1.3 微专题3 烃的一元或多元取代物数目的判断-【步步高】2023-2024学年高二化学选择性必修3（鲁科版2019，鲁琼）

微专题3　烃的一元或多元取代物数目的判断 1．等效氢原子法 单官能团有机物可看作烃分子中一个氢原子被其他原子或原子团(官能团)取代的产物，即烃分子中等效氢原子有几种，则该烃一元取代产物就有几种。 有机化合物中，处于相同位置的氢原子，可认为是“等效氢原子”。 (1)同一个碳原子上的氢原子等效，如CH4中4个H等效。 (2)同一个碳原子上所连接的甲基(—CH3)上的H等效，如新戊烷()中12个H等效。 (3)分子中位于对称位置的相同基团上的H等效。 例1　下列有机物中，一氯取代物有2种的是(不考虑立体异构)(　　) ① ② ③CH3CH2CH3　④ A．全部 B．①③ C．②④ D．②③ 答案　D 解析　根据等效氢判断的原则，①分子中有3种氢原子，其一氯代物有3种；②为对称结构，分子中有2种氢原子，其一氯代物有2种；③为对称结构，分子中有2种氢原子，其一氯代物有2种；④分子中有4种氢原子，其一氯代物有4种。 2．基元法 (1)记住常见烃基的结构：—CH3有1种，—C2H5有1种，—C3H7有2种，—C4H9有4种，—C5H11有8种。 (2)将有机物分子拆分为烃基和官能团两部分，根据烃基同分异构体的数目，确定目标分子的数目，如C4H9—Cl共有4种结构。 例2　分子式为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 答案　D 解析　分子式为C5H12O的有机物能与金属钠反应放出氢气，说明分子中含有—OH，该有机物为戊醇，—C5H11可能的结构共8种，对应的醇也有8种。 3．“定一移一”法 确定二元取代物数目时可先固定一个取代基的位置，再移动另一个取代基。如确定CH3CH2CH3的二氯代物数目：第1步固定1个氯原子有2种：①，②；第2步固定第2个氯原子：①有3种，②有2种，其中①b和②d重复，故CH3CH2CH3的二氯代物有4种。 例3　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 答案　C 解析　C4H8BrCl可看成是C4H10分子中的2个H被1个Br和1个Cl取代得到的产物。C4H10有正丁烷和异丁烷2种，被Br和Cl取代时，可先确定Br的位置，再确定Cl的位置。正丁烷的碳骨架结构为———，Br分别取代1号碳原子和2号碳原子上的氢原子时，Cl均有4种位置关系，异丁烷的碳骨架结构为，Br分别取代1号碳原子和2号碳原子上的氢原子时，Cl分别有3种和1种位置关系，综上可知C4H8BrCl共有12种结构。 4．换元法 若烃中含有a个氢原子，则其n元取代物和(a－n)元取代物数目相同。 如：二氯苯(C6H4Cl2)有3种结构：、、，则四氯苯也有3种结构。 例4　已知有10种二氯取代物，则其六氯取代物有(　　) A．6种 B．8种 C．10种 D．12种 答案　C 解析　分子中共有8个氢原子，二氯取代物有10种，利用换元法可知其六氯取代物也有10种。 5．苯环上的取代种类 (1)苯环上有两个取代基X、Y，无论取代基是否相同，同分异构体有3种，依次为 (邻)、(间)、 (对)。 (2)苯环上有三个取代基 ①取代基相同，即X、X、X型，同分异构体有3种。依次为 (连)、(偏)、(均)。 ②两个取代基相同，一个不同，即X、X、Y型，同分异构体共有6种。 书写方法：“定二移一”“同定异变”。 其中数字即为“Y”的可能位置。 ③三个取代基均不相同，即X、Y、Z型，同分异构体共有10种。 书写方法：“定二移一”，借助等效氢。 其中数字即为“Z”的可能位置。 1．下列有关一元取代物数目的叙述错误的是(　　) A．甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种 B．含有5个碳原子的某饱和链烃，其一氯取代物可能有3种 C．分子式为C4H8Cl2的有机物共有8种(不考虑立体异构) D．菲的结构简式为，它与硝酸反应，可生成5种一硝基取代物 答案　C 解析　甲苯苯环上的一取代物有3种，分别是邻、间、对，含3种碳原子的烷基有2种：正丙基、异丙基，所以所得产物有6种，故A正确；菲的分子中有5种氢原子，它与硝酸反应，可生成5种一硝基取代物，故D正确。 2．C6H14的一氯代物共有(不考虑立体异构)(　　) A．11种 B．13种 C．15种 D．17种 答案　D 解析　根据减碳法书写C6H14的所有同分异构体，然后等效氢有几种则一氯代物就有几种。C6H14属于烷烃，主链为6个碳原子的结构为CH3(CH2)4CH3，分子中有3种氢原子，一氯代物有3种；主链为5个碳原子的结构为CH3CH2CH2CH(CH3)2、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3，分子中分别有5种、4种氢原子，一氯代物共有9种；主链为4个碳原子的结构为CH3CH2C(CH3)3、CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3，分子中分别有3种、2种氢原子，一氯代物共有5种；则C6H14的一氯代物共有17种。 3．组成和结构可用表示的有机化合物共有(不考虑立体异构)(　　) A．12种 B．28种 C．32种 D．36种 答案　A 解析　C4H9—共有4种；乙基的二氯代物共有3种：、、，故满足条件的有机物共有4×3＝12种。 4．下列关于异丙基苯[]的说法正确的是(　　) A．苯环上有三个取代基的同分异构体有3种 B．苯环上的二氯取代物共有6种 C．其一氯取代物有6种 D．该有机物可溶于水和四氯化碳 答案　AB 解析　A项，苯环上的三个取代基均为甲基，有3种；C项，异丙基苯的两个甲基等效，因而其一氯取代物有5种；D项，该有机物难溶于水。 5．(1)结构为的二氯代物有____种，其结构简式分别为_______________________。 (2)并五苯()的一氯代物有____种，二氯蒽(蒽：)有______种。 答案　(1)6 (2)4　15 解析　(2)注意对称性和等价位置分析，避免重、漏。，、、 6．某化合物的分子式为C5H11Cl，分析数据表明，分子中有2个—CH3、2个—CH2—、1个和1个—Cl。则： (1)它的可能结构有________种。 (2)请写出它可能的结构简式：________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)4 (2)、 、、 解析　首先写出C5H12的碳骨架异构： ①———C—C，②，③。然后找出每种碳骨架异构的等效氢原子(用字母a、b……表示)。最后选出符合条件的结构简式，有、、、。 学科网（北京）股份有限公司 $$