高中化学：同分异构体的突破2

同分异构体的突破

【考纲要求】

1.明确官能团类别异构的书写

2未明确官能团类别异构的书写

3.限定条件下的同分异构体的书写

【核心知识梳理】

—.考查内容

有机物物同分异构体的考查是对学生们有序性思维的一种考查方式，深入考查学生对同分异构体的各种

基本技巧的熟练应用。

二.考点特点

同分异构体的寻找是有机化学在二卷大题中的必考点，也是难点，是学生最为头疼的题目类型，因为如

果思维混乱的话既浪费时间又无法得分，所以学生往往舍弃这一部分，因此如果能够有所突破，必然会

给自己在化学答题得分上赢得筹码，目前的考查基本上是限定条件考查相关同分异构体的数目或者写出

结构简式。

三.同分异构体的书写

1.书写思路：有序性原则——先找平面异构、后找立体异构；平面异构中先找“官能团类别异构”、再找“碳

链异构”、最后确定“官能团位置异构”，碳链异构是基础（注意：如果明确了某种类别异构，如，烷烧、烯

煌、焕烽、苯的同系物、各种姓的衍生物等就直接进行碳链异构、位置异构）。

【例题示范1】写出分子式为C4H8的所有同分异构体的结构简式

2.具体方法：

（1）官能团类别异构的判断方法

利用不饱和度（C）确定，如果某嫌的分子式为CxHy,则。=（2x+2-y）/2,即每差两个氢为一个不饱

和度（注意：氧原子在不饱和度求算中不考虑，卤素原子按照氢原子对待）。

①。=0：即饱和，①如果是煌则为烷烧，②如果含有一个氧子则为饱和醇或者饱和酸。

②C=l：双键或者单环，①如果是烧则为烯燃或者环烷烧，②如果含有一个氧原子，可以是醛、酮或者环酸，

③如果含有两个氧原子可以是酯类、竣酸或者羟基醛等。

③。=2：三键、两个双键、两个单环或者一个环加一个双键，如果是烧则为焕煌、二烯烧、环烯煌或双环烽

（其他略）

④C=4：①如果是烧则可以是苯环，双焕煌等（其他略），②如果含有一个氧原子可以是酚、芳香醇或者芳

香酸等

（2）官能团位置异构的判断方法

利用等效氢确定，等效氢即对称氢，①同一个碳上的氢是等效的，②同一个碳上相同取代基上的氢是

等效的，③处在对称位置上的取代基上的氧是等效的。

（1）一元取代：等效氢替换法

【例题示范2】丙烷的一氯代物有一种同分异构体

（2）二元取代：①如果是相同的元采用等效氢组合法，②不同的元采用连续等效氢替换法

【例题示范3】丙烷的二氯代物有一种同分异构体，丙烷同时进行氯和漠取代有种的同分异构体。

（3）三元取代：先找二元取代，再找第三元。

【例题示范41苯环上进行不同的三元取代时，有一种同分异构体；如果有两个元是相同的，则有一种

同分异构体。

四.分类突破

1.明确官能团类别异构的：所谓明确官能团类别异就是明确的告诉我们写出哪类物质的同分异构体

书写的基本过程：先找碳链异构，再找位置异构（根据等效氢进行一元或者多元取代）

【例题示范5］分子式为C6H|2的烯垃的同分异构体共有种

【解题思路】烯煌或者块煌的位置异构可以采用烷烧摘等效氢的方法，要注意的是如果是摘烯烧，所摘碳

上必须至少要有一个氢原子，如果是摘焕烧，所摘碳上必须至少要有两个氢原子，C6H12对应的烷烧有五种

同分异构体，分别写出来后，标出等效氢，然后摘出对应的烯煌结构

【例题示范6】GOHM的属于苯的同系物的同分异构体有一种。

【解题思路】苯的同系物的特点是只有一个苯环且侧链为烷基，该分子式符合苯的同系物的通式，因此，

可以采用对苯环进行一元、二元、三元、四元取代的方法进行寻找，如果能够熟练把握一CH3、一C2H5、一C3H7、

—C4H9同分异构体数目就可以很迅速的找出来。

2.未明确官能团类别异构的

书写的基本过程：先根据不饱和度确定官能团类别异构，再找碳链异构，最后找位置异构（根据等效氢进

行一元或者多元取代）

【例题示范71某单官能团有机化合物，只含碳、氢、氧三种元素，相对分子质量为58,完全燃烧时产生

等物质的量的C02和H2O,它可能的结构共有（不考虑立体异构）（）

A.4种B.5种C.6种D.7种

【解题思路】先根据相对分子质量为58确定分子式，采用讨论和除12取余法可得出分子式为C3H6。，然

后根据不饱和度为1可知有一个双键或者一个环，再根据“单官能团”的限制条件,可知双键只能为碳氧双键,

环可以是碳氧换或者碳环，从而得出相关同分异构体

3限定条件下的同分异构体的书写

书写的基本过程：可以先根据不饱和度找出类别异构（如果给了部分基团就可以直接利用），再找碳链异

构，然后根据等效氢进行一元或者多元取代已知结构简式确定同分异构体

【例题示范8]已知A的分子式为CsHsO,红外光谱分析表明分子中含有0—H键和位于分子末端的一C三C—,

核磁共振氢谱有三个峰，峰面积之比为6：1：1。又已知羟基连在不饱和碳上不稳定。

（1）写出A的结构简式<,

（2）写出满足下列条件的A的同分异构体B的结构简式。

①ImolB最多能与ImolBr?发生加成反应②B能与金属Na反应③有三种不同化学环境的氢

【精准训练1]

1.已知甲苯的一氯代物有4种，则甲苯完全氢化后的环烷烧的一氯代物有（）

A.3种B.4种C.5种D.6种

2.分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，若不考虑立体异构，这些醇和酸重新组合可

形成的酯共有

A.15种B.28种C.32种D.40种

3.四联苯《3^^^^^^~^^》的--氯代物有（）

A.3种B.4种C.5种D.6种

4.分子式为C5H10O2，并能与饱和NaHCCh溶液反应放出气体的有机物有（不含立体结构）（）

A.3种B.4种C.5种D.6种

CH,O-—CHO

5.有机物——厂有多种同分异构体，其中属于酯且含有苯环的共有（）

A.3种B.4种C.5种D.6种

6.A的分子式为C4H10O3,ImolA与足量金属钠反应会生成1.5mol的氏，则符合条件的A的结构有（一

个碳上连接多个羟基不稳定，不考虑立体异构）（）

A.3种B.4种C.5种D.6种

7.已知饱和酸（A）与足量的乙醇（B）在一定条件下生成酯（C）,若M（C）=M（A）+56且A分子比

B分子多3个碳原子，则上述反应生成的C最多有（）

A.4种B.5种C.6种D.7种

8.分子式为C6Hl2O2的有机物A,有香味，在酸性条件下可以水解成有机物B和C,B能和碳酸氢钠溶液反应

生成气体，C不能发生消去反应，能催化氧化成醛或酮，则A可能的结构有几种（）

A.2B.5C.6D.8

9.已知化合物B3N3H6（硼氮苯）与C6H6（苯）的分子结构相似，如右图：则硼氮苯的二HHIH

WW

HH/*

氯取代物B3N3H4cL的同分异构体的数目为()

A.2B.3C.4D.6

CH3

00

10.已知分子式为C|2Hn的物质A的结构简式为CH3,苯环上的二溪代物有9种同分异构体，由此

推断

A苯环上的四漠代物的同分异构体的数目有()种

A.9B.10C.11D.12

【精准训练2】

1.化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下:

已知1：①RCHO+CH3cHORCH=CHCHO+H2O；②||+|||:a

回答下列问题：

(1)化合物G的二氯代物有种同分异构体。

(2)芳香化合物X是D的同分异构体，X能发生银镜反应，其核磁共振氢谱显示有3种化学环境的氢，峰面

积之比为6：1：1,符合条件的X的结构共有多种，任写出2种符合要求的X的结构简式、

2.A(C3H6)是基本有机化工原料。由A制备聚合物C和H°比C<_^COOH的合成路线(部分反应

条件略去)如图所示:

CH3

CH3OH、CO"~~化■利汨_i.NaQH./今

Pd催化剂"回

1ii.H+回

「]COOCH3

LICOOH

NaOH

E_ENaCNEi.NaOH_

△»[F}"回ji.HCl'

高温凹△c3H6。

CH2OH

已知:+II-"—I。。'

回答下列问题:

（1）B的同分异构体中，与B具有相同的官能团且能发生银镜反应的共有种；其中核磁共振氢谱

为3组峰，且峰面积之比为&1：1的是（写结构简式）。

3.奈必洛尔是一种用于血管扩张的降血压药物，一种合成奈必洛尔中间体G的部分流程如下：

己知：乙酸好的结构简式为8。

请回答下列问题：（1）写出满足下列条件的E的同分异构体的结构简式：

I.苯环上只有三个取代基

n核磁共振氢谱图中只有4组吸收峰

Ill.lmol该物质与足量NaHCCh溶液反应生成2moiceh

4.用石油产品A（C3H6）为主要原料•，合成具有广泛用途的有机玻璃PMMA«流程如下（部分产物和条件省略）

试回答下列问题：（1）T是G的同分异构体，ImolT与足量新制Cu（OH”悬浊液反应最多生成2molcU20

沉淀，T的结构有种(不含立体结构)。

(2)若高分子化合物PMMA的相对分子质量为1.5x106,其聚合度为。

5.氟他胺(G)是一种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香燃A制备G的合成路线如下:

请回答下列问题：

(1)T(C7H7NO2)是E在碱性条件下的水解产物，同时符合下列条件的T的同分异构体有种(不考

虑立体异构)；其中核磁共振氢谱为4组峰，且峰面积之比为1：2：2：2的结构简式为

①一NH2直接连在苯环上②能与新制的氢氧化铜悬浊液共热产生红色沉淀。

6.环丁基甲酸是重要的有机合成中间体，其一种合成线路如下:

嬴!过,“化新,

ABC

C^COOC2H5①NaOHp^<,COOH

f“COOC2H5②田~V<COOH

。3印。“勰黑,卜]△

D°E°<>COOH

H

环「一甲酸

请回答下列问题：

(1)化合物W为H的同分异构体，能发生银镜反应且只含酯基一种官能团，则所有符合条件的W的结构简

式为O

7.H是合成抗炎药洛萦洛芬钠的关键中间体，它的一种合成路线如下：

（1）写出满足下列条件的F的同分异构体的结构简式

I.能发生水解反应生成酸和醇

II.能发生银镜反应

in.核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为3：2：2：2：1

8.辣椒的味道主要源自于所含的辣椒素，具有消炎、镇痛、麻醉和戒毒等功效，特别是其镇痛作用与吗啡

相若且比吗啡更持久。辣椒素（F）的结构简式为,其合成路线如下:

NaCH(COOCH：CH,)j

①NaOH溶液/加热

②H,SO«溶液

SOCbI80T；

■C^,0,9

已知：R-OHP&mR-BrR-Br+R'-NafR'-R+NaBr

回答下列问题：

（1）写出同时符合下列三个条件的D的同分异构体的结构简式：;

①能使浪的四氯化碳溶液褪色②能发生水解反应，产物之一为乙酸

③核磁共振氢谱为三组峰，且峰面积比为3：2：1

COOH

CC0°H）中官能团的种类和数目完全相同的同分异构体有种（不含立体异构），其中核磁

共振氢谱为4组峰，且峰面积之比为1：2：3：4的是（写结构简式）。

10.在G（）的同分异构体中，苯环上的一氯代物只有一种的共有种（不含立体异构），

其中核磁共振氢谱显示两组峰的是（写结构简式）。

【真题感悟】

1.（2021山东卷）一种利胆药物F的合成路线如图:

回答下列问题:

（DA的结构简式为；符合下列条件的A的同分异构体有种。

①含有酚羟基②不能发生银镜反应③含有四种化学环境的氢

2.（2021.浙江卷）某课题组研制了一种具有较高玻璃化转变温度的聚合物P,合成路线如下:

请回答：（5）写出3种同时满足下列条件的化合物F的同分异构体的结构简式（不考虑立体异构体）:

①H-NMR谱显示只有2种不同化学环境的氢原子②只含有六元环

?

含有II

c不含-c=c一键

--C-C-

—CH2cH2cH2coOH

3.（2021・湖南卷）（4）B（1J）有多种同分异构体，同时满足下列条件的同分异

构体有种（不考虑立体异构）

①苯环上有2个取代基②能够发生银镜反应③与FeCl,溶液发生显色发应

其中核磁共振氢谱有五组峰，且峰面积之比为6：2：2：1：1的结构简式为；

4.（2021・广东卷）天然产物V具有抗疟活性，某研究小组以化合物I为原料合成V及其衍生物VI的路线如

下（部分反应条件省略，Ph表示-C6H5）：

（5）化合物VI的芳香族同分异构体中，同时满足如下条件的有种，写出其中任意一种的结构简式:

条件：a.能与NaHCCh反应：b.最多能与2倍物质的量的NaOH反应；c.能与3倍物质的量的Na发生放出

山的反应；d.核磁共振氢谱确定分子中有6个化学环境相同的氢原子；e.不含手性碳原子（手性碳原子是指

连有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子）。

5.（2021.全国甲卷）化合物B（HO_2coOH）的同分异构体中能同时满足下列条件的有

（填标号）。

a.含苯环的醛、酮

b.不含过氧键（-0-0）

c.核磁共振氢谱显示四组峰，且峰面积比为3：2：2：1

A.2个B.3个C.4个D.5个

CHO

/-<

6.（2021•河北卷）（2）D（%,：■）有多种同分异构体，其中能同时满足下列条件的芳香族化合物

HOO-

的结构简式为、。

①可发生银镜反应，也能与FeCb溶液发生显色反应；②核磁共振氢谱有四组峰，峰面积比为1：2：2：3。

7.（2021.全国乙卷）卤沙噪仑W是一种抗失眠药物，在医药工业中的一种合成方法如下：

X

FCHBrN

KMnO4BSO5,C66

CHFO*CHC1FO

75274l)ZnCl2

2)NaOH

③

.OH

CH3COOH

C2H50H

⑥

（6）C的同分异构体中，含有苯环并能发生银镜反应的化合物共有种。

8.（2020・新课标I）己知如下信息：③苯胺与甲基口比咤互为芳香同分异构体

ECH2OH）的六元环芳香同分异构体中，能与金属钠反应，且核磁共振氢谱有四组峰,

NH2

峰面积之比为6：2：2：I的有种，其中，芳香环上为二取代的结构简式为。

9.（2020・新课标II）维生素E是一种人体必需的脂溶性维生素，现己广泛应用于医药、营养品、化妆品等。

天然的维生素E由多种生育酚组成，其中a-生育酚（化合物E）含量最高，生理活性也最高。下面是化合物E

的一种合成路线，其中部分反应略去。

（6）化合物C的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有个（不考虑立体异构体，填标号）。

（i）含有两个甲基；（订）含有酮谈基（但不含C=C=O）；（iii）不含有环状结构。

(a)4(b)6(c)8(d)10

其中，含有手性碳（注：连有四个不同的原子或基团的碳）的化合物的结构简式为