限制条件同分异构体的书写（原卷版）-2025年高考化学答题技巧与模板构建

模板02限制条件同分异构体的书写

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技法01同分异构体书写的常见限制条件技法02同分异构体数目的判断和书写

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限定条件的同分异构体书写或数目的判断，是近年来试卷的“压轴”题。同分异构体的常见题型如下：

(1)限定范围书写和补写，解题时要看清所限范围，分析已知几个同分异构体的特点，对比联想找出规律

补写，同时注意碳的四价原则和官能团存在位置的要求。

(2)对“结构不同”要从两个方面考虑：一是原子或原子团的连接顺序；二是原子的空间位置。

(3)判断取代产物同分异构体种类的数目。其分析方法是分析有机物的结构特点，确定不同位置的氢原

子种类，再确定取代产物同分异构体的数目。

。耀超的建

❽狰模板

第一步：根据限定条件确定官能根据题目所给分子式、结构、性质、定量反应关系、谱图等信息

团或取代基判断含有的官能团或取代基的种类及数量。

第二步：根据不饱和度确定其他计算所求物质的不饱和度，进一步确定是否含有其他官能团或

官能团或取代基取代基。

第三步：写出碳骨架，组装官能团利用“取代法”、“插入法”或“定一移一法”等确定官能团或

或取代基取代基的位置。对于母体为苯环的，可根据支链数目和特征进

行判断。

第四步：确定同分异构体的种类计算所有符合条件条件的同分异构体种类数，写出所有物质的

及结构简式结构简式。

❷技巧点拨

技法01同分异构体书写的常见限制条件

1.同分异构体书写的常见限制条件与结构的关系

(1)不饱和度与结构的关系

a=i,1个双键或1个环

a=2,1个三键或2个双键或1个双键或1个环

◎=3,3个双键或1个双键和1个三键或1个环和2个双键

024,考虑可能含有苯环

(2)化学性质与结构的关系

能与金属钠反应：羟基、竣基

能与碳酸钠溶液反应：酚羟基、竣基

能与FeCb溶液发生显色反应：酚羟基

能发生银镜反应：醛基

能发生水解反应：卤原子、酯基、酰胺基

(3)核磁共振氢谱与结构的关系

确定有多少种不同化学环境的氢原子及个数之比

判断分子的对称性

2.限定条件下同分异构体的书写方法

(1)“碎片”推测：依据分子式(不饱和度)信息、特殊结构信息、类别信息、化合物性质等推断官能团。

(2)碳架构建：除“碎片”以外的碳原子，按碳架异构搭建。

(3)“碎片”组装：先在苯环上进行基团定位一再考虑取代基的碳链异构一再考虑取代基在苯环上的位置

异构一最后考虑官能团类别异构。

(4)方法选择：“端基碎片”的位置异构一般选择“等效氢”，“定一移一”等方法；“非端基碎片”的位置异构

一般选择“插入法”。

①端基官能团(又称一价官能团)，指在有机物的结构简式中只能位于末端的官能团，主要包括卤素原子、硝基、

氨基、羟基、竣基、醛基等。书写含有这些官能团的同分异构体时，可将其分子式变形为胫基和官能团两部分，如R-

CHO、R-X等。它们的同分异构体则取决于煌基部分的异构体数目，如甲基1种，乙基1种，丙基2种，丁基4种。

②非端基官能团，分为桥基官能团、三叉基官能团、十字基官能团。桥基官能团(也称二价官能团)通常有：魏基、

I

I।-C—

酯基、酰胺基等；三叉基包括苯环的三取代、一CH一、一N一；十字基官能团包括I等；桥基官能团通常

采用插入法，其余均可采用煌基分配法确定。

技法02同分异构体数目的判断和书写

1.同分异构体数目的判断方法

(1)记忆法：记住一些常见有机化合物同分异构体的数目，如

①凡只含一个碳原子的分子均无同分异构体；

②乙烷、丙烷、乙烯、乙快无同分异构体；

③4个碳原子的烷烧有2种同分异构体，5个碳原子的烷烧有3种同分异构体，6个碳原子的烷烧有5

种同分异构体。

(2)基元法：如根据丁基有4种，可以确定丁醇、戊醛、戊酸都有4种结构。

(3)替代法：如二氯苯(C6H4c12)有3种同分异构体(氯原子位置包括邻、间、对三种)，四氯苯也有3种

同分异构体(两个氢原子位置包括邻、间、对三种);又如CH4的一氯代物只有1种，新戊烷C(CH3)4的一氯

代物也只有1种。

(4)等效氢法：等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法，其规律有：

①同一碳原子上的氢原子等效。

②同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。

③位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。

(5)二元取代物同分异构体的判断，可用“定一移一”的方法，即先定位一个取代基，再移动另一个取代

基。

2.苯的同系物的同分异构体

判断苯的同系物的同分异构体的数目一般按照基团连接法，如C9H12属于芳香垃的同分异构体：

(1)只有一个取代基：可以看作由苯环连接丙基(一C3H7)构成，由于丙基(一C3H7)有2种结构，因此

《VCH3《VCH3

CH3-^^^CH2CH；

(2)两个取代基：CH2cH3、CH2cH3、

广

CHCHCH

3VrV3A3

rVcH3

HC-A^^CH。

(3)三个取代基：CH3、33

3.苯环上位置异构的书写技巧——定一(或定二)移一法

(1)在苯环上连有两个新的原子或原子团时，可固定一个移动另一个，从而写出邻、间、对三种异构体；

(2)苯环上连有三个新的原子或原子团时，可先固定两个原子或原子团，得到三种结构，再逐一插入第

三个原子或原子团，这样就能写全含有芳香环的同分异构体。

例如：二甲苯苯环上的一氯代物的同分异构体共有六种(2+3+1=6)。

①

注意：在移动原子或原子团时要按照一定的顺序，有序思考，防止重复，避免遗漏，这样就能写全含有

芳香环的同分异构体。

CH3

建「OH

(3)若苯环上连有3个不同的取代基，其同分异构体数目为10种，如苯环有3个取代基的结构

有10种。

(4)等效氢法判断芳香烧一卤代物的数目

“等效氢”就是在有机物分子中处于相同或完全对称位置的氢原子，任一等效氢原子若被相同取代基取

代所得产物都属于同一物质

例：甲苯和乙苯苯环上的一氯代物的同分异构体分别都有三种(邻、间、对)：

4.熟记常考的同分异构体模型

(1)只含一种化学环境的氢原子的有机物：

甲烷、乙烷、新戊烷、2,2,3,3-四甲基丁烷、苯、环己烷、乙快、乙烯等;

(2)丁烷、丁焕、丙基、丙醇均有2种不同结构；

(3)戊烷、丁烯、戊焕均有3种不同的结构；

(4)丁基、CgHio芳香煌的不同的结构均有4种；

⑸己烷、C7H8。的含有苯环的不同结构均有5种；

(6)戊基、C9H12的含有苯环的不同结构均有8种；

(7)含苯环同分异构体数目的判断

①若苯环上连有2个取代基，其结构有邻、间、对3种。

②若苯环上连有3个相同的取代基，其结构有3种。

③若苯环上连有—X、一X、一Y3个取代基，其结构有6种。

④若苯环上连有一X、一Y、一Z3个不同的取代基，其结构有10种。

敬槿板运用

❽真题示例

1.(2023•全国甲卷)阿佐塞米(化合物L)是一种可用于治疗心脏、肝脏和肾脏病引起的水肿的药物。

L的一种合成路线如下（部分试剂和条件略去）。

COOHCOOH

DA^NHl)NaNO/H+

BKMnO422

国上X

11+2)NaBF4

~~FeCl3C7H6C1NO2H

ClCl

cE

COOH

1)SOC1

2HPOC13

2)NH3H2OC7H60FN203s

Cl

G

C5H7NS

NaN3

SONH

22SO2NH2DMF

已知：R-COOHso”->R-COC1妙R.CONH2

（7）具有相同官能团的B的芳香同分异构体还有..种（不考虑立体异构，填标号）。

a.10b.12c.14d.16

其中，核磁共振氢谱显示4组峰，且峰面积比为2：2：1：1的同分异构体结构简式为.

@1墓坂答题

【答案】⑺d

【第一步根据限定条件确定官能团或取代基】根据有机物C的结构，有机物B被酸性高镒酸钾氧化为C,

o所以官能团为一NO2和-C1。

【第二步根据不饱和度确定其他官能团或取代基】要求找出具有相同官能团的B的芳香同分异构体，所以

除官能团和苯环以外，还有一个饱和碳原子。

【第三步写出碳骨架，组装官能团或取代基】碳骨架为苯环，依次考虑苯环上只有1个取代基、2个取代

基和3个取代基,找出对应的取代基。

C1

只有1个取代基:8H（1种）；有2个取代基，会出现2种情况：①一NO2、—CH2C1（3种）；②

/NO2

一CH2NO2、—C1（3种）；有3个取代基，分别为一CH3、一NCh、—C1（10种），共17种结构。

【第四步确定同分异构体的种类及结构简式】与分子式为C7H6C1NO2的芳香同分异构体且含有-Cl、-NO2

两种官能团共有17种，分别为:（有机物B）、

同分异构体中核磁共振氢谱的峰面积比为2：2：1：1,说明其结构中有4种化学环境的H原子，该物质

应为一种对称结结构，则该物质为

2.（2023•重庆卷）有机物K作为一种高性能发光材料，广泛用于有机电致发光器件（OLED）。K的

一种合成路线如下所示，部分试剂及反应条件省略。

（5）G的同分异构体中’含有两个—X—的化合物有一个（不考虑立体异构体），其中核磁共振氢谱

有两组峰，且峰面积比为1:3的化合物为L,L与足量新制的CMOH）?反应的化学方程式为。

③里延答题

△

【答案】(5)9C(CH3)2(CHO)2+4Cu(OH)2+2NaOHC(CH3)2(COONa)2+2Cu2O+6H2O

【第一步根据限定条件确定官能团或取代基】含有两个—口_。

【第二步根据不饱和度确定其他官能团或取代基】G的同分异构体中除两个?外，其余的3个碳原子

—C—

均为饱和碳原子。

【第三步写出碳骨架，组装官能团或取代基】碳骨架为5个碳原子，有3种结构：c—c—c—c—C、

C

C

I、cc—C»采取定一移一法，确定两个=0的位置。

c—c—c—CI

C

,共10种结构。

【第四步确定同分异构体的种类及结构简式】G的同分异构体中，含有两个的化合物有

OOCI。OOOO

IIII、IIIII]IIIIIIII

H—C—C—CH2cH2cH3胤一修埼：短-4一诩:4/H-C-CH2CH2CH2-C-HCH3—C—C—CH2CH3

Oo¥£e、H-LCH-LCH.

IIII

用一。一用L标

ooOCH,O

IIIIIIIII

H—C—CHCH—C—HH-C-C-C-H,共10个，其中G的同分异构体有9个，其中核磁共振氢

CH

CH33

谱有两组峰，且峰面积比为1:3的化合物为L,L是H—C—f—C—H,L与足量新制的Cu（OH）2反应的

CH3

化学方程式为C（CH3）2（CHO）2+4Cu（OH）2+2NaOHC（CH3）2（COONa）2+2Cu2O+6H2O。

位变式训练

1.（2022•全国甲卷）左旋米那普伦是治疗成人重度抑郁症的药物之一，以下是其盐酸盐（化合物K）的一

种合成路线（部分反应条件已简化，忽略立体化学）：

N-\JzN~\K

已知：化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳。

⑺在E的同分异构体中，同时满足下列条件的总数为种。

a）含有一个苯环和三个甲基；

b）与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳；

c）能发生银镜反应，不能发生水解反应。

上述同分异构体经银镜反应后酸化，所得产物中，核磁共振氢谱显示有四组氢（氢原子数量比为6：

3：2：1）的结构简式为。

2.（2023•福建卷）沙格列汀是治疗糖尿病的常用药物，以下是制备该药物重要中间产物F的合成路线。

(

ON

HCOOH--------o0NCOOC2H5COOC2H5

H

ABoc

BC

HCONH

CONH22

COOC2H5

ID

Boc

Boc

F

E

已知：Boc表示叔丁氧埃基。

（7）A的其中一种同分异构体是丁二酸分子内脱水后的分子上一个H被取代后的煌的衍生物，核磁共振氢谱

图的比例为3:2:1:1,写出该同分异构体的结构简式o（只写一种）

◎横极演炼

1.（2022•广东卷）基于生物质资源开发常见的化工原料，是绿色化学的重要研究方向。以化合物I为原

料，可合成丙烯酸V、丙醇VII等化工产品，进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。

⑸化合物VI有多种同分异构体，其中含,c=0结构的有种，核磁共振氢谱图上只有一组峰的

结构简式为

2.（2023•江苏卷）化合物I是鞘氨醇激酶抑制剂，其合成路线如下:

(2)NaHCO3

（4）写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式:

碱性条件水解后酸化生成两种产物，产物之一的分子中碳原子轨道杂化类型相同且室温下不能使2%

酸性KM!!。,溶液褪色；加热条件下，铜催化另一产物与氧气反应，所得有机产物的核磁共振氢谱中

只有1个峰。

3.（2023•海南卷）局部麻醉药福莫卡因的一种合成路线如下:

（5）X与E互为同分异构体，满足条件①含有苯环②核磁共振氢谱只有1组吸收峰，则X的简式为：

（任写一种）

4.（2023•浙江卷）某研究小组按下列路线合成胃动力药依托比利。

己知：?HF出。＞—CH=N—

CH—N—

请回答：

（6）写出同时符合下列条件的化合物D的同分异构体的结构简式o

①分子中含有苯环

O

②E-NMR谱和IR谱检测表明：分子中共有4种不同化学环境的氢原子，有酰胺基（_《_NH,）。

5.（2023•湖南卷）含有毗喃蔡酸骨架的化合物常具有抗菌、抗病毒等生物活性，一种合成该类化合物的

路线如下（部分反应条件已简化）：

回答下列问题:

(6)（吠喃）是一种重要的化工原料，其能够发生银镜反应的同分异构体中。除H2c=C=CH-CHO

外，还有种；

6.卤沙理仑W是一种抗失眠药物，在医药工业中的一种合成方法如图:

回答下列问题:

（7）C的一种同系物G（C8H6OFC1）,其同分异构体中，含有苯环并能发生银镜反应、且有4条支链的化合物

共有种。（不考虑立体异构）

7.有机物M是重要的有机合成中间体，其合成路线之一如下:

00

R

已知：①0"°'冷O-R1COOH(1>R2>R3为煌基);

R,O：

②D+XfE的原子利用率为100%。

回答下列问题:

（6）D有多种同分异构体，同时满足下列条件的有种（不含立体异构），其中核磁共振氢谱有4组

峰且峰面积之比为3：2：2：1的是（写结构简式）。

①含有苯环；②Imol异构体最多与2molNa反应；③Imol异构体最多与2moiNaOH反应。

8.此扎地尔是一种降血脂、抗血小板聚集药。一种合成路线如图。

COOCH

25DHNO3,H2soe

CH3COCH2COOC2H5-----------------------►

ki)HCHO,(C2H5)2NHii)氨水

CH3

B

X

H5C2OOC^/COOC2H5i)KOH_CNCs,(Ph-COO)2q

附0入‘

")Ca6H3C^N^CH3C^C/N人CH2cl

H

口比扎地尔

请回答下列问题：

（4）D的芳香族同分异构体有种，其中在核磁共振氢谱上有4组蜂且峰的面积之比为2：2：2：3的

结构简式为o

9.肉桂醛基阿司匹林衍生物有望作为新型抗结直肠癌药物。肉桂醛基阿司匹林（化合物J）的某合成路线如

图所示（部分反应条件已略去）。

回答下列问题:

(5)在E的同分异构体中，同时满足下列条件的共有种。

00

①含有苯环；②与E含有相同的官能团；③苯环上有两个取代基；④不含IIcII结构

—C—O—C—

其中，核磁共振氢谱显示为4组峰，且峰面积比为3：2：2：1的结构简式为(写出一种

即可)。

10.化合物M是有机合成重要中间体，其合成路线如图:

IKXX'

•上"£：CI-OHQ，廿2)H-.

FGH

已知：R1COOR2+R3CH2COOR4CH^Na??+R2OH

TR—C—CH—C—OR4

(5)B的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式。

i.能与FeCb(aq)发生显色反应；

ii.碱性水解后酸化，所得两种产物分子均只有2种不同化学环境的氢原子。

11.催化剂Mo(CO)6对于间位取代苯衍生物的合成至关重要，一种化合物H的合成路线如图:

GH

已知：一Ph代表苯基。

(4)D与C2H50H发生酯化反应的有机产物有多种同分异构体，其一种同分异构体同时满足下列条件，写出

该同分异构体的结构简式:

①分子中不同化学环境的氢原子个数比是6：2：2：1：1；

②能发生水解反应，且Imol该物质完全水解时消耗2moiNaOH。

12.按要求写出符合特定条件的有机物