专题15 同分异构体的判断方法-【压轴题】2024-2025学年高一化学同步培优训练（鲁科版2019必修第二册）

专题15 同分异构体的判断方法 解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试 一、有机化合物的同分异构现象 1．概念 化合物分子式相同而结构不同的现象称为同分异构现象。分子式相同而结构不同的化合物互为同分异体。 2． 类型 3．常考官能团异构 组成通式 不饱和度(Ω) 可能的类别异构 CnH2n 1 烯烃和环烷烃 CnH2n－2 2 炔烃、二烯烃和环烯烃 CnH2n＋2O 0 饱和一元醇和醚 CnH2nO 1 饱和一元醛和酮、烯醇等 CnH2nO2 1 饱和一元羧酸和酯、羟基醛等 4．立体异构：顺反异构 （1）顺式异构：相同的原子或原子团在碳碳双键的同侧 （2）反式异构：相同的原子或原子团在碳碳双键的异侧 （3）对映异构：单键碳原子上连4个不同的原子或原子团 二、同分异构体的书写规律 —根据有机物分子式判断其可能的类别异构。 　↓ —确定各类别异构中可能的碳链异构。 　↓ —在各异构碳链上移动官能团，得到不同异构体。 　↓ — 三、同分异构体的书写步骤 ①书写同分异构体时，首先判断该有机物是否有类别异构。 ②对每一类物质，先写出碳链异构体，再写出官能团的位置异构体。 ③碳链异构体按“主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布由邻到间”的规律书写。 ④检查是否有书写重复或书写遗漏，根据“碳四价”原则检查是否有书写错误。 例如：寻找符合分子式C4H10O的同分异构体有多少种。 C4H10O C4共有两条碳骨架，分别为C—C—C—C和，若为醇，羟基连在碳原子上，位置有共4种；若为醚，醚键可用插入法放于两个碳原子之间，位置有共3种。因此符合C4H10O分子式的共有7种同分异构体。 四、卤代烃的同分异构体的书写判断 1．等效氢法判断一元取代物的种类 （1）规则：等效氢原子的种类数等于一元取代物的种类数。 （2）等效氢原子的种类的判断 Ⅰ.分子中同一个碳原子上的氢原子等效。 ①CH4分子中的4个氢原子等效 ②CH3CH2CH3分子中“－CH2－”上的的2个氢原子等效 Ⅱ.与同一个碳原子相连的甲基上的氢原子等效。 ①新戊烷（）分子中的12个氢原子等效。 ②CH3CH2CH3分子中“－CH3”上的的6个氢原子等效 Ⅲ.同一分子中处于轴对称位置或镜面对称位置上的氢原子是等效的。 ①分子中，在苯环所在的平面内有两条互相垂直的对称轴，故有两类等效氢。 ②分子中的18个氢原子等效。 2．二卤代烃的同分异构体判断方法：定一动一法 “定一”时，有几种氢就有几种情况；“动一”时，在“定一”确定的每一条碳骨架上寻找第二个取代基的位置。如乙烷的二氯代物共有 2　种。 3．多卤代烃的同分异构体判断方法：换元法 即一种烃若有m个H可被取代，则它的n元取代物与(m－n)元取代物种类相等。如乙烷的一氯代物有 1　种，二氯代物有 2　种，三氯代物有 2　种，四氯代物有 2　种，五氯代物有 1　种，六氯代物有 1　种。 五、烷烃同分异构体的书写与判断 1．烷烃只存在碳链异构，书写时要注意全面而不重复，具体规则如下： 2．步骤（以C6H14为例）： （1）确定碳链 ①先写直链：C－C－C－C－C－C ②减少1个碳原子，将其作为支链并移动位置： 、 ③减少2个碳原子，将其作为一个支链（乙基）或两个支链（甲基）并移动位置， 、 ④“先整后分”、“先同后异” ⑤甲基不能连接在1号碳原子上，乙基不能连接在2号碳原子上： ⑥从主链上取下来的碳原子数，不能多于主链所剩部分的碳原子数。 （2）补写氢原子：根据碳原子形成4个共价键，补写各碳原子所结合的氢原子数。 CH3CH2CH2CH2CH2CH3、CH3CH2－CH2CH3、CH3－CH2CH2CH3、、CH3－CH3 六、烯烃、炔烃同分异构体的书写与判断 1．方法：双键替换法 2．步骤（以C5H10为例）： （1）按照烷烃同分异构体的书写步骤，写出可能的碳架结构： （2）根据碳架结构的对称性和碳原子的成键特点，在碳架上可能的位置添加双键（箭头所指的位置）。 （3）补写氢原子：根据碳原子形成4个共价键，补写各碳原子所结合的氢原子数。 CH2＝CHCH2CH2CH3、CH3CH＝CHCH2CH3、CH2CH2CH3、CH3－CHCH3、CH3－CH＝CH2 七、炔烃同分异构体的书写与判断 1．方法：叁键替换法 2．步骤（以C5H8为例）： （1）按照烷烃同分异构体的书写步骤，写出可能的碳架结构： （2）根据碳架结构的对称性和碳原子的成键特点，在碳架上可能的位置添加三键（箭头所指的位置）。 （3）补写氢原子：根据碳原子形成4个共价键，补写各碳原子所结合的氢原子数。 CH≡CCH2CH2CH3、CH3C≡CCH2CH3、CH3－C≡CH。 八、芳香族化合物同分异构体的书写方法 1．芳香烃的同分异构体 （1）侧链有一个取代基：侧链有几种同分异构体，该芳香烃就有几种同分异构体 ①C3H7：侧链丙基－C3H7有2种结构，故其芳香烃的同分异构体有2种 ②C4H9：侧链丁基－C4H9有4种结构，故其芳香烃的同分异构体有4种 ③C5H11：侧链戊基－C5H11有8种结构，故其芳香烃的同分异构体有8种 （2）等效氢法判断芳香烃一卤代物的数目 “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)： （3）侧链有2个取代基：有“邻”“间”“对”三种。 ①二取代苯：可固定一个移动另一个，从而写出邻、间、对三种异构体 例：在苯环上接2个—X或一个—X、一个—Y，均有3种 （4）侧链有3个取代基：采取“定二移一”的方法 ①三取代苯：先固定两个原子或原子团，再逐一插入第三个原子或原子团 例：在苯环上接3个—X，共有3种 ②在苯环上接2个—X、1个—Y，共有6种 ③在苯环上接1个—X,1个—Y,1个—Z，共有10种 2．芳香烃的多元取代物的同分异构体 （1）等效氢法：画出芳香烃的同分异构体，通过等效氢法或定一移一法找出一元取代物或多元取代物的同分异构体。 （2）找取代基法：判断取代基数目找出取代基的种类位置异构找出同分异构体种类 九、醇的同分异构体 1．跨类异构：相同碳原子数的饱和一元醇和饱和醚互为同分异构体 2．C5H12O的同分异构体 醇类的同分异构体：羟基取代法 醚类的同分异构体：氧插入法 ①C5H12OC5H11OHC5H12用羟基取代戊烷分子中的氢原子 ②画出戊烷的碳链有3种连接方式 ③在碳链各碳原子上连接羟基，用“↓”表示连接的不同位置。 结论：分子式为C5H12O的有机物共8种醇和6种醚，总共14种同分异构体。 八、酚的同分异构体 1．类别异构：相同碳原子数的酚、芳香醇和芳香醚互为同分异构体 C7H8O的芳香族同分异构体 C8H10O的芳香族同分异构体 （1）芳香醇类的同分异构体： CH2OH ①只有1个侧链： CH2CH2OH、－CH3 ②有2个侧链（－CH3和－CH2OH）：有邻、间、对三种 、 、CH3－CH2OH （2）芳香醚类的同分异构体： OCH3 ①只有1个侧链：OCH2CH3、CH2OCH3 ②有2个侧链（－CH3和－OCH3）：有邻、间、对三种 、、CH3－OCH3 （3）酚的同分异构体： 苯环上含－OH和－CH3两个取代基，有邻、间、对三种 、、 CH3－OH ①苯环上含－OH和－CH2CH3两个取代基，有邻、间、对3、、CH3CH2－OH ②苯环上含－OH和2个－CH3两个取代基，有6种 、、、、、 九、醛、酮的同分异构体 1．官能团类型异构 （1）相同碳原子数的饱和一元醛、饱和一元酮、脂环醇、烯醇等互为同分异构体 （2）C3H6O的常见同分异构体 醛 酮 环醇 烯醇 CH3CH2CHO CH3COCH3 CH2＝CH－CH2OH （3） 醛类碳骨架异构的写法－－“取代法” （1）C4H8O的醛C3H7－CHO（2种，－C3H7有2种） （2）C5H10O的醛C4H9－CHO（4种，－C4H9有4种） （3）C6H12O的醛C5H11－CHO（8种，－C5H11有8种） 酮类碳骨架异构的写法－－“插入法” （1）将C5H10O去掉一个酮基后还剩余4个碳原子，其碳骨架有以下2种结构： （2）找出对称结构，将酮基放在合适的位置，一共有如下3个位置可以安放： 十、酯的同分异构体的判断 烃基组合法 酯基插入法 （1）R－－OR'，R从H原子开始，R'到－CH3结束 （2）C5H10O2的酯类同分异构体 ①甲酸酯类：H－－OC4H9，酯种类：H原子种类（1）×丁基种类（4）＝4种 ②乙酸酯类：CH3－－OC3H7，酯种类：甲基种类（1）×丙基种类（2）＝2种 ③丙酸酯类：C2H5－－OC2H5，酯种类：乙基种类（1）×乙基种类（1）＝1种 ④丁酸酯类：C3H7－－OCH3，酯种类：丙基种类（2）×甲基种类（1）＝2种 （1）酯基插入方式：－－O－和－O－－ （2）分子式为C9H12O2的芳香酯的同分异构体是在CH2CH3中插入酯基 （3）插入的酯基分别在中的①②③④位置 ①插入①得到O－－CH2CH3和－O－CH2CH3。 ②插入②得到CH2－O－－CH3和CH2－－O－CH3。 ③插入③时得到O－－H和－O－H（是羧酸，舍去）。 ④插入④时得到CH2CH2－O－－H和CH2CH2－－O－H（是羧酸，舍去）。 【例1】对盆栽鲜花施用S­诱抗素制剂可以保持鲜花盛开。S­诱抗素的分子结构如图，下列关于该分子的说法中正确的是(已知为羰基)(　　) A．含有碳碳双键、羟基、羰基、羧基 B．含有苯环、羟基、羰基、羧基 C．含有羟基、羰基、羧基、酯基 D．含有碳碳双键、苯环、羟基、羰基 【答案】A 【解析】由S­诱抗素的分子结构可知，其分子结构中含有碳碳双键、羟基、羧基和羰基。 【例2】某烷烃的结构简式为，其二氯代物有 A．15种 B．14种 C．13种 D．12种 【答案】A 【详解】 的一氯代物有5种：、、、、。其中进一步生成二氯代物有5种结构，取代位置如图：；进一步生成二氯代物有4种结构，取代位置如图：；进一步生成二氯代物有3种结构，取代位置如图：；进一步生成二氯代物有1种结构；进一步生成二氯代物有2种结构、；故共有15种二氯代物，答案选A。 【例3】判断下列特定有机物的同分异构体的数目。 (1)分子式是C8H8O2的芳香酯的化合物有________种。 (2)有机物有多种同分异构体，其中含有1个醛基和2个羟基的芳香族化合物有________种。 (3)有机物的同分异构体很多，符合下列条件的同分异构体有________种。 ①苯的衍生物　②含有羧基和羟基　③分子中无甲基 【答案】　(1)6　(2)6　(3)7 【解析】　(1)C8H8O2可拆成C6H5—C2H3O2，甲酸的酯有4种，分别是、、、；乙酸的酯有1种：；苯甲酸的酯有1种：，共6种。 (2)将中的羧基—COOH拆成—CHO和—OH，可以使苯甲醛的2个苯环氢原子被2个羟基取代，方法是逐一取代，一羟基取代物有、、，二羟基取代物有、、、、、，共6种。 (3)将的酯基—COOCH3写成—CH2COOH，考虑邻、间、对有3种结构，分别是、、，再将—CH2—移到羟基与苯环之间构成醇，同样邻、间、对有3种结构，分别是、、，还有，共7种。 1．分子式为C5H12，一氯代物只有一种的烷烃的名称为 A．正戊烷 B．2-甲基丁烷 C．2，2-二甲基丙烷 D．3-甲基丁烷 【答案】C 【解析】A．正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3，含有3种氢，一氯代物有3种，A错误； B．2-甲基丁烷，含有4种氢，一氯代物有4种，B错误； C．2，2-二甲基丙烷，含有1种氢，一氯代物有1种，C正确； D．3-甲基丁烷，命名错误，正确命名应为2-甲基丁烷，D错误； 故选C。 2．下列关于同分异构体的说法中，正确的是 A．苯的邻位二氯代物有2种结构 B．CH3CH2CH2CH3的二氯代物有7种结构 C．异丁烷和2−甲基丙烷互为同分异构体 D．C4H9-OH丁醇有4种结构 【答案】D 【详解】A．苯的邻位二氯代物只有一种结构，A错误； B．CH3CH2CH2CH3的二氯代物有6种结构，分别为CH3CH2CH2CHCl2、CH3CH2CHClCH2Cl、CH3CHClCH2CH2Cl、CH2ClCH2CH2CH2Cl、CH3CCl2CH2CH3、CH3CHClCHClCH3，B错误； C．异丁烷与2-甲基丙烷为同一种物质，C错误； D．丁基异构数目等于丁醇的异构体数目，则丁醇的可能结构有4种，分别为：CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(CH3)OH、(CH3)2CHCH2OH、C(CH3)3OH，D正确； 故选D。 3．氟利昂-12是甲烷的氯、氟代物，其分子式为CF2Cl2，下有关叙述正确的是 A．CF2Cl2中含有官能团 B．CF2Cl2属于烃类 C．CF2Cl2有两种同分异构体 D．CF2Cl2分子中所有原子可能共平面 【答案】A 【解析】A．CF2Cl2中含有官能团：-Cl和-F，A正确； B．CF2Cl2中含C、Cl、F元素，仅含C、H元素的有机化合物属于烃，故CF2Cl2不属于烃，B错误； C．CH4为正四面体构型，CH2Cl2有一种同分异构体，故CF2Cl2也只有一种同分异构体，C错误； D．CH4为正四面体构型，故CF2Cl2为四面体构型，分子中所有原子不可能共平面，D错误； 故选A。 4．下列关于有机物同分异构体数目的分析不正确的是 A．含四个甲基的同分异构体有8种 B．的一氯代物有4种 C．分子式为的有机物的二氯取代物有12种 D．“立方烷”，如图所示，呈正六面体结构，其六氯代物有3种 【答案】C 【详解】 A．含四个甲基的同分异构体有、、、、、、、，共8种，故A正确； B．的一氯代物有、、、，共4种，故B正确； C．正丁烷是二氯代物有6种、异丁烷的二氯代物有3种，分子式为的有机物的二氯取代物有9种，故C错误； D．“立方烷”，其二氯代物有3种，分子中有8个H原子，根据“换元法”，其六氯代物也有3种，故D正确； 选C。 5．下列有关有机物的说法正确的是 A．CH3Cl的电子式： B．和 互为同分异构体 C．CCl4分子的空间填充模型： D．C2H6和C4H8互为同系物 【答案】A 【详解】 A．一氯甲烷是共价化合物，其电子式为：，A正确； B．甲烷是正四面体结构，其中两个H原子换成甲基的结构只有一种，则和 二者结构相同，是同种物质，B错误； C． 四氯化碳分子中C原子半径小于Cl原子，其空间填充模型为：，C错误； D．C2H6为乙烷，C4H8可能是单烯烃或环烷烃，二者结构不相似，二者不互为同系物，D错误； 故选A。 6．下列互为同分异构体的是 A．和 B．正丁烷和异丁烷 C．甲烷和丙烷 D．氧气和臭氧 【答案】B 【详解】A．和是质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子，互为同位素，A不符合题意； B．正丁烷、异丁烷的结构简式分别为：CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH3，两者是分子式相同而结构式不同的化合物，互为同分异构体，B符合题意； C．甲烷和丙烷的结构相似，在分子组成上相差1个CH2原子团，互为同系物，C不符合题意； D．氧气和臭氧是由氧元素组成而性质不同的单质，互为同素异形体，D不符合题意； 故选B。 7．下列化合物中，与互为同分异构体的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】 A．与比分子少1个“CH2”原子团，二者互为同系物，A不符合题意； B．与的分子式都为C4H10，但结构不同，二者互为同分异构体，B符合题意； C．与的分子式不同，二者不互为同分异构体，C不符合题意； D．与比分子多1个“CH2”原子团，二者互为同系物，D不符合题意； 故选B。 8．下列说法正确的是 A．己烷有4种同分异构体 B．正丁烷与异丁烷互为同分异构体 C．氟利昂-12( )有两种同分异构体 D．乙烯和环丙烷分子式相差CH2，两者互为同系物 【答案】B 【详解】 A．，己烷有5种同分异构体，A错误； B．同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物；正丁烷与异丁烷互为同分异构体，B正确； C．由于甲烷是正四面体形结构，因此氟利昂-12只有1种结构，C错误； D．乙烯和环丙烷分子式相差CH2，但结构不同，两者不互为同系物，D错误； 故选B。 9．图中表示碳原子相互结合的几种方式。小圆球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合，则下列说法错误的是 A．图中属于同分异构体的是B、C、E B．图中A和C是同系物 C．属于饱和烃的物质有：A、C、D D．分子通式符合CnH2n的物质有：B、D、E 【答案】A 【分析】由图可知，A为丙烷；B为2-丁烯，分子式为C4H8；C为异丁烷，分子式为C4H10；D为环丁烷，分子式为C4H8；E为2-甲基-1-丙烯，分子式为C4H8，据此作答。 【详解】A．分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体，B与E分子式相同(均为C4H8)，结构不同，互为同分异构体，B与C分子式不同，不互为同分异构体，故A错误； B．结构相似，在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物，A和C均是烷烃，在分子组成上相差1个CH2，两者互为同系物，故B正确； C．饱和烃是一类有机化合物，其分子中的碳原子之间主要通过单键连接，形成饱和的碳链或碳环结构，A和C属于烷烃，D为环丁烷，均为饱和烃，故C正确； D．B、D、E分子式均为C4H8，分子通式符合CnH2n，故D正确； 故答案选A。 10．下列说法不正确的是 A．石墨烯和互为同素异形体 B．和互为同系物 C．和互为同分异构体 D．和互为同位素 【答案】C 【详解】A．和石墨烯是碳元素的不同单质，两者互为同素异形体，A正确； B．和都是烷烃，分子结构相似，组成上相差1个CH2，两者互为同系物，B正确； C．和为同种物质，C错误； D．和的质子数相同，中子数不同，两者互为同位素，D正确； 故选C。 11．下列说法不正确的是 A．甲烷的二氯代物只有一种结构 B．CH3CH2CH3和CH3CH(CH3)2互为同系物 C．、、、代表了3种不同的烷烃 D．分子式为C5H12的烷烃同分异构体有三种 【答案】C 【详解】A．甲烷为正四面体结构，故其二氯代物只有一种结构，A正确； B．CH3CH2CH3和CH3CH(CH3)2的结构相似，分子组成上相差一个CH2原子团，互为同系物，B正确； C．和为同一种物质，和为同一种物质，所以一共有2种不同烷烃，C错误； D．C5H12的同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4三种，D正确； 故选C。 12．下列说法不正确的是 A．和一定不互为同系物 B．的同分异构体有9种 C．和互为同分异构体 D．和互为同分异构体 【答案】C 【详解】A．、分子组成相差不是n个CH2，一定不互为同系物，故A正确； B．的同分异构体有，共9种，故B正确； C．和是同一种物质，故C错误； D．和分子式都是C6H12，结构不同，互为同分异构体，故D正确； 故选C。 13．含4个碳原子的烃分子结构中，碳原子相互结合的几种方式如下图，下列说法不正确的是 A．①②⑧均为饱和烃 B．③④互为同系物 C．③④属于烯烃 D．⑤⑨互为同分异构体 【答案】B 【分析】根据烃分子结构图可判断①～⑨分别是正丁烷、异丁烷、1－丁烯、2－丁烯、2－甲基－1－丙烯、1－丁炔、2－丁炔、环丁烷、甲基环丙烷，据此解答。 【详解】A．①②属于链状烷烃，⑧属于环烷烃，均为饱和烃，A正确； B．③④分子式相同，互为同分异构体，B错误； C．③④分别是1－丁烯、2－丁烯，属于烯烃，C正确； D．⑤⑨分子式相同，互为同分异构体，D正确； 答案选B。 14．新己烷(2，2-二甲基丁烷)是常见的燃料添加剂、有机溶剂、有机合成原料，其结构简式如图，下列关于该物质的说法错误的是 A．分子式为C6H14 B．可发生取代、氧化、分解反应 C．一氯代物有3种 D．它的同分异构体有5种 【答案】D 【详解】A．根据新己烷的结构可知，其含有6个C原子和14个H原子，分子式为C6H14，故A正确； B．新己烷是烷烃，烷烃可发生取代、氧化、分解反应，故B正确； C．从左往右给新己烷中主链上碳原子编号，2号碳上的三个甲基上的氢原子是等效氢，其上的一氯代物是1种，3号碳上和4号上的一氯代物各一种，总共3种，故C正确； D．己烷有5种同分异构体，   ，除去2，2-二甲基丁烷，还有4种，故D错误； 答案选D。 15．下列烷烃在光照条件下与氯气发生反应，只生成3种一氯代物的是 A．正戊烷 B． C． D． 【答案】A 【详解】A．正戊烷的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH3，其中含有3种环境的H原子，一氯代物有3种：CH2ClCH2CH2CH2CH3、CH3CHClCH2CH2CH3、CH3CH2CHClCH2CH3，A正确； B．是对称的结构，只含有1种环境的H原子，一氯代物有1种：，B错误； C．是对称的结构，含有2种环境的H原子，一氯代物有2种：、， C错误； D．含有4种环境的H原子，一氯代物有4种：、、、， D错误； 故选A。 16．四联苯的一氯代物有 A．4种 B．5种 C．6种 D．7种 【答案】B 【详解】 该物质分子高度对称，有2条对称轴，不同位置的H原子可以用数字表示为：，这5种不同位置的H原子分别被Cl原子取代，就会得到1种一氯取代产物，故四联苯的一氯代物有5种； 故选B。 17．正丁烷与异丁烷的分子结构模型如下图所示，二者互为 A．同位素 B．同分异构体 C．同系物 D．同素异形体 【答案】B 【详解】正丁烷和异丁烷的分子式均为C4H10，分子式相同，结构不同，互为同分异构体，选B。 18．下列化合物中，与CH3CH(CH3)CH2CH3互为同分异构体的是 A．CH4 B．CH3CH3 C．CH3CH2CH3 D．CH3CH2CH2CH2CH3 【答案】D 【分析】同分异构体指分子式相同、结构不同的化合物，据此分析解题。 【详解】A．CH4与CH3CH(CH3)CH2CH3的分子式不相同，不是互为同分异构体，A不符合题意； B．CH3CH3与CH3CH(CH3)CH2CH3的分子式不相同，不是互为同分异构体，B不符合题意； C．CH3CH2CH3与CH3CH(CH3)CH2CH3的分子式不相同，不是互为同分异构体，C不符合题意；     D．CH3CH2CH2CH2CH3与CH3CH(CH3)CH2CH3的分子式相同，且结构不同，是互为同分异构体，D符合题意； 故选D。 19．利用4个碳原子，以碳碳单键相连，拼插合理的链状碳骨架有 A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 【答案】A 【详解】 利用4个碳原子，以碳碳单键相连，拼插合理的链状碳骨架有：C－C－C－C，共2种。 故选A 20．按要求回答下列问题 (1)相对分子质量为72的烷烃的分子式为 ，写出其只有一种氢结构简式 ， 其中直链烷烃的习惯命名为 。 (2)下列物质中互为同分异构体的有 ，互为同素异形体的有 ，互为同位素的有 ，是同系物的有 (填序号)。 ①CH3CH2OH  ② 37Cl  ③石墨  ④  ⑤35Cl  ⑥CH3COOH  ⑦金刚石   ⑧      ⑨丁烷   ⑩ (3)，该单体的结构简式为 ；的二氯取代物有 种。 【答案】(1) C5H12 C(CH3)4 正戊烷 (2) ④⑧ ③⑦ ②⑤ ④⑨或⑧⑨ (3) 7 【详解】（1）烷烃的通式为CnH2n+2，则14n+2=72，n=5，烷烃的分子式为C5H12，其分子中只有一种氢原子的结构中，氢原子全部构成-CH3，且连在性质相同的碳原子上，所以其结构简式为：C(CH3)4，其中直链烷烃的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH3，习惯命名为：正戊烷。答案为：C5H12；C(CH3)4；正戊烷； （2）④和⑧   的分子式相同，二者互为同分异构体，故选④⑧，③石墨和⑦金刚石属于性质不同的两种碳单质，二者互为同素异形体，故选③⑦，②37Cl和⑤35Cl是质量数不同的两种氯原子，二者互为同位素，故选②⑤，④和⑧与⑨丁烷，属于分子式不同的烷烃，它们互为同系物，故选④⑨或⑧⑨。答案为：④⑧；③⑦；②⑤；④⑨或⑧⑨； （3）的链节为，该单体的结构简式为；的二氯取代物有、、、、、、，共7种。答案为：；7。 【点睛】书写二氯代物的可能结构时，考虑二个Cl连在同一个碳原子上，连在不同的碳原子上。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题15 同分异构体的判断方法 解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试 一、有机化合物的同分异构现象 1．概念 化合物分子式相同而结构不同的现象称为 现象。分子式相同而 的化合物互为同分异体。 2． 类型 3．常考官能团异构 组成通式 不饱和度(Ω) 可能的类别异构 CnH2n 1 烯烃和环烷烃 CnH2n－2 2 炔烃、二烯烃和环烯烃 CnH2n＋2O 0 饱和一元醇和醚 CnH2nO 1 饱和一元醛和酮、烯醇等 CnH2nO2 1 饱和一元羧酸和酯、羟基醛等 4．立体异构：顺反异构 （1）顺式异构：相同的原子或原子团在碳碳双键的 （2）反式异构：相同的原子或原子团在碳碳双键的 （3）对映异构：单键碳原子上连4个不同的原子或原子团 二、同分异构体的书写规律 —根据有机物分子式判断其可能的类别异构。 　↓ —确定各类别异构中可能的碳链异构。 　↓ —在各异构碳链上移动官能团，得到不同异构体。 　↓ — 三、同分异构体的书写步骤 ①书写同分异构体时，首先判断该有机物是否有类别异构。 ②对每一类物质，先写出碳链异构体，再写出官能团的位置异构体。 ③碳链异构体按“主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布由邻到间”的规律书写。 ④检查是否有书写重复或书写遗漏，根据“碳四价”原则检查是否有书写错误。 例如：寻找符合分子式C4H10O的同分异构体有多少种。 C4H10O C4共有两条碳骨架，分别为C—C—C—C和，若为醇，羟基连在碳原子上，位置有共4种；若为醚，醚键可用插入法放于两个碳原子之间，位置有共3种。因此符合C4H10O分子式的共有7种同分异构体。 四、卤代烃的同分异构体的书写判断 1．等效氢法判断一元取代物的种类 （1）规则：等效氢原子的种类数等于一元取代物的种类数。 （2）等效氢原子的种类的判断 Ⅰ.分子中同一个碳原子上的氢原子等效。 ①CH4分子中的4个氢原子等效 ②CH3CH2CH3分子中“－CH2－”上的的2个氢原子等效 Ⅱ.与同一个碳原子相连的甲基上的氢原子等效。 ①新戊烷（）分子中的12个氢原子等效。 ②CH3CH2CH3分子中“－CH3”上的的6个氢原子等效 Ⅲ.同一分子中处于轴对称位置或镜面对称位置上的氢原子是等效的。 ①分子中，在苯环所在的平面内有两条互相垂直的对称轴，故有两类等效氢。 ②分子中的18个氢原子等效。 2．二卤代烃的同分异构体判断方法：定一动一法 “定一”时，有几种氢就有几种情况；“动一”时，在“定一”确定的每一条碳骨架上寻找第二个取代基的位置。如乙烷的二氯代物共有 种。 3．多卤代烃的同分异构体判断方法：换元法 即一种烃若有m个H可被取代，则它的n元取代物与(m－n)元取代物种类相等。如乙烷的一氯代物有 种，二氯代物有 种，三氯代物有 种，四氯代物有 种，五氯代物有 种，六氯代物有 种。 五、烷烃同分异构体的书写与判断 1．烷烃只存在碳链异构，书写时要注意全面而不重复，具体规则如下： 2．步骤（以C6H14为例）： （1）确定碳链 ①先写直链：C－C－C－C－C－C ②减少1个碳原子，将其作为支链并移动位置： 、 ③减少2个碳原子，将其作为一个支链（乙基）或两个支链（甲基）并移动位置， 、 ④“先整后分”、“先同后异” ⑤甲基不能连接在1号碳原子上，乙基不能连接在2号碳原子上： ⑥从主链上取下来的碳原子数，不能多于主链所剩部分的碳原子数。 （2）补写氢原子：根据碳原子形成4个共价键，补写各碳原子所结合的氢原子数。 CH3CH2CH2CH2CH2CH3、CH3CH2－CH2CH3、CH3－CH2CH2CH3、、CH3－CH3 六、烯烃、炔烃同分异构体的书写与判断 1．方法：双键替换法 2．步骤（以C5H10为例）： （1）按照烷烃同分异构体的书写步骤，写出可能的碳架结构： （2）根据碳架结构的对称性和碳原子的成键特点，在碳架上可能的位置添加双键（箭头所指的位置）。 （3）补写氢原子：根据碳原子形成4个共价键，补写各碳原子所结合的氢原子数。 CH2＝CHCH2CH2CH3、CH3CH＝CHCH2CH3、CH2CH2CH3、CH3－CHCH3、CH3－CH＝CH2 七、炔烃同分异构体的书写与判断 1．方法：叁键替换法 2．步骤（以C5H8为例）： （1）按照烷烃同分异构体的书写步骤，写出可能的碳架结构： （2）根据碳架结构的对称性和碳原子的成键特点，在碳架上可能的位置添加三键（箭头所指的位置）。 （3）补写氢原子：根据碳原子形成4个共价键，补写各碳原子所结合的氢原子数。 CH≡CCH2CH2CH3、CH3C≡CCH2CH3、CH3－C≡CH。 八、芳香族化合物同分异构体的书写方法 1．芳香烃的同分异构体 （1）侧链有一个取代基：侧链有几种同分异构体，该芳香烃就有几种同分异构体 ①C3H7：侧链丙基－C3H7有2种结构，故其芳香烃的同分异构体有2种 ②C4H9：侧链丁基－C4H9有4种结构，故其芳香烃的同分异构体有4种 ③C5H11：侧链戊基－C5H11有8种结构，故其芳香烃的同分异构体有8种 （2）等效氢法判断芳香烃一卤代物的数目 “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)： （3）侧链有2个取代基：有“邻”“间”“对”三种。 ①二取代苯：可固定一个移动另一个，从而写出邻、间、对三种异构体 例：在苯环上接2个—X或一个—X、一个—Y，均有3种 （4）侧链有3个取代基：采取“定二移一”的方法 ①三取代苯：先固定两个原子或原子团，再逐一插入第三个原子或原子团 例：在苯环上接3个—X，共有3种 ②在苯环上接2个—X、1个—Y，共有6种 ③在苯环上接1个—X,1个—Y,1个—Z，共有10种 2．芳香烃的多元取代物的同分异构体 （1）等效氢法：画出芳香烃的同分异构体，通过等效氢法或定一移一法找出一元取代物或多元取代物的同分异构体。 （2）找取代基法：判断取代基数目找出取代基的种类位置异构找出同分异构体种类 九、醇的同分异构体 1．跨类异构：相同碳原子数的饱和一元醇和饱和醚互为同分异构体 2．C5H12O的同分异构体 醇类的同分异构体：羟基取代法 醚类的同分异构体：氧插入法 ①C5H12OC5H11OHC5H12用羟基取代戊烷分子中的氢原子 ②画出戊烷的碳链有3种连接方式 ③在碳链各碳原子上连接羟基，用“↓”表示连接的不同位置。 结论：分子式为C5H12O的有机物共8种醇和6种醚，总共14种同分异构体。 八、酚的同分异构体 1．类别异构：相同碳原子数的酚、芳香醇和芳香醚互为同分异构体 C7H8O的芳香族同分异构体 C8H10O的芳香族同分异构体 （1）芳香醇类的同分异构体： CH2OH ①只有1个侧链： CH2CH2OH、－CH3 ②有2个侧链（－CH3和－CH2OH）：有邻、间、对三种 、 、CH3－CH2OH （2）芳香醚类的同分异构体： OCH3 ①只有1个侧链：OCH2CH3、CH2OCH3 ②有2个侧链（－CH3和－OCH3）：有邻、间、对三种 、、CH3－OCH3 （3）酚的同分异构体： 苯环上含－OH和－CH3两个取代基，有邻、间、对三种 、、 CH3－OH ①苯环上含－OH和－CH2CH3两个取代基，有邻、间、对3、、CH3CH2－OH ②苯环上含－OH和2个－CH3两个取代基，有6种 、、、、、 九、醛、酮的同分异构体 1．官能团类型异构 （1）相同碳原子数的饱和一元醛、 等互为同分异构体 （2）C3H6O的常见同分异构体 醛 酮 环醇 烯醇 CH3CH2CHO CH3COCH3 CH2＝CH－CH2OH （3） 醛类碳骨架异构的写法－－“取代法” （1）C4H8O的醛C3H7－CHO（2种，－C3H7有2种） （2）C5H10O的醛C4H9－CHO（4种，－C4H9有4种） （3）C6H12O的醛C5H11－CHO（8种，－C5H11有8种） 酮类碳骨架异构的写法－－“插入法” （1）将C5H10O去掉一个酮基后还剩余4个碳原子，其碳骨架有以下2种结构： （2）找出对称结构，将酮基放在合适的位置，一共有如下3个位置可以安放： 十、酯的同分异构体的判断 烃基组合法 酯基插入法 （1）R－－OR'，R从H原子开始，R'到－CH3结束 （2）C5H10O2的酯类同分异构体 ①甲酸酯类：H－－OC4H9，酯种类：H原子种类（1）×丁基种类（4）＝4种 ②乙酸酯类：CH3－－OC3H7，酯种类：甲基种类（1）×丙基种类（2）＝2种 ③丙酸酯类：C2H5－－OC2H5，酯种类：乙基种类（1）×乙基种类（1）＝1种 ④丁酸酯类：C3H7－－OCH3，酯种类：丙基种类（2）×甲基种类（1）＝2种 （1）酯基插入方式：－－O－和－O－－ （2）分子式为C9H12O2的芳香酯的同分异构体是在CH2CH3中插入酯基 （3）插入的酯基分别在中的①②③④位置 ①插入①得到O－－CH2CH3和－O－CH2CH3。 ②插入②得到CH2－O－－CH3和CH2－－O－CH3。 ③插入③时得到O－－H和－O－H（是羧酸，舍去）。 ④插入④时得到CH2CH2－O－－H和CH2CH2－－O－H（是羧酸，舍去）。 【例1】对盆栽鲜花施用S­诱抗素制剂可以保持鲜花盛开。S­诱抗素的分子结构如图，下列关于该分子的说法中正确的是(已知为羰基)(　　) A．含有碳碳双键、羟基、羰基、羧基 B．含有苯环、羟基、羰基、羧基 C．含有羟基、羰基、羧基、酯基 D．含有碳碳双键、苯环、羟基、羰基 【例2】某烷烃的结构简式为，其二氯代物有(　　) A．15种 B．14种 C．13种 D．12种 【例3】判断下列特定有机物的同分异构体的数目。 (1)分子式是C8H8O2的芳香酯的化合物有________种。 (2)有机物有多种同分异构体，其中含有1个醛基和2个羟基的芳香族化合物有________种。 (3)有机物的同分异构体很多，符合下列条件的同分异构体有________种。 ①苯的衍生物　②含有羧基和羟基　③分子中无甲基 1．分子式为C5H12，一氯代物只有一种的烷烃的名称为 A．正戊烷 B．2-甲基丁烷 C．2，2-二甲基丙烷 D．3-甲基丁烷 2．下列关于同分异构体的说法中，正确的是 A．苯的邻位二氯代物有2种结构 B．CH3CH2CH2CH3的二氯代物有7种结构 C．异丁烷和2−甲基丙烷互为同分异构体 D．C4H9-OH丁醇有4种结构 3．氟利昂-12是甲烷的氯、氟代物，其分子式为CF2Cl2，下有关叙述正确的是 A．CF2Cl2中含有官能团 B．CF2Cl2属于烃类 C．CF2Cl2有两种同分异构体 D．CF2Cl2分子中所有原子可能共平面 4．下列关于有机物同分异构体数目的分析不正确的是 A．含四个甲基的同分异构体有8种 B．的一氯代物有4种 C．分子式为的有机物的二氯取代物有12种 D．“立方烷”，如图所示，呈正六面体结构，其六氯代物有3种 5．下列有关有机物的说法正确的是 A．CH3Cl的电子式： B．和 互为同分异构体 C．CCl4分子的空间填充模型： D．C2H6和C4H8互为同系物 6．下列互为同分异构体的是 A．和 B．正丁烷和异丁烷 C．甲烷和丙烷 D．氧气和臭氧 7．下列化合物中，与互为同分异构体的是 A． B． C． D． 8．下列说法正确的是 A．己烷有4种同分异构体 B．正丁烷与异丁烷互为同分异构体 C．氟利昂-12( )有两种同分异构体 D．乙烯和环丙烷分子式相差CH2，两者互为同系物 9．图中表示碳原子相互结合的几种方式。小圆球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合，则下列说法错误的是 A．图中属于同分异构体的是B、C、E B．图中A和C是同系物 C．属于饱和烃的物质有：A、C、D D．分子通式符合CnH2n的物质有：B、D、E 10．下列说法不正确的是 A．石墨烯和互为同素异形体 B．和互为同系物 C．和互为同分异构体 D．和互为同位素 11．下列说法不正确的是 A．甲烷的二氯代物只有一种结构 B．CH3CH2CH3和CH3CH(CH3)2互为同系物 C．、、、代表了3种不同的烷烃 D．分子式为C5H12的烷烃同分异构体有三种 12．下列说法不正确的是 A．和一定不互为同系物 B．的同分异构体有9种 C．和互为同分异构体 D．和互为同分异构体 13．含4个碳原子的烃分子结构中，碳原子相互结合的几种方式如下图，下列说法不正确的是 A．①②⑧均为饱和烃 B．③④互为同系物 C．③④属于烯烃 D．⑤⑨互为同分异构体 14．新己烷(2，2-二甲基丁烷)是常见的燃料添加剂、有机溶剂、有机合成原料，其结构简式如图，下列关于该物质的说法错误的是 A．分子式为C6H14 B．可发生取代、氧化、分解反应 C．一氯代物有3种 D．它的同分异构体有5种 15．下列烷烃在光照条件下与氯气发生反应，只生成3种一氯代物的是 A．正戊烷 B． C． D． 16．四联苯的一氯代物有 A．4种 B．5种 C．6种 D．7种 17．正丁烷与异丁烷的分子结构模型如下图所示，二者互为 A．同位素 B．同分异构体 C．同系物 D．同素异形体 18．下列化合物中，与CH3CH(CH3)CH2CH3互为同分异构体的是 A．CH4 B．CH3CH3 C．CH3CH2CH3 D．CH3CH2CH2CH2CH3 19．利用4个碳原子，以碳碳单键相连，拼插合理的链状碳骨架有 A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 20．按要求回答下列问题 (1)相对分子质量为72的烷烃的分子式为 ，写出其只有一种氢结构简式 ， 其中直链烷烃的习惯命名为 。 (2)下列物质中互为同分异构体的有 ，互为同素异形体的有 ，互为同位素的有 ，是同系物的有 (填序号)。 ①CH3CH2OH  ② 37Cl  ③石墨  ④  ⑤35Cl  ⑥CH3COOH  ⑦金刚石   ⑧      ⑨丁烷   ⑩ (3)，该单体的结构简式为 ；的二氯取代物有 种。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$