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同分异构中的两大类型—构造异构和立体异构

很多同学一碰到同分异构体就头大,写同分漏数目、分不清顺反异构归属,选择题频频踩坑。

究其根本原因,是没有把同分异构两大分支:构造异构、立体异构的底层逻辑搞懂。 

不少学生误以为顺反异构属于构造异构,在高考选择题丢分,这是高频易错点。

今天一文讲透二者概念、区分方法,结合高考真题剖析,配套针对性刷题,一次性搞定这块考点。 

一、核心概念与本质区别 

同分异构体的大前提:分子式相同,结构不同。按照“原子连接顺序”是否改变,分成两大类:构造异构、立体异构。 

1. 构造异构(结构异构) 

本质:原子之间的连接顺序、成键方式不一样。

简单说:原子和谁相连发生改变,骨架或者官能团变了。

细分4类: 

1. 碳链异构:碳原子骨架不一样。例:正丁烷、异丁烷;

2. 位置异构:碳骨架不变,官能团接在碳链不同位置。例:1‑氯丙烷、2‑氯丙烷;

3. 官能团异构:分子式相同,但官能团种类完全不同,属于不同有机物类别。例:乙醇和二甲醚;

4. 互变异构:特殊官能团异构,酮式与烯醇式动态转化(高考了解即可)。 

关键词:连法不一样 

2. 立体异构 

本质:原子连接顺序完全相同!仅仅是原子、基团在空间摆放的位置不一样。原子相连的关系没有任何改动。

高中只要求掌握两类: 

1. 顺反异构:碳碳双键两端碳原子,各自连接2个不同基团,基团在双键同侧为顺式,异侧为反式。 

重点易错:顺反异构不属于构造异构!是立体异构,这是高考选择题高频陷阱。 

2. 对映异构(手性异构):分子和镜像无法重合,像左手右手,选择性了解。 

关键词:连法一样,空间摆法不同 

类型 原子连接顺序 典型例子
构造异构
不同正丁烷 / 异丁烷;乙醇 / 二甲醚 
立体异构相同顺‑2‑丁烯 / 反‑2‑丁烯 

 快速判断:

原子连的对象变了 → 构造异构;

原子连接不变,只是空间朝向不同 → 立体异构。 

二、高考扫描与典型例题剖析 

同分异构是全国卷新高考必考考点,选择题常考概念辨析,大题常考限定条件同分异构体书写,经常把顺反异构作为干扰选项。 

例题1(概念辨析选择题,高考真题改编) 

下列各组有机物,属于立体异构的是( )

A. CH3CH2CH2CH3和(CH3)3CH

B. CH3CH2OH和CH3OCH3

C. 顺‑2‑丁烯和反‑2‑丁烯

D. CH3CH2CH2Cl和CH3CHClCH3 

解析:

A:碳骨架不同,碳链异构 → 构造异构

B:官能团一个羟基、一个醚键,官能团异构 → 构造异构

C:原子连接顺序完全一样,基团在双键两侧空间排布不同 → 立体异构(顺反异构) ✔答案C

D:氯原子连接位置不同,位置异构 → 构造异构 

高考坑点:很多同学看到“异构”就全部归为构造异构,直接错选。 

例题2(限定同分书写,大题常考) 

分子式C4H8,写出所有属于烯烃的同分异构体,并标注哪些存在顺反异构。 

1.CH2=CHCH2CH3    1‑丁烯:双键左端碳连两个H,无顺反;

2. CH3CH=CHCH3   2‑丁烯:存在顺‑2‑丁烯、反‑2‑丁烯(立体异构);

3. CH2=C(CH3)2     2‑甲基丙烯:双键左端两个甲基,无顺反。 

小结:写同分的时候,先写完全部构造异构体,再单独考虑其中能不能产生立体异构,立体异构是在同一个构造基础上产生的空间差异。 

高考命题方向总结 

1. 选择题:区分构造异构与立体异构,判断顺反异构是否存在;

2. 填空题:书写同分异构体数目,看题干要求是否需要计入顺反异构(很多题目会注明“不考虑立体异构”);

3. 易错点提醒:题干如果写“不考虑立体异构”,顺反异构不用重复计数。

 三、针对性刷题(含答案解析)

第 1 题

判断正误:顺反异构属于构造异构()

答案:错误。顺反异构原子连接顺序不变,属于立体异构。 

第 2 题

下列各组物质属于构造异构的是()

A. 顺‑1,2‑二氯乙烯、反‑1,2‑二氯乙烯

B. 1‑丙醇、2‑丙醇

C. 葡萄糖与果糖

D. 石墨与金刚石

答案 B。A立体异构;C分子官能团不同;D同素异形体。

 解析:B两者碳骨架相同,羟基连接位置不同,位置异构(构造异构)。

第 3 题

分子式,属于羧酸和酯的有机物之间是什么异构类型?

答案: 官能团异构(构造异构)。丙酸CH3CH2COOH、甲酸乙酯HCOOCH3,官能团不同。

第 4 题

写出分子式属于烯烃的构造异构体数目(不考虑立体异构)

答案 5种。 

1 CH2=CHCH2CH2CH3

2.CH3CH=CHCH2CH3

3.CH2=C(CH3)CH2CH3

4.CH2=CCH(CH3)2

5.(CH3)2C=CHCH3

注意:CH3CH=CHCH2CH3有顺反,但题目要求构造异构,不计入立体异构。 

文末总结

一句话再巩固:构造异构,改原子连接;立体异构,不改连接,只改空间摆放。

顺反异构是立体异构,千万不要记混。高考做题第一步先看题干:是否要求考虑立体异构。

同分异构体的书写,先找构造异构,再看有没有顺反、手性等立体异构,按这个顺序,基本不会漏写或者多算。

做选择题看到 “顺反异构”,第一反应归类立体异构,这是考场快速拿分小技巧。

(责任编辑:化学自习室)
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