同分异构体的判断和书写是近几年高考化学的热点之一，《普通高等学校招生全国统一考试大纲》必考内容中要求了解有机化合物的同分异构现象，能正确书写简单有机化合物的同分异构体；选考内容中要求能正确书写有机化合物的同分异构体（不包括手性异构体）。
近三年全国Ⅰ卷化学选修5中同分异构体书写题目
由上表看出近三年的全国高考Ⅰ卷化学选修5题中，对同分异构体的考查都会设置一定的限制条件，常见为两种形式：一是推断符合限制条件的有机物同分异构体的数目；二是写出或补充有限制条件的有机物同分异构体的结构简式。考查学生对官能团特征反应、官能团的异构形式、不饱和度、等效氢原子等基础知识的储备；考查学生推理与论证、化学符号规范书写的能力。
一、常见限制条件的例题汇总（以全国Ⅰ卷选修5题为例）
例1、（2016年全国Ⅰ卷第38题节选）具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E（
）的同分异构体，0.5 mol W与足量碳酸氢钠溶液反应生成44 g CO2，W共有________种(不含立体异构)
解析：第一步：由题意0.5 molW与足量碳酸氢钠溶液反应生成1 molCO2，可知每个W分子中含有2个—COOH结构。
第二步：解读题给限制条件可知含苯环，苯环外含有两个侧链，且侧链上含有两个—COOH。
第三步：根据题给有机物E的结构简式列出E苯环侧链的重要参数：C原子数=4，O原子数=4，不饱和度=2。
本题中对—COOH的位置并没有要求，即本题的重点在于考虑苯环侧链上碳原子的异构和取代基在苯环上的位置异构。苯环侧链结构有：
共4种情况，分别有邻、间、对三种位置异构，故共有4×3=12种。
例2、 （2017年全国Ⅰ卷第36题节选）芳香化合物X是F（
）的同分异构体，X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2，其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢原子，峰面积比为6∶2∶1∶1，写出2种符合要求的X的结构简式 。
解析：第一步：由题意X能与饱和碳酸氢钠溶液反应，可知X中含有—COOH结构。
第二步：解读题给限制条件可知含苯环，根据题给有机物F的结构简式列出X苯环侧链的重要参数：C原子数=5，O原子数=2，不饱和度=3。
第三步：由核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，峰面积比为6∶2∶1∶1可知，侧链书写是含有两个—CH3结构。根据不饱和度，剩下的两个碳原子之间必须写出碳碳叁键结构。
符合要求的X的结构简式：
例3、（2018年全国Ⅰ卷第36题节选）写出与E（
）互为同分异构体的酯类化合物的结构简式（核磁共振氢谱为两组峰，峰面积比为1∶1） 。
解析：第一步：由题意E的同分异构体为酯类化合物即含有官能团—COOR。
第二步：根据题给有机物E的结构简式列出同分异构体的重要参数：C原子数=7，O原子数=4，不饱和度=2。
第三步：由核磁共振氢谱为两组峰，峰面积比为1∶1，可知E的同分异构体结构对称性较高。
符合要求的酯类化合物的结构简式：
、 
二、书写同分异构体应具备的基础知识
1、官能团性质的掌握
2、官能团异构
3、有机物不饱和度（Ω）的计算
1）从有机物结构计算：Ω=双键数+三键数×2+单键环数+…
双键（
—C=N—） Ω=1
三键（—C≡C— —C≡N） Ω=2
单键环 Ω=1
苯环 Ω=4
硝基 Ω=1
2）从有机物分子式计算：
CxHyOm Ω=x+1－
CxHyOm（NH）n Ω=x+1－
注：氧元素“视而不见” 、卤素原子看成氢原子、每一个氮夺了一个氢之后“视而不见”。
3、等效氢原子的判断：
1）同一碳原子上的氢原子是等效的；
2）同一碳原子上所连甲基上的氢原子也是等效的；
3）处于镜面对称位置上的氢原子是等效的（相等于平面镜成像时，物与像的关系）。
三、书写遵循的一般策略：
1、明确解题程序
限制条件的有机物同分异构体的书写步骤：明确已知物质结构组成（题干直接给出或联系框图推出）；解读限制条件（性质、结构等方面的限制）、联想官能团、特征结构；组装新物质，可运用基团的拆分与组合思想。
2、注意有序思维
书写同分异构体的一般顺序是：（1）碳链异构（2）官能团在碳链上的位置异构（3）不同种类有机物之间的异构。按照这样的思维顺序思考，同时考虑碳链的对称性和等效性，对于结构中有几种氢原子的判断是难点，要细心。特别关注类别异构，如醇和醚；芳香醇、芳香醚和酚；醛、酮和烯醇；酸和酯等。
分析可知这类问题考查对考生的思维能力要求较高，能体现出考生综合运用知识分析问题的能力，也能体现出考生的化学学科核心素养。解决此类习题，必须快速解读题干所给限制条件，从性质联想结构，把握有序性，关注“不饱和度”、“等效氢原子”等问题 ，就能迅速写出符合限制条件的同分异构体。
参考文献
【1】黄爱民. 对同分异构体书写时限制条件的分析. 中学化学教学参考. 2010.10
[2]刘启成. 限制条件下同分异构体的书写策略. 高中数理化 . 2012.4
[3]茆建军. 有限制条件的同分异构体的书写策略 . 中学数理化. 2017.2
论文作者:胡炜
论文发表刊物:《中国科技教育（理论版）》2019年2月
论文发表时间:2019/6/4
标签：苯环论文; 异构体论文; 氢原子论文; 结构论文; 官能团论文; 有机物论文; 条件论文; 《中国科技教育（理论版）》2019年2月论文;