专题02 限定条件下的同分异构体数目判断与书写（4大题型专项训练）-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修3

倒卖司马，搬运4000+ 专题2 限定条件下的同分异构体数目判断与书写 题型01 等效氢法 题型02 基元法 题型03 定—动—法+其他 题型04 给定已知结构——环状（芳香族） 总结归纳 思维导图 题型01 等效氢法 1.等效氢 (1)定义：有机物分子中化学环境完全相同、核磁共振氢谱中化学位移相同的氢原子，互为等效氢。 (2)等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法。 2.等效氢的判断规则 ①同一碳原子上连接的氢原子等效（如CH4中的4个H、–CH3中的3个H）。 ②同一碳原子所连甲基上的氢原子等效（如新戊烷中4个甲基上的H）。 ③处于对称位置上的氢原子等效（如苯环上对位的氢、镜面对称结构中对称位置的H）。 3.应用场景 (1)用于判断一元取代物（如一氯代物、一羟基取代物）的同分异构体数目：一元取代物的种类数 = 分子中等效氢的种类数。 (2)辅助判断核磁共振氢谱的峰数与峰面积比，验证同分异构体结构是否符合谱图信息。 4.关键注意事项 (1)需先判断分子的对称性，避免漏判或多算等效氢。 (2)等效氢法仅适用于一元取代物，多元取代物需结合其他方法分析。 【典例1】（2025上·湖北·高三校联考期中）高分子化合物P因具有良好的透光率，被广泛用于制作挡风玻璃、镜片、光盘等，可由M和N在一定条件下合成。其合成路线如下： 下列说法不正确的是 A．M苯环上的一氯代物有2种 B．M最多有14个碳原子共面 C．N的结构简式为 D．Q能使酸性高锰酸钾溶液褪色 【变式1-1】（2025下·福建泉州·高二福建省永春第一中学校考期末）药物中间体1，3-环己酮（c）可由5-氧代己酸甲酯（a）合成，转化步骤如图所示，下列说法正确的是 A．5-氧代己酸甲酯可能存在芳香族的同分异构体 B．“减压蒸馏”后趁热加入盐酸 C．DMF（）的化学名称为N，N-二甲基甲酰胺 D．“过滤”时要用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯、玻璃棒 【变式1-2】（2023下·河南平顶山·高一平顶山市第一高级中学校考月考）下列说法中正确的是 A．某烃的分子式为C3H6，故该分子中一定含有碳碳双键 B．碳原子间以单键相连的烃一定是链状烷烃 C．正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上 D．戊烷有3种同分异构体 【变式1-3】（2021·山西阳泉·统考三模）萘()是有特殊气味的白色晶体，易升华，曾被广泛用于家用防蛀剂，现已禁用。萘的合成过程如图，下列说法正确的是 A．a的分子式是C10H12O B．a→b的反应类型为加成反应 C．萘的二氯代物有10种 D．b的所有碳原子处于同一平面内 题型02 基元法 1.核心思路 将有机物拆分为“烷基（或特征基团）+ 官能团”，先确定烷基（或特征基团）的同分异构体数目，再结合官能团的位置或组合，快速计算同分异构体总数。 2.常见烷基的同分异构体数目（需熟记） 甲基（–CH3）：1种 乙基（–C2H5）：1种 丙基（–C3H7）：2种（正丙基、异丙基） 丁基（–C4H9）：4种（正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基） 戊基（–C5H11）：8种 3. 典型应用示例 (1)一元醇（CnH2n+1OH）：同分异构体数目 = 对应烷基（CnH2n+1—）的同分异构体数目（如C4H9OH有4种）。 (2)一元醛（CnH2n+1CHO）：同分异构体数目 = 少1个C的烷基（Cn-1H2n-1—）的同分异构体数目（如C4H9CHO有4种）。 (3)一元羧酸（CnH2n+1COOH）：同分异构体数目 = 少1个C的烷基（Cn-1H2n-1—）的同分异构体数目。 4.拓展应用 (1)酯类同分异构体：拆分为“羧酸部分”和“醇部分”，分别计算羧酸、醇的同分异构体数目，再用乘法原理组合。 (2)含苯环的取代物：拆分为“苯环 + 烷基/取代基”，结合烷基的同分异构体和苯环上的位置异构计算总数。 【典例2】（2025下·天津南开·高二南开中学校考期末）下列说法正确的是 A．CH3CH=CHCH3分子中的四个碳原子在同一直线上 B．甲苯的一溴代物和异戊烷的一溴代物都有4种(不考虑立体异构) C．的系统命名是2，3，4-三甲基-2-乙基戊烷 D．与互为同系物 【变式2-1】（2020下·黑龙江哈尔滨·高二校考期中）不考虑羟基与氯原子在同一个碳原子上时，有机物 C4H9ClO 能与Na 反应放出氢气的共有(不考虑立体异构) A．8种 B．9种 C．10种 D．2种 【变式2-2】（2025下·河北张家口·高二统考期中）乙烯的同系物M或乙炔的同系物N和氢气加成后均可得到产物X()，下列说法正确的是 A．M存在顺反异构 B．N有2种结构 C．X的名称是3，3-二甲基丁烷 D．X的同分异构体有4种 【变式2-3】（2023下·吉林·高二校联考期末）下列有机化合物的一氯代物存在同分异构体的是 A．乙烷 B．甲烷 C．2，二甲基丙烷 D．甲基丙烷 题型03 定—动—法+其他 1.定—动—法 定义：针对二元取代物（或多元取代物）的同分异构体数目判断，先固定一个取代基的位置，再移动另一个取代基的位置，逐一排查不重复的结构，避免漏判或重复计算。 2.操作步骤（以二元取代为例） 步骤1：先分析母体分子的等效氢种类，确定第一个取代基的固定位置（按等效氢分类，避免固定在重复位置）。 步骤2：固定第一个取代基后，分析剩余等效氢的种类，移动第二个取代基，记录所有不重复的结构。 步骤3：对不同固定位置的情况分类汇总，注意排除重复结构（如两个取代基相同，需避免重复计数）。 3.适用场景 烷烃、环烷烃的二元取代物（如二氯代物）数目判断。 苯环上的二元取代物（如二取代苯）数目判断（邻、间、对位置异构）。 4.与其他方法的结合应用 结合等效氢法：先通过等效氢确定母体的对称性，减少固定位置的重复。 结合不饱和度：先根据分子式计算不饱和度，判断母体是否含双键、三键或环，缩小结构范围。 结合插入法：对于含官能团（如酯基、醚键）的有机物，可先写碳链骨架，再插入官能团，辅助判断位置异构。 5.关键注意事项 两个取代基不同时，所有位置均需排查；两个取代基相同时，需除以2避免重复计数。 需注意分子的对称性，若固定位置后出现对称结构，需及时去重。 【典例3】（2025·山东潍坊·统考三模）芳胺与1二羰基化合物反应合成喹啉的反应原理如图所示： 已知：两个羟基连在同一碳原子上不稳定，会自动脱水。下列说法正确的是 A．X分子中所有碳原子一定共平面 B．X、Y、Z分子中杂化的碳原子数目之比为 C．含苯环、氨基和两个醇羟基且有手性碳原子的X的同分异构体有7种（不考虑立体异构） D．与在一定条件下反应可生成 【变式3-1】（2025下·辽宁葫芦岛·高二校联考期中）的同分异构体中，含有苯环、-NH2且能发生银镜反应的有 A．10种 B．13种 C．15种 D．17种 【变式3-2】（25-26高二下·陕西安康·阶段检测）分子式为的有机化合物，其分子结构中含有乙基支链的同分异构体共有几种 A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 【变式3-3】（2025下·陕西安康·高二统考期中）芳香烃Q完全燃烧时消耗氧气的物质的量是自身的11.5倍，且1molQ最多可与4molH2发生加成反应。已知Q分子中只有一个环状结构，则Q（不考虑立体异构）有 A．8种 B．6种 C．5种 D．4种 题型04 已知结构——环状（芳香族） 1.芳香族同分异构体的核心限定条件 (1)必须含苯环（或其他芳香环，如萘环），不饱和度≥4（苯环的不饱和度为4）。 (2)需满足分子式的原子数目，结合苯环的取代基种类、数目、位置分析。 2.苯环取代物的同分异构体数目判断规则 (1)一取代苯：仅1种（苯环上的等效氢均相同）。 (2)二取代苯：3种（邻位、间位、对位），若两个取代基不同，仍为3种；若两个取代基相同，也为3种。 (3)三取代苯： a.三个取代基完全相同：3种（连三、偏三、均三）。 b.两个取代基相同、一个不同：6种。 c.三个取代基均不同：10种。 3.常见限定条件的转化 (1)能与FeCl3溶液发生显色反应 → 含酚羟基（–OH直接连在苯环上）。 (2)能发生银镜反应 → 含醛基（-CHO，包括甲酸酯结构）。 (3)能与NaHCO3溶液反应 → 含羧基（–COOH）。 (4)核磁共振氢谱有几组峰、峰面积比为定值 → 分子具有特定对称性，可辅助确定取代基的位置。 4.书写步骤 步骤1：根据分子式计算不饱和度，结合“芳香族”确定苯环结构，减去苯环的不饱和度和原子数，分析剩余部分的结构。 步骤2：根据限定条件确定官能团（如酚羟基、醛基、羧基等），拆分取代基。 步骤3：按“取代基数目→取代基种类→取代基位置”的顺序，逐一书写，避免漏写或重复。 5.易错点提示 (1)区分“酚羟基”和“醇羟基”：只有直接连在苯环上的羟基才是酚羟基，能发生显色反应。 (2)注意苯环的对称性，避免将对称结构误判为不同结构。 (3)含酯基的芳香族同分异构体，需区分“酚酯”和“醇酯”两种结构。 【典例4】（2025下·四川绵阳·高二统考期中）工业上可由乙苯生产苯乙烯：，说法正确的是 A．可用酸性高锰酸钾溶液鉴别乙苯和苯乙烯 B．乙苯的一氯代物共有3种 C．1mol乙苯发生硝化反应，最多消耗3mol浓HNO3 D．乙苯分子内共平面的原子数最多为13个 【变式4-1】（2025下·广东江门·高二统考期末）对甲基苯乙烯（）是有机合成的重要原料，下列对其结构与性质的推断正确的是 A．属于苯的同系物 B．在核磁共振氢谱图上只有4组峰 C．含有苯环的烯烃类同分异构体还有5种 D．使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色的原理相同 【变式4-2】（2024下·河南新乡·高一统考期末）分子式为且属于酯类的有机物有(不含立体异构) A．7种 B．8种 C．9种 D．10种 【变式4-3】（2025上·江西宜春·高三江西省宜春市第一中学校考月考）萘普生是一种常用消炎药，具有解热、镇痛作用，其结构简式如图所示，其中为萘环，下列关于萘普生的说法错误的是 A．分子式为 B．分子中所有碳原子不可能共平面 C．萘普生萘环上的一氯代物有6种(不考虑立体异构) D．萘普生最多能与发生加成反应 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 倒卖司马，搬运4000+ 专题2 限定条件下的同分异构体数目判断与书写 题型01 等效氢法 题型02 基元法 题型03 定—动—法+其他 题型04 给定已知结构——环状（芳香族） 总结归纳 思维导图 题型01 等效氢法 1.等效氢 (1)定义：有机物分子中化学环境完全相同、核磁共振氢谱中化学位移相同的氢原子，互为等效氢。 (2)等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法。 2.等效氢的判断规则 ①同一碳原子上连接的氢原子等效（如CH4中的4个H、–CH3中的3个H）。 ②同一碳原子所连甲基上的氢原子等效（如新戊烷中4个甲基上的H）。 ③处于对称位置上的氢原子等效（如苯环上对位的氢、镜面对称结构中对称位置的H）。 3.应用场景 (1)用于判断一元取代物（如一氯代物、一羟基取代物）的同分异构体数目：一元取代物的种类数 = 分子中等效氢的种类数。 (2)辅助判断核磁共振氢谱的峰数与峰面积比，验证同分异构体结构是否符合谱图信息。 4.关键注意事项 (1)需先判断分子的对称性，避免漏判或多算等效氢。 (2)等效氢法仅适用于一元取代物，多元取代物需结合其他方法分析。 【典例1】（2025上·湖北·高三校联考期中）高分子化合物P因具有良好的透光率，被广泛用于制作挡风玻璃、镜片、光盘等，可由M和N在一定条件下合成。其合成路线如下： 下列说法不正确的是 A．M苯环上的一氯代物有2种 B．M最多有14个碳原子共面 C．N的结构简式为 D．Q能使酸性高锰酸钾溶液褪色 【答案】B 【分析】 采用逆推法，可得出N为，Q为CH3OH。 【详解】A．M苯环上只有2种氢原子，则其一氯代物有2种，A正确； B．在CH4分子中，最多有3个原子共平面，则M中心C原子与苯环上与它相连的2个C原子可能共平面，2个-CH3中的C原子不在这个平面内，苯环中6个C原子与中心C原子一定共平面，所以最多有13个碳原子共面，B不正确； C．由分析可知，N的结构简式为，C正确； D．Q为甲醇，能被酸性高锰酸钾氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色，D正确； 故选B。 【变式1-1】（2025下·福建泉州·高二福建省永春第一中学校考期末）药物中间体1，3-环己酮（c）可由5-氧代己酸甲酯（a）合成，转化步骤如图所示，下列说法正确的是 A．5-氧代己酸甲酯可能存在芳香族的同分异构体 B．“减压蒸馏”后趁热加入盐酸 C．DMF（）的化学名称为N，N-二甲基甲酰胺 D．“过滤”时要用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯、玻璃棒 【答案】C 【详解】A．5-氧代己酸甲酯的不饱和度为2，苯环的不饱和度为4，不可能存在芳香族的同分异构体，A错误； B．具有挥发性，“减压蒸馏”后趁热加入盐酸会让溶质挥发，B错误； C．DMF（）的化学名称为N，N-二甲基甲酰胺，C正确； D．“过滤”时要用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒，D错误。 故选C。 【变式1-2】（2023下·河南平顶山·高一平顶山市第一高级中学校考月考）下列说法中正确的是 A．某烃的分子式为C3H6，故该分子中一定含有碳碳双键 B．碳原子间以单键相连的烃一定是链状烷烃 C．正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上 D．戊烷有3种同分异构体 【答案】D 【详解】A．某烃的分子式为，其分子中可能含有碳碳双键，也可能含有碳环，A错误； B．碳原子间以单链相连的烃，可以呈链状，也可以呈环状，B错误； C．正戊烷分子呈锯齿形，分子中所有的碳原子不可能在同一条直线上，C错误； D．戊烷有3种同分异构体，即正戊烷、异戊烷和新戊烷，D正确； 故选D。 【变式1-3】（2021·山西阳泉·统考三模）萘()是有特殊气味的白色晶体，易升华，曾被广泛用于家用防蛀剂，现已禁用。萘的合成过程如图，下列说法正确的是 A．a的分子式是C10H12O B．a→b的反应类型为加成反应 C．萘的二氯代物有10种 D．b的所有碳原子处于同一平面内 【答案】C 【详解】A． a的分子式是C10H10O，故A错误； B． a→b的反应失去O、加H，为还原反应，故B错误； C．由结构对称可知，萘中含2种位置的H，则其一氯代物有2种（ 、），二氯代物有10种（，故C正确； D．b中4个C原子采用sp3杂化，采用sp3杂化的C原子具有甲烷结构特点，所以该分子中所有C原子不可能共平面，故D错误； 故选C。 题型02 基元法 1.核心思路 将有机物拆分为“烷基（或特征基团）+ 官能团”，先确定烷基（或特征基团）的同分异构体数目，再结合官能团的位置或组合，快速计算同分异构体总数。 2.常见烷基的同分异构体数目（需熟记） 甲基（–CH3）：1种 乙基（–C2H5）：1种 丙基（–C3H7）：2种（正丙基、异丙基） 丁基（–C4H9）：4种（正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基） 戊基（–C5H11）：8种 3. 典型应用示例 (1)一元醇（CnH2n+1OH）：同分异构体数目 = 对应烷基（CnH2n+1—）的同分异构体数目（如C4H9OH有4种）。 (2)一元醛（CnH2n+1CHO）：同分异构体数目 = 少1个C的烷基（Cn-1H2n-1—）的同分异构体数目（如C4H9CHO有4种）。 (3)一元羧酸（CnH2n+1COOH）：同分异构体数目 = 少1个C的烷基（Cn-1H2n-1—）的同分异构体数目。 4.拓展应用 (1)酯类同分异构体：拆分为“羧酸部分”和“醇部分”，分别计算羧酸、醇的同分异构体数目，再用乘法原理组合。 (2)含苯环的取代物：拆分为“苯环 + 烷基/取代基”，结合烷基的同分异构体和苯环上的位置异构计算总数。 【典例2】（2025下·天津南开·高二南开中学校考期末）下列说法正确的是 A．CH3CH=CHCH3分子中的四个碳原子在同一直线上 B．甲苯的一溴代物和异戊烷的一溴代物都有4种(不考虑立体异构) C．的系统命名是2，3，4-三甲基-2-乙基戊烷 D．与互为同系物 【答案】B 【详解】A．CH3CH=CHCH3分子中的碳碳双键是平面形结构，夹角约为120°，四个碳原子不在同一直线上，A错误； B．甲苯分子内有四种氢，其一溴代物有四种，溴原子分别在苯环上三种，甲基上一种，异戊烷分子内有四种氢，其一溴代物也有4种(不考虑立体异构)，B正确； C．按照烷烃的命名规则，的系统命名是2,3,4,4-四甲基己烷，C错误； D．与二者结构不相似，官能团不同，不互为同系物，D错误； 答案选B。 【变式2-1】不考虑羟基与氯原子在同一个碳原子上时，有机物 C4H9ClO 能与Na 反应放出氢气的共有(不考虑立体异构) A．8种 B．9种 C．10种 D．2种 【答案】B 【详解】有机物C4H9ClO的同分异构体中能与Na反应放出氢气，说明其分子中含有羟基，该有机物可以看作Cl原子取代丁醇中氢原子形成的，丁醇的同分异构体有：CH3CH2CH2CH2OH、CH3CHOHCH2CH3、(CH3)3COH、CH3(CH3)CHCH2OH， ①CH3CH2CH2CH2OH分子的烃基中含有4种等效H原子，不考虑羟基与氯原子在同一个碳原子上时，其一氯代物有 3种； ②CH3CHOHCH2CH3分子的烃基中含有4种H原子，其一氯代物有 3种； ③(CH3)3COH分子中的烃基中含有1种H原子，其一氯代物有 1种； ④CH3(CH3)CHCH2OH分子的烃基上含有3种等效H，不考虑羟基与氯原子在同一个碳原子上时，其一氯代物有2种； 根据分析可知，有机物C4H9ClO的同分异构体中能与Na反应放出氢气的共有：3+3+1+2=9； 故选：B。 【变式2-2】（2025下·河北张家口·高二统考期中）乙烯的同系物M或乙炔的同系物N和氢气加成后均可得到产物X()，下列说法正确的是 A．M存在顺反异构 B．N有2种结构 C．X的名称是3，3-二甲基丁烷 D．X的同分异构体有4种 【答案】D 【分析】根据产物X()的键线式逆推，烯烃与氢气加成以后，相邻的两个碳原子上，必须存在氢原子，所以M的结构是；同理可知，炔烃N的结构式为：。 【详解】 A．M为，不存在顺反异构，A错误； B．N为，只有一种结构，B错误； C．X的名称是2，2-二甲基丁烷，C错误； D．己烷有5种同分异构体，分别是：，所以的同分异构体有4种，D正确； 故选D。 【变式2-3】（2023下·吉林·高二校联考期末）下列有机化合物的一氯代物存在同分异构体的是 A．乙烷 B．甲烷 C．2，二甲基丙烷 D．甲基丙烷 【答案】D 【详解】乙烷、甲烷、2，二甲基丙烷均只含一种环境的H，一氯代物不存在同分异构体；甲基丙烷含有2种环境的H，一氯代物存在同分异构体； 答案选D。 题型03 定—动—法+其他 1.定—动—法 定义：针对二元取代物（或多元取代物）的同分异构体数目判断，先固定一个取代基的位置，再移动另一个取代基的位置，逐一排查不重复的结构，避免漏判或重复计算。 2.操作步骤（以二元取代为例） 步骤1：先分析母体分子的等效氢种类，确定第一个取代基的固定位置（按等效氢分类，避免固定在重复位置）。 步骤2：固定第一个取代基后，分析剩余等效氢的种类，移动第二个取代基，记录所有不重复的结构。 步骤3：对不同固定位置的情况分类汇总，注意排除重复结构（如两个取代基相同，需避免重复计数）。 3.适用场景 烷烃、环烷烃的二元取代物（如二氯代物）数目判断。 苯环上的二元取代物（如二取代苯）数目判断（邻、间、对位置异构）。 4.与其他方法的结合应用 结合等效氢法：先通过等效氢确定母体的对称性，减少固定位置的重复。 结合不饱和度：先根据分子式计算不饱和度，判断母体是否含双键、三键或环，缩小结构范围。 结合插入法：对于含官能团（如酯基、醚键）的有机物，可先写碳链骨架，再插入官能团，辅助判断位置异构。 5.关键注意事项 两个取代基不同时，所有位置均需排查；两个取代基相同时，需除以2避免重复计数。 需注意分子的对称性，若固定位置后出现对称结构，需及时去重。 【典例3】（2025·山东潍坊·统考三模）芳胺与1二羰基化合物反应合成喹啉的反应原理如图所示： 已知：两个羟基连在同一碳原子上不稳定，会自动脱水。下列说法正确的是 A．X分子中所有碳原子一定共平面 B．X、Y、Z分子中杂化的碳原子数目之比为 C．含苯环、氨基和两个醇羟基且有手性碳原子的X的同分异构体有7种（不考虑立体异构） D．与在一定条件下反应可生成 【答案】D 【详解】A．X分子中氧原子为sp3，杂化和醚键相连的C原子和苯环不一定共平面，A错误； B．X中苯环上的碳为杂化，共6个，Y中酮基上的碳为杂化，共2个，Z中苯环和杂环上的碳为杂化，共9个，故X、Y、Z分子中杂化的碳原子数目之比为，B错误； C．含苯环、氨基()和两个醇羟基且有手性碳原子的X的同分异构体有、、(邻、间、对)、(邻、间、对)共8种，C错误； D．根据芳胺与1二羰基化合物反应合成喹啉的反应原理，与在一定条件下反应可生成，D正确； 故选D。 【变式3-1】（2025下·辽宁葫芦岛·高二校联考期中）的同分异构体中，含有苯环、-NH2且能发生银镜反应的有 A．10种 B．13种 C．15种 D．17种 【答案】D 【详解】该有机物的分子式C8H9NO，其中需含有苯环、-NH2，且能发生银镜反应，则该分子除苯环、-NH2外，还含有-CHO，根据原子守恒可知，苯环上有3个不同取代基时，取代基分别为-NH2、-CHO和-CH3，则有10种，苯环上有2个不同取代基时，取代基可能为-NH2、-CH2CHO或-CHO、-CH2NH2，则有6种，最后是只有1个取代基时，取代基只能是-CH(NH2)CHO，则有1种，共有17种，故答案选D。 【变式3-2】（25-26高二下·陕西安康·阶段检测）分子式为的有机化合物，其分子结构中含有乙基支链的同分异构体共有几种 A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 【答案】B 【详解】根据信息，分子式为的有机化合物，其分子结构中含有乙基支链，如果只有一个乙基支链，主链有6个碳原子，支链位置只能在3位的碳上，有1种符合要求的结构；若支链为一个乙基支链和一个甲基支链，则有2-甲基-3-乙基戊烷和3-甲基-3-乙基戊烷2种；不存在二个乙基或一个乙基和两个甲基的情况，故合计是3种； 答案选B。 【变式3-3】（2025下·陕西安康·高二统考期中）芳香烃Q完全燃烧时消耗氧气的物质的量是自身的11.5倍，且1molQ最多可与4molH2发生加成反应。已知Q分子中只有一个环状结构，则Q（不考虑立体异构）有 A．8种 B．6种 C．5种 D．4种 【答案】B 【详解】1mol芳香经Q最多可与4moH2发生加成反应，且Q分子中只有一个环状结构，则Q中侧链上有一个碳碳双键，设Q的分子式为CnH2n-8，由于Q完全燃烧时消耗氧气的物质的量是自身的11.5倍，则=11.5，解得n=9，则Q的分子式为C9H10；当苯环上只有1个取代基时，取代基有-CH=CHCH3、-CH2CH=CH2、-C(CH3) =CH2三种，可形成3种同分异构体；当苯环上有2个取代基时，取代基为-CH3和-CH=CH2，可形成邻、间、对3种同分异构体，则共有6种符合条件的同分异构体，故选B。 题型04 已知结构——环状（芳香族） 1.芳香族同分异构体的核心限定条件 (1)必须含苯环（或其他芳香环，如萘环），不饱和度≥4（苯环的不饱和度为4）。 (2)需满足分子式的原子数目，结合苯环的取代基种类、数目、位置分析。 2.苯环取代物的同分异构体数目判断规则 (1)一取代苯：仅1种（苯环上的等效氢均相同）。 (2)二取代苯：3种（邻位、间位、对位），若两个取代基不同，仍为3种；若两个取代基相同，也为3种。 (3)三取代苯： a.三个取代基完全相同：3种（连三、偏三、均三）。 b.两个取代基相同、一个不同：6种。 c.三个取代基均不同：10种。 3.常见限定条件的转化 (1)能与FeCl3溶液发生显色反应 → 含酚羟基（–OH直接连在苯环上）。 (2)能发生银镜反应 → 含醛基（-CHO，包括甲酸酯结构）。 (3)能与NaHCO3溶液反应 → 含羧基（–COOH）。 (4)核磁共振氢谱有几组峰、峰面积比为定值 → 分子具有特定对称性，可辅助确定取代基的位置。 4.书写步骤 步骤1：根据分子式计算不饱和度，结合“芳香族”确定苯环结构，减去苯环的不饱和度和原子数，分析剩余部分的结构。 步骤2：根据限定条件确定官能团（如酚羟基、醛基、羧基等），拆分取代基。 步骤3：按“取代基数目→取代基种类→取代基位置”的顺序，逐一书写，避免漏写或重复。 5.易错点提示 (1)区分“酚羟基”和“醇羟基”：只有直接连在苯环上的羟基才是酚羟基，能发生显色反应。 (2)注意苯环的对称性，避免将对称结构误判为不同结构。 (3)含酯基的芳香族同分异构体，需区分“酚酯”和“醇酯”两种结构。 【典例4】（2025下·四川绵阳·高二统考期中）工业上可由乙苯生产苯乙烯：，说法正确的是 A．可用酸性高锰酸钾溶液鉴别乙苯和苯乙烯 B．乙苯的一氯代物共有3种 C．1mol乙苯发生硝化反应，最多消耗3mol浓HNO3 D．乙苯分子内共平面的原子数最多为13个 【答案】C 【详解】A．由于乙苯和苯乙烯均能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故不可用酸性高锰酸钾溶液鉴别乙苯和苯乙烯，A错误； B．乙苯的一氯代物有侧链上2种和苯环上3种，一共有5种，B错误； C．乙苯发生硝化反应，取代位在乙基的邻、对位上，故1mol乙苯发生硝化反应，最多消耗3mol浓HNO3，C正确； D．乙苯的苯环部分有12个碳原子共面（包括6个苯环碳和与之直接相连的6个碳原子）。乙基中的碳原子（共3个）通过旋转单键可调整位置，使其中2个碳原子与苯环共面。此外，乙基中的氢原子（共4个）也可通过旋转进入共面区域。因此，最多可实现苯环的6个碳、乙基的2个碳及2个氢原子共面，总计14个原子共面，D错误； 答案选C。 【变式4-1】（2025下·广东江门·高二统考期末）对甲基苯乙烯（）是有机合成的重要原料，下列对其结构与性质的推断正确的是 A．属于苯的同系物 B．在核磁共振氢谱图上只有4组峰 C．含有苯环的烯烃类同分异构体还有5种 D．使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色的原理相同 【答案】C 【详解】A．分子中含碳碳双键，不是苯的同系物，A错误； B．分子中含5种氢，核磁共振氢谱图上只有5组峰，B错误； C．具有相同官能团的芳香烃同分异构体为 5 种、、、、，C正确； D．使酸性高锰酸钾溶液是发生氧化反应，和溴水褪色是发生加成反应，原理不相同，D错误； 故选C。 【变式4-2】（2024下·河南新乡·高一统考期末）分子式为且属于酯类的有机物有(不含立体异构) A．7种 B．8种 C．9种 D．10种 【答案】C 【分析】分子式为的酯类有机物，可以根据对应的酸和醇的结构分析判断 【详解】分子式为的酯类有机物，若为甲酸与丁醇形成的酯类，丁醇有种，符合条件的酯有种；若为乙酸与丙醇形成的酯类，丙醇有种，符合条件的酯有种；若为丙酸与乙醇形成的酯类，丙酸和乙醇均不存在同类的同分异构体，符合条件的酯有种；若为丁酸与甲醇形成的酯类，丁酸有种，符合条件的酯有种；故共种，故选C。 【变式4-3】（2025上·江西宜春·高三江西省宜春市第一中学校考月考）萘普生是一种常用消炎药，具有解热、镇痛作用，其结构简式如图所示，其中为萘环，下列关于萘普生的说法错误的是 A．分子式为 B．分子中所有碳原子不可能共平面 C．萘普生萘环上的一氯代物有6种(不考虑立体异构) D．萘普生最多能与发生加成反应 【答案】D 【详解】A．根据结构简式可知，该分子中含C、H、O三种元素，其分子式为，A正确； B．分子中含有与三个碳原子相连的饱和碳，所有碳原子不可能共平面，B正确； C．根据萘普生的结构，萘环上的氢原子有6个不同位置，所以其一氯代物有6种，C正确； D．萘环可以和氢气加成，而羧基不能加成，所以萘普生最多能加成，D错误； 故选D。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $