1.3.3同分异构体书写和规律 总结提高专题二 2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修3

本讲义聚焦高中化学同分异构体书写方法与规律核心知识点，系统梳理碳链、位置、官能团及立体异构现象，衔接等效氢法、烃基取代法等判断方法，延伸至限制条件同分异构体书写与酯类异构分析，构建递进式学习支架。 资料以科学思维为核心，通过等效氢法判断、定一移一法应用等实例培养证据推理与模型建构能力，结合高考真题解析与巩固练习提升科学探究能力。课中辅助教师系统授课，课后助力学生针对性练习，有效查漏补缺。

总结提高专题二 同分异构体的书写方法与规律 考点01熟练掌握三种同分异构现象 一、碳链异构：碳的连接次序不同而产生的异构 熟练掌握C1-C6的碳链异构: CH4、C2H6、C3H8 无异构体；C4H10 2种、C5H12 3种、C6H14 5种 2、 位置异构：官能团位置不同而产生的异构， 例如CH2＝CH—CH2—CH3与CH3—CH＝CH—CH3 3、 官能团异构：官能团种类不同而产生的异构，熟练掌握以下官能团种类： （1）CnH2n：(n≥3)烯烃和环烷烃； （2）CnH2n－2：(n≥3)二烯烃和炔烃； （3）CnH2n＋2O：(n≥2)饱和一元醇和饱和一元醚； （4）CnH2nO：(n≥2)饱和一元醛、烯醇和环氧烷；(n≥3)饱和一元酮； （5）CnH2nO2：(n≥2)饱和一元羧酸、饱和一元羧酸饱一元醇酯； （6）CnH2n－6O：(n≥7)酚、芳香醇和芳香醚。 四、立体异构现象： 1、顺反异构现象产生的条件： ①具备碳碳双键②双键不饱和C上连接不同的原子或原子团 2、 对应异构现象产生的条件： 具有手性C，即:①具有饱和C②饱和C上连接4个不同的原子或原子团 考点02判断同分异构体的常用方法 一、等效氢法 单官能团有机物分子可以看作烃分子中一个氢原子被其他的原子或官能团取代的产物，确定其同分异构体数目时，实质上是看处于不同位置的氢原子的数目，可用“等效氢法”判断。以下属于“等效氢”： ①同一碳原子上的氢原子是等效的，如CH4中的4个氢原子等效。 ②同一碳原子上所连的氢原子是等效的 如 C(CH3)4中的4个甲基上的12个氢原子等效。 ③处于对称位置的C上氢原子是等效的， 如：CH3CH3中的6个氢原子等效，乙烯分子中的4个氢原子等效， CH3C(CH3)2C(CH3)2CH3上的18个氢原子等效。 二、烃基取代法 ①记住常见烃基的结构：丙基有2种结构，丁基有4种结构，戊基有8种结构。 ②将有机物分子拆分为烃基和官能团两部分，根据烃基同分异构体的数目，确定目标分子的数目， 例：C4H10O属于醇的可改写为C4H9—OH，共有4种结构，C5H10O属于醛的可改写为 C4H9—CHO，共有4种结构。 三、定一移一法 对于二元代物的同分异构体的判断，可固定一个取代基的位置，再移动另一个取代基，以确定同分异构体的数目。多元取代物可以照此法类推。 例：CH3CH2CH3的二氯代物数目： 第1步固定1个氯原子，有2种：①，②。 第2步固定第2个氯原子：①有3种，②有2种，其中①b和②d重复，故CH3CH2CH3的二氯代物有4种。 说明：多元取代物可以照此法类推。 【归纳总结】：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、—Y 3个取代基，其结构有6种。 ④若苯环上连有—X、—Y、—Z 3个不同的取代基，其结构有10种。 四、换元法 如：二氯苯C6H4Cl2有3种同分异构体：、、。 用H代替Cl，用Cl代替H，则四氯苯也有3种同分异构体。 考 点03 限制条件同分异构体 一、不饱和度 1、概念：不饱和度又称缺氢指数，即有机化合物分子中的氢原子与和它碳原子数相等的链状烷烃相比较，每减少2个氢原子，有机化合物的不饱和度就增加1，用Ω表示。 2、公式：对有机化合物CxHyOz不饱和度：Ω＝。 3、在计算不饱和度时，若有机化合物分子中含有卤素原子，则可将卤素原子视为氢原子；若含有氧原子，则不予考虑；若含有氮原子，则在氢原子总数中减去氮原子数。 4、几种常见结构的不饱和度 官能团或结构 C===O(醛、酮、羧酸、酯) 环 —C≡C— 苯环 不饱和度 1 1 1 2 4 二．同分异构体限定的条件与对应的官能团 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与新制Cu(OH)2反应 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—CONH—或—X 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) 例．（2025·云南卷）(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 【第一步 根据限定条件确定官能团或取代基】L结构简式为，分子中不饱和度为5，碳原子数为12，氧原子数为3，氮原子数为1。根据条件，满足条件的同分异构体中含有1个苯环，占了4个不饱和度，能与FeCl3发生显色反应，说明其含有酚羟基，苯环占了4个不饱和度，说明其余结构还剩余1个不饱和度，1mol该物质与足量氢氧化钠反应，消耗3molNaOH，则其结构中应含有酚羟基形成的酯基，刚好消耗1个不饱和度，结构中含有氨基。 【第二步 根据不饱和度确定其他官能团或取代基】核磁共振氢谱为9：2：2：2：1：1，说明其含有三个等效的甲基，其核磁共振氢谱没有出现3，说明不含有单独的甲基。 【第三步 写出碳骨架，组装官能团或取代基】综上所述，满足条件的同分异构体中有一个苯环，苯环上连接1个酚羟基、1个酚羟基形成的酯基，1个氨基，3个等效的甲基。 【第四步 确定同分异构体的种类及结构简式】满足条件的结构简式为、。 考点04 酯类的异构 酯可拆分为合成它的羧酸和醇（酚）。若已知酸有m种异构体，醇有n种异构体，则该酯的同分异构体有m×n种。而羧酸和醇的异构体可用取代有效氢法确定 例、有机物A在一定条件下可转变为有机物C。下列说法正确的是 A．C中含有5种官能团 B．一定条件下，A可与盐酸或氢氧化钠溶液反应，且均生成盐 C．B经聚合形成的高分子化合物难以降解 D．B的同分异构体中，官能团与B完全相同的有机物有3种(不考虑立体异构) 【答案】B 【解析】A．C的结构中含有的官能团为醚键（-OCH3）、溴原子（-Br）、酰胺基（-CONH-）、羟基（-OH），共4种官能团，A错误； B．A中含氨基（-NH2），可与盐酸反应生成盐（-NHCl⁻）； A中溴原子为芳香卤代烃（溴苯类），与NaOH溶液反应生成盐（NaBr），B正确； C．B为内酯（γ-丁内酯），经开环聚合形成聚酯类高分子，聚酯可通过水解降解，C错误； D．B为内酯（官能团酯基），分子式为C4H6O2。其同分异构体需为酯类（官能团相同），对应的酯有5种（，D错误； 故选B。 巩固练习． 1、-紫罗兰酮存在于紫罗兰等植物中，该物质是一种香料添加剂。由-紫罗兰酮制备维生素A的简易合成路线如图所示。 已知：连接在碳碳双键上的羟基化合物不稳定，发生异构化反应；X为-紫罗兰酮的芳香醇同分异构体。 下列说法正确的是 A．甲与-紫罗兰酮含有相同的官能团 B．维生素最多能与发生反应 C．用银氨溶液可鉴别维生素与化合物乙 D．不能被催化氧化，且含5种不同原子的有3种 【答案】C 【解析】 A. 由反应“”可知，甲为，则甲中所含官能团：碳碳双键与羟基，-紫罗兰酮中所含官能团：碳碳双键与羰基，两者官能团不相同，故A项错误； B.根据维生素A的结构可知： 1mol维生素A中含有5mol碳碳双键，最多能与发生反应，故B项错误； C. 化合物乙含醛基，而维生素A不含醛基，故用银氨溶液可鉴别二者，故C项正确； D. -紫罗兰酮的分子式为： ,根据题干：X为-紫罗兰酮的芳香醇同分异构体，因此，X结构中含有苯环，并且不能被催化氧化的醇中含，故此时还剩余4个C，可以是，与，处于苯环对位时含5种不同环境的原子；或4个与处于邻、间位，也含5种不同环境的原子，故有2种符合条件的X，故D项错误。 2．判断下列特定有机物的同分异构体的数目。 (1)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。 (2)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 (3)的芳香族同分异构体H具有三种含氧官能团，其各自的特征反应如下： a．能与溶液发生显色反应 b．可以发生水解反应 c．可以发生银镜反应 符合以上性质特点的H共有 种。 【答案】(1)6 (2)7 (3)10 【解析】（1） 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：、、（数字代表醛基的位置），共6种； （2） 若苯环上含一个取代基，结构简式为：，只有1种结构；若苯环上含2个取代基：①-OH、-CH2COOH，有邻、间、对3种结构；②-CH2OH、-COOH，有邻、间、对3种结构，故满足条件的结构简式共7种； （3） H含3种含氧官能团，能与溶液发生显色反应，说明含酚羟基，可以发生水解反应说明含酯基，可以发生银镜反应，说明含醛基，故苯环上含3个取代基：-OH、-OCHO、-CHO，满足条件的结构简式为： 、、（数字代表醛基的位置），共10种。 3．二甲基苯中苯环上的一溴代物有6种同分异构体，分别对应三种二甲苯，其熔点见下表： 六种一溴二甲苯的熔点/°C 234 206 213.8 204 214.5 205 对应二甲苯的熔点/°C -13 -54 -27 -54 -27 -54 由此推断熔点为-54°C、234°C的有机物分别是 、 (填结构简式)。 【答案】 【解析】 对二甲苯的一溴代物只有一种，邻二甲苯的一溴代物是两种，间二甲苯的一溴代物有三种，故熔点为熔点为-54°C是间二甲苯，熔点为234°C的是对二甲苯的一溴代物。 4．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】(5)4 【详解】（5）L是F的同系物，且相对分子质量比F少14，即L除苯环外还有一个-CHO、一个-Cl、两个饱和C原子，由于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，所以L的同分异构体中，同时满足下列条件的共有，共4种。 5．（2025·江西景德镇·二模）(6)G（）的同系物H的相对分子质量比G少14，M是的同分异构体，则符合下列条件的M有 种(不考虑立体异构)；写出其中一种不含手性碳原子的结构简式 。 ①能与反应放出气体 ②含有硝基 【答案】(6)5 或。 【详解】（6）能与碳酸氢钠反应放出气体，说明含有羧基，根据题中条件可知M的分子式为，可推出当碳链为C - C - C - COOH时，硝基有3种位置，当碳链为C - C(COOH) - C时，硝基有2种位置，共有五种，分别为、、、、；不含手性碳原子的结构简式有、。 6．（2025·福建莆田·二模）(7)B（）有多种同分异构体，写出其中一种同时满足下列条件的结构简式： 。 ①能与FeCl3发生显色反应 ②能发生水解反应 ③苯环上只有两个取代基 ④核磁共振氢谱显示为5组峰，且峰面积比为3：2：2：2：1 【答案】(7) 【详解】（7）①能与FeCl3发生显色反应，含有酚羟基； ②能发生水解反应，含有酯基； ③苯环上只有两个取代基，其中一个为-OH； ④核磁共振氢谱显示为5组峰，且峰面积比为3：2：2：2：1，另一取代基在羟基的对位；满足条件的结构简式为。 1 学科网（北京）股份有限公司 $