2026年高考化学二轮复习（全国）重难20 限定条件的有机物同分异构体的数目判断与书写（重难专练）（解析版）

重难20限定条件的有机物同分异构体的数目判断与书写内容导航内容导航速度提升技巧掌握手感养成重难考向聚焦锁定目标精准打击：快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向重难技巧突破授予利器瓦解难点：总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧重难保分练稳扎稳打必拿分数：聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值重难抢分练突破瓶颈争夺高分：聚焦于中高难度题目，争夺关键分数重难冲刺练模拟实战挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感”一、解题思维限定条件（或范围）书写或补写同分异构体。解题时要看清所限定的条件（或范围），分析给定的有机物的结构，对其碳链进行调整，或对官能团位置进行调整，或对官能团类别进行调整，进而写出同分异构体。如果是补写同分异构体，则要分析已知的同分异构体的结构特点，通过对比联想找出规律后再进行补写，同时要注意碳原子的四价原则和对官能团存在位置的要求等。二、解题步骤1.确定基团明确书写什么物质的同分异构体，该物质的组成情况怎么样。解读限制条件，从性质联想结构，将物质分裂成一个个基团，基团可以是官能团，也可是烃基(尤其是官能团之外的饱和碳原子)。2.组装分子要关注分子的结构特点，包括几何特征和化学特征。几何特征指所组装的分子是空间结构还是平面结构，有无对称性。化学特征包括等效氢。3.含苯环同分异构体数目的确定技巧（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、—X、—Y3个取代基，其结构有6种。（4）若苯环上连有—X、—Y、—Z3个不同的取代基，其结构有10种。4.酯()的同分异构体书写：（1）按—R中所含碳原子数由少到多，—R′中所含碳原子数由多到少的顺序书写。（2）用组合法推断先确定一基团同分异构体的数目，再确定另一基团同分异构体的数目，从而确定两基团组合后同分异构体数目的方法。如饱和一元酯，—R1有m种结构，—R2有n种结构，共有m×n种酯的结构。实例：分子式为C9H18O2的酯在酸性条件下水解得到的两种有机物的相对分子质量相等，则形成该酯的酸为C3H7COOH(2种结构)，醇为C5H11OH(8种结构)，故该酯的结构共有2×8＝16种。【总结归纳】限制条件的同分异构体结构的推断分析常见限定条件对应的官能团或结构能与NaHCO3或Na2CO3溶液反应放出气体(CO2)—COOH能与钠反应产生H2—OH或—COOH能与Na2CO3溶液反应—OH(酚)或—COOH能与NaOH溶液反应—OH(酚)或—COOH或—COOR或—X能发生银镜反应或能含醛基(—CHO)、甲酸酯(HCOOR)能与FeCl3溶液发生显色反应—OH(酚)能发生水解反应—COOR或—X或—CONH—既能发生水解反应又能发生银镜反应(或水解产物能发生银镜反应)甲酸酯(HCOOR)（建议用时：10分钟）1．（2022·浙江卷）下列说法不正确的是A．乙醇和丙三醇互为同系物B．和互为同位素C．和互为同素异形体D．丙酮()和环氧丙烷()互为同分异构体【答案】A【解析】A．结构相似，组成上相差若干个CH2原子团的有机化合物为同系物，乙醇(CH3CH2OH)是饱和一元醇，丙三醇是饱和三元醇，两者所含官能团数目不同，不互为同系物，A错误；B．质子数相同、中子数不同的同种元素互为同位素，35Cl的质子数为17，中子数为18，37Cl的质子数为17，中子数为20，两者质子数相同、中子数不同，互为同位素，B正确；C．由同种元素组成的不同的单质互为同素异形体，O2和O3是由氧元素组成的不同的单质，两者互为同素异形体，C正确；D．分子式相同、结构不同的化合物互为同分异构体，丙酮和环氧丙烷的分子式相同、结构不同，两者互为同分异构体，D正确；答案选A。2．治疗非酒精性脂肪性肝炎的药物（Resmetirom）的一种合成路线如图所示：已知：代表；Et代表；DMA分子式为，是一种有机溶剂。回答下列问题：（5）A的同分异构体中，与A的取代基数目和种类全部相同的芳香族化合物还有种（不考虑立体异构体）。【答案】（5）15【分析】A经过一系列转化得到F，F中碳碳双键发生加成反应得到G，根据已知条件：与苯环相连后，其与溶液在常温下不易发生取代反应，则G中酰胺基在KOH溶液中发生水解得到H：，H中氨基(-NH2)位置发生反应得到I，I发生反应得到Resmetirom和乙醇(CH3CH2OH)。【解析】（5）A结构中含一个苯环、两个-Cl、一个-NH2、一个-OH。苯环上有-Cl、-Cl、-OH三个取代基时的结构有6种，用数字代表-NH2的位置，-Cl、-Cl、-NH2、-OH四个取代基在苯环上共有16种不同的位置关系：，除去A自身外还有15种，故填15。3．（2025·河北卷）依拉雷诺(Q)是一种用于治疗非酒精性脂肪性肝炎的药物，其“一锅法”合成路线如下：（7）写出满足下列条件A的芳香族同分异构体的结构简式：。(a)不与溶液发生显色反应；(b)红外光谱表明分子中不含键；(c)核磁共振氢谱有三组峰，峰面积比为；(d)芳香环的一取代物有两种。【答案】（7）【分析】A含酚羟基，和氢氧化钠反应生成B为，羧基和氢氧化钠能发生中和反应，D含羧基和碳溴键，则B与D反应生成溴化钠和E，E为，E和F发生羟醛缩合反应生成G为，-COONa经酸化可转化为羧基，则G在氢氧化钠、加热下脱氢溶剂THF、再酸化转化为Q；【解析】（7）A的芳香族同分异构体满足下列条件：(a)不与溶液发生显色反应，则不含酚羟基；(b)红外光谱表明分子中不含键，(c)核磁共振氢谱有三组峰，峰面积比为，则分子内有3种氢原子，由于A分子式为C9H10O2，则A中这2种氢原子的数目为2、2、6个；(d)芳香环的一取代物有两种，则苯环上有2种氢；结合分子内有5个不饱和度，可知满足条件的同分异构体为。4．（2024·甘肃卷）山药素-1是从山药根茎中提取的具有抗菌消炎活性的物质，它的一种合成方法如下图：（2）化合物Ⅲ的同分异构体中，同时满足下列条件的有种。①含有苯环且苯环上的一溴代物只有一种；②能与新制反应，生成砖红色沉淀；③核磁共振氢谱显示有4组峰，峰面积之比为。【答案】（2）6【分析】I的分子式为C9H12O2，在光照的条件下和氯气发生取代反应得II，故I的结构为；化合物V转化为化合物VI发生脱羧反应，有CO2生成；【解析】（2）化合物Ⅲ为，分子式C10H12O4，同时满足下列条件：①含有苯环且苯环上的一溴代物只有一种，说明苯环上只有一种化学环境的氢原子；②能与新制Cu(OH)2反应，生成砖红色沉淀，说明有醛基，根据分子式，不饱和度为5，除去苯环的不饱和度，只有一个醛基；③核磁共振氢谱显示有4组峰，峰面积之比为1:2:3:6，说明分子中有4种不同化学环境的氢原子，数目分别为1、2、3、6，故满足条件的同分异构体有：、、、、、，共6种。5．（2024·河北卷）甲磺司特(M)是一种在临床上治疗支气管哮喘、特应性皮炎和过敏性鼻炎等疾病的药物。M的一种合成路线如下(部分试剂和条件省略)。回答下列问题：（7）同时满足下列条件的I的同分异构体共有种。(a)核磁共振氢谱显示为4组峰，且峰面积比为；(b)红外光谱中存在和硝基苯基()吸收峰。其中，可以通过水解反应得到化合物H的同分异构体的结构简式为。【答案】（7）6【分析】由流程图可知，A与甲醇发生酯化反应生成B，则A的结构简式为；B与CH3SH发生加成反应生成C；C在碱性条件下发生酯的水解反应，酸化后生成D，则D的结构简式为；D与SOCl2发生取代反应生成E；由F的分子式可知，F的结构简式为；F发生硝化反应生成G，G的结构简式为；G在一定条件下发生水解反应生成H，H的结构简式为；H与发生取代反应生成I；I与乙醇钠发生反应生成J；J发生硝基的还原生成K，K的结构简式为；K与E发生取代反应生成L；L与反应生成M。【解析】（7）I的分子式为，其不饱和度为6，其中苯环占4个不饱和度，和硝基各占1个不饱和度，因此满足条件的同分异构体中除了苯环、和硝基之外没有其他不饱和结构。由题给信息，结构中存在“”，根据核磁共振氢谱中峰面积之比为可知，结构中不存在羟基、存在甲基，结构高度对称，硝基苯基和共占用3个O原子，还剩余1个O原子，因此剩余的O原子只能插入两个相邻的C原子之间。不考虑该O原子，碳骨架的异构有2种，且每种都有3个位置可以插入该O原子，如图：，(序号表示插入O原子的位置)，因此符合题意的同分异构体共有6种。其中，能够水解生成H()的结构为。【点睛】第（7）问在确定同分异构体数量时也可以采用排列法，首先确定分子整体没有支链，且甲基和硝基苯基位于分子链的两端，之后可以确定中间的基团有亚甲基、和氧原子，三者共有种排列方式，则符合条件的同分异构体共有6种。6．一种激酶抑制剂(H)的合成路线如下：已知：是引入保护基的试剂，为。回答下列问题：（2）B→C的反应类型为；符合下列条件的C的同分异构体有种。①含有和且连接在同一个碳原子上

②遇溶液显色③苯环上有两个取代基且有两种化学环境的氢【答案】（2）取代反应（1分）10（2分）【分析】根据D的结构、A→B→C→D的反应条件以及相关化合物的分子式可反推得：A为，B为，C为，则A在浓硫酸、浓硝酸、加热作用下生成B，B与异丙醇发生取代反应生成C和HF，C与在Pd催化条件下生成D；根据H的结构、D→E→F→H的反应条件以及相关化合物的分子式可反推得：E为，F为，G为，则D经氢气还原为E，E使用Boc基团保护氨基得到F，F与G发生取代反应、在经过TFA脱去保护基生成H。【解析】（2）据分析，B→C的反应类型为取代反应；据已知，C的同分异构体为-OH和-C4H8NO2Cl对位取代的苯，同分异构体数目取决于-C4H8NO2Cl的种类，不考虑Cl取代的-C4H9NO2有：、、、，再考虑Cl取代位置共有3+2+2+3=10种。（建议用时：10分钟）7．（2023·山东卷）有机物的异构化反应如图所示，下列说法错误的是A．依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团B．除氢原子外，X中其他原子可能共平面C．含醛基和碳碳双键且有手性碳原子的Y的同分异构体有4种(不考虑立体异构)D．类比上述反应，的异构化产物可发生银镜反应和加聚反应【答案】C【解析】A．由题干图示有机物X、Y的结构简式可知，X含有碳碳双键和醚键，Y含有碳碳双键和酮羰基，红外光谱图中可以反映不同官能团或化学键的吸收峰，故依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团，A正确；B．由题干图示有机物X的结构简式可知，X分子中存在两个碳碳双键所在的平面，单键可以任意旋转，故除氢原子外，X中其他原子可能共平面，B正确；C．由题干图示有机物Y的结构简式可知，Y的分子式为：C6H10O，则含醛基和碳碳双键且有手性碳原子(即同时连有四个互不相同的原子或原子团的碳原子)的Y的同分异构体有：CH3CH=CHCH(CH3)CHO、CH2=C(CH3)CH(CH3)CHO、CH2=CHCH(CH3)CH2CHO、CH2=CHCH2CH(CH3)CHO和CH2=CHCH(CH2CH3)CHO共5种(不考虑立体异构)，C错误；D．由题干信息可知，类比上述反应，的异构化产物为：含有碳碳双键和醛基，故可发生银镜反应和加聚反应，D正确；故答案为：C。8．4，7-二氯喹啉(G)是合成四氨基喹啉类抗疟药物的重要中间体。其最新合成路线如下：已知：①Et表示乙基；②喹啉环上的羟基与酚羟基性质相似。（7）有机物R是G的同分异构体，请写出一种满足下列条件的R的结构简式：。a.能使溴水褪色b.分子中含—CNc.除苯环外不存在其他环状结构，且苯环上有3个取代基d.核磁共振氢谱中共有4组峰，且峰面积之比为【答案】（7）(或、10种)【分析】A和B发生取代反应生成C和，C发生取代反应并异构化生成D，D发生水解反应然后酸化生成E，E发生脱羧反应生成F，F发生取代反应生成G。【解析】（7）根据G的结构简式，有机物R是G的同分异构体，分子中除苯环外不存在其他环状结构，且苯环上有3个取代基，分子能使溴水褪色，由此推知分子中含有碳碳双键、—CN，核磁共振氢谱中有4组峰，说明分子中有四种环境不同的氢原子，且峰面积比为，结构可能是、或（三个取代基位置可以调换，有10种结构）。9．化合物G是合成巴洛沙韦酯的关键中间体，合成路线如下：已知：为苯基。苯硫酚是一种具有刺激性臭味的有毒液体，可用于生产农药与医药产品。回答下列问题：（6）B的同分异构体中，满足下列条件的有种。(a)苯环上有三个取代基；(b)卤原子与苯环直接相连；(c)能与溶液反应产生气体。【答案】（6）12【分析】A在碳酸氢钠存在下与硫酸二甲酯发生酯化反应，生成B；B在NBS作用下发生取代反应生成C；C与PhSNa发生取代反应得到D和NaBr；D经碱性水解、酸化后脱保护得到E（）；E在多聚酸作用下发生反应生成F；最后F经NaBH4还原得到目标产物G，据此分析。【解析】（6）B的同分异构体需满足苯环上有三个取代基、卤原子与苯环直接相连、能与NaHCO3溶液反应产生气体（含羧基）；则三个取代基除两个氟原子外，另一个取代基可能为或，苯环上有三个取代基，且两个相同，共有6+6=12；10．肾上腺素是一种缓解心跳微弱、血压下降、呼吸困难的激素，主要用于过敏性休克、支气管哮喘及心搏骤停的抢救等。以邻苯二酚A为原料，合成肾上腺素F的一种路线如下：回答下列问题：（4）写出同时满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式：。①能与FeCl3溶液发生显色反应；②1mol该物质最多消耗5molNaOH；③碱性条件下充分水解再酸化，含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子个数比为1∶1。【答案】（4）【分析】A发生取代反应生成B和HCl，B发生取代反应然后和HCl反应生成C，C中羰基发生还原反应生成D，D和氨气反应生成E；【解析】（4）B的结构简式为，其同分异构体满足：①能与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基；②1mol该物质最多消耗5molNaOH；即水解和中和共消耗5molNaOH；③碱性条件下充分水解再酸化，含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子个数比为1∶1，说明其水解产物酸化后有一定的对称性，综合上述分析，满足条件的结构为。11．（2025·河南卷）化合物I具有杀虫和杀真菌活性，以下为其合成路线之一(部分反应条件已简化)。回答下列问题：（6）G的同分异构体中，含有碳氧双键的还有种(不考虑立体异构)；其中，能发生银镜反应，且核磁共振氢谱显示为两组峰的同分异构体的结构简式为。【答案】（6）6【分析】A在氯气和氯化铁催化下生成B，根据B的结构可推出A为，B与异丙醇发生取代反应生成C，C与浓硝酸发生取代反应生成D，根据F的结构推出D为，D与发生取代反应生成E，E为，E与铁粉，氯化氢发生还原反应生成F，F与3-戊酮在一定条件下生成H，H与乙酰氯发生反应生成I，据此解答。【解析】（6）G为3-戊酮，分子式为C5H10O，它的同分异构体中，含有碳氧双键，说明为醛或酮，若为醛，可以看成将醛基挂在-C4H9上，共有4种同分异构体，分别为：，若为酮，除了G本身外，共有2种同分异构体，分别为：，共有6种符合要求的同分异构体，其中，能发生银镜反应（含有醛基），且核磁共振氢谱显示为两组峰的同分异构体的结构简式为，故答案为：6；。12．脱落酸(K)是一种重要的植物激素，它的一种合成方法如下：已知：①；②RCOOR′，；③(代表烃基或H，代表烃基)回答下列问题：（5）写出符合下列条件的B的同分异构体：(任写一种)。a.有且只有一个环b.核磁共振氢谱显示有两组峰，峰面积比为【答案】（5）或【分析】根据H的结构和已知①可推导出G的结构式为。【解析】（5）B的同分异构存在两个不饱和度、一个氧原子和六个碳原子，要求有且只有一个环，即除了一个环的结构外还存在一个不饱和度，且核磁共振氢谱显示有两组峰，峰面积比为，符合下列条件的B的同分异构体为或。13．化合物Ⅰ是一种新型杀菌剂，广泛应用于谷物病虫害的防治。以下为化合物Ⅰ的简化部分条件的合成路线。已知：①(R为烃基，W为卤族元素)；②。回答下列问题：（6）L是F的同系物，且相对分子质量比F少14，则L的同分异构体中，同时满足下列条件的共有种。①含有手性碳原子②能发生银镜反应③含苯环且苯环上只有一个取代基【答案】（6）4【分析】物质A中苯环上的氢原子被溴原子取代，生成物质B；由B()与D()的结构简式及C的分子式，可推出B中的硝基被还原为氨基，C的结构简式为；根据已知条件，可推出Q含，再结合Q的分子式和H的结构简式()，可知Q的结构简式为，G的结构简式为；H与M反应生成I的过程中有生成，对比H和I的结构简式，可得到M的结构简式为；【解析】（6）L是F的同系物，且相对分子质量比F少14，即L的分子式为，除苯环外还有一个、一个、两个饱和C原子，其中含有手性碳原子、能发生银镜反应、含苯环且苯环上只有一个取代基的结构有、、、，共4种。14．（2024·全国甲卷）白藜芦醇(化合物I)具有抗肿瘤、抗氧化、消炎等功效。以下是某课题组合成化合物I的路线。回答下列问题：（7）I的同分异构体中，同时满足下列条件的共有种(不考虑立体异构)。①含有手性碳(连有4个不同的原子或基团的碳为手性碳)；②含有两个苯环；③含有两个酚羟基；④可发生银镜反应。【答案】（7）9【分析】根据流程，有机物A在Fe/H+的作用下发生还原反应生成有机物B，根据有机物B的分子式和有机物A的结构可以得到有机物B的结构为；有机物B发生两个连续的反应后将结构中的氨基氧化为羟基，得到有机物C；有机物C发生取代反应得到有机物D，根据有机物D的分子式可以推出有机物D为；有机物D与NBS发生取代反应得到有机物E，根据有机物E的分子式可以推出有机物E为；有机物E与P(OC2H5)3发生反应得到有机物F，有机物F与有机物G发生反应得到有机物H，结合有机物H的结构、有机物G的分子式和小问5的已知条件可以得到有机物G的结构为；最后，有机物H与BBr3反应得到目标化合物I。据此分析解题：【解析】（7）对于有机物I的同分异构体，可以发生银镜反应说明含有醛基；含有手性碳原子，说明有饱和碳原子，可以得到其主体结构为，因其含有两个酚羟基和手性碳原子，则满足条件的同分异构体有9种，分别为：、、、、、、、、。（建议用时：20分钟）15．（14分）加兰他敏（G）可用于治疗阿尔茨海默症，其一种合成路线如下：（5）写出同时满足下列条件的G的一种同分异构体的结构简式：。碱性条件下水解后酸化，生成X和Y两种芳香族化合物。X是一种-氨基酸，分子中不含甲基；Y的核磁共振氢谱中有三组峰，且峰面积之比为1:2:2。【答案】（5）【分析】由有机物的转化关系可知，A先与发生加成反应，反应所得产物与四氢硼酸钠发生还原反应生成B，B与甲酸乙酯发生取代反应生成C，C在18-冠-6水/苯作用下被氧化为D，D在干氯化氢作用下与先发生加成反应、后发生取代反应生成E，一定条件下转化为F，F酸性条件下与水反应生成G。【解析】（5）G的同分异构体碱性条件下水解后酸化，生成X和Y两种芳香族化合物，X是一种α-氨基酸，分子中不含甲基，Y的核磁共振氢谱中有三组峰，且峰面积之比为1：2：2，则X为、Y为，所以同分异构体的结构简式为。16．（2025·云南卷）化合物L是某中药的活性成分。一种合成路线如下(略去部分试剂与反应条件，忽略立体化学)。已知：在Ru(Ⅱ)的催化下，端烯烃和生烯烃复分解反应得到产物。回答下列问题：（8）写出一种满足下列条件的L的同分异构体的结构简式(不考虑立体异构)。①能与发生显色反应；1mol该物质与足量NaOH溶液反应，消耗3molNaOH。②核磁共振氢谱显示6组峰，且峰面积比为。③含有酯基和氨基(或取代的氨基，，和可以是H或烃基)。【答案】（8）或【分析】A发生取代反应生成B，B与发生反应生成C，C发生反应生成D，D与E在Ru(Ⅱ)作用下发生已知信息的反应生成F，F在SeO2作用下生成G，G比F多了一个氧原子，截个H的结构简式可知，G的结构简式为，G发生还原反应生成H，H发生取代反应生成I，I中氨基与酮羰基先发生加成反应，再发生