的碳原子排列方式是支链状。通过观察氧原子的位置和连接方式,我们可以判断出这两个有机物是同分异构体。
在判断同分异构体的种类时,我们还需要考虑立体异构体的存在。立体异构体是指分子中的原子在空间中的排列方式不同,但它们的分子式和结构式相同。对于立体异构体的判断,我们需要通过观察分子的空间构型和键的方向性来进行判断。例如,对于分子式为C4H8的有机物,它有两个同分异构体:顺丁烯和反丁烯。顺丁烯的碳原子排列方式是直链状,而反丁烯的碳原子排列方式是环状。通过观察双键的方向性和空间构型,我们可以判断出这两个有机物是立体异构体。
综上所述,判断同分异构体种类的方法可以从分子式中的原子种类和原子间的连接方式入手。通过观察碳原子的个数和种类,以及其他原子的位置和连接方式,我们可以判断出同分异构体的种类。在判断立体异构体时,我们还需要考虑分子的空间构型和键的方向性。掌握这些判断方法,考生就能够快速准确地判断同分异构体的种类,提高解题的效率和准确性。
高考有机化学同分异构体种类快速判断方法 篇三
高考有机化学同分异构体种类快速判断方法
高考有机化学同分异构体种类的判断是每年必考题型,重现率高,在一份高考试题中往往出现三次,分值达10左右,物质种类的数目也在逐年增多,但考生在考场中很难做到快速准确判断,导致既浪费了时间又失分较多。为此我结合自己多年的教学实践,经过多次教学调查验证,总结出一种科学可行的快速判断有机化学同分异构体种类的方法,想通过分享解决全体师生的教学困惑,提高有机试题的得分率。
一、巧记通式法
高考试题中往往给定一种有机物的化学式,根据题目的要求判断有机物同分异构体的种类,很多学生因为不能准确判断该有机物的类别,所以同分异构体的种类也就无法判断,因此首先要根据分子通式确定有机物的类别,再结合题目给定信息判断同分异构体的种类。
1、烃的分子通式:以饱和烷烃CnH2n+2的氢原子个数为参照对象
(1)若分子通式为CnH2n,则分子中比同碳原子烷烃少2个氢原子,不饱和度为1,有可能为单烯烃或环烷烃。
(2)若分子通式为CnH2n-2,则分子中比同碳原子烷烃少4个氢原子,,不饱和度为2,有可能为炔烃、二烯烃或环烯烃。
(3)若分子通式为CnH2n-6,不饱和度为4,则为苯及苯的同系物。
2、烃的含氧衍生物:参照烃的分子通式做判断
(1)若分子通式为CnH2n+2Ox,则分子中C与H的关系与烷烃的相同,说明该有机物分子中只有单键没有不饱和键,可视为烷烃分子中
C-H键之间插一个O原子为醇,在C-C键之间插一个O原子为醚。①若分子通式为CnH2n+2O则为饱和一元醇或饱和醚
如分子式C2H6O,可能为乙醇CH3CH2OH或二甲醚CH3OCH3 ②若分子通式为CnH2n+2O2则为饱和二元醇,如乙二醇 C2H6O2 ③若分子通式为CnH2n+2O3则为饱和三元醇,如丙三醇 C3H8O3 但是要注意多元醇一个碳上不能同时连接两个-OH。
(2)若分子通式为CnH2nO,说明分子中C和H的个数关系与烯烃相同,不饱和度为1,分子中有可能有一个碳氧双键或碳碳双键,则有可能为饱和一元醛、酮或烯醇。
如分子式 C3H6O: 可能为丙醛CH3CHO 、
丙酮CH3COCH3 丙烯醇 CH2=CHCH2OH
(3)若分子通式为CnH2nO2,则有可能为羧酸或酯。
(4)若分子通式为CnH2nO3,则有可能为羟基酸或羟基酯。
如分子式为C3H6O3:α-羟基丙酸CH3CH(OH)(COOH)
(5)若分子通式为CnH2n-6O,则可看做是苯及苯的同系物的分子结构中苯环上C-H键之间插一个O原子,则该有机物为酚;若苯的同系物的侧链的C-H键之间插一个O原子,则为芳香醇。
二、等效氢取代法
1、等效氢即同一碳原子上的氢原子是等效的;同一碳原子上所连的甲基是等效的;处于对称位置上的.氢原子是等效的。
例1:结构简式CH3CH2CH(CH3)2的等效氢为四种
2、对于卤代烃R-X、醇R-OH 、硝基化合物R-NO2、胺类R-NH2、醛R-CHO 、羧
酸R-COOH有机物,均可以看作是烃的一取代物,其实质是判断处于不同位置的氢原子数目即等效氢,则确定出该有机物的同分异构体的数目。
(1)对于R-X、R-OH 、R-NO2 三种有机物,可看作是R-H分子中的H分别被-X、
-OH 、-NO2 所取代,只需判断R-H分子中的等效氢数目即可。
例2:判断分子式C5H11Cl同分异构体的种类
方法:分析判断分子式为C5H12的戊烷的三种同分异构体的结构中等效氢个数为8
种,则一氯戊烷的同分异构体的种类为8种,同理C5H11OH的同分异构体也为8种;
C4H10的等效氢为4种,C6H14的等效氢17种。
(2)分子式为R-NH2 的胺类化合物,可分三种情况
①R-H分子中H原子被-NH2 所取代,找出等效氢的种类即为该类化合物的种类
②在烷烃R-H的分子中C-C键之间插入-NH-,判断等效C-C键数目即为该化合物的同分异构体的种类。
③对碳原子数大于3的有机胺类物质,将-N-插在三个C原子之间,找出它的种类。将上述三种情况的总数加起来为该胺类化合物的同分异构体的种类。
(3)对于R-CHO 、R-COOH两类有
机物,因为其官能团的结构中有一个碳原子,则在总分子中减少一个碳原子,判断剩余分子基团R-H的等效氢的数目即为该有机物的同分异构体的种类。例3:判断分子式为C5H10O的醛的同分异构体的种类
方法:可将该醛写成C4H9CHO,即找分子式C4H10的烷烃中的等效氢的数目为4种,则该醛的同分异构体的种类也为4种。
三、等效键插入法
1、等效C-C键,即烷烃分子中相同位置的碳碳单键等效,可根据分
子结构的对称性判断分子中等效C-C键种类。
如结构简式CH3CH2CH(CH3)2的烷烃等效C-C键为三种
2、对于醚R-O-R1 、酮R-CO-R1 、酯R-COO-R1 三类有机化合物,均可以看做是R-R1 分子中的C-C键之间分别插入-O- 、-CO- 、-COO-,找出等效C-C键的数目即为该有机物的同分异构体的数目。
(1)醚R-O-R1:找出分子式为R-R1 的所有等效C-C键数目即为该醚的同分异构体的种类。
(2)酮R-CO-R1:要在该酮分子式中减去一个碳原子,剩余碳原子数的烷烃分子中找出所有的等效C-C键数即为该酮的同分异构体的种类。
(3)酯R-COO-R1:因为酯基-COO-不对称,酯与羧酸互为同分异构体。判断分子式为CnH2nO2的所有同分异构体的种类,应分三种情况 一是羧酸:可看作是烃R-H分子中的-C-H键之间插入-COO-为-COOH,即只需判断等效氢的数目则为羧酸的同分异构体的数目;二是酯:即在C-C键之间插入-COO-为酯,但是C-C键有对称的和不对称的,若在对称的C-C键之间插入-COO-,不管怎样插入则只有一种结构,若在不对称的C-C键之间插入则有C- COO- C和C- OOC- C两种结构,因此在C-C键之间插入-COO-的酯类物质的同分异构体的种类为对称C-C键数目加上不对称C-C键数的2倍之和。
三是甲酸某酯:在C-H之间插入-COO-成C-OOC-H,即只需判断等效氢的个数即可,将上述三种情况的总数加起来则为分子式为CnH2nO2的羧酸和酯的同分异构体的数目。
例4:判断分子式为C5H10O2的羧酸和酯的同分异构体种类 方法:需要对分子式为C4H10的两种同分异构体的结构做判断, CH3CH2CH2CH3, CH3CH(CH3)2
羧酸: 判断等效氢个数为4,则羧酸的同分异构体的种类4种 酯:①甲酸某酯:判断等效氢个数为4,同分异构体种类为4种 ②对称C-C键: 1种,则有1种酯的结构
③不对称C-C键: 2种,则对应的酯有2×2=4种
符合分子式为C5H10O2 的羧酸和酯一共4+4+1+4=13种
四、排列组合法
对于芳香族化合物采用排列组合的方法去解决。近几年高考在选做题《有机化学基础》试题中,总是考查芳香族化合物的同分异构体的种类判断、指定结构的有机物同分异构体结构简式的书写,其中2011年、2012年、2013年连续三年的高考题中同分异构体的数目均为13种,仅是苯环中的一个官能团变化,考查的数目没变,2014年换成有-NH2的芳香族化合物的同分异构体的判断,种类为19种,可见怎样快速判断芳香族化合物的同分异构体的种类,是我们必须解决的问题。
1、若苯环上只有一个取代基 — R ,若-R只有一种结构,则该有机物有一种,无同分异构体。
2、若苯环上有两个取代基,不管两个取代基是否相同,它们都处在苯环的邻、间、对的位置上,有三种同分异构体。
3、若苯环上有三个相同的取代基,则有三种排列方式,有三种同分