第十章 第50讲 有机物分子的空间结构 同分异构体（复习讲义）-【优学精研】2026年高考化学一轮总复习学用word

第50讲　有机物分子的空间结构　同分异构体 课标要求 1.认识有机化合物的分子结构决定于原子间的连接顺序、成键方式和空间排布。 2.认识有机化合物存在碳架异构、位置异构和官能团异构等同分异构现象。 考点一　碳原子的成键特点　有机物分子的空间结构 1.碳原子的成键特点 注意 若有机物中含有O、N等元素，则每个O原子形成两个共价键，每个N原子形成三个共价键。 2.有机物分子中的三种碳原子 （1）饱和碳原子 结合原子或原子团数目为4的碳原子。 （2）不饱和碳原子 结合原子或原子团数目小于4的碳原子。 （3）手性碳原子 饱和碳原子中，与四个不同原子或原子团相连的碳原子叫做手性碳原子（又叫不对称碳原子），通常用“*”标出。含有手性异构体的分子叫做手性分子。 如乳酸：。 　　 3.有机化合物分子结构的表示方法 4.有机化合物的成键方式和空间结构 甲烷型 碳为　　杂化，正四面体结构，最多有3个原子共平面 乙烯型 碳为　　　　杂化，分子中所有原子共平面 乙炔型 H—C≡C—H 碳为　　杂化，分子中所有原子共直线 苯型 碳为　　杂化，分子中所有原子共平面 甲醛型 碳为　　杂化，分子中所有原子共平面 一 有机物分子结构的表示方法 1.下列化学用语表述正确的是（　　） A.硝基苯的结构简式： B.四氯化碳的空间填充模型： C.聚丙烯的链节为—CH2CH2CH2— D.葡萄糖的实验式：C6H12O6 2.下列说法正确的是（　　） A.乙醇的键线式为 B.碳骨架为的烃的结构简式为（CH3）2CCH2 C.乳酸分子（）中不存在手性碳原子 D.有机物分子里一定既有非极性键也有极性键 二 有机物分子中原子的空间位置判断 3.下列物质中所有原子均共面的是（　　） A.二氯甲烷 B.1，1，2，2-四氯乙烷 C.1，2-二氯乙烯 D.乙醛 4.下列说法正确的是（　　） A.CH3CHCHCH3分子中的四个碳原子在同一直线上 B.a（）和c（）分子中所有碳原子均处于同一平面上 C.中所有碳原子可能都处于同一平面 D.化合物（b）、（d）、（p）中只有b的所有原子处于同一平面上 有机物分子中原子共线、共面的分析方法 　　（1）利用三种“组合” ①直线结构与平面结构的连接，则直线在这个平面内，如苯乙炔（）分子中所有原子共平面。 ②平面结构与平面结构的连接，如苯乙烯（）分子中共平面的原子最少有12个，最多有16个。 　　 　　③平面结构与立体结构的连接，甲基与平面结构通过单键相连（如），由于单键可以绕键轴旋转，则甲基上最多只有一个氢原子能处于苯环所在的平面内。 　　（2）学会拆分复杂分子 观察复杂分子的结构，先找出类似于甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的结构，再将对应的结构及键的旋转等知识进行迁移，即可解决有关原子共面、共线的问题。特别要注意苯分子中处于对位的两个碳原子共线。 考点二　同系物　同分异构体 1.同系物 2.同分异构现象和同分异构体 （1）概念与类型 同分异构现象 化合物具有相同的　　　　　，但具有不同结构的现象 同分异构体 具有同分异构现象的化合物互为同分异构体 异构类型 立体异构 顺反异构 如 和 对映异构 如和 异 构 类 型 构造异构 碳骨架异构 碳骨架不同 如CH3—CH2—CH2—CH3和 　　　　　 位置异构 官能团位置不同 如CH2CH—CH2—CH3和 　　　　　　　　　 官能团异构 官能团种类不同，如 CH3CH2OH和　　　　　　 （2）常考的官能团异构 组成通式 不饱和度（Ω） 可能的类别异构 CnH2n 1 烯烃和环烷烃 CnH2n－2 2 炔烃、二烯烃、环烯烃 CnH2n＋2O 0 饱和一元醇和醚 CnH2nO 1 饱和一元醛和酮、烯醇等 CnH2nO2 1 饱和一元酸和酯、羟基醛、羟基酮等 下列四组有机物： ①CH3CH2CH2CH2CH3和C（CH3）4 ②和 ③和CH3—O—CH2—CH3 ④CH3CH2CH2CH2OH和 其中属于碳架异构的是　　，属于位置异构的是　　；属于官能团异构的是　　　。 3.简单有机物同分异构体的书写 （1）烷烃同分异构体的书写：缩链法（主链由长到短、支链由整到散、位置由心到边）。 写出C6H14的同分异构体（用碳骨架结构表示）：　　　　　　　　　　　　　。 （2）烯烃、炔烃同分异构体的书写 书写顺序：碳架异构→官能团位置异构。 书写技巧：烷烃邻碳上各去一个H可变成烯烃，烷烃邻碳上各去2个H可变成炔烃。 ①写出C4H8属于烯烃的同分异构体的结构简式：　　　　　　　　　　　　　。 ②写出C4H6属于炔烃的同分异构体的结构简式：　　　　　　　　　　　　　。 （3）苯的同系物同分异构体的书写 ①支链由整到散，苯环上排列按邻、间、对（由集中到分散）书写。 ②苯环上一取代物有1种；二取代物有3种；三取代物，若三个取代基相同，有3种，若其中两个取代基相同，有6种，若三个取代基均不相同，有10种。 （4）具有含氧官能团有机物同分异构体的书写 一般按官能团异构（分好类别）→碳架异构→位置异构的顺序书写。 写出C4H10O的同分异构体的结构简式： ①属于醇：　　　　　　　、　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　。 ②属于醚：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 　　 1.复杂的有机化合物的结构可以用“键线式”简化表示。如有机化合物CH2CH—CHO可以简写为。则与键线式为的物质互为同分异构体的是（　　） A. B. C. D. 2.下列有关同分异构体数目（不考虑立体异构）的判断正确的是（　　） A.的一溴代物有4种 B.CH3CH2C（CH3）3的一氯代物有2种 C.C5H10O属于醛的同分异构体有4种 D.C8H10含苯环的同分异构体有3种 3.下列符合限制条件的同分异构体数目最多的有机物是（　　） 选项 分子式 限制条件（不考虑立体异构） A C4H8Br2 含2个甲基 B C8H10 与苯互为同系物 C C5H12O 能与金属钠反应 D C4H8O2 能与氢氧化钠溶液反应 同分异构体数目的判断方法 　　（1）记忆法：记住一些常见有机物的同分异构体数目，如 ①凡只含一个碳原子的分子均无同分异构体。 ②乙烷、丙烷、乙烯、乙炔无同分异构体。 ③4个碳原子的链状烷烃有2种，5个碳原子的链状烷烃有3种，6个碳原子的链状烷烃有5种。 （2）基元法：烷基有几种就有几种一元取代物。 如—C3H7有2种，C3H7Cl有2种；C3H8O属于醇的结构有2种。 （3）等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法，其规律有： ①同一碳原子上的氢原子等效。 ②同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。 ③位于对称位置的碳原子上的氢原子等效。 （4）二元取代物数目的判断：定一移一法。可固定一个取代基的位置，再移动另一取代基的位置以确定二元取代物的数目。 1.判断下列有机物分子结构描述的正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）（2024·湖南高考）异丙基的结构简式：。（　　） （2）（2024·浙江6月选考）3，3-二甲基戊烷的键线式：。（　　） （3）（2024·江苏高考）有机物 分子中所有碳原子共平面。（　　） （4）（2024·北京高考）乙炔的结构式：。（　　） （5）（2024·贵州高考）聚乙炔的结构简式：􀰷CHCH􀰻。（　　） （6）（2023·山东高考）除氢原子外，X（）中其他原子可能共平面。（　　） （7）（2023·辽宁高考）顺-2-丁烯的结构简式：。（　　） （8）（2023·浙江6月选考）丙烯分子中最多7个原子共平面。（　　） 2.判断下列有关同系物、同分异构体叙述的正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）（2024·甘肃高考）和 互为同系物。（　　） （2）（2024·新课标卷）双酚A （）是苯酚的同系物。（　　） （3）（2024·全国甲卷）MP（）的同分异构体中含羧基的有3种。（　　） （4）（2024·湖南高考）CH4分子是正四面体结构，则CH2Cl2没有同分异构体。（　　） （5）（2023·山东高考）含醛基和碳碳双键且有手性碳原子的Y（）的同分异构体有4种（不考虑立体异构）。（　　） （6）（2023·天津高考） 芥酸（）是顺式结构。（　　） （7）（2022·天津高考）和 互为同系物。（　　） （8）（2022·浙江6月选考）丙酮 （）和环氧丙烷 （）互为同分异构体。（　　） 3.（2023·辽宁高考6题）在光照下，螺吡喃发生开、闭环转换而变色，过程如下。下列关于开、闭环螺吡喃说法正确的是（　　） A.均有手性 B.互为同分异构体 C.N原子杂化方式相同 D.闭环螺吡喃亲水性更好 4.按要求填空： （1）（2024·吉林高考19题节选）有机物D（）的同分异构体中，与D官能团完全相同，且水解生成丙二酸的有　　　　种（不考虑立体异构）。 （2）（2024·贵州高考18题节选）有机物Ⅸ（C7H16N2）有多种同分异构体，其中一种含五元碳环结构，核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为1∶1∶1∶1，其结构简式是　　　　。 提示：完成课后作业　第十章　第50讲 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $ 第50讲　有机物分子的空间结构　同分异构体 【考点·全面突破】 考点一 必备知识夯实 1.四　单键　双键　碳链　4.sp3　sp2　sp　sp2　sp2 关键能力突破 1.A　四氯化碳分子中氯原子半径大于碳原子半径，B错误；聚丙烯的链节为，C错误；葡萄糖的分子式为C6H12O6，实验式为CH2O，D错误。 2.B　乙醇的键线式为，A错误；碳骨架为的烃，根据价键规律，结构简式为（CH3）2CCH2，B正确；乳酸分子中标注*的碳原子是手性碳原子，C错误；甲烷分子中只有极性键，D错误。 3.C　结合CH4为正四面体结构可知，含有饱和碳原子的分子中所有原子一定不共平面，A、B、D中均含饱和碳原子，所有原子不可能共面，1，2-二氯乙烯相当于由乙烯分子中的两个氢原子被氯原子替代得到，乙烯为平面结构，则1，2-二氯乙烯也为平面结构，所有原子均共面，C正确。 4.D　A项，根据乙烯的空间结构可知，CH3CHCHCH3分子中的四个碳原子处于同一平面上，但不在同一直线上，错误；B项，a与c分子中均有连接3个碳原子的饱和碳原子，故所有碳原子不可能共平面，错误；D项，d、p分子中都存在饱和碳原子，故只有b的所有原子处于同一平面上，正确。 考点二 必备知识夯实 1.相似　CH2　2.（1）分子式　 CH3—CHCH—CH3　CH3—O—CH3 【示例】 ①　④　②③　3.（1）C—C—C—C—C—C、 、、、 （2）①CH2CH—CH2CH3、、 、　②CH3CH2—C≡CH、CH3—C≡C—CH3　（4）①CH3CH2CH2CH2OH　　　　 ②CH3CH2CH2OCH3、、CH3CH2OCH2CH3 关键能力突破 1.D　的分子式为C7H8O，A中有机物分子式为C8H10O；B中有机物的分子式为C7H6O；C中有机物的分子式为C7H6O2；D中有机物的分子式为C7H8O，D符合题意。 2.C　A项，中的H原子有5种，则其一溴代物有5种，错误；B项，CH3CH2C（CH3）3含有3种H原子，则其一氯代物有3种，错误；C项，C5H10O属于醛的同分异构体有CH3（CH2）3CHO，CH3CH2CH（CH3）CHO，（CH3）2CHCH2CHO， （CH3）3CCHO共4种，正确；D项，分子式为C8H10的含苯环的有机物有乙苯和邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯，共4种同分异构体，错误。 3.C　C4H8Br2含2个甲基的同分异构体有CH3C（Br）2CH2CH3、CH3CHBrCHBrCH3、、CH2BrCBr（CH3）2，共4种。C8H10与苯互为同系物的同分异构体，可以为乙苯、邻二甲苯、间二甲苯及对二甲苯，共4种。C5H12O能与金属钠反应，说明其含有羟基，则根据—C5H11有8种结构分析，符合条件的同分异构体有8种。C4H8O2能与氢氧化钠溶液反应，说明为羧酸或酯，对应的同分异构体有丁酸、2-甲基丙酸、甲酸丙酯、甲酸异丙酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯，共6种，选C。 【真题·体验品悟】 1.（1）√　（2）√　（3）×　（4）√　（5）√　（6）√　（7）×　（8）√ 2.（1）×　（2）×　（3）×　（4）√　（5）×　（6）√　（7）×　（8）√ 3.B　开环螺吡喃中不含手性碳原子，不具有手性，A项错误；二者分子式均为C19H19NO，结构不同，因此互为同分异构体，B项正确；闭环螺吡喃中的N原子形成3个σ键，有一个孤电子对，为sp3杂化，开环螺吡喃中的N原子形成3个σ键，无孤电子对，为sp2杂化，C项错误；开环螺吡喃为带有正、负电荷的离子，其亲水性更好，D项错误。 4.（1）6　（2） 解析：（1）D为，其同分异构体与D官能团完全相同，则含有两个酯基，且水解生成丙二酸，则其结构简式可表示为R2OOCCH2COOR1，R1和R2的碳原子数目之和为5，则可以为—CH3和—C4H9（—CH2CH2CH2CH3、、、），或—C2H5和 —C3H7（—CH2CH2CH3、），总共有6种符合条件的同分异构体。（2）Ⅸ的分子式为C7H16N2，其同分异构体含五元碳环，核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为1∶1∶1∶1，说明结构对称，符合条件的同分异构体为。 学科网（北京）股份有限公司 $