高中化学：一道试题的多个角度分析

例1、已知二氯苯的同异构体有3种，从而可推知四氯笨的同分异构体数目是（    ）。

A. 2种

B. 3种

C. 4种

D. 5种

解法一：常规法。将4个氯原子引入苯环，逐次排列，然后再剔除重复的，得三种四氯苯，结构简式如下：

答案：B

解法二：换元法。常规法既繁琐，又易出错。若变换思维角度，分析二氯苯与四氯苯的组成，可以发现二者恰好是H、Cl对换，二氯苯着眼于两个氯原子的异构，四氯苯却着眼于两个氢原子的异构。既然二氯代物有3种异构体，那么四氯苯的“二氢代物”也应有3种同分异构体。

答案：B

 

例2、1mol某烃最多能和2 mol氯化氢发生加成反应，生成氯代烃。1mol该氯代烃能和6 mol氯气发生取代反应，生成只含碳、氯的氯代烃。求该烃的分子式及可能的结构简式。

解法一：1mol此烃最多能和2mol氯化氢发生加成反应，可以推导出该烃分子结构中含有一个碳碳叁键或两个碳碳双键，分子通式应该为。反应后1mol烃将引进2mol氢原子。1mol该氯代烃能和6mol氯气发生取代反应，分子中不再含氢原子，说明这种氯代烃分子中含有6个氢原子，而其中有两个氢原子是通过与加成反应加上去的，由此可推出原来烃分子中含有4个氢原子。符合通式，且氢原子数为4个的烃，其分子式为，结构简式可以为或。由于中学阶段不讨论后者，故答案只能是丙炔。

解法二：设该烃的分子式为，用关系式可表示反应过程为：，所以，得；又据题意1mol此烃最多能和2mol氯化氢发生加成反应，可以推出该烃分子结构中含有一个碳碳叁键或两个碳碳双键，分子通式应该为。故，即分子式为，结构简式为或。同解法一，答案只能是丙炔。

 

例3、下列一系列物质的结构简式为：

……

请回答下列问题：

（1）上述物质是否互为同系物？

（2）写出该系列化合物的通式。

分析：中学化学中的同系物可以用一个通式来表示；但是能用同一通式表示的系列化合物，并不一定属于同系物。

解法一：（1）依据同系物的定义：组成和结构相似，物质间均相差一个或几个“”的化合物。上述物质间相差“”，且第一种物质属于烃类，而后面物质均属于氯代烃，显然它们不是互为同系物。

（2）系差法。观察这一系列物质，可以发现每相邻的两物质间均相差“”，则可得出第n项应为，即该同系列物质的通式为。

解法二：（1）同解法一。

（2）数列法。从结构不难得出，该系列物质的分子式分别为：……。从中可以发现C、H、原子数间均存在等差数列关系，且以C、H、原子数目组成的等差数列，其首项分别为2、6、0，公差分别为2、1、1，借助于数学中的等差数列通式公式求解可得，；；；所以该系列物质的通式为。