大单元五 专题14 第63讲 限定条件下同分异构体的书写（教师用书word）-【步步高】2025年高考化学大一轮复习讲义（苏教版 江苏专用）

第63讲　限定条件下同分异构体的书写 [复习目标]　1.能根据性质特点确定官能团的类型。2.根据等效氢原子的数目推断、确定有机物的结构与特点。3.提升运用有序思维分析问题的能力。 1．常见的官能团特征反应限制条件 反应现象或性质 思考方向(有机物中可能含有的官能团) 溴的四氯化碳溶液褪色 碳碳双键、碳碳三键 酸性高锰酸钾溶液褪色 碳碳双键、碳碳三键、醛基、苯的同系物(与苯环相连的碳原子上含有氢)等 遇氯化铁溶液显色、浓溴水产生白色沉淀 酚羟基 生成银镜或砖红色沉淀 醛基或甲酸酯基或甲酸 与钠反应产生H2 羟基或羧基 遇碳酸氢钠产生CO2 羧基 既能发生银镜反应又能在NaOH溶液中水解 甲酸酯基 能发生催化氧化，产物能发生银镜反应 伯醇(—CH2OH) 2.核磁共振氢谱限制条件 (1)以核磁共振氢谱为限制条件 确定氢原子的种类及数目，从而推知有机物分子中有几种不同类型的氢原子以及它们的数目。 ①有几组峰就有几种不同化学环境的氢原子。 ②根据其峰值比例可判断有机物中不同化学环境氢原子的最简比例关系。 ③若有机物分子中氢原子个数较多但吸收峰的种类较少，则该分子对称性高或相同的基团较多。 (2)常考有机物分子中等效H种类总结 举例 1种 CH4、CH3CH3、CH2==CH2、HC≡CH、CH3C≡CCH3、(CH3)2C==C(CH3)2、HCHO、 CH3OCH3、CH3COCH3 2种 CH3CH2CH3、CH3CH2CH2CH3、 3种 CH3CH2CH2CH2CH3、 4种 3.隐含的限制条件——有机物分子的不饱和度(Ω) (1)根据有机物分子式计算不饱和度(Ω) 对于有机物CxHyOz，Ω＝＝x＋1－。 特别提醒：有机物分子中卤素原子(—X)以及—NO2、—NH2等都视为H原子。 (2) 4．限定条件下同分异构体的书写步骤 第一步：依据限定条件，推测“碎片”(原子、基团)的结构； 第二步：摘除“碎片”，构建碳骨架； 第三步：按照思维的有序性组装“碎片”，完成书写。 示例　F(HOCH2—C≡C—CH2OH)的同分异构体中能同时满足下列条件的共有________种(包含顺反异构)。 ①链状化合物； ②能发生银镜反应； ③氧原子不与碳碳双键直接相连。 其中，核磁共振氢谱显示为2组峰，且峰面积之比为2∶1的是________(填结构简式)。 分析 答案　9　OHC—CH2—CH2—CHO 1．[2020·江苏，17(4)]C()的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式________。 ①能与FeCl3溶液发生显色反应。 ②能发生水解反应，水解产物之一是α-氨基酸，另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目之比为1∶1且含苯环。 答案　 解析　C的一种同分异构体能与FeCl3溶液发生显色反应，说明存在酚羟基；能发生水解反应，说明存在酯基，根据水解产物之一是α-氨基酸，且该同分异构体中除苯环外，只剩2个碳原子，则可知该氨基酸为，另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目之比为1∶1且含苯环，说明该产物对称性强，推出为，由此可知该同分异构体为。 2．[2019·江苏，17(4)]C()的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：______________。 ①能与FeCl3溶液发生显色反应； ②碱性水解后酸化，含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶1。 答案　 解析　C的同分异构体满足以下条件：①能与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基；②碱性水解后酸化，含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶1，说明含苯环的产物分子中有两种类型的氢原子且数目相等，应为间苯三酚，则该同分异构体为酚酯，结构简式为。 3．[2018·江苏，17(4)]的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：________。 ①分子中含有苯环，能与FeCl3溶液发生显色反应，不能发生银镜反应； ②碱性条件水解生成两种产物，酸化后分子中均只有2种不同化学环境的氢。 答案　 4．[2023·新课标卷，30(7)]在B()的同分异构体中，同时满足下列条件的共有______________种(不考虑立体异构)， ①含有手性碳；②含有三个甲基；③含有苯环。 其中，核磁共振氢谱显示为6组峰，且峰面积比为3∶3∶3∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为________________。 答案　9　 解析　连有4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子。在B的同分异构体中，同时含有手性碳、3个甲基和苯环的同分异构体有9种，分别为 5．[2021·河北，18(2)]D()有多种同分异构体，其中能同时满足下列条件的芳香族化合物的结构简式为_______________________________、____________。 ①可发生银镜反应，也能与FeCl3溶液发生显色反应； ②核磁共振氢谱有四组峰，峰面积比为1∶2∶2∶3。 答案　　 解析　的同分异构体满足：①可发生银镜反应，也能与FeCl3溶液发生显色反应，说明结构中含有醛基和酚羟基，根据不饱和度可知该结构中除醛基外不含其他不饱和键，②核磁共振氢谱有四组峰，峰面积比为1∶2∶2∶3，说明该结构具有对称性，根据该结构中氧原子数可知该结构中含有1个醛基、2个酚羟基、1个甲基，满足该条件的同分异构体结构简式为和 6．C的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：________。 ①含有苯环，且分子中有一个手性碳原子，能与FeCl3溶液发生显色反应 ②能发生水解反应，水解产物均有4种不同化学环境的氢且水解产物之一是α-氨基酸 答案　(或) 课时精练 1.如图所示的有机物的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。 ①分子中含有1个手性碳原子； ②在一定条件下完全水解，含苯环产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为2∶1。 答案　 2.如图所示，写出同时满足下列条件的该有机物的一种同分异构体的结构简式： ________________________________________________________________________。 ①氨基(—NH2)与苯环直接相连； ②能与FeCl3溶液发生显色反应； ③分子中有4种不同化学环境的氢。 答案　[或等其他合理答案] 3.如图所示，写出同时满足下列条件的该有机物的一种同分异构体的结构简式：______________。 ①能发生银镜反应，水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应； ②分子中只有4种不同化学环境的氢，且分子中含有氨基。 答案　(或) 4.如图所示，写出同时满足下列条件的该有机物的同分异构体的结构简式：______________。 ①核磁共振氢谱有5组峰； ②能发生银镜反应和酯化反应； ③不能与FeCl3溶液发生显色反应，但水解产物之一能发生此反应。 答案　 5．[2022·北京，17(2)节选]B(CH3CH2CH2COOH)的一种同分异构体，其核磁共振氢谱只有一组峰，结构简式为_________________________________________________________。 答案　 解析　B的同分异构体分子式为C4H8O2，不饱和度Ω＝1，由此可推知该同分异构体可能为羧酸、酯、环醇、环醚。限定条件为核磁共振氢谱只有一组峰，说明该同分异构体的对称性非常好，8个H完全相同，这样就排除了羧酸、酯、环醇，所以应该是高度对称的环醚。 6．(2023·南京第一中学模拟)F()的同分异构体中，含有苯环、—NH2且能发生银镜反应的有________种；其中核磁共振氢谱峰面积之比为2∶2∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　17　 解析　F的同分异构体中含有苯环、—NH2，且能发生银镜反应，则结构中还含有醛基。若苯环上含有一个取代基()具有一种结构；若苯环上含有两个取代基，一个为—CH2CHO，一个为—NH2，环上有邻、间、对3种位置关系；若苯环上有两个取代基，一个为—CHO，一个为—CH2NH2，环上有邻、间、对3种位置关系；若苯环上有三个取代基，一个—CH3、一个—CHO、一个—NH2，环上共有10种位置关系，所以共有17种；其中核磁共振氢谱峰面积之比为2∶2∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为。 7．有机化合物C()的同分异构体满足以下条件的有________种；其中核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为4∶2∶2∶1的结构简式为__________________(写出一种即可)。 ①有六元碳环； ②有3个—Cl，且同一个碳上只连1个； ③能与NaHCO3溶液反应。 答案　11　(或) 解析　C的同分异构体符合条件：①有六元碳环；②有3个—Cl，且同一个碳上只连1个；③能与NaHCO3溶液反应，说明有羧基，满足条件的同分异构体有共有11种，其中核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为4∶2∶2∶1的结构简式为 8．(2023·盐城中学模拟)按要求书写多种限定条件下的同分异构体。 二元取代芳香族化合物H是G()的同分异构体，H满足下列条件： ①能发生银镜反应； ②酸性条件下水解产物的物质的量之比为2∶1； ③不与NaHCO3溶液反应。 则符合上述条件的化合物H共有____种(不考虑立体异构，不包含G本身)，其中核磁共振氢谱为5组峰的结构简式为______________(写出一种即可)。 答案　11　(或) 解析　H为二元取代芳香族化合物，说明苯环上只有两个取代基；同时满足：①能发生银镜反应，说明有醛基或HCOO—；②酸性条件下水解产物的物质的量之比为2∶1，说明有两个酯基；③不与NaHCO3溶液反应，说明没有羧基，若其中一个取代基为甲基，另一个取代基为，共有邻、间、对位3种结构；若两个取代基均为，有邻、间位2种结构；若一个取代基为，另一个取代基为—CH2CH2OOCH或—CH(CH3)OOCH，共有邻、间、对位6种结构，则符合上述条件的化合物H共有11种，其中核磁共振氢谱为5组峰的结构简式为或。 9．(2023·镇江高三检测)天然产物F具有抗肿瘤、镇痉等生物活性，可通过以下路线合成： (1)A分子中碳原子的杂化轨道类型为____________________________________________。 (2)D→E的反应类型为________________。 (3)X的分子式为C3H2O2，其结构简式为____________________。 (4)C的一种同分异构体同时满足以下条件，写出该同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。 ①能与FeCl3溶液发生显色反应； ②碱性条件下水解生成两种产物，酸化后分子中均有2种不同化学环境的氢。 答案　(1)sp2、sp3　(2)取代反应 (3)CH≡C一COOH (4)(或) 10．(2023·苏州昆山六校高三联合调研)F是一种治疗心脑血管疾病药物的中间体，其合成路线如下(—C6H5表示苯基)： (1)C分子中采取sp2杂化的碳原子数目是___________________________________。 (2)D的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。 ①能发生银镜反应和水解反应；②分子中有5种不同化学环境的氢原子；③每个苯环上只含1种官能团。 (3)E＋C6H5CHO→F的反应需经历E＋C6H5CHO→X→F的过程，中间体X的分子式为C24H23NO2Cl2，X→F的反应类型为____________________________________________。 (4)E→F的反应中有一种分子式为C24H21NOCl2的副产物生成，该副产物的结构简式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)13 (2)(或)　(3)消去反应 (4) 学科网（北京）股份有限公司 $