2026届高三化学二轮复习小专题——限定条件的同分异构体数目判断及书写 学案

高考小专题——限定条件的同分异构体书写及数目判断 1．教材溯源 《必修·第二册》P63：甲烷、乙烷和丙烷的结构各只有一种，丁烷却有两种不同的结构，一种是碳原子形 成直链的正丁烷，另一种是带有支链的异丁烷。二者的组成虽然相同，但分子中原子的结合顺序不同，分子 结构不同，因此性质就存在一定差异，是两种不同的化合物。 像这种化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象称为同分异构现象，具有同分异构现象的化合 物互称为同分异构体。随着碳原子数的增加，烷烃的同分异构体的数目也就越多。例如，戊烷有 3 种，已烷 有 5 种，而癸烷则有 75 种之多。同分异构现象的广泛存在也是有机物种类繁多的重要原因之一。 《选择性必修 3》P9：有机化合物的同分异构现象主要有构造异构和立体异构。构造异构主要包括由碳骨 架不同而产生的碳架异构，由官能团的位置不同而产生的位置异构，以及由官能团不同而产生的官能团异构。 立体异构有顺反异构和对映异构等，我们将会陆续学习。 有机化合物的构造异构现象 异构类型 实例 碳架异构 C4H10： 位置异构 C4H8： C4H6Cl2： 官能团异构 C2H6O： 《选择性必修 3》P35 ：烯烃的立体异构，通过碳碳双键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转会导致其空 间排列方式不同，产生顺反异构现象。例如，2-丁烯的每个双键碳原子都连接了不同的原子和原子团，2-丁烯 就有两种不同的结构：一种是相同的原子或原子团位于双键同一侧的顺式结构；另一种是相同的原子或原子 团位于双键两侧的反式结构。这两种不同结构的有机化合物互为顺反异构体，它们的化学性质基本相同，而 物理性质有一定的差异。 《选择性必修 3》P105：对映异构体，含有一个不对称碳原子的分子，由于 4 个原子或原子团在空间的排 1 学科网（北京）股份有限公司 列不同，形成了两种不能重叠、互为镜像的对映异构体，人们把这样的分子称为手性分子。甘油醛的对映异 构体如图所示，根据其构型不同分别称为 D-甘油醛和 L-甘油醛。自然界存在的葡萄糖和果糖都具有 D 构型。 2．必备知识 （1）基本类型： ①烷烃同分异构体，例：C7H16 的同分异构体书写。 ②烯烃同分异构体，例：C4H8 的同分异构体书写。 ③炔烃同分异构体，例：C4H6 的同分异构体的书写。 ④芳香烃同分异构体：单环芳香烃主要有苯基烷烃、苯基烯烃和苯基炔烃三类。在书写单环芳香烃的同分 异构体时，首先要写出分子中的苯环，然后再把剩余的部分按要求分别写出，其书写方法与烷烃、烯烃和 炔烃类似，遵循碳数从长到短，支链从少到多，然后再把碳链连接到苯环上，当苯环上连接两个支链时，还 要写出支链在苯环上的位置异构，即邻、间、对三种。若苯环上连有 3 个取代基时，分三种情况讨论：若 取代基 x=y=z 时，有 3 种；若取代基 x=y≠z 时，有 6 种；若取代基 x≠y≠z 时，有 10 种。 例：C9H12 的芳香族同分异构体的书写。 ⑤醇和醚的同分异构体：例：C7H8O 的芳香族同分异构体的书写。 更多资料请关注公众号：老刘化学 2 学科网（北京）股份有限公司 ⑥醛和酮的同分异构体：例：C5H10O 的醛和酮类物质的同分异构体书写。 ⑦羧酸和酯的同分异构体：例：C5H10O 的羧酸和酯类物质的同分异构体书写。 （2）限定条件： ①常见限定性质条件： 性质条件 对应的官能团或结构 能使 Br2 的 CCl4 溶液褪色 能与 FeCl3 溶液发生显色反应 能与 Na 反应产生 H2 能与 Na2CO3 溶液反应 能与 NaHCO3 溶液反应放出气体 CO2 能发生银镜反应 能与新制 Cu(OH)2 反应生成砖红色沉淀 能与 NaOH 溶液反应 能发生水解反应 既能发生水解反应又能发生银镜反应 ②常见限定结构条件： 结构条件 结构特点 红外光谱 质谱 核磁共振氢谱 顺反异构 芳香化合物 至少 4 个原子共直线 至少 12 个原子共平面 3 学科网（北京）股份有限公司 3．真题集训 1．【2025 安徽卷】（4）正误判断： 存在 2 种位置异构体。( ) 2．【2025 甘肃卷】（6）毛兰菲（ ）的一种同分异构体Ⅰ具有抗氧化和抗炎活性，可由多取代 苯甲醛 J 出发，经多步合成得到（如下图）。已知 J 的1 HNMR 谱图显示四组峰，峰面积比为1:1: 2 : 6 。J 和 I 的结构简式为_______ ，_______ 。 3．【2025 广东卷】（2）2a（ ，Ph-代表苯基 C6H5—）可与 H2O 发生加成反应生成化合物Ⅰ 。在Ⅰ的同分 异构体中，同时含有苯环和醇羟基结构的共_______种（含化合物Ⅰ)。 4．【2025 河北卷】（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 C=O 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。 5．【2025 河南卷】（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_________。 6．【2025 湖北卷】（6）E（ ）存在一种含羰基异构体 F ，二者处于快速互变平衡。F 与 HF 反应可 生成 G（ ），写出 F 的结构简式______ 。 7．【2025 黑吉辽卷】（4）E（ ）的同分异构体中，含苯环（不含其他环）且不同化学环境氢原子 个数比为 3:2:1 的同分异构体的数目有_______种。 8．【2025 陕山宁青卷】（4）同时满足下列条件的 B（ ）的同分异构体有__种（不考虑立体异构）。 ①含有两个甲基；②与钠反应产生氢气。 9．【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 FeCl3 发生显色反应；1mol 该物质与足量 NaOH 溶液反应，消耗 3mol NaOH。 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）。 4 学科网（北京）股份有限公司 10．【2025 山东卷】（3）G（ ）的同分异构体中，同时满足下列条件的结构简式为_______（写 出一种即可）。 ①含—NH2 ②含 2 个苯环 ③含 4 种不同化学环境的氢原子 11．【2025江苏卷】（4）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： ______________________________ 。 ①含有 3 种不同化学环境的氢原子；②碱性条件下水解后酸化，生成 X 和 Y 两种有机产物， n(X):n(Y)=2:1 ，X 的相对分子质量为 60 ，Y 含苯环且能与 FeCl3 溶液发生显色反应。 12．【2025 重庆卷】（5）G（ ）的同分异构体中，满足下列条件的有______种。 ①存在 CH2 和 2 个环外 π 键；②不含—OH 与 sp 杂化的碳原子 写出其中核磁共振氧谱峰面积比为（3:2:2:2:1）的结构简式________。 13．【2025 湖南卷】（5）已知 G 是 C（ ）的同分异构体，且与 C 的官能团相同。G 的结构简式是 、 （考虑立体异构）。 14．【2025 新课标卷】（6）G 是二甲基丙酰氯（）的同分异构体，可以发生银镜反应，核磁共振氢谱 中显示为四组峰，且峰面积比为 6 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1 。G 的结构简式是_______（手性碳用*号标记）。 15．【2024 新课标卷】（7）化合物 H 是 B（ ）的同分异构体，具有苯环结构，核磁共振氢谱中显示 为四组峰，且可以发生已知反应Ⅱ . 则 H 的可能结构是______________________。 16．【2024 安徽卷】（5）D（ ）的同分异构体中，同时满足下列条件的有_____种（不考虑立体异 构），写出其中一种同分异构体的结构简式_______。 ①含有手性碳 ②含有 2 个碳碳三键 ③不含甲基 17．【2024 黑吉辽卷】（4）D（ ）的同分异构体中，与 D 官能团完全相同，且水解生成丙二酸的有 _____种（不考虑立体异构）。 18．【2024 山东卷】（4）D（ ）的一种同分异构体含硝基和 3 种不同化学环境的氢原子（个数此 为 6:6:1），其结构简式为_______。 19．【2024 河北卷】（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 C=O 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______________________。 5 学科网（北京）股份有限公司 20．【2024 甘肃卷】（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。 21．【2024 贵州卷】（6）Ⅸ ( ) 有多种同分异构体，其中一种含五元碳环结构，核磁共振氢谱有 4 组峰，且峰面积之比为 1:1:1:1，其结构简式是_______。 22．【2024 广西卷】（5）符合下列条件的 C 的含苯环同分异构体共有_______种，其中能与 NaHCO3 溶液反 应产生气体的同分异构体的结构简式为____________________（任写一种）。 ①遇 Fe3+发生显色反应;②分子结构中含;③核磁共振氢谱显示有 5 组峰，且峰面积比为 6:2:2:1:1。 23．【2024 重庆卷】（6）L（ ）的同分异构体能同时满足以下条件的有____（不考虑立体异构体）。 （i）含环戊烷基：（ii）含两个甲基：（iii）含碳氧双键 其中，核磁共振氢谱显示五组峰（峰面积比为 6:4:2:1:1）的同分异构体的结构简式为_____（只写一个）。 24．【2024 江苏卷】（4）写出同时满足下列条件的 F（ ）的一种芳香族同分异构体的结构简式： _______________________________。碱性条件下水解后酸化，生成 X 、Y 和 Z 三种有机产物。X 分子中 含有一个手性碳原子；Y 和 Z 分子中均有 2 种不同化学环境的氢原子，Y 能与 FeCl3 溶液发生显色反应，Z 不能被银氨溶液氧化。 25．【2024 江西卷】（7）E 的消去产物（C6H10O2 ）的同分异构体中，同时满足下列条件 a、b 和 c 的可能结 构有 种（立体异构中只考虑顺反异构）；写出只满足下列条件 a 和 c，不满足条件 b 的结构简式 （不考虑立体异构）。 （a）能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生 CO2 ； （b）红外光谱中有碳碳双键特征吸收峰； （c）核磁共振氢谱峰面积比例为 3:3:2:1:1。 26．【2024 天津卷】（1）A（ ）因官能团位置不同而产生的异构体（不包含 A）数目为 ；其中 核磁共振氢谱有四组峰的异构体的结构简式为 ，系统命名为 。 27．【2024 海南卷】（2）某化合物 X 的分子式为 C15H14O，符合下列条件 X 的结构简式为 。 ①与C 具有相同的官能团 ②含有 2 个苯环 ③核磁共振氢谱有 3 组峰 28．【2024 全国甲卷】（7）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。 29． 【2024 浙江卷 1 月】（6）写出同时符合下列条件的化合物 B（ ）的同分异构体的结构简式___。 ①分子中含有二取代的苯环。 ② 1 H-NMR 谱和IR 谱检测表明：分子中共有 4 种不同化学环境的氢原子，无碳氧单键。 6 学科网（北京）股份有限公司 30．【2024 浙江卷 6 月】（6）写出 4 种同时符合下列条件的化合物 B（CH3COCH2CH2COOCH3 ）的同分异构 体的结构简式_______________。 ①分子中有 2 种不同化学环境的氢原子；②有甲氧基（—OCH3），无三元环。 31．【2023新课标】（7）在 B（ ）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； ②含有三个甲基； ③含有苯环。其中，核磁共振氢谱显示为 6 组峰，且峰面积比 为 3:3:3:2:2:1 的同分异构体的结构简式为 。 32．【2023全国乙】（7）在 D（ ）的同分异构体中，同时满足下列条件的共有 种； ①能发生银镜反应； ②遇 FeCl3 溶液显紫色； ③含有苯环。 其中，核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为 2:2:2:1:1 的同分异构体的结构简式为 。 33．【2023全国甲】（7）具有相同官能团的 B（ ）的芳香同分异构体还有 种（不考虑立体异 构，填标号）。 a ．10 b ．12 c ．14 d ．16 其中，核磁共振氢谱显示 4 组峰，且峰面积比为2 ：2 ：1 ：1 的同分异构体结构简式为 。 34．【2023 辽宁】（4）F（）的同分异构体中，红外光谱显示有酚羟基、无 N-H 键的共有 种。 35．【2023江苏】（4）写出同时满足下列条件的 C（ ）的一种同分异构体的结构简式： 。碱性 条件水解后酸化生成两种产物，产物之一的分子中碳原子轨道杂化类型相同且室温下不能使 2%酸性 KMnO4 溶液褪色；加热条件下，铜催化另一产物与氧气反应，所得有机产物的核磁共振氢谱中只有 1 个峰。 36．【2023 湖南】（6）（呋喃）是一种重要的化工原料，其能够发生银镜反应的同分异构体中。除 H2C=C=CH-CHO 外，还有 种； 37．【2023重庆】（5）G（ ）的同分异构体中，含有两个 的化合物有 个（不考虑立体异构 体），其中核磁共振氢谱有两组峰，且峰面积比为 1:3 的化合物为 L ，L 与足量新制的 Cu(OH)2 反应的化学方 程式为： 。 38．【2023 福建】（7）A（ ）的其中一种同分异构体是丁二酸分子内脱水后的分子上一个 H 被取 代后的烃的衍生物，核磁共振氢谱图的比例为 3:2:1:1，写出该同分异构体的结构简式 。（只写一种） 39．【2023北京】（3）关于 D→E 的反应：②该条件下还可能生成一种副产物，与 E 互为同分异构体。该副 产物的结构简式是 。 40．【2023 广东】（1）化合物 x 为 i（ ）的同分异构体，且在核磁共振氢谱上只有 2 组峰。x 的结构简 式为 （写一种），其名称为 。 7 学科网（北京）股份有限公司 41．【2023 湖北】（2）D（ ） 的同分异构体中，与其具有相同官能团的有 种（不考虑对映 异构），其中核磁共振氢谱有三组峰，峰面积之比为 9:2:1 的结构简式为 。 42．【2023 海南】（5）X 与 E（ ）互为同分异构体，满足条件①含有苯环②核磁共振氢谱只有 1 组 吸收峰，则 X 的简式为： （任写一种） 43．【2023河北】（5）写出一种能同时满足下列条件的 G（ ）的同分异构体的结构简式 。 （a）核磁共振氢谱有两组峰，且峰面积比为 3:2； （b）红外光谱中存在 C=O 吸收峰，但没有 O-H 吸收峰； （c）可与 NaOH 水溶液反应，反应液酸化后可与 FeCl3 溶液发生显色反应。 44．【2023浙江 1 月】（6）写出 3 种同时符合下列条件的化合物 C（ ）的同分异构体的结构简 式 。 ①分子中只含一个环，且为六元环；②1H-NMR 谱和 IR 谱检测表明：分子中共有 2 种不同化学环境的氢 原子，无氮氮键，有乙酰基（ ）。 45．【2023浙江 6 月】（6）写出同时符合下列条件的化合物 D（ ） 的同分异构体的结构简式 。 ①分子中含有苯环 ②1H-NMR 谱和 IR 谱检测表明：分子中共有 4 种不同化学环境的氢原子，有酰胺基（）。 46．【2022 全国甲卷】（6）化合物 X 是 C（ ）的同分异构体，可发生银镜反应，与酸性高锰酸钾反 应后可以得到对苯二甲酸，写出 X 的结构简式_______________。 47．【2022 全国乙卷】（7）在 E（ ）的同分异构体中，同时满足下列条件的总数为______种。 a.含有一个苯环和三个甲基； b.与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳； c.能发生银镜反应，不能发生水解反应 上述同分异构体经银镜反应后酸化，所得产物中，核磁共振氢谱显示有四组氢（氢原子数量比为 6:3:2:1） 的结构简式为________________。 48．【2022 北京】（2）B（CH3CH2CH2COOH）的一种同分异构体，其核磁共振氢谱只有一组峰，结构简式 是___________。 49．【2022 福建】（5）化合物 Y 是 A（ ）的同分异构体，同时满足下述条件： ①Y 的核磁共振氢谱有 4 组峰，峰而积之比为 3:3:2:2。 ②Y 在稀硫酸条件下水解，其产物之一（分子式为 C7H8O2）遇 FeCl3 溶液显紫色。 则 Y 的结构简式为：________________________。 50．【2022 湖北】（5）若只考虑氟的位置异构，则化合物 F（ ） 的同分异构体有______种。 8 学科网（北京）股份有限公司 $