有機(jī)物同分異構(gòu)體數(shù)目或結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式推斷思路與方法探析

■廣東省佛山市高明區(qū)教育科研培訓(xùn)中心 雷范軍

■廣東省佛山市高明區(qū)紀(jì)念中學(xué) 林鳳蘭

基于真實(shí)問題情境推斷指定條件下有機(jī)物的同分異構(gòu)體數(shù)目，或者基于證據(jù)對(duì)符合一定條件同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式進(jìn)行推理和書寫，上述兩種設(shè)問方式均具有顯著選拔功能，難度系數(shù)合理、區(qū)分度優(yōu)秀，因而是近年各地高考命題的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。同分異構(gòu)體的數(shù)目及其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的推斷問題，不僅有助于考查考生對(duì)有機(jī)物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和轉(zhuǎn)化等化學(xué)學(xué)科核心知識(shí)的掌握程度，而且有助于考查考生的科學(xué)素養(yǎng)或者化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。下面以近兩年各省市高考典型試題為例，對(duì)新穎情境下有機(jī)物同分異構(gòu)體數(shù)目或結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式推斷的思路與方法進(jìn)行探究，幫助同學(xué)們學(xué)習(xí)理解、遷移拓展和創(chuàng)新應(yīng)用有關(guān)思路和方法，以分析和解決上述兩類熱點(diǎn)問題。

一、已知有機(jī)物本身或其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,推斷同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式及數(shù)目

2018年高考海南卷中化學(xué)試題對(duì)同分異構(gòu)體的考查首次涉及立體異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的推斷，突出對(duì)必備知識(shí)、關(guān)鍵能力、思維方法和創(chuàng)新意識(shí)的考查，既體現(xiàn)了基礎(chǔ)性、應(yīng)用性、綜合性、創(chuàng)新性的考查要求，又反映了高考積極的育人導(dǎo)向，有利于推動(dòng)新一輪基于素養(yǎng)的課程改革的實(shí)施。

例1鹽酸梅西律(E)是一種抗心律失常藥，其一條合成路線如下：

回答下列問題：

(1)由D的結(jié)構(gòu)可判斷：D應(yīng)存在立體異構(gòu)。該立體異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____。

(2)A的同分異構(gòu)體中能與三氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng)的還有____種；其中，核磁共振氫譜為四組峰，峰面積比為6∶2∶1∶1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____。

解析：(1)D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為雙鍵，類似于教科書中2-丁烯分子中所含 C═ C 鍵，以雙鍵為對(duì)稱軸，雙鍵兩端原子所連的原子團(tuán)或官能團(tuán)位置左右(或上下)交換可以形成立體異構(gòu)，以順-2-丁烯、反-2-丁烯的關(guān)系類比可知，D的立體異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(2)A的 分 子 式 為C8H10O，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為屬于酚類；A的同分異構(gòu)體的分子式仍為C8H10O，“能與三氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng)”，這一指定條件說明A的同分異構(gòu)體仍屬于酚類，即羥基仍然要與苯環(huán)上的一個(gè)碳原子相連；其余2個(gè)碳原子可以以乙基或2個(gè)甲基的形式存在，可以按照苯的二元取代物、三元取代物的認(rèn)識(shí)思路去進(jìn)行推斷。①若為苯的二元取代物，連接到苯環(huán)上的2個(gè)取代基分別是CH3CH2—、—OH，且具有鄰、間、對(duì)三種位置異構(gòu)體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為②若為苯的三元取代物，連接到苯環(huán)上的3個(gè)取代基分別是CH3—、CH3—、—OH，可以先依據(jù)教科書中所學(xué)鄰二甲苯間 二 甲 苯對(duì) 二 甲 苯得出苯的二元取代物；然后再運(yùn)用等效氫規(guī)則，推斷苯的二元取代物的苯環(huán)上化學(xué)環(huán)境不同的氫原子種數(shù)，即

苯環(huán)上分別含有2、3、1種氫原子；最后確定第三個(gè)取代基連接到苯環(huán)上所形成的苯的三元取代物同分異構(gòu)體的種數(shù)，即2+3+1=6種，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為本身外，A的同分異構(gòu)體中能與三氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng)的還有3+6-1=8種。由等效氫規(guī)則可知，上述9種有機(jī)物分子中氫原子種數(shù)(含苯環(huán)以及側(cè)鏈上的氫原子種數(shù))分別為7、7、5、6、6、4、6、4、6種，其中核磁共振氫譜為四組峰，峰面積比為6∶2∶1∶1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為除A外，符合指定條件的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

答案：

點(diǎn)撥：新型藥物合成是典型的真實(shí)問題，其中所涉及的關(guān)鍵物質(zhì)的鍵線式已知，符合限定條件下的同分異構(gòu)體數(shù)目，屬于真實(shí)問題情景下的復(fù)雜問題，主要考查考生是否具備模型認(rèn)知等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。此類問題可以按如下認(rèn)識(shí)模型進(jìn)行推斷：第一，認(rèn)真審題，確定分析的起點(diǎn)是苯，終點(diǎn)是苯的二元或三元取代物數(shù)目，且分析清楚兩個(gè)或三個(gè)取代基是否相同；第二，根據(jù)等效氫原理確定苯分子所含氫原子種數(shù)，進(jìn)而確定一元取代物種數(shù)，第一個(gè)取代基可以是已知兩個(gè)或三個(gè)取代基中的任何一個(gè)；第三，寫出苯的一元取代物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，并根據(jù)等效氫原理確定一元取代物苯環(huán)上有幾種氫原子，由此推斷二元取代物種數(shù)，第二個(gè)取代基可以是余下兩個(gè)取代基中的任何一個(gè)；第四，寫出苯的二元取代物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，并且依據(jù)等效氫原理確定它們苯環(huán)上的氫原子種數(shù)，以便確定苯的三元取代物的數(shù)目；第五，根據(jù)題意，除去已知物質(zhì)本身之外，可得符合題目條件下的同分異構(gòu)體數(shù)目。

二、以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式及同分異構(gòu)體特征為證據(jù),推理同分異構(gòu)體數(shù)目及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

近兩年高考全國(guó)Ⅱ卷有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)模塊選考題均考查合成路線中某環(huán)狀有機(jī)物同分異構(gòu)體數(shù)目及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式書寫，通常涉及有機(jī)物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)(定性和定量相結(jié)合)、轉(zhuǎn)化、核磁共振氫譜中峰數(shù)及峰面積比等特征，需要進(jìn)行證據(jù)推理才能分析問題和解決問題。

例2異山梨醇(A)是重要的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化平臺(tái)化合物。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

B是A的同分異構(gòu)體，7.30g的B與足量飽和碳酸氫鈉反應(yīng)可釋放出2.24L二氧化碳(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，B的可能結(jié)構(gòu)共有____種(不考慮立體異構(gòu))，其中核磁共振氫譜為三組峰，峰面積比為3∶1∶1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____。

解析：第一，以A的鍵線式、碳四價(jià)、氧二價(jià)、氫一價(jià)為證據(jù)進(jìn)行推理可得，A的分子式為C6H10O4，因此其相對(duì)分子質(zhì)量為12×6+1×10+16×4=146。第二，B是A的同分異構(gòu)體，則B的摩爾質(zhì)量為146 g·mol-1，由可知由題意及可知，n(CO)=2第三，B與足量飽和碳酸氫鈉反應(yīng)可釋放出二氧化碳，說明B具有酸性或含有羧基，再由可知，1個(gè)B分子中存在2個(gè)羧基，具有二元羧酸的性質(zhì)。第四，除去2個(gè)COOH外，C6H10O4的剩余部分為C4H8，假如把2個(gè)羧基視為取代基并用H取代可得C4H10，由此說明B是C4H10的二元取代物且兩個(gè)取代基相同(均為—COOH)。第五，接下來可用多步證據(jù)推理法進(jìn)行模型認(rèn)知，具體過程與方法如下：①確定C4H10的碳骨架有直鏈和支鏈兩種，即根據(jù)對(duì)稱軸確定上述兩種碳骨架對(duì)應(yīng)烷烴分子中氫原子的種數(shù)，具體如下先確定第一個(gè)羧基的位置，有如下 四種可能：④再根據(jù)上述一元取代物的碳骨架，確定第二個(gè)羧基可以移動(dòng)的位置，注意防止重復(fù)，具體如下：因而符合條件的有機(jī)物有4+2+3+0=9種；⑤ 核磁共振氫譜為三組峰，峰面積比為3∶1∶1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

點(diǎn)撥：在信息時(shí)代，要讓同分異構(gòu)體數(shù)目及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式等知識(shí)學(xué)習(xí)過程成為核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展過程。首先，要轉(zhuǎn)變知識(shí)觀，不再把同分異構(gòu)體數(shù)目及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式等知識(shí)當(dāng)作“客觀真理”或“固定事實(shí)”，而使之成為探究的對(duì)象和使用的資源。其次，要將同分異構(gòu)體數(shù)目及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式推斷等學(xué)科核心知識(shí)提升為學(xué)科觀念，信息時(shí)代，知識(shí)的衰減和更新速度空前加快，但同分異構(gòu)體數(shù)目及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式等知識(shí)所體現(xiàn)的觀念或思想?yún)s相對(duì)穩(wěn)定。解答本題時(shí)，考生需要從A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式及7.30g的B與足量飽和碳酸氫鈉反應(yīng)可釋放出2.24L二氧化碳(標(biāo)準(zhǔn)狀況)等信息中，抽取出能描述A的同分異構(gòu)體B的主要參數(shù)，即B的分子式為C6H10O4，且含有2個(gè)—COOH，及剩余原子團(tuán)為C4H8，由此可以找出這些參數(shù)之間的正確關(guān)系，即B可以視為C4H10的二元取代物且兩個(gè)取代基相同(均為—COOH)，接下來建構(gòu)模型足以解釋B的同分異構(gòu)體數(shù)目及書寫出符合題給條件下的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

三、以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式及同分異構(gòu)體的關(guān)鍵特征為證據(jù),用模型方法分析解答

近兩年全國(guó)Ⅰ卷化學(xué)選擇題的某一選項(xiàng)考查不熟悉或熟悉烴的二氯代物同分異構(gòu)體數(shù)目，而有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)模塊選考題中則考查合成路線中某有機(jī)物同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式書寫，通常涉及有機(jī)物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化、核磁共振氫譜中峰數(shù)及峰面積比等指定條件。解答時(shí)，考生需要從復(fù)雜的現(xiàn)象中，抽取出能描繪該現(xiàn)象的元素或參數(shù)，并找出這些元素或參數(shù)之間的正確關(guān)系，建構(gòu)模型足以正確描述、解釋該現(xiàn)象的過程。

例3已知化合物E的一種合成路線如下：

寫出與E互為同分異構(gòu)體的酯類化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式(核磁共振氫譜為兩組峰，峰面積比為1∶1)：____。

解析：合成路線中已知E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為其分子式為C7H12O4，與E互為同分異構(gòu)體的酯類化合物核磁共振氫譜為兩組峰，峰面積比為1∶1，說明含有2個(gè)酯基且處于對(duì)稱位置，12÷2=6，6÷2=3，說明12個(gè)氫原子實(shí)際上就是4個(gè)甲基(—CH3、CH3—)且處于2種對(duì)稱位置，7-2-4=1，說明還剩1個(gè)碳原子且不連氫原子，而是連有2個(gè)酯基和2個(gè)甲基，則該碳原子及其所連2個(gè)酯基和2個(gè)甲基的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為再連接剩余2個(gè)位于左右對(duì)稱位置的甲基后可得這兩種物質(zhì)就是符合題目所給條件下的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

答案：

點(diǎn)撥：分析與解決本題時(shí)，需要從陌生有機(jī)物E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式中，抽取出能描述其同分異構(gòu)體的三個(gè)參數(shù)，即2個(gè)酯基、4個(gè)甲基和1個(gè)季碳原子(不連氫原子的單鍵碳原子)，從而找出這些參數(shù)之間的邏輯關(guān)系，即2個(gè)酯基和2個(gè)甲基連在季碳原子周圍，另外2個(gè)甲基則分別連在酯基的另一側(cè)，且連在季碳原子上的2個(gè)酯基對(duì)稱，2個(gè)甲基也對(duì)稱，連在2個(gè)酯基的另一側(cè)的2個(gè)甲基也位于對(duì)稱位置，建構(gòu)上述模型并遷移應(yīng)用，可以快速、準(zhǔn)確地得到“與E互為同分異構(gòu)體的酯類化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式(核磁共振氫譜為兩組峰，峰面積比為1∶1)”。

四、以分子式、合成路線及同分異構(gòu)體特征為證據(jù),運(yùn)用排列組合法推理

近兩年全國(guó)Ⅲ卷有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)模塊選考題均考查合成路線中某鏈狀有機(jī)物同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式書寫問題，通常涉及有機(jī)物的組成、結(jié)構(gòu)(官能團(tuán))、轉(zhuǎn)化(烴及其衍生物、信息給予反應(yīng))、核磁共振氫譜中峰數(shù)及峰面積比等限定條件。

例4化合物D的合成路線如下：

X與D互為同分異構(gòu)體，且具有完全相同的官能團(tuán)。X的核磁共振氫譜顯示三種不同化學(xué)環(huán)境的氫，其峰面積之比為3∶3∶2。寫出3種符合上述條件的X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：____。

解析：合成路線中已知D的分子式為C6H8O2，A→B的反應(yīng)試劑為氯氣和光照及A(丙炔)中含有甲基，由烷烴的取代反應(yīng)類推可知，該反應(yīng)實(shí)質(zhì)是甲基所含C—H鍵中氫原子被氯原子取代，則B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為ClCH2C≡CH或HC≡CCH2Cl；再由B→C的反應(yīng)試劑為NaCN和加熱及B、C的分子式和原子個(gè)數(shù)守恒原理推斷，該反應(yīng)實(shí)質(zhì)是B所含C—Cl鍵中的氯原子被氰基取代，則C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 NCCH2C≡CH或 HC≡CCH2CN；由C→D的反應(yīng)條件和試劑及D的分子式推斷，該步反應(yīng)實(shí)際上包含兩步反應(yīng)，先是C中氰基在酸性溶液中水解變?yōu)轸然龋笫荋OOCCH2C≡CH 或 HC≡CCH2COOH 與CH3CH2OH在濃硫酸加熱下發(fā)生酯化反應(yīng)，則D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH2OOCCH2C≡CH或HC≡CCH2COOCH2CH3?！癤與D互為同分異構(gòu)體，且具有完全相同官能團(tuán)，X的核磁共振氫譜顯示三種不同化學(xué)環(huán)境的氫，其峰面積之比為3∶3∶2”，說明X含有1個(gè)碳碳三鍵(—C≡C—)、1 個(gè) 酯 基三種氫原子且個(gè)數(shù)之比為3∶3∶2，即剩余3個(gè)碳原子必須以2個(gè)不對(duì)稱的甲基(CH3—、—CH3)和1個(gè)亞甲基(—CH2—)的形式存在。2個(gè)甲基一定是左右端基，與左端基相連的結(jié)構(gòu)有三種可能(酯基、碳碳三鍵、亞甲基)，連在中央的結(jié)構(gòu)只有兩種可能，與右端基相連的結(jié)構(gòu)只有一種可能，由于不對(duì)稱的酯基有兩種接法因此符合題給條件的同分異構(gòu)體共有3×2×1=6種。

點(diǎn)撥：科學(xué)素養(yǎng)或核心素養(yǎng)是靈活運(yùn)用學(xué)科核心知識(shí)解決真實(shí)情境下復(fù)雜問題的能力，同學(xué)們只有置身于真實(shí)問題情境，親歷復(fù)雜問題的解決過程，才能迅速發(fā)展與提升。當(dāng)“同分異構(gòu)體推斷”的學(xué)習(xí)脫離探究與實(shí)踐而直接進(jìn)行(通過直接教學(xué)而“內(nèi)化”“同分異構(gòu)體推斷”)的時(shí)候，“同分異構(gòu)體數(shù)目推斷”的熟練就與學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展成反比。當(dāng)“同分異構(gòu)體推斷”的學(xué)習(xí)成為間接過程和解決復(fù)雜問題的“副產(chǎn)品”的時(shí)候，“同分異構(gòu)體數(shù)目及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式推斷”的熟練與學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展才會(huì)成正比。

五、以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式、同分異構(gòu)體的性質(zhì)為證據(jù),推斷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

近兩年江蘇卷有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)模塊選考題均考查合成路線中某環(huán)狀有機(jī)物同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式書寫問題，通常涉及有機(jī)物的組成、結(jié)構(gòu)(含苯環(huán)、官能團(tuán))、轉(zhuǎn)化(水解反應(yīng)且生成兩種產(chǎn)物)、不同化學(xué)環(huán)境的氫及其種數(shù)等限定條件。這類試題同樣考查高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，即高中學(xué)生通過化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力，基本上涵蓋了“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”5個(gè)方面。

例5已知的一種同分異構(gòu)體同時(shí)滿足下列條件，寫出該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：____。

①分子中含有苯環(huán)，能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)；

②堿性條件下水解生成兩種產(chǎn)物，酸化后分子中均只有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫。

解析：由可知其分子式為不飽和度分子中含有苯環(huán)，能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)；②堿性條件水解生成兩種產(chǎn)物，酸化后分子中均只有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫”等信息為證據(jù)，進(jìn)行推理后可知其同分異構(gòu)體含有1個(gè)酚羥基、1個(gè)酯基且屬于某酸苯酚酯中的酯基，并且酚羥基和酯基位于苯環(huán)上相對(duì)位置，酸化后的水解產(chǎn)物之一為含有兩種氫原子的對(duì)苯二酚除—OOC—這三個(gè)原子團(tuán)外，該分子式還剩余的原子團(tuán)為—C2H，苯環(huán)和酯基的不飽和度分別為4、1，7-4-1=2，羥基的不飽和度為0，由此說明—C2H的飽和度為2，進(jìn)而推斷—C2H是含有1個(gè)碳碳三鍵的乙炔基(—C≡C—H)，這樣另一種酸化后的水解產(chǎn)物也是只含兩種氫原子的丙炔酸(HOOCC≡CH)。綜上所述，的一種同時(shí)滿足條件①②的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

答案：

點(diǎn)撥：解答本題時(shí)，考生需要從“的一種同分異構(gòu)體分子中含有苯環(huán)，能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)；堿性條件水解生成兩種產(chǎn)物，酸化后分子中均只有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫”等信息中，抽象出能夠描述同分異構(gòu)體組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和轉(zhuǎn)化方面的主要參數(shù)，即分子中含有1個(gè)苯環(huán)、1個(gè)—OOC—、1個(gè)—OH及剩余原子團(tuán)為—C2H，由此可以找出這些參數(shù)之間的正確關(guān)系，即目標(biāo)物可以視為苯的二元取代物且兩個(gè)位于相對(duì)位置的取代基不相同(分別為—OOC—C≡CH、—OH)，并且水解產(chǎn)物酸化后所得兩種分子均只含2種氫原子，通過這種建構(gòu)模型的方式足以分析且書寫的同分異構(gòu)體中符合題給條件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

六、已知結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的某鏈狀有機(jī)物同分異構(gòu)體數(shù)目及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的推斷

近兩年考查合成路線中某鏈狀有機(jī)物同分異構(gòu)體數(shù)目及限定條件下的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式書寫問題，通常涉及有機(jī)物的組成、結(jié)構(gòu)(官能團(tuán))、轉(zhuǎn)化(烴及其衍生物)、核磁共振氫譜中峰數(shù)等條件。

例6化合物C的合成路線如下：

C的同分異構(gòu)體W(不考慮手性異構(gòu))可發(fā)生銀鏡反應(yīng)，且1molW最多與2molNaOH發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)物之一可被氧化成二元醛。滿足上述條件的W有____種，若W的核磁共振氫譜具有四組峰，則其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____。

解析：合成路線中已知C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOOC(CH2)4CH2Br，已知“C的同分異構(gòu)體W(不考慮手性異構(gòu))可發(fā)生銀鏡反應(yīng)，且1molW最多與2molNaOH發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)物之一可被氧化成二元醛”，說明 W含有1個(gè)HCOO—、1個(gè)Br—且二者必須連在剩余碳原子形成的碳骨架結(jié)構(gòu)的端碳原子上，不能連在仲碳、叔碳原子上，二者也不能連在同一個(gè)端碳原子上，否則堿性水解產(chǎn)生的二元醇被氧化后得不到2個(gè)醛基，而是1個(gè)醛基和1個(gè)酮基(或羰基)或2個(gè)酮基(或羰基)等。除1個(gè) HCOO—、1個(gè)Br—外，剩余5個(gè)碳原子可以形成的碳骨架有三種，即對(duì)于C—C—C—C—C，該碳骨架代表的戊烷(或正戊烷)分子含有3種氫原子，即先假設(shè)第一個(gè)取代基為HCOO—，只有連在端碳上的HCOO—水解所得醇羥基能夠被氧化成醛(連在2、3號(hào)碳或仲碳原子上的HCOO—水解所得醇羥基被氧化成酮)，則其一元取代物只有一種，碳骨架由等效氫判斷一元取代物所含氫原子有5種(不算HCOO—所含氫)，即第二個(gè)取代基為Br—，只有連在端碳上的Br—水解所得醇羥基能被氧化成醛(連在2、3、4、5號(hào)碳或仲碳原子上的Br—水解所得醇羥基被氧化成酮)，則滿足題給條件下的二元取代物 只 有 1 種， 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 式 為HCOOCH2CH2CH2CH2CH2Br，該物質(zhì)的核磁共振氫譜具有六組峰。對(duì)于該碳骨架代表的2-甲基丁烷(或異戊烷)分子含有4種氫原子，即先假設(shè)第一個(gè)取代基為HCOO—，只有連在端碳上的HCOO—水解所得醇羥基能夠被氧化成醛(連在2、3號(hào)碳或叔、仲碳原子上的HCOO—水解所得醇羥基，前者不能被氧化成醛或酮，后者被氧化成酮)，則其一元取代物有兩種，碳骨架為

由等效氫判斷上述兩種一元取代物所含氫原子分別有5種、4種(不算HCOO—所含氫)，即

第二個(gè)取代基只能為Br—，只有連在端碳上的Br—水解所得醇羥基能被氧化成醛(連在2、3、4號(hào)碳或仲、叔碳原子上的Br—水解所得醇羥基要么被氧化成酮，要么不能被氧化成醛或酮)，則滿足題給條件下的二元取代物分別有2種、1種，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為

BrCH2CH(CH3)CH2CH2OOCH，上述3種物質(zhì)的核磁共振氫譜都具有六組峰。對(duì)于該碳骨架代表的2，2-二甲基丙烷(或新戊烷)分子含有1種氫原子，即先假設(shè)第一個(gè)取代基為HCOO—，則其一元取代物只有一種，碳骨架為由等效氫判斷一元取代物所含氫原子有2種(不算HCOO—所含氫)，即第二個(gè)取代基為Br—，只有連在端碳上的Br—水解所得醇羥基能被氧化成醛(連在2號(hào)碳或仲碳原子上的Br—水解所得醇羥基被氧化成酮)，則滿足題給條件下的二元取代物只有1種，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為由等效氫可知該物質(zhì)含有 4 種氫原子，即因此該物質(zhì)的核磁共振氫譜具有四組峰，且峰面積比為6∶2∶2∶1；綜上所述，滿足上述條件的 W有1+2+1+1=5 種，即

答案

點(diǎn)撥：解答本題時(shí)，考生需要從“C的同分異構(gòu)體W(不考慮手性異構(gòu))可發(fā)生銀鏡反應(yīng)，且1molW最多與2molNaOH發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)物之一可被氧化成二元醛”等信息中，抽取出能描述C的同分異構(gòu)體W在組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和轉(zhuǎn)化方面的主要參數(shù)，即 W的分子中含有1個(gè)—OOCH、1個(gè)—Br及剩余原子團(tuán)為C5H10，由此可以找出這些參數(shù)之間的正確關(guān)系，即W可以視為C5H12的二元取代物且兩個(gè)取代基不相同(分別為—OOCH、—Br)，并且W水解所得醇能被氧化為醛，說明所得醇羥基所連碳原子上至少還連有2個(gè)氫原子，由此推斷—OOCH、—Br必須連接在端碳原子上，而非其他碳原子上，接下來建構(gòu)模型足以分析W的同分異構(gòu)體數(shù)目及書寫出符合題給條件下的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。