高考重点与难点突破

马天罡

通过研究近几年的高考题发现，高考对同分异构体的考查一直是情有独钟，它是全国各省市高考命题的重点和难点。高考对它的考查主要有两种方式：同分异构体的判断和书写。高考命题的载体基本上分为两类：一种是烃（烷烃、烯烃与芳香烃），考查角度为烃的一卤取代和二卤取代；二是烃的含氧衍生物（醇、醛、羧酸、酯）等，往往带有一定的限定条件（如已知它能与钠反应产生氢气或核磁共振氢谱的信号强度比等）。下面，我们分类重点分析与突破。

一、同分异构体的判断

判断有机物是否互为同分异构体，前提要理解同分异构体的概念。“同分”指的是分子式相同，结构不同，而不是相对分子质量相同。相对分子质量相同而结构不同的化合物不一定互为同分异构体，如CH2O和C2H6。“结构不同”指的是碳链骨架不同，或官能团在碳链上的位置不同，或官能团的种类不同 。特别注意的是：淀粉和纤维素虽然分子式都为（C6H10O5）n，但由于n值不同，它们不互为同分异构体。

例1下列各组有机物互为同分异构体的是 （ ）。

解析A项，都是苯环，两个甲基都位于邻位上，因此A项中两结构简式表示的是同一物质，A错误；B项，是用键线式表示有机物的结构，每个拐点表示一个碳原子，且每个碳原子均满足“碳四价”原则，故二者的分子式均为C10H160，但结构不同，二者互为同分异构体，B正确；C项，甲基所在的位置为对称位置，属于同一物质，C错误；D项，由于甲烷分子是正四面体结构，故它们表示的是同种物质，D错误。答案：B。

点评本题容易出错的地方有两项：A项，不把苯环当苯环，当成了单双键交替的结构。

还有D项，没有把它们与甲烷的结构进行联想类比，看成了氯原子在“对与邻”两种不同的位置上，从而看成了两种不同的结构。

二、同分异构体的书写

1.烷烃同分异构体的写法

烷烃同分异构体的书写属于书写同分异构体中最简单的一种。书写烷烃同分异构体的基本方法-“主链减碳法”。在书写时要注意下面三点：

（1）书写步骤：先写最长的碳链，然后逐个减少碳原子，把减少的碳原子作为取代基连在剩余的碳链上。

（2）具体方法：“成直链，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”。

（3）书写口诀：“主链由长到短；支链由整到散；位置由心到边；排布按同邻间；最后用氢补足碳四键”。

例21 mol某烷烃完全燃烧消耗11 mol O2，其主链上含有5个碳原子的同分异构体（不考虑立体异构）有（ ）。

A.4种 B.5种 C.6种 D.7种

解析设该烷烃的分子式为CmH2m+2，则m+（2m+2）/4=11，解得m=7，所以该烷烃的分子式为C7H16，主链上有5个碳原子，剩下的2个碳原子可以作为一个乙基连在主链上，这样的同分异构体有1种，也可以作为2个甲基连在主链上，这样的同分异构体有4种，所以该烷烃的同分异构体共有5种。答案：B。

点评解答本题时应注意以下三点：

（1）作支链的任何取代基都不能连在主链的端点上。

（2）作为支链的乙基不能连在主链的2号位碳原子上。

（3）把一个乙基拆成两个甲基时，要考虑“对、邻、间”，还要注意在主链上的“对称”情况，不能重复。

2.烃的一元取代物同分异构体的写法

在书写烃的一元取代物时，要学会识别有机物中氢原子的种类，即学会寻找“等效氢”：

要注意几种情况：连在同一个碳原子上的氢原子是等效的；连在同一个碳原子上的甲基上的氢原子是等效的；处于对称位置或镜面对称位置的碳原子上连接的氢原子是等效的。对不等效的氢原子取代，有几种不等效氢原子，其一元取代物就有几种。

例3分子式为C4H9Cl的同分异构体共有（不考虑立体异构）（ ）。

A.2种 B.3种 C.4种 D.5种

解析C4H9Cl符合烷烃通式CnH2n+2，可以看成C4H10中的一个H被Cl取代，C4H10有两种同分异构：CH3CH2CH2CH3和（CH3）3CH；CH3CH2CH2CH3的一氯代物有两种：CH3CHClCH2CH3、CH3CH2CH2CH2Cl， （CH3）3CH的一氯代物也有两种：（CH3）2CHCH2Cl、（CH3）3CCl，2种+2种=4种。答案：C

点评解答本题时注意两点：

（1）先研究出它的母体属于哪种类别。它符合烷烃的通式CnH2n+2（把一个Cl相当于一个H），因此，它的母体属于烷烃，即C4H10；然后写出C4H10所有的同分异构体，最后再找出氢原子的种类，有几种不同类型的氢原子就有几种一氯代物。

（2）书写大致顺序是：先写碳链异构，后写官能团的位置异构。

3.二元取代物同分异构体的写法

书写二元取代物的主要技巧有：“定一移一”：对于二元取代物的同分异构体的写法，可固定一个取代基位置，再移动另一个取代，以确定同分异构体数目。若烃分子中有a个可被取代的氢原子，当m+n=a 时，则m元取代物的同分异构体种数与n元取代物的同分异构体种数相同。如二氯苯有三种同分异构体，则四氯苯也有三种同分异构体；同理，可判断二溴萘与六溴萘的同分异构体种数相同，三溴萘与五溴萘的同分异构体种数相同。

例4含有一个碳碳双键的分子式为C3H4Cl2的同分异构体共有（不考虑立体异构）（）。

A.3种 B.4种 C.5种 D.6种

解析在这里（一个Cl相当于一个H），故把C3H4Cl2看成C3H6，因此，它可以看成丙烃衍变而来的，其中的2个H原子被2个Cl取代。丙烯结构简式为CH2=CHCH3，两个氯原子位于同一个碳原子上的结构有2种，位于相邻碳原子上的结构有2种，位于不相邻碳原子上的结构只有1种，故符合条件的结构共有2种+2种+1种=5种。答案：C。

点评解答本题时注意三点：

（1）先确定出它的母体的类别是什么？要结合通式进行判断。

（2）再写出母体所有的同分异构体（丙烯只有一种结构，不存在碳链和官能团位置异构）

（3）最后考虑两个氢原子的相对位置，有几种不同情况的相对位置，就有几种二氯代物。

4.烃的含氧衍生物的同分异构体的写法

烃的含氧衍生物的同分异构体的写法：往往先采取主链减碳法写出所有的相应碳架，再让官能团分别在碳架上移动，从而写出同分异构体。要注意常见烃基的异构体的数目：

（1）-C3H7（丙基）为两种，结构简式分别为CH3CH2CH2-和CHCH3CH3。

（2）-C4H9（丁基）为四种，结构简式分别为CH3CH2CH2CH3-、 CH3CHCH2CH3、CHCH3CH3CH2、CCH3CH3CH3。

（3）-C5H11（戊基）：8种

例5分子是为C5H12O且可与金属钠反应放出氢气的有机物有（不考虑立体异构）（ ）。

A.5种 B.6种 C.7种 D.8种

解析C5H12O符合通式CnH2n+2O，属于饱和一元醇和醚，但由限定条件可知，它属于饱和一元醇。书写它的同分异构体时，可看成戊烷的一个氢原子被一个羟基取代。戊烷的同分异构体有（3种），然后用一个羟基取代这些同分异构体中的不等效氢原子。正戊烷中不等效氢原子有3种，异戊烷有4种，新戊烷有1种，因此，符合题意的C5H12O共有3种+4种+1种=8种，答案：D。

点评解答本题的注意两点：

（1）先由分子式确定通式，再由通式确定有机物的种类（要结合题中的限定条件）。

（2）确定母体 “戊烷”后，写出它的碳连异构，再用羟基进行取代，属于官能团位置异构。

（收稿日期：2014-12-26）