資源簡介

(共35張PPT)
第72講
同分異構體的類型和書寫方法
2025：基于主題教學的高考化學專題復習系列講座
2023
2024河北卷18題
官能團的名稱；限定條件的同分異構體種類判斷；
2024全國甲卷12題
官能團的名稱；限定條件同分異構體種類判斷。
2024浙江卷15題
官能團的名稱；限定條件的有機物結構簡式書寫。
2024新課標卷11題
官能團的名稱；給定條件的結構簡式書寫。
2024山東卷17題
官能團的名稱；結構簡式書寫。
2024江蘇卷15題
官能團的名稱；給定條件的結構簡式書寫。
2024北京卷17題 官能團種類判斷；結構簡式書寫；結構問題。
2024湖南卷18題
等效氫問題；官能團的名稱；結構分析。
2024年——有機推斷考向考點統計
重溫經典
模型建構
名師導學
2023
知識重構
重溫經典
模型建構
名師導學
2023
知識重構
分子式相同而結構不同的化合物互稱為同分異構體。
1．同分異構體概念
類別異構、碳鏈異構、位置異構、立體異構
2．同分異構體類型
知識重構
（1）同分異構體類型——類別異構（判斷他是誰）
通式 常見有機物類別 特征性質
CnH2n 烯烴、環烷烴 碳碳雙鍵使溴水或高錳酸鉀褪色
CnH2n-2 炔烴、二烯烴、環烯烴 均使溴水或高錳酸鉀褪色
CnH2n+2O 飽和一元醇/醚 醇類與Na反應產生H2；可催化氧化成醛或酮；與羧酸反應生成酯
CnH2nO 醛、酮、烯醇/醚、環醇/醚 醛基可被銀氨溶液或新制氫氧化銅懸濁液氧化
CnH2nO2 羧酸、酯、羥基醛 羧酸能與NaHCO3反應產生CO2；酯能水解
CnH2n-6O 芳香醇/醚、酚 酚遇FeCl3顯紫色，與濃溴水產生白色沉淀
一般結合分子式和某些特征性質判斷結構中出現的官能團來判斷他是誰。
知識重構
（2）同分異構體類型——碳鏈異構
要熟練掌握幾個重要的有機物和烴基的異構：
丁烷：正丁烷、異丁烷
戊烷：正戊烷、異戊烷、新戊烷
—C3H7：2種異構體；
—C4H9：4種異構體；
—C5H11：8種異構體
知識重構
（3）同分異構體類型——位置異構
①鏈狀結構中基團的位置異構遵循：有序性、對稱性的原則，避免重復和遺漏；
②苯環上不同類型的位置異構體總結如下：
AA、 AB二取代：3種(鄰、間、對)；
AAA三取代：3種(連、偏、均)；
AAB三取代：6種；
ABC三取代：10種；
AAAB四取代：6種；
AABB四取代：11種；
ABCD四取代：30種。
知識重構
（4）同分異構體類型——立體異構
立體異構包括：順反異構、對映異構（光學異構）
①順反異構
由于碳碳雙鍵不能旋轉，當碳碳雙鍵的碳原子上連有不同的原子或原子團時，可能會存在順反異構現象。
順式結構：兩個相同的基團在雙鍵的同側。
反式結構：兩個相同的基團在雙鍵的異側。
②對映異構
當有機物分子中有連接著4個不同的原子或原子團的碳原子(又叫手性碳原子)時，就可能存在對映異構現象。
知識重構
重溫經典
模型建構
名師導學
2023
知識重構
1.（2024年全國甲卷12節選）（7）I 的 同分異構體中，同時滿足下列條件的共有___種(不考慮立體異構)。
重溫經典

①含有手性碳(連有4個不同的原子或基團的碳為手性碳)；
②含有兩個苯環；③含有兩個酚羥基；④可發生銀鏡反應。
I分子式：C14H12O3
I不飽和度：Ω=9
限定條件：手性碳、含-CHO 、
苯環上兩個-OH
類別：酚、醛
位置異構
兩個酚-OH
（2024年全國甲卷12節選）
得到I的主體結構為 ，再在苯環上取代兩個-OH
2
2
3
3
4
4
×
5
6
7
8
8
1
1
×
9
取代反應
2.（2024年河北卷18節選）
（7）同時滿足下列條件的I的同分異構體共有_______種。
(a)核磁共振氫譜顯示為4組峰，且峰面積比為 3:2:2:2 ；
(b)紅外光譜中存在 和硝基苯基( )吸收峰。
結構中不存在羥基、存在甲基，結構高度對稱
剩余一個O原子是飽和的，只能插入兩個相鄰的C原子之間
I分子式：
I不飽和度：Ω=6
限定條件：核磁共振氫譜中峰面積之比為 3:2:2:2
苯環、硝基
6
取代反應
3.（2023年6月浙江選考卷21節選）
（6）寫出同時符合下列條件的化合物D 的同分異構體的結構簡式_______。
①分子中含有苯環；
②1H－NMR譜和IR譜檢測表明：分子中共有4種不同化學環境的氫原子，含
不飽和度已經達到 ，其余碳原子飽和
支鏈含有4個碳原對稱分布/叔丁基
D不飽和度：5
限定條件：苯環、4類氫
，
4.(2023年1月浙江卷21節選）.
C不飽和度：Ω=5
限定條件：2類氫、無氮氮鍵、
乙酰基
7個C- 乙酰基-還有5C-一定是雜環
乙酰基一種+兩個甲基-移動位置
C7H9N3O2
5.（2022 廣東卷21節選）（5）化合物VI（ ）有多種同分異構體，其中含C=O 結構的有_____種，核磁共振氫譜圖上只有一組峰的結構簡式為_______。
2
類別：醛或酮
VI分子式：C3H6O
VI不飽和度：Ω=1
限定條件：含C=O 結構
丙醛或丙酮
重溫經典
等效氫原子：分子中有多少種不同化學環境的氫原子,其一元取代物就有多少種。
a.同一個碳原子上的氫原子等效。
b.同一個碳原子上的甲基的氫原子等效。
c.位于對稱位置上的碳原子上的氫原子等效。
溫馨提示：核磁共振氫譜中有幾種不同的峰，分子中就有幾種氫原子，利用等效氫原子判斷氫原子的種類。
6.（2022 北京卷 36題節選） （2）B（C4H8O2） 的一種同分異構體，其核磁共振氫譜只有一組峰，結構簡式是 。
B分子式：C4H8O2
B不飽和度：Ω=1
限定條件：核磁共振氫譜只有一組峰
高度對稱的環醚
羧酸
酯
環醇
環醚
對稱性非常好
重溫經典
7（2021 全國甲卷 36題節選）（6）化合物B（ ）的同分異構體中能同時滿足下列條件的有_______(填標號)。
a.含苯環的醛、酮；b.不含過氧鍵(-O-O-)；c.核磁共振氫譜顯示四組峰，且峰面積比為3∶2∶2∶1
A.2個 B.3個 C.4個 D.5個
醛
酮
C
B同分異構體組成：除苯環和碳氧雙鍵外剩余1個C、2個O共8個H
B不飽和度：除苯環外Ω=1
限定條件：核磁共振氫譜峰面積比為3∶2∶2∶1
重溫經典
8.（2022 遼寧卷 19題節選）（6）化合物 I（C10H14O） 的同分異構體滿足以下條件的有 種(不考慮立體異構)；
i．含苯環且苯環上只有一個取代基；ii．紅外光譜無醚鍵吸收峰
其中，苯環側鏈上有 3 種不同化學環境的氫原子，且個數比為 6∶2∶1 的結構簡式為
(任寫一種)。
I分子式：C10H14O
I不飽和度：Ω=4
限定條件：苯環上只有一個取代基，
紅外光譜無醚鍵吸收峰
相當于C4H10中有2個H原子被苯環和羥基取代
含1個苯環、1個醇羥基、4個飽和碳
重溫經典
9.（2022 遼寧卷 19題節選）（6）化合物 I（C10H14O） 的同分異構體滿足以下條件的有 種(不考慮立體異構)；i．含苯環且苯環上只有一個取代基；ii．紅外光譜無醚鍵吸收峰
其中，苯環側鏈上有 3 種不同化學環境的氫原子，且個數比為 6∶2∶1 的結構簡式為
(任寫一種)。
先找碳鏈異構有2種
再找位置異構，用定一移一的方法
12
14-5=9
重溫經典
10.（2022 山東卷 19題節選） H（ ）的同分異構體中,僅含有—OCH2CH3、
—NH2 和苯環結構的有 種。
6
H除苯環外剩余：6C、3O、1N
H除苯環外不飽和度：Ω=0
限定條件：僅含有—OCH2CH3、—NH2 和苯環結構
1個苯環、
1個—NH2 、
3個—OCH2CH3
苯環上位置異構AAAB型
重溫經典
11.（2022 河北卷 11題）在 EY 沸石催化下，萘與丙烯反應主要生成二異丙基萘 M 和 N。
下列說法正確的是( )
A. M 和 N 互為同系物 B. M 分子中最多有 12 個碳原子共平面
C. N 的一溴代物有 5 種 D. 萘的二溴代物有 10 種
C D
溫馨提示：對于位置異構常要考慮對稱性，如果有兩個取代基一般考慮“定一移一”的方法。
重溫經典
12.（2022 全國甲卷 36題節選）（6）化合物 X 是 C（ ） 的同分異構體,可發生銀鏡反應,與酸性高錳酸鉀反應后可以得到對苯二甲酸,寫出 X 的結構簡式 。
（7）H'（ ）分子中有 個手性碳(碳原子上連有 4 個不同的原子或基
團時,該碳稱為手性碳)。
可發生銀鏡反應
含-CHO
得到對苯二甲酸
苯環對位上含-CHO和-CH=CH2
碳原子上連有 4 個不同的原子或基團時,該碳稱為手性碳
5
重溫經典
13.（2022 全國乙卷 36題節選）（7）在 E （ ）的同分異構體中,同時滿足下列條件的總數為 種。
a)含有一個苯環和三個甲基；b)與飽和碳酸氫鈉溶液反應產生二氧化碳；c)能發生銀鏡反應,不能發生水解反應。
上述同分異構體經銀鏡反應后酸化，所得產物中,核磁共振氫譜顯示有四組氫(氫原子數量比為 6∶3∶2∶1)的結構簡式為 。
10
E同分異構體組成：1個苯環、3個甲基、1個羧基、1個醛基
3個甲基位置
連、偏、均
定一移一
重溫經典
14.（2022 全國乙卷 36題節選）（7）上述同分異構體經銀鏡反應后酸化,所得產物中,核磁共振氫譜顯示有四組氫(氫原子數量比為 6∶3∶2∶1)的結構簡式為 。
酸化后：1個苯環、3個甲基、2個羧基、分子中含有12個H
含有：2個對稱甲基、1個非對稱甲基、2個對稱羧基，剩余1個H
核磁共振氫譜顯示有四組氫(氫原子數量比為 6∶3∶2∶1)
H恰好12個
重溫經典
15.（2022 江蘇卷 9題） 精細化學品 Z 是X 與 HBr 反應的主產物,X→Z 的反應機理如下：
下列說法不正確的是 ( )
A.X與 互為順反異構體
B.X 能使溴的 CCl4 溶液褪色
C.X 與 HBr 反應有副產物 生成
D.Z 分子中含有 2 個手性碳原子
D
*
重溫經典
重溫經典
模型建構
名師導學
2023
知識重構
縱觀近幾年的各地高考化學試題，其中主觀題主要考查限定條件下的同分異構體的書寫。我們研究發現限定條件主要包括性質方面的限制和結構方面的限制。
性質方面的限制
限制條件 官能團或結構特征
與金屬鈉反應放出H2 含羥基（醇、酚或羧酸）
能發生銀鏡反應或與新制Cu(OH)2反應產生磚紅色沉淀 含醛基（醛、甲酸或甲酸某酯）
與NaOH溶液反應 含酚羥基、羧酸、酯、鹵原子等
與NaHCO3或Na2CO3反應放出CO2 含羧基
與FeCl3顯紫色，與濃溴水產生白色沉淀 含酚羥基
能發生水解反應 含酯基或鹵原子等
鹵代烴或醇發生消去反應 含β-H原子
模型建構
結構方面的限制
限制條件 官能團或結構特征
屬于芳香…… 含苯環
苯環上只有1種不同環境的H 2個相同的取代基且在苯環的對位上；3個相同取代基處在“均”位上
苯環上有2種不同環境的H 2個不同的取代基且在苯環的對位上；3個取代基，有2個相同同時結構對稱
一氯代物只有1種 結構中心對稱
二取代苯 苯環上含2個側鏈
核磁共振氫譜有4個峰 4種等效氫原子
模型建構
限定條件下某物質的同分異構體書寫思路：
由已知物質確定非氫原子個數和不飽和度
由限定條件確定官能團種類和個數
碳骨架結
構確定
官能團位
置異構
同分異構體個數及結構簡式
1、非氫原子確定：如果結構中含苯環，題目有要求同分異構體中有苯環結構，那么碳原子是除苯環外的碳原子數；氧、氮等元素確定起來較容易。
2、不飽和度確定方法。
如CaHbOdXmNn的不飽和度計算公式
Ω=
3.由限定條件確定官能團種類和個數
限制條件 官能團或結構特征
與金屬鈉反應放出H2 含羥基（醇、酚或羧酸）
能發生銀鏡反應或與新制Cu(OH)2反應產生磚紅色沉淀 含醛基（醛、甲酸或甲酸某酯）
與NaOH溶液反應 含酚羥基、羧酸、酯、鹵原子等
與NaHCO3或Na2CO3反應放出CO2 含羧基
與FeCl3顯紫色，與濃溴水產生白色沉淀 含酚羥基
能發生水解反應 含酯基或鹵原子等
鹵代烴或醇發生消去反應 含β-H原子
限制條件 官能團或結構特征
屬于芳香…… 含苯環
苯環上只有1種不同環境的H 2個相同的取代基且在苯環的對位上；3個相同取代基處在“均”位上
苯環上有2種不同環境的H 2個不同的取代基且在苯環的對位上；3個取代基，有2個相同同時結構對稱
一氯代物只有1種 結構中心對稱
二取代苯 苯環上含2個側鏈
核磁共振氫譜有4個峰 4種等效氫原子
4.碳骨架的確定指除去官能團之外的碳骨架，鏈狀結構的找碳鏈異構，環狀結構的確定幾元環。
5.官能團位置異構：兩個取代基用“定一移一”的方法，三個取代基用“定二移一”的方法，在環上兩個取代基為“鄰、間、對”、三個取代基一般為“連、偏、均”。
6.如果題干中給出核磁共振氫譜的氫原子數量比為 6∶3∶x∶y等3的倍數時，一般我們用“3”倍數法，即3的倍數就是甲基的個數。
模型建構
重溫經典
模型建構
名師導學
2023
知識重構
同分異構體的書寫是高考中的重點、難點、高頻點，幾乎每年高考試題中在客觀題中和主觀題中都會出現。縱觀近幾年的各地高考化學試題，其題型設置類型不再是通過碳鏈異構、位置異構、官能團異構三個維度下的圖形對稱變換來考查考生，而是在框定限定條件下來弱化數學思想從而回歸化學的本真，著眼于有機物結構與性質的關系，側重于化學方法和技巧的使用，從而最大限度的考查學生的化學思想和化學基本素養。在尋找同分異構體數目時容易出現漏或多的現象，所以在書寫同分異構體時要按照一定的規律和順序去寫，培養學生有序思維的能力。我們的一般思路是：先找到有機物的不飽和度和非氫原子數目，然后結合限定條件確定官能團的種類和個數，接下來就是構造符合條件的碳骨架，最后在碳骨架上找到官能團的位置。
名師導學基于主題教學的高考化學專題復習系列講座（聯系）
第72講-同分異構體的類型和書寫方法
1.（2024年湖北省選擇性考試6）
鷹爪甲素(如圖)可從治療瘧疾的有效藥物鷹爪根中分離得到。下列說法錯誤的是
A. 有5個手性碳 B. 在條件下干燥樣品
C. 同分異構體的結構中不可能含有苯環 D. 紅外光譜中出現了以上的吸收峰
2．（2019年全國Ⅱ卷13題）分子式為C4H8BrCl的有機物共有（不含立體異構）
A．8種 B．10種 C．12種 D．14種
3．（2021年遼寧卷5題）有機物a、b、c的結構如圖。下列說法正確的是
A．a的一氯代物有3種 B．b是的單體
C．c中碳原子的雜化方式均為sp2 D．a、b、c互為同分異構體
4．（2018年全國Ⅰ卷11題）環之間共用一個碳原子的化合物稱為螺環化合物，螺[2，2]戊烷（）是最簡單的一種。下列關于該化合物的說法錯誤的是
A．與環戊烯互為同分異構體
B．二氯代物超過兩種
C．所有碳原子均處同一平面
D．生成1 mol C5H12至少需要2 mol H2
5．（2017全國Ⅰ卷9題）化合物（b）、（d）、（p）的分子式均為C6H6，下列說法正確的是
A．b的同分異構體只有d和p兩種
B．b、d、p的二氯代物均只有三種
C．b、d、p均可與酸性高錳酸鉀溶液反應
D．b、d、p中只有b的所有原子處于同一平面
6. （2021-2022學年浙江省稽陽聯誼學校4月聯考）關于化合物(結構如圖)，下列說法正確的是
A．分子中至少有13個碳原子共面 B．分子中含有1個手性碳原子
C．1mol該物質能與3molH2發生加成反應 D．該物質能發生銀鏡反應
7 .（2021山東卷12題）立體異構包括順反異構、對映異構等。有機物M(2-甲基-2-丁醇)存在如圖轉化關系，下列說法錯誤的是
A．N分子可能存在順反異構
B．L的任一同分異構體最多有1個手性碳原子
C．M的同分異構體中，能被氧化為酮的醇有4種
D．L的同分異構體中，含兩種化學環境氫的只有1種
8.（2024年吉林省選擇性考試19.節選）
D 的同分異構體中，與D官能團完全相同，且水解生成丙二酸的有_______種(不考慮立體異構)。
9.（江蘇省2024年選擇性考試15.節選）寫出同時滿足下列條件的F ( ) 的一種芳香族同分異構體的結構簡式：_______。
堿性條件下水解后酸化，生成X、Y和Z三種有機產物。X分子中含有一個手性碳原子；Y和Z分子中均有2種不同化學環境的氫原子，Y能與溶液發生顯色反應，Z不能被銀氨溶液氧化。
10.（2024年甘肅省統一考試18節選）化合物Ⅲ ( ） 的同分異構體中，同時滿足下列條件的有_____種。
①含有苯環且苯環上的一溴代物只有一種；
②能與新制反應，生成磚紅色沉淀；
③核磁共振氫譜顯示有4組峰，峰面積之比為。
11．（2021年河北卷18題節選）D（）有多種同分異構體，其中能同時滿足下列條件的芳香族化合物的結構簡式為___、___。
①可發生銀鏡反應，也能與FeCl3溶液發生顯色反應；
②核磁共振氫譜有四組峰，峰面積比為1∶2∶2∶3。
12．（2018年全國Ⅱ卷36題(6)改編）F是B()的同分異構體，7.30 g的F與足量飽和碳酸氫鈉反應可釋放出2.24 L二氧化碳(標準狀況)，F的可能結構共有__________種(不考慮立體異構)。
13．（2017·全國卷Ⅲ36題(5)改編）H是G()的同分異構體，其苯環上的取代基與G的相同但位置不同，則H可能的結構有 種。
10．（2021年全國乙卷36題(6)改編）C（C7H4ClFO）的同分異構體中，含有苯環并能發生銀鏡反應的化合物共有_______種。
14．（2020年全國Ⅰ卷36題（6）改編）已知：苯胺（）與對甲基吡啶（）互為芳香同分異構體。則的六元環芳香同分異構體中，能與金屬鈉反應，且核磁共振氫譜有四組峰，峰面積之比為6∶2∶2∶1的有 種，其中，芳香環上為二取代的結構簡式為 。
15．（2020年浙江卷6月－31（5）改編）寫出同時符合下列條件的化合物 F 的同分異構體的結構簡式 。
①1H-NMR 譜和 IR 譜檢測表明:分子中共有 3 種不同化學環境的氫原子,有 N—H 鍵。②分子中含一個環,其成環原子數≥4。
16．（2020年江蘇卷15題（3）改編）D （ ）的一種同分異構體同時滿足下列條件,寫出該同分異構體的結構簡式: 。
①分子中含有 4 種不同化學環境的氫原子；②堿性條件水解,酸化后得 2 種產物,其中一種含苯環且有 2 種含氧官能團,2 種產物均能被銀氨溶液氧化。
第72講-同分異構體的類型和書寫方法答案及解析
1.【答案】B
【解析】A．連4個不同原子或原子團的碳原子稱為手性碳原子，分子中有5個手性碳原子，如圖中用星號標記的碳原子：，故A正確；
B．由鷹爪甲素的結構簡式可知，其分子中有過氧鍵，過氧鍵熱穩定性差，所以不能在120℃條件下干燥樣品，故B錯誤；
C．鷹爪甲素的分子式為C15H26O4，如果有苯環，則分子中最多含2n-6=15×2-6=24個氫原子，則其同分異構體的結構中不可能含有苯環，故C正確；
D．由鷹爪甲素結構簡式可知，其分子中含羥基，即有氧氫鍵，所以其紅外光譜圖中會出現3000cm-1以上的吸收峰，故D正確；
2．【答案】C
【解析】C4H8BrCl相當于C4H10上的2個H原子分別被Br、Cl所取代，先找碳鏈異構有2種：，再采用定一移一的方法找到Br的位置定下來，移動Cl的位置，找到所有符合條件的同分異構體共12種：
3.【答案】A
【解析】A．根據等效氫原理可知，a的一氯代物有3種如圖所示：，A正確；
B．b的加聚產物是：的單體是苯乙烯不是b，B錯誤；
C．c中碳原子的雜化方式由6個sp2，2個sp3，C錯誤；
D．a、b、c的分子式分別為：C8H6，C8H6，C8H8，故c與a、b不互為同分異構體，D錯誤。
4．【答案】C
【解析】螺[2，2]戊烷的分子式為C5H8，環戊烯的分子式也是C5H8，結構不同，互為同分異構體，A項正確；分子中的8個氫原子完全相同，二氯代物中可以取代同一個碳原子上的氫原子，也可以是相鄰碳原子上或者不相鄰的碳原子上，因此其二氯代物超過兩種，B項正確；由于分子中4個碳原子均是飽和碳原子，而與飽和碳原子相連的4個原子一定構成四面體，所以分子中所有碳原子不可能均處在同一平面上，C項錯誤；戊烷比螺[2，2]戊烷多4個氫原子，所以生成1 mol C5H12至少需要2 mol H2，D項正確。
5．【答案】D
【解析】（b）的同分異構體不止兩種，如，A項錯誤；（d）的二氯化物有、、、、、，B項錯誤；（b）與（p）不與酸性KMnO4溶液反應，C項錯誤；（d）2與5號碳為飽和碳，故1，2，3不在同一平面，4，5，6亦不在同一平面，（p）為立體結構，D項正確。
6．【答案】C
【解析】與碳碳雙鍵相連的碳原子處在一個平面上，單鍵可旋轉，則該分子最多有11個碳原子共平面：，A錯誤；連接4個不同原子或原子團的碳原子叫手性碳原子，該分子不存在手性碳原子，B錯誤；1mol該物質含有2mol碳碳雙鍵和1mol羰基，能與3molH2發生加成反應，C正確；該物質含有羰基，不含有醛基，不能發生銀鏡反應，D錯誤。
7．【答案】AC
【解析】A．由題給信息可知M是CH3CH2C(CH3)2OH、N為(CH3)2C＝CHCH3或CH3CH2C(CH3) ＝CH2、L為CH3CH2C(CH3)2 Cl，而(CH3)2C＝CHCH3和CH3CH2C(CH3)＝CH2都不存在順反異構，A錯誤；
B．CH3CH2C(CH3)2 Cl的同分異構體有CH3CH2CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CH2CH Cl CH3、CH3CH2CH Cl CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH2Cl、(CH3)2CHCH Cl CH3、CH3CH2CH (CH3) CH2Cl、(CH3)3CCH2 Cl只有CH3CH2CH2CH Cl CH3、(CH3)2CHCH Cl CH3、CH3CH2CH (CH3) CH2Cl中各含有1個手性碳原子，B正確；
C．CH3CH2C(CH3)2OH屬于醇的同分異構體有CH3CH2CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH2CH (OH) CH3、CH3CH2CH (OH) CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH2OH、(CH3)2CHCH (OH) CH3、CH3CH2CH (CH3) CH2OH、(CH3)3CCH2 OH，而能夠被氧化為酮的只有三種CH3CH2CH2CH (OH) CH3、CH3CH2CH (OH) CH2CH3、(CH3)2CHCH(OH)CH3，C錯誤；
D．CH3CH2C (CH3)2 Cl的同分異構體中含有兩種不同環境的H的只有一種(CH3)3CCH2Cl，D正確；綜上所述答案為AC。
8.【答案】6【解析】
D的同分異構體中，與D的官能團完全相同，說明有酯基的存在，且水解后生成丙二酸，說明主體結構中含有。根據D的分子式，剩余的C原子數為5，剩余H原子數為12，因同分異構體中只含有酯基，則不能將H原子單獨連接在某一端的O原子上，因此將5個碳原子拆分。當一側連接甲基時，另一側連接-C4H9，此時C4H9有共有4種同分異構體；當一側連接乙基時，另一側連接-C3H7，此時-C3H7有共有2種同分異構體，故滿足條件的同分異構體有4+2=6種。
9.【答案】
【解析】
由題中F的結構簡式可知其分子式是C13H16O5，其不飽和度為6，其芳香族同分異構體在堿性條件下水解后酸化，生成X、Y和Z三種有機產物，推斷該同分異構體中含有兩個酯基。X分子中含有一個手性碳原子，則有一個碳原子連接著四種互不相同的原子或原子團；Y和Z分子中均有2種不同化學環境的氫原子，Y能與溶液發生顯色反應，則Y含有酚羥基，推斷Y的結構簡式是，Z不能被銀氨溶液氧化，則Z不含醛基，推斷Z的結構簡式是CH3COOH；則X分子中共含有5個C原子，其中有-COOH，則推斷其結構簡式是；綜上分析，該芳香族同分異構體的一種結構簡式是。
【答案】6
【解析】
化合物Ⅲ為，分子式C10H12O4，同時滿足下列條件：①含有苯環且苯環上的一溴代物只有一種，說明苯環上只有一種化學環境的氫原子；②能與新制Cu(OH)2反應，生成磚紅色沉淀，說明有醛基，根據分子式，不飽和度為5，除去苯環的不飽和度，只有一個醛基；③核磁共振氫譜顯示有4組峰，峰面積之比為1:2:3:6，說明分子中有4種不同化學環境的氫原子，數目分別為1、2、3、6，故滿足條件的同分異構體有：、、、、、，共6種；
11．【答案】、
【解析】的同分異構體滿足：①可發生銀鏡反應，也能與FeCl3溶液發生顯色反應，說明結構中含有醛基和酚羥基，根據不飽和度可知該結構中除醛基外不含其它不飽和鍵，②核磁共振氫譜有四組峰，峰面積比為1：2：2：3，說明該結構具有對稱性，根據該結構中氧原子數可知該結構中含有1個醛基、2個酚羥基、1個甲基，滿足該條件的同分異構體結構簡式為、
12．【答案】9
【解析】F是B(相對分子質量：146)的同分異構體，7.30 g(0.05mol)的F與足量飽和碳酸氫鈉可釋放出2.24 L(0.1mol)二氧化碳（標準狀況），說明F分子中含有2個羧基，則F相當于是丁烷分子中的2個氫原子被2個羧基取代，如果是正丁烷，根據定一移一可知有6種結構。如果是異丁烷，則有3種結構，所以可能的結構共有9種(不考慮立體異構)，即: HOOC-CH2CH2CH2CH2-COOH、HOOC-CH(CH3)CH2CH2-COOH、
HOOC-CH2CH(CH3) CH2-COOH、HOOC-CH(C2H5)CH2-COOH、HOOC-CH(CH3)- CH(CH3)-COOH、
HOOC-CH(C3H7) -COOH、HOOC-C(CH3)(C2H5)-COOH、HOOC-C(CH3)3-COOH。
13．【答案】9 【解析】H是G的同分異構體，其苯環上的取代基與G的相同但位置不同，則苯環有3個不同的取代基，由模型中可知苯環上三個不同的取代基有10種，減去自身，剩余9種。（固定﹣CF3和﹣NO2，如﹣CF3和﹣NO2處于鄰位，另一種取代基有4種位置，﹣CF3和﹣NO2處于間位，另一種取代基有4種位置，﹣CF3和﹣NO2處于對位，另一種取代基有2種位置，共10種，則H可能的結構還有9種）。
10．【答案】10
【解析】C（C7H4ClFO）含有苯環且能發生銀鏡反應的同分異構體為：含有醛基，氟原子，氯原子，即苯環上含有三個不同的取代基，可能出現的結構有10種。
14．【答案】6
【解析】 已知苯胺與甲基吡啶互為芳香同分異構體。的六元環芳香同分異構體中，能與金屬鈉反應，則其分子中也有羥基；核磁共振氫譜有四組峰，峰面積之比為6∶2∶2∶1的有、、、、、，共6種，其中，芳香環上為二取代的結構簡式為。解題關鍵：峰面積之比為6∶2∶2∶1中的“6”可推測有2個—CH3。
15．【答案】
【解析】F 的分子式為 C5H12N2，根據分子中含有一個環,且成環原子數≥4,分子中共有 3 種不同化學環境的氫原子可知,結構高度對稱,且無其他不飽和官能團。若為四元環,從環上碳原子的數量入手進行分類討論,結合具有 3 種不同化學環境的氫原子的對稱結構,容易寫出對應同分異構體。
16．【答案】
【解析】D 的分子式為 C12H14O3,其一種同分異構體在堿性條件水解,酸化后得 2 種產物,其中一種含苯環且有 2 種含氧官能團,2 種產物均能被銀氨溶液氧化,說明該同分異構體為酯,且水解產物都含有醛基,則水解產物中,有一種是甲酸,另外一種含有羥基和醛基,該同分異構體屬于甲酸酯;同時,該同分異構體分子中含有 4 種不同化學環境的氫原子,則該同分異構體的結構簡式為 。 第 1 頁 共 6 頁
（北京）股份有限公司第 72 講-同分異構體的類型和書寫方法
知識重構
1．同分異構體概念
分子式相同而結構不同的化合物互稱為同分異構體。
2．同分異構體類型
同分異構體主要有：類別異構、碳鏈異構、位置異構、立體異構
（1）類別異構（判斷他是誰）
一般結合分子式和某些特征性質判斷結構中出現的官能團來判斷他是誰。
通式 常見有機物類別 特征性質
CnH2n 烯烴、環烷烴 碳碳雙鍵使溴水或高錳酸鉀褪色
CnH2n-2 炔烴、二烯烴、環烯烴 均使溴水或高錳酸鉀褪色
CnH2n+2O 飽和一元醇/醚 醇類與Na反應產生H2；可催化氧化成醛或酮；與羧酸反應生成酯
CnH2nO 醛、酮、烯醇/醚、環醇/醚 醛基可被銀氨溶液或新制氫氧化銅懸濁液氧化
CnH2nO2 羧酸、酯、羥基醛 羧酸能與NaHCO3反應產生CO2；酯能水解
CnH2n-6O 芳香醇/醚、酚 酚遇FeCl3顯紫色，與濃溴水產生白色沉淀
（2）碳鏈異構
要熟練掌握幾個重要的有機物和烴基的異構：
丁烷：正丁烷、異丁烷 戊烷：正戊烷、異戊烷、新戊烷
—C3H7：2種異構體； —C4H9：4種異構體； —C5H11：8種異構體
（3）位置異構
①鏈狀結構中基團的位置異構遵循：有序性、對稱性的原則，避免重復和遺漏；
②苯環上不同類型的位置異構體總結如下：
AA、 AB二取代：3種(鄰、間、對)；
AAA三取代：3種(連、偏、均)； AAB三取代：6種； ABC三取代：10種；
AAAB四取代：6種； AABB四取代：11種；ABCD四取代：30種。
（4）立體異構
立體異構包括：順反異構、對映異構（光學異構）
①順反異構
由于碳碳雙鍵不能旋轉，當碳碳雙鍵的碳原子上連有不同的原子或原子團時，可能會存在順反異構現象。
順式結構：兩個相同的基團在雙鍵的同側。
反式結構：兩個相同的基團在雙鍵的異側。
②對映異構
當有機物分子中有連接著4個不同的原子或原子團的碳原子(又叫手性碳原子)時，就可能存在對映異構現象。其中中心碳原子稱為“手性碳原子”。
二、重溫經典
1.（2024年全國甲卷12節選）
（7）I 的同分異構體中，同時滿足下列條件的共有___種(不考慮立體異構)。
①含有手性碳(連有4個不同的原子或基團的碳為手性碳)；
②含有兩個苯環；③含有兩個酚羥基；④可發生銀鏡反應。
【答案】9【解析】對于有機物I的同分異構體，可以發生銀鏡反應說明含有醛基；含有手性碳原子，說明有飽和碳原子，可以得到其主體結構為，因其含有兩個酚羥基和手性碳原子，則滿足條件的同分異構體有9種，分別為：、、、、、、、、
2 （2024年河北卷18節選）同時滿足下列條件的I（）的同分異構體共有__種。
(a)核磁共振氫譜顯示為4組峰，且峰面積比為 3:2:2:2 ；
(b)紅外光譜中存在 和硝基苯基( )吸收峰。
【答案】6 【解析】I的分子式為，其不飽和度為6，其中苯環占4個不飽和度，和硝基各占1個不飽和度，因此滿足條件的同分異構體中除了苯環、和硝基之外沒有其他不飽和結構。由題給信息，結構中存在“”，根據核磁共振氫譜中峰面積之比為可知，結構中不存在羥基、存在甲基，結構高度對稱，硝基苯基和共占用3個O原子，還剩余1個O原子，因此剩余的O原子只能插入兩個相鄰的C原子之間。不考慮該O原子，碳骨架的異構有2種，且每種都有3個位置可以插入該O原子，如圖：，(序號表示插入O原子的位置)，因此符合題意的同分異構體共有6種。其中，能夠水解生成的結構為。
3.2023年6月浙江選考卷21節選寫出同時符合下列條件的化合物D（）的同分異構體的結構簡式_______。
①分子中含有苯環；
②1H－NMR譜和IR譜檢測表明：分子中共有4種不同化學環境的氫原子，
含有-CONH2。
【答案】
【解析】分子式為C11H15NO2，故不飽和度為5，含有苯環和酰胺結構，故其余殘基均為飽和結構，根據碳原子數量可知，分子中殘基為4個C，要使其H原子種類符合對稱性要求，考慮兩位結構：（1）四個C以叔丁基形式存在，產生1類H；（2）四個C以四個等效的-CH3形式存在，產生一類H。故可寫出以上四種符合要求的結構。
4.(2023年1月浙江選考卷21節選)寫出3種同時符合下列條件的化合物C（）的同分異構體的結構簡式 。
①分子中只含一個環，且為六元環；
②1H-NMR譜和IR譜檢測表明：分子中共有2種不同化學環境的氫原子，無氮氮鍵，有乙酰基()。
【答案】
【解析】分子式為C7H9N3O2，可得其飽和度為5，分子中含有7個C，除去乙酰基外還有5C，因此其六元環一定是雜環。本題的關鍵是對雜環的設計，可以分為2類情況考慮：（1）3個C+3個N形成雜環；（2）3個C+2個N+1和O形成雜環。分子中始終應該保留3個甲基方可滿足其對H原子種類的要求。乙酰基一種+兩個甲基-移動位置，即可得出上述4種結構。
5.（2022 廣東卷21節選）（5）化合物VI（）有多種同分異構體，其中含C=O 結構的有_____種，核磁共振氫譜圖上只有一組峰的結構簡式為_______。
【答案】2
【解析】VI分子式為C3H6O，不飽和度Ω=1，限定條件為含C=O 結構，由此我們可以判斷出該同分異構體為醛或酮。若為醛則為丙醛，若為酮則為丙酮。核磁共振氫譜圖上只有一組峰的結構說明這6個H完全相同，也就是這個物質的對稱性特別好，所以為丙酮。
溫馨提示：核磁共振氫譜中有幾種不同的峰，分子中就有幾種氫原子，利用等效氫原子判斷氫原子的種類。
等效氫原子：分子中有多少種不同化學環境的氫原子,其一元取代物就有多少種。
a.同一個碳原子上的氫原子等效。
b.同一個碳原子上的甲基的氫原子等效。
c.位于對稱位置上的碳原子上的氫原子等效。
6.（2022 北京卷 36題節選） （2）B（C4H8O2） 的一種同分異構體，其核磁共振氫譜只有一組峰，結構簡式是 。
【答案】(2)
【解析】B的同分異構體分子式為C4H8O2，不飽和度Ω=1，由此可推知該同分異構體可能為：羧酸、酯、環醇、環醚。限定條件為核磁共振氫譜只有一組峰。說明該同分異構體的對稱性非常好，8個H完全相同，這樣就排除了羧酸、酯、環醇，所以應該是高度對稱的環醚。
7.（2021 全國甲卷 36題節選）（6）化合物B（）的同分異構體中能同時滿足下列條件的有_______(填標號)。
a.含苯環的醛、酮；b.不含過氧鍵(-O-O-)；c.核磁共振氫譜顯示四組峰，且峰面積比為3∶2∶2∶1
A.2個 B.3個 C.4個 D.5個
【答案】C
【解析】B同分異構體組成：9個C、2個O和8個H，B不飽和度：Ω=5，限定條件：a.含苯環的醛、酮；b.不含過氧鍵(-O-O-)；c核磁共振氫譜峰面積比為3∶2∶2∶1。題目中峰面積中的3+2+2+1=8，根據“3”倍數法說明此同分異構體中含有1個甲基。若為醛其結構為：若為酮其結構為。
8.（2022 遼寧卷 19題節選）（6）化合物 I（C10H14O） 的同分異構體滿足以下條件的有 種(不考慮立體異構)；
i．含苯環且苯環上只有一個取代基；ii．紅外光譜無醚鍵吸收峰
其中，苯環側鏈上有 3 種不同化學環境的氫原子，且個數比為 6∶2∶1 的結構簡式為
(任寫一種)。
【答案】12
【解析】I分子式：C10H14O，I不飽和度：Ω=4，限定條件：苯環上只有一個取代基，紅外光譜無醚鍵吸收峰。由此可推知此同分異構體含1個苯環、1個醇羥基、4個飽和碳，相當于C4H10中有2個H原子被苯環和羥基取代，按照找同分異構體的順序方法，先找碳鏈異構有2種正丁烷和異丁烷，再找位置異構，用定一移一的方法，共12種。
這些同分異構體中根據限定條件：含苯環且苯環上只有一個取代基；紅外光譜無醚鍵吸收峰，苯環側鏈上有 3 種不同化學環境的氫原子，且個數比為 6∶2∶1 的，由于苯環只有1個側鏈，所以苯環上還剩下5個H，一共14個H，14-5=9個，而6+2+1=9，說明結構中含2個甲基，一個羥基，1個亞甲基，其結構為。
9.（2022 山東卷 19題節選） H（ ）的同分異構體中,僅含有—OCH2CH3、—NH2和苯環結構的有 種。
【答案】6
【解析】H除苯環外剩余：6C、3O、1N，H除苯環外不飽和度：Ω=0，限定條件：僅含有—OCH2CH3、—NH2 和苯環結構。由此可推知此同分異構體含1個苯環、1個—NH2 、3個—OCH2CH3，恰好是我們前面總結的，苯環上有4個取代基，AAAB型的。即有6種同分異構體。
10.（2022 河北卷 11題）在 EY 沸石催化下，萘與丙烯反應主要生成二異丙基萘 M 和 N。
下列說法正確的是( )
A. M 和 N 互為同系物 B. M 分子中最多有 12 個碳原子共平面
C. N 的一溴代物有 5 種 D. 萘的二溴代物有 10 種
【答案】CD
【解析】A選項M 和 N 分子式相同應為同分異構體；B選項M 分子中奈環中10個碳原子共平面，再根據三點確定一個平面奈環外最多左右各外延出2個碳原子與奈環相連碳原子共平面，所以最多有 14個碳原子共平面；C選項N為中心對稱的結構其一溴代物有5種，即；D選項萘為中心對稱的結構，上下4個頂點相同，左右兩側4個點相同，在尋找二溴代物時可采用定一移一的方法，其二溴代物有10種，即 、。
溫馨提示：對于位置異構常要考慮對稱性，如果有兩個取代基一般考慮“定一移一”的方法。
11.（2022 全國甲卷 36題節選）（6）化合物 X 是 C（） 的同分異構體,可發生銀鏡反應,與酸性高錳酸鉀反應后可以得到對苯二甲酸,寫出X的結構簡式 。
（7）H'（ ）分子中有 個手性碳(碳原子上連有 4 個不同的原子或基團時,該碳稱為手性碳)。
【答案】 5
【解析】可發生銀鏡反應,與酸性高錳酸鉀反應后可以得到對苯二甲酸，由此可推知該同分異構體中含-CHO且苯環對位上含-CHO和-CH=CH2，其結構為。
由于碳原子上連有 4 個不同的原子或基團時，該碳稱為手性碳。所以在H’中含有手性碳原子為5個，即。
12.（2022 全國乙卷 36題節選）（7）在 E （）的同分異構體中,同時滿足下列條件的總數為 種。
a)含有一個苯環和三個甲基；b)與飽和碳酸氫鈉溶液反應產生二氧化碳；c)能發生銀鏡反應,不能發生水解反應。
上述同分異構體經銀鏡反應后酸化,所得產物中，核磁共振氫譜顯示有四組氫(氫原子數量比為 6∶3∶2∶1)的結構簡式為 。
【答案】10
【解析】E同分異構體組成：1個苯環、3個甲基、1個羧基、1個醛基，此處考查的是位置異構，3個甲基的位置為：連、偏、均，然后采用定一移一的方法確定羧基的位置，最后在此基礎上采用定一移一的方法確定醛基的位置。
、 、。
酸化后：1個苯環、3個甲基、2個羧基、分子中含有12個H；核磁共振氫譜顯示有四組氫(氫原子數量比為 6∶3∶2∶1)， 6+3+2+1=12，說明：結構中含2個對稱甲基、1個非對稱甲基、2個對稱羧基，剩余1個H，其結構為和。
13.（2022 江蘇卷 9題）精細化學品 Z 是X 與 HBr 反應的主產物,X→Z 的反應機理如下：
下列說法不正確的是 ( )
A.X與互為順反異構體
B.X 能使溴的 CCl4 溶液褪色
C.X 與 HBr 反應有副產物生成
D.Z 分子中含有 2 個手性碳原子
【答案】D
【解析】A選項X為反式結構而為順式結構；B選項X 中含有碳碳雙鍵，所以能使溴的 CCl4溶液褪色；C選項X與HBr發生加成反應，Br原子可能連在2號碳也能連在3號碳；D選項Z 分子中含有 1 個手性碳原子，即。
三、模型建構
縱觀近幾年的各地高考化學試題，其中主觀題主要考查限定條件下的同分異構體的書寫。我們研究發現限定條件主要包括性質方面的限制和結構方面的限制。
1.性質方面
限制條件 官能團或結構特征
與金屬鈉反應放出H2 含羥基（醇、酚或羧酸）
能發生銀鏡反應或與新制Cu(OH)2反應產生磚紅色沉淀 含醛基（醛、甲酸或甲酸某酯）
與NaOH溶液反應 含酚羥基、羧酸、酯、鹵原子等
與NaHCO3或Na2CO3反應放出CO2 含羧基
與FeCl3顯紫色，與濃溴水產生白色沉淀 含酚羥基
能發生水解反應 含酯基或鹵原子等
鹵代烴或醇發生消去反應 含β-H原子
2.結構方面
限制條件 官能團或結構特征
屬于芳香…… 含苯環
苯環上有2種不同環境的H 2個不同的取代基且在苯環的對位上；3個取代基，有2個相同同時結構對稱
一氯代物只有1種 結構中心對稱
二取代苯 苯環上含2個側鏈
核磁共振氫譜有4個峰 4種等效氫原子
3.下面我們總結一下限定條件下某物質的同分異構體書寫思路：
由已知物質確定非氫原子個數和不飽和度，由限定條件確定官能團種類和個數，碳骨架結構確定，官能團位置異構，同分異構體個數及結構簡式。
①非氫原子確定：如果結構中含苯環，題目有要求同分異構體中有苯環結構，那么碳原子是除苯環外的碳原子數；氧、氮等元素確定起來較容易。
②不飽和度確定方法。
如CaHbOdXmNn的不飽和度計算公式 Ω=
③由限定條件確定官能團種類和個數。
④碳骨架的確定指除去官能團之外的碳骨架，鏈狀結構的找碳鏈異構，環狀結構的確定幾元環。
⑤官能團位置異構：兩個取代基用“定一移一”的方法，三個取代基用“定二移一”的方法，在環上兩個取代基為“鄰、間、對”、三個取代基一般為“連、偏、均”。
⑥如果題干中給出核磁共振氫譜的氫原子數量比為 6∶3∶x∶y等“3”的倍數時，一般我們用“3”倍數法，即3的倍數就是甲基的個數。
四、名師導學
同分異構體的書寫是高考中的重點、難點、高頻點，幾乎每年高考試題中在客觀題中和主觀題中都會出現。縱觀近幾年的各地高考化學試題，其題型設置類型不再是通過碳鏈異構、位置異構、官能團異構三個維度下的圖形對稱變換來考查考生，而是在框定限定條件下來弱化數學思想從而回歸化學的本真，著眼于有機物結構與性質的關系，側重于化學方法和技巧的使用，從而最大限度的考查學生的化學思想和化學基本素養。在尋找同分異構體數目時容易出現漏或多的現象，所以在書寫同分異構體時要按照一定的規律和順序去寫，培養學生有序思維的能力。我們的一般思路是：先找到有機物的不飽和度和非氫原子數目，然后結合限定條件確定官能團的種類和個數，接下來就是構造符合條件的碳骨架，最后在碳骨架上找到官能團的位置。

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