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

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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

甲酸酯(HCOOR)

镜反应)

（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．35Cl和37Cl互为同位素

C．O2和O3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：Ac代表CH3CO；Et代表C2H5；DMA分子式为C4H9NO，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：Cl与苯环相连后，

其与KOH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FeCl3溶液发生显色反应；

(b)红外光谱表明分子中不含CO键；

(c)核磁共振氢谱有三组峰，峰面积比为1:1:3；

(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FeCl3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CO键，

(c)核磁共振氢谱有三组峰，峰面积比为1:1:3，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Cu(OH)2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1:2:3:6。

【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3:2:2:2；

(b)红外光谱中存在CO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C9H9NO4，其不饱和度为6，其中苯环占4个不饱和度，C=O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、C=O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3:2:2:2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C=O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

3

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、C=O和氧原子，三者共有A3=6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。

Boc2OBocBocCOOCCH33

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COOH和NH2且连接在同一个碳原子上

②遇FeCl3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XY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CH2CH3；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—CN

c.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2:1:1:1

【答案】（7）(或、10种)

【分析】A和B发生取代反应生成C和CH3CH2OH，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2:1:1:1，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：Ph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NaHCO3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：①mCPBANaOH；

LiAlH4LiAlH4

②RCOOR′RCH2OH，RCOOHRCH2OH；

③OH代表烃基或，R代表烃基

R1CH2COOR2R2OH(R1H2)

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3:2

【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3:2，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：①RWMgRMgW(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-NH2，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HCl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C9H9OCl，除苯环外还有一个

CHO、一个Cl、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

KFeCN氧化为，在干氯化氢作用下与

36DD

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FeCl3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9:2:2:2:1:1。

③含有酯基和氨基(或取代的氨基，NR''R'''，R''和R'''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，再发生消去反应生成J，J发生还原反