上分专题3 限定条件下同分异构体的判断与书写-【学霸黑白题】2025-2026学年高中化学选择性必修3（苏教版）

上分专题3 限定条件下同分异构体的判断与书写 专题课 命题密钥 近年高考试卷对同分异构体的考查常以药物、染料、农药等陌生分子为载体，通过给出限 定条件，要求写出符合要求的一种或所有有机化合物结构。解答过程可拆解为四步：第一步 “算不饱和度”，锁定环与π键总量；第二步“拆条件”，把限定翻译成官能团语言；第三步“建 骨架”，先插入确定基团（一CO0H、酚一OH),再补可变基团；第四步“谱图验证”，用氢谱峰组 数、面积比反推，确保所写结构正确。 考点觉醒 ·限定条件下同分异构体的书写 一2=1,1个双键或1个环 不饱和度与 一2=2,1个三键或2个双键等 结构的关系 一2=3,3个双键或1个双键和1个三键等 限定条件下 ·2≥4，考虑可能含有苯环 一能与金属钠反应：羟基、羧基 →能与碳酸纳溶液反应：酚羟基、羧基 分 化学性质与 结构的关系 +与氯化铁溶液发生显色反应：酚羟基 ·发生银镜反应：醛基 构体的 →发生水解反应：卤素原子、酯基 核磁共振氢谱 确定有多少种不同化学环境的氢原子 与结构的关系 ·判断分子的对称性 其他限定性说明 ●常见的以官能团特征反应为限制条件的总结 反应现象或性质 思考方向（有机化合物中可能含有的官能团） 溴的四氯化碳溶液褪色 碳碳双键、碳碳三键 酸性高锰酸钾溶液褪色 碳碳双键、碳碳三键、醛基、苯的同系物等 遇氯化铁溶液显色、浓溴水产生白色沉淀 酚羟基 生成银镜或砖红色沉淀 醛基或甲酸酯基或甲酸 与钠反应产生H2 羟基或羧基 遇碳酸氢钠产生C0, 羧基 既能发生银镜反应又能在NaOH溶液中水解 甲酸酯基 能发生催化氧化，产物能发生银镜反应 伯醇（一CH,OH) 黑白题·上分秘籍 实战演练， 1.*(2025·北京高二期末)下列各组物质中，不属于同分异构体的是 HC CH,H,C H 0 A 与 B.CH,CH,CHO与CH,CCH CH CH C.CH.CH,CH,CH,CH HC-CH-CH D.H,CC=CCH,CH=CCH,CH 2.*(2025·云南昭通高二月考)下列关于物质之间关系说法正确的是 ( A.2-甲基丙烷[CHCH(CH)2]和正戊烷(CHCH,CH2CH2CH3)互为同系物 B.CH3一CH2CH一CH和CH3CH,一CHCH2一CH,互为同分异构体 CH2 CH3 CH3 C.环丙烷与乙烯的分子组成相差一个“CH,”,它们互为同系物 D.淀粉和纤维素互为同分异构体 3.*某有机化合物的分子式为CH02,该有机化合物的同分异构体有多种，其中除苯环外不 含其他环，能发生银镜反应且不能与金属钠反应的同分异构体的种类有 () A.8种 B.10种 C.12种 D.14种 4.*下列关于同分异构体的说法正确的是 () A.分子式为C,HBCl的有机化合物不考虑立体异构共4种 B.CgH,N的同分异构体中含苯环且苯环上有两个取代基的种数为9 的一氯代物有5种 D.《的一氯代物有4种 5.*(2024·湖南常德高二月考)布洛芬可用于缓解一般感冒或流行性感冒引起的高热，异丁 基苯是合成布洛芬的一种原料，二者结构如图，下列说法正确的是 () HO 布洛苏 异丁基苯 A.布洛芬和异丁基苯均属于芳香烃 B.布洛芬的分子式为C3H1,02 C.异丁基苯的一氯代物有6种 D.异丁基苯与〈人互为同分异构体 6.*分子式为CgH0,的芳香族化合物，既能发生水解反应，又能发生银镜反应；1ol有机化合物最 多能与3 mol NaOH反应；1mol有机化合物与足量的Na反应能生成H,22.4L(标准状况)。同时具 备上述条件的同分异构体有 () A.9种 B.12种 C.16种 D.21种 8 化学|选择性必修3·SJ 7.*写出同时符合下列条件的化合物 00 的同分异构体的结构简式： ①分子中仅含一个六元环 ②H-NMR和R谱检测表明分子中只有2种不同化学环境的H且含有手性碳原子， 无一00— 8.*C,H,02的某种同分异构体符合下列条件，其结构简式为 ①能发生银镜反应 ②遇氯化铁显紫色 ③核磁共振氢谱中呈现2：2：1：1：1：1的峰面积比 00H 9.*★Z是比 O多两个一CH2一的同系物，其中符合下列要求的Z的同分异构体共有 种（不考虑立体异构）。 ①能与NaHCO3反应放出CO2 ②与FeCl,溶液发生显色反应 ③苯环上最多有3个取代基 其中核磁共振氢谱有6组峰，且峰面积之比为3：2：2：1：1：1的同分异构体的结构简式为 10.*某物质的分子比H00C人 多两个H原子，则满足下列条件的物质的结构有 COOH 种。 ①只含有两个官能团且相同 ②能发生水解反应 0 ③不含0C-0一、0-0一结构 其中核磁共振氢谱显示有两组峰，且峰面积之比为2：1的结构简式为 CsHu 11.*（1)某有机化合物的结构简式为 ,它的结构最多有 种。 C3HsBr2 (2)已知：苯的同系物中，与苯环直接相连的碳原子上有氢原子，就能被酸性高锰酸钾溶液氧 R MnO,H" 化生成芳香酸，反应为 C00H。 现有苯的同系物甲、乙、丙，分子式都是C1oH4,回答下列问题： ①甲不能被酸性高锰酸钾溶液氧化为芳香酸，它的结构简式是 ②乙能被酸性高锰酸钾溶液氧化成分子式为C,H。O。的芳香酸，则乙可能的结构有 种。 ③丙苯环上的一溴代物只有一种。试写出丙可能的结构简式（至少写2种） 黑白题·上分秘籍9H3C CH3 COOH CH2OH (2)① C=C ② -COOH③CHOH H H CH2OH 0 ④H00C-C00H(3)①-0H. C0、 C=C ②羰 基、醚键 解析：(1)①该物质只含有C、H两种元素，属于烃。物质分子中含有 的官能团是碳碳三键，在分子中包含有碳碳三键在内的最长碳链上 有5个碳原子，从离官能团最近的左端为起点给主链上的碳原子编 号，以确定碳碳三键及取代基甲基在主链上的位置，该物质名称为4 甲基-1-戊炔；②该物质含有C、H、0三种元素，属于烃的衍生物。其 中含有的官能团为羟基，包含羟基连接的C原子在内的最长碳链上 有4个C原子，从离羟基较近的右端为起点给主链上的碳原子编号， 以确定羟基及取代基甲基在主链上的位置，该物质名称为3-甲基-2 CH3 NO2 丁醇③〔 母体是甲苯，故名称是邻硝基甲苯(2硝基甲 苯)：④ 《日母体是苯，故名称是间二氯苯(1,3二氧苯)： ⑤○C=CH母体是苯，故名称是苯乙炔：⑥义名称是邻 二甲苯(1,2-二甲苯)。(2)①顺-2-丁烯表示的物质属于烯烃，在烃 分子中含有4个C原子，官能团碳碳双键在2、3号C原子之间，2个 甲基（一CH3)在碳碳双键的同一侧，该物质分子的结构简式为 H:C CH3 C-C :②邻苯二甲酸表示该物质分子中含有2个羧基 H (一C0OH),且两个羧基位于苯环上相邻的碳原子上，其结构简式为 COOH 〈)C00H;③甘油是丙三醇的俗称，该物质分子中含有3个羟 CH2OH 基，它们分别位于3个不同的碳原子上，其结构简式为CHOH; CH2OH ④草酸是乙二酸的俗称，其结构简式为HO0C一C00H。(3)①根据 维生素C分子的结构简式，可知该物质分子中含有的官能团为羟基、 酯基、碳碳双键，它们的结构简式分别为一0H、C0一 C=C;②物质《○C00CH,分子中含有的官能团 有羰基和醚键两种。 上分专题3限定条件下同分异构体的判断与书写 1.C解析：第一个物质结构为顺-2-丁烯，第二个物质结构为反-2丁 烯，二者为同分异构体，A不符合题意；CH3CH2CH0(丙醛)与 CH,C0CH3(丙酮)分子式均为C,H,0,但官能团不同（醛基与酮基）， 结构不同，属于同分异构体，B不符合题意；CH3CH2CH2CH,CH,(戊 烷)与(CH3)2CHCH3(2-甲基丙烷)，互为同系物，C符合题意； H3CC≡CCH3(2-丁炔)与CH=CCH2CH3(1-丁炔)，分子式均为 C4H。,碳碳三键位置不同，结构不同，属于同分异构体，D不符合 题意。 2.A解析：2甲基丙烷分子式为C4H0,和正戊烷（分子式：C,H2),结 构相似（均为饱和链烃，只含碳碳单键），分子组成相差1个“CH2”原 子团，符合同系物定义，A正确；第一个结构主链5个碳、第三个碳原子 连甲基，命名为3甲基成烷：第二个结构为主链5个碳、也是第三个碳 原子连甲基的烷烃，即3甲基戊烷，二者为同一物质，非同分异构体，B 错误；环丙烷（环烷烃，无双键）与乙烯（烯烃，含碳碳双键）官能团不 同，结构不相似，不符合同系物定义，C错误；淀粉和纤维素分子式均为 (C6H1o05)m,但n值不同，分子式不同，非同分异构体，D错误。 选择性必修3·SJ 3.A 4.B解析：利用一Br、一Cl取代C3Hg上的H原子，有5种方式，先 将一Br取代C3Hg上的H,再确定C1原子的位置，氯原子的位置如箭 Br Br 头所示，分别为H,CCH,一CHH,CH一CH,共5种，A错 误；苯环上有2个取代基，可以是-CH2CH3、一NH2,存在邻、间、对3 种结构，还可以是一CH2一NH2、一CH,存在邻、间、对3种结构，还 可以是一CH3、一NHCH3,存在邻、间、对3种结构，一共是9种结构， B正确：该物质有2个对称轴，其苯环可以旋转，因此只有3种不同化 学环境的氢原子，如图所示 一氯代物只有 3种，C错误：该物质有3种不同化学环境的氢原子，上部分的2个 一CH2一也是对称的，如图所示 因此其一氯代物有3 种，D错误。 5.C解析：布洛芬含有氧元素，不是芳香烃，A错误：布洛芬的分子式 为C13H1s02,B错误； 有6种等效氢，一氯代物有6 种，C正确：异丁基苯的分子式为C10H4, /的分子式为 CH6,二者分子式不同，不互为同分异构体，D错误。 6.C解析：根据题意，同分异构体含（酚）羟基、甲酸酯基。如果苯环 含4个取代基：2个一0H、1个一CH3、1个一00CH,则1mol有机化 合物必消耗4 mol Nac0H,不符合题意；则分两种情况：一种是 一O0CH、一OH、一CH20H,共有10种结构；另一种是一CH200CH、 一0H、一0H,共有6种结构。符合条件的同分异构体有16种。故选C。 HC0∠O H,C入0O OH a. CH=CHCHO OH 9.26 COOH 10.5 HCOOCH,CH2 OOCH CH3 CH2 CH 11.(1)72(2)① ②6③ CH3 CH,CH CH3 CH3 8◇ H,C- CH CH (任意两种) CH3 CH3 解析：(1)戊烷有正戊烷、异戊烷、新戊烷，一CH,是戊烷去掉一个 H之后形成的戊基，去掉一个H,正戊烷、异戊烷、新戊烷分别有3、 4、1种结构，共8种；根据碳链异构和Br位置异构，一C3H5Br2共9 种，因此总共8×9=72种结构。(2)①能被氧化为芳香酸的苯的同 系物都有一个共同点：侧链与苯环相连的碳原子上有氢原子，甲不 黑白题58 能被酸性高锰酸钾溶液氧化为芳香酸，说明苯的同系物的侧链与 CH 苯环相连的碳原子上无氢原子，应为☐C-CH,;②乙能被 CH 酸性高锰酸钾溶液氧化成分子式为C,H。0。的芳香酸，说明苯环上 有3个侧链可被氧化，其中2个甲基、一个乙基，可看作乙基取代二 甲苯苯环上的H,对应的同分异构体有6种：③分子式为CH4的 苯的同系物的苯环上的一溴代物只有一种，其苯环上可能只有2 CH2CH 个相同侧链且位于对位，或4个相同的侧链，可能为〔 CH2CH CH CH 8◇H 、H3C- CH CH, -CH2 CH CH3 上分专题4有机化学反应类型的判断 1.B HN NH 2.C解析：合成瓜环的反应过程中 和HCHO发生加成反 HN NH 0 0 HN NCHOH HN NCH,OH 应生成 ,然后 发生取代而缩聚形 HN NCH,OH HN NCH,OH 成高分子化合物，则该过程中可能存在加成反应与取代反应，A正 HN NH 确 分子间可能存在N一H…0或N一H…N等不同类型 H NH 的氢键，B正确：由瓜环[n]结构简式可知，生成1mol链节结构生成 2mol水，则合成1mol瓜环[7]时，有14mol水生成，C错误；由题干 瓜环[7]的结构简式可知，分子中的酰胺基能在NaOH作用下发生 水解，每两个链节之间就能水解形成一个8元环，故1mol瓜环[7] 在NaOH溶液中完全反应后的有机产物中每个水解产物存在7个8 元环，D正确。 3.C解析：苯在常温下是一种无色、有特殊气味的有毒液体，A错误； 环己醇转化为己二酸，醇被氧化为羧酸，反应类型是氧化反应，而不 是还原反应，B错误：己二酸与乙二酸结构相似，都含有两个羧基，分 子组成上相差4个CH2原子团，互为同系物，C正确：环己烷分子中 的碳原子均为即3杂化，所有碳原子不可能共平面，D错误。 4.D解析：X分子式为C6Ho0g,含有羧基、羟基，而Y的分子式为 C6H405,相对于X少了3分子“H20”,结合聚酰胺(PA)的结构可确 0 定Y的结构简式为HO 0 人OHY与CH,0H反应生成分子 0 0 式为CgHs05的Z,Z的结构简式为 0 H,CO 0CH,2与 入NH,发生缩聚反应生成高聚物聚酰胺(PA)。由分 析可知Y的结构简式为 O OHA正确；根据高聚物PA 上分秘籍参考答案 0 的结构中含有酰胺基一C一NH一，可知 0 H.CO 0cH,与 H,入个入√NH,发生的是缩聚反应，同时还生成甲醇，B正 确；Z与H,人入YNH,发生缩聚反应生成PA的同时还生成 了甲醇，反应②中又消耗了甲醇，故甲醇可循环使用，C正确：由PA 0 0 的结构简式可以推知，PA可发生水解反应得到， 0、 OH 和H,个 NH,及少量CHOH,不能直接得到Z,即 0 0、 OCH,D错误。 5.B解析：DMC可看作是一分子碳酸和两分子甲醇酯化的产物，因此 命名为碳酸二甲酯，A正确：总反应为2CHOH+C02 Ce02 0 +H20,除了生成碳酸二甲酯还生成水，总反应的 H,CO OCH, 原子利用率不到100%，B错误；反应②是C02中的碳氧双键发生了 加成反应，C正确；酯基中的C为sp2杂化，C02中C为即杂化， CH30H中C为即3杂化，D正确。 6.C解析：香茅醇中有碳碳双键，但右侧碳原子连接两个甲基，故不存 在顺反异构，A错误；反应①为去氢反应，去氢是氧化反应，反应②中 双键变单键，为加成反应，B错误；中间体M是由 OH R一CH一NH2脱水发生消去反应得到的，结构简式为R一CH=NH, C正确；对映异构体是指互为实物与镜像而不可重叠的立体异构体， OH R一C一NH2中存在手性碳原子，故存在对映异构，D错误。 上分专题5陌生有机物结构与性质推断 1.C解析：根据物质的结构简式可知，该物质含有C、H、0三种元素， 因此属于芳香烃衍生物，而不属于芳香烃，A错误：该物质分子中 中间六元环上有2个饱和C原子，具有甲烷的四面体结构，因此所 有碳原子不可能共平面，B错误：根据物质的结构简式可知，其中含 有醚键、羰基、羟基三种官能团，C正确：根据物质的结构简式可知， 连接羟基的C原子上只含有一个H原子，因此其只能被催化氧化成 羰基，而不能被氧化为醛基，D错误。 2.B解析：根据结构简式，分子中含12个C、12个H、3个0、2个N,分 子式为C12H20N2,A正确；手性碳原子是指与四个各不相同的原 子或基团相连的碳原子，该分子中不含手性碳原子，B错误：分子含 0 酰胺基结构，酸性水解生成 、(H2C03),加热分解产生 HO OH C02,C正确；1mol该物质与足量NaOH溶液反应时生成1mol COONa 十C00Na、1mlNa2C03、2mol氨气，消耗4 mol Na0H,D 正确。 3.A解析：根据结构简式，该物质的分子式为C20H3005,A错误；该物 质中能与H2发生加成反应的官能团为碳碳双键，该结构中含有2个 碳碳双键，则1mol该物质最多与2molH2加成，B正确；Na与羟基 反应，1mol一OH消耗1 mol Na;NaOH与酯基（一CO0一）反应， 1mol酯基消耗1 mol Na0H。该结构中含3个一0H和1个酯基，则 消耗Na、NaOH的物质的量之比为3：1，C正确；酸性KMnO4褪色是 因碳碳双键、羟基被氧化（氧化反应），溴水褪色是因碳碳双键与B2 黑白题59