第十三章 第57讲 有机化合物的空间结构 同系物 同分异构体【精讲精练】2027届高三化学一轮复习讲义●专题突破（新高考通）

该高中化学高考复习讲义聚焦有机化合物空间结构判定、同系物与同分异构体辨析等高考高频考点，按碳原子成键特点、空间构型规律、概念辨析及同分异构体书写的逻辑层次系统梳理知识。通过双基自测明考向，考点突破分考向指导，真题再现强化应用，限时训练分层巩固，帮助学生构建完整知识体系。 讲义突出科学思维培养，如空间结构判断采用“基本模型（烯平面、炔直线）+组合技巧（单键旋转、甲基共面）”策略，同分异构体书写总结“碳骨架法+位置插入法”。设置考向预测、方法总结及近年真题演练，助力学生高效突破共面共线判定、官能团类同分异构体计数等难点，为教师把控复习节奏提供精准指导。

第十三章　有机化合物的结构　烃 第57讲　有机化合物的空间结构　同系物　同分异构体 【高考考向预测】 有机化合物依据碳原子成键特点判断分子空间构型，同系物结构相似、分子组成相差若干个亚甲基，同分异构体分子式相同结构不同，三者常结合有机物骨架、官能团辨析考查；近三年选择题高频出现，侧重判断与数目分析；预测2027 年强化复杂结构共面共线判定，增多官能团类同分异构体书写计数，结合新型有机物综合辨析相关概念。 【双基自测●明考向】 1.CH3OH和HOCH2CH2OH都属于醇类，互为同系物(　　) 2.和所含官能团不同，互为官能团异构(　　) 3.若有机物互为同分异构体，其化学性质可能相似，也可能不同(　　) 4.相对分子质量相同的有机物一定互为同分异构体(　　) 5.同分异构体和同系物一定属于同类有机物(　　) 【考点突破●明方向】 考点一　有机化合物的空间结构 1.有机化合物的空间结构与碳原子的杂化轨道类型、碳原子的成键方式有关。完成下列表格： 结构示意图 每个碳原子连接原子数目 碳原子的杂化轨道类型 碳原子的成键方式 空间结构 4 sp3 σ键 四面体形 3 sp2 σ键、π键 平面形 —C≡C— 2 sp σ键、π键 直线形 2.有机化合物常用的表示方法 (以乙酸为例) 结构式 结构简式 键线式 球棍模型 空间填充模型 CH3COOH 【考点突破●明方向】 考向一、有机物分子中成键方式的判断 1.(1)某种烃的球棍模型如图所示：，该烃的结构简式是CH3CH3，每个分子中含有7个σ键。 (2)1 mol乙炔分子中含有3NA 个σ键和2NA个π键。 (3)1 mol丙酮()中σ键和π键的数目之比是9∶1。 (4)1 mol环氧乙烷()中，含有σ键的数目是7NA。 考向二、有机物分子中原子共面、共线的判断 2.下列有关有机物共面、共线的判断，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)Y()分子中所有原子共平面(2025·四川，9B)(　　) (2)分子中含有平面环状结构(2023·海南，12A)(　　) (3)中所有碳原子处于同一平面(2023·全国甲卷，8B)(　　) (4)除氢原子外，中其他原子可能共平面(2023·山东，12B)(　　) (5)中的碳原子不可能全部共平面(2022·山东，7C)(　　) (6)中至少有7个碳原子共直线(2022·浙江1月选考，15A)(　　) (7)化合物1()分子中所有原子共平面(2022·全国乙卷，8A)(　　) (8)某“小分子胶水”()分子中所有碳原子一定共平面(2021·辽宁，6A)(　　) 判断分子共线、共面原子数目的技巧 (1)熟记基本模型 ①三个基本面：烯平面()、羰基平面()、苯平面()，碳原子均为sp2杂化。 ②两条基准线：炔直线(—C≡C—)，sp杂化；苯对角线()。 (2)把握三种组合：以“C—C”为轴可以旋转 ①直线结构与平面结构连接，则直线在这个平面上。 ②平面结构与平面结构连接，如果两个平面结构通过单键相连，由于单键可以旋转，两个平面不一定共面。 ③甲基与平面结构相连，甲基上的氢原子最多有一个在这个平面上。 (3)审准题目要求的限制条件：“可能”“一定”“最多”“最少”等。 考点二　同系物　同分异构体 1.同系物 (1)概念：分子结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物。 (2)特点 ①“三相同”：分子通式相同，官能团的种类及数目相同。 ②化学性质相似，物理性质不同。如甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)具有相似的化学性质，但随着碳原子数目增多，物质的熔、沸点逐渐升高。 [应用举例] 下列物质中，一定属于乙烯的同系物的是　　　(填序号)。  ①　② ③C4H8　④CH2==CH—CH==CH2 ⑤CH3CH==CHCH3 2.有机物的同分异构现象和同分异构体 (1)概念：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为同分异构体。 (2)类型 【考点突破●明方向】 考向一、基本概念辨析 1.下列几组物质中，互为同分异构体的是　　　(填序号，下同)；互为同系物的是　　　；互为同素异形体的是　　　；互为同位素的是　　　。  ①C60、C70、金刚石、石墨　②　③NH4OCN和CO(NH2)2 ④HOCH2CHO、HOCH2CH2CHO　⑤和CH2==CHCH2CH3 2.已知碳原子上连有四个不同的原子或基团时，该碳原子称为手性碳原子。回答下列问题： (1)某有机物的结构如图：。用标出分子中的手性碳原子。 (2)青蒿素是治疗疟疾的特效药，其结构如图所示：。该分子中有7个手性碳原子。 3.下列有机物中，存在顺反异构体的是(　　) A.CH3—CH==CH2 B. C. D. 考向二、简单有机物同分异构体的书写 4.写出C6H14的同分异构体(用碳骨架表示)。 5.烯烃、炔烃同分异构体的书写。 分别写出碳原子数为4的烯烃、碳原子数为5的炔烃的同分异构体(不考虑立体异构)。 (1)碳原子数为4的烯烃的同分异构体： ①先写出4个碳原子的碳骨架，有2种结构，分别是 。 ②在每种碳骨架中，分别插入双键。直链结构双键有2种位置：；支链结构双键有1种位置：。故碳原子数为4的烯烃有3种同分异构体：CH2==CH—CH2CH3、CH3CH==CHCH3、。 (2)碳原子数为5的炔烃的同分异构体： ①先写出5个碳原子的碳骨架，有3种结构，分别是 。 ②在每种碳骨架中，分别插入三键。直链结构三键有2种位置：；支链结构三键有1种位置：。故碳原子数为5的炔烃有3种同分异构体：HC≡C—CH2CH2CH3、H3C—C≡C—CH2CH3、 。 6.苯的同系物同分异构体的书写 写出C9H12的含有苯环的同分异构体。 同分异构体的结构简式 一元取代物 、 二元取代物 (邻、间、对) 、、 三元取代物 (连、偏、均) 、、 苯的同系物同分异构体的书写技巧 支链由整到散，苯环上排列按邻、间、对(由集中到分散)书写。 7.卤代烃同分异构体的书写(不考虑立体异构)。 (1)C4H9Cl的同分异构体有　　 种。  (2)分子式为C4H8Cl2的同分异构体有　　　　种。  (3)分子式为C4H8ClBr的同分异构体数目为　　　　种。  (1)烷烃一卤代物的同分异构体数目等于同碳烷基种类数 (2)熟记常见烷基的结构及种类数目 烷基 —CH3 —C2H5 —C3H7 —C4H9 烷基种类数 1 2 4 (3)二卤代物同分异构体书写方法 构建碳架→对碳架对称分析→将两个卤原子按同、邻、间的相对位置放入碳架中。 注　若两个取代基不同，当二者连在“不对称”的两个碳上时，有两种连接方式。 考向三、取代产物数目的综合判断 8.下列有关同分异构体(不考虑立体异构)数目的叙述不正确的是(　　) A.甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种 B.与互为同分异构体的芳香族化合物有6种 C.含有5个碳原子的某饱和链烃，其一氯取代物可能有3种 D.菲的结构简式为，它与硝酸反应，可生成 5种一硝基取代物 【真题再现●明考向】 1.(2025·北京，4)物质的微观结构决定其宏观性质。乙腈(CH3CN)是一种常见的有机溶剂，沸点较高，水溶性好。下列说法不正确的是(　　) A.乙腈的电子式： B.乙腈分子中所有原子均在同一平面 C.乙腈的沸点高于与其分子量相近的丙炔 D.乙腈可发生加成反应 2.(2024·湖南，4)下列有关化学概念或性质的判断错误的是(　　) A.CH4分子是正四面体结构，则CH2Cl2没有同分异构体 B.环己烷与苯分子中C—H键的键能相等 C.甲苯的质谱图中，质荷比为92的峰归属于 D.由R4N+与组成的离子液体常温下呈液态，与其离子的体积较大有关 3.(2022·河北，11改编)在EY沸石催化下，萘与丙烯反应主要生成二异丙基萘M和N。 下列说法正确的是(　　) A.M和N互为同系物 B.M分子中最多有12个碳原子共平面 C.N的一溴代物有5种 D.萘的二溴代物有9种 4.[2025·黑吉辽蒙，19(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。  【限时训练】 （430分钟） (1~12题，每小题3分) 1.下列说法正确的是(　　) A.凡是分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质，彼此一定互为同系物 B.两种化合物组成元素相同，各元素质量分数也相同，则两者一定互为同分异构体 C.相对分子质量相同的几种化合物，互为同分异构体 D.组成元素的质量分数相同，且相对分子质量也相同的不同化合物，一定互为同分异构体 2.(2022·浙江6月选考，7)下列说法不正确的是(　　) A.乙醇和丙三醇互为同系物 B.35Cl和37Cl互为同位素 C.O2和O3互为同素异形体 D.丙酮()和环氧丙烷()互为同分异构体 3.下列有关化学用语表示正确的是(　　) A.CN-的电子式： B.甲酸甲酯的实验式：HCOOCH3 C.丙烷分子的空间填充模型： D.的名称：2，4⁃二甲基⁃2⁃丁烯 4.下列说法错误的是(　　) A.与互为同分异构体 B.有机物与溴单质按物质的量之比1∶1发生加成反应，生成的产物有4种 C.有机物的系统命名为2，4⁃二甲基己烷 D.CH3CH2OH和具有相同的官能团，但不互为同系物 5.(2026·河北承德模拟)模型建构是化学学习的一种重要方法，下列说法正确的是(　　) A.图a甲烷的二氯代物有2种 B.与图b互为同分异构体的烷烃还有4种 C.图c立方烷的分子式为C8H16 D.由图d推测CH2==CH—CH3中3个碳原子共直线 6.下列描述CH3—CH==CH—C≡C—CF3分子结构的叙述正确的是(　　) A.连接氟原子的碳原子不一定在乙烯平面内 B.6个碳原子不可能都在一条直线上 C.最多有11个原子在同一平面上 D.6个碳原子不可能都在同一平面上 7.(2025·武汉华中师范大学第一附属中学一模)下列物质在给定条件下的同分异构体数目(不包括立体异构)正确的是(　　) A.分子式为C7H16的同分异构体有多种，其中含有三个甲基的结构有2种 B.分子式为C5H11Cl且分子中有两个—CH3、两个—CH2—、一个和一个—Cl的结构有2种 C.组成和结构可用表示的有机物共有16种 D.分子式为C4H6O2且结构中含有碳碳双键和的结构简式有8种 8.金刚烷是一种重要的化工原料，工业上可通过下列途径制备。下列说法正确的是(　　) A.环戊二烯中的所有原子共平面 B.二聚环戊二烯与Cl2发生加成反应，最多可得到4种加成产物(不考虑立体异构) C.四氢二聚环戊二烯与金刚烷互为同系物 D.金刚烷的二氯代物有6种(不考虑立体异构) 9.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.a()和c()分子中所有碳原子均处于同一平面上 C.中所有碳原子可能都处于同一平面 D.化合物(b)、(d)、(p)中只有b的所有原子处于同一平面 10.下列说法不正确的是(　　) A.分子式为C3H6O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，若不考虑立体异构，这些醇和酸重新组合可形成的酯共有5种 B.四联苯()的一氯代物有5种 C.与具有相同官能团的同分异构体的结构简式为CH2==CHCH2COOH、CH3CH==CHCOOH D.兴奋剂乙基雌烯醇()可能有属于芳香族的同分异构体 11.(2025·湖北腾云联盟一模)我国科研团队首次成功合成了由14个碳原子组成的环形纯碳分子材料，其合成原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.甲中所有原子不可能共面 B.甲的一氢取代物共有5种 C.C14与C60互为同分异构体 D.C14化学性质与金刚石有差异 12.(2025·武汉检测)有机物A与B的分子式均为C5H10O2，在酸性条件下均可水解，转化关系如图。下列有关说法正确的是(　　) A.X、Y互为同系物 B.C分子中的碳原子数最多为3个 C.X、Y的化学性质不可能相似 D.X、Y互为同分异构体 13.(8分)(1)C4H8O属于醛的同分异构体有　　　种；C4H8O2属于酸的同分异构体有　　　　种；C4H8O2属于酯的同分异构体有　　　　种。  (2)某有机物的化学式为C8H8O2，写出符合下列条件的有机物的结构简式：　　　 　　　　。  ①含有苯环；②属于酯类。 14.(6分)(1)某有机物的结构简式如图所示，它的同分异构体中(不考虑立体异构)属于芳香酮的有　　　　种；芳香醛的有　　　　种。  (2)遇FeCl3溶液发生显色反应且苯环上有两个取代基的的同分异构体有　　种。  学科网（北京）股份有限公司 $ 第十三章　有机化合物的结构　烃 第57讲　有机化合物的空间结构　同系物　同分异构体 【高考考向预测】 有机化合物依据碳原子成键特点判断分子空间构型，同系物结构相似、分子组成相差若干个亚甲基，同分异构体分子式相同结构不同，三者常结合有机物骨架、官能团辨析考查；近三年选择题高频出现，侧重判断与数目分析；预测2027 年强化复杂结构共面共线判定，增多官能团类同分异构体书写计数，结合新型有机物综合辨析相关概念。 【双基自测●明考向】 1.CH3OH和HOCH2CH2OH都属于醇类，互为同系物(　　) 2.和所含官能团不同，互为官能团异构(　　) 3.若有机物互为同分异构体，其化学性质可能相似，也可能不同(　　) 4.相对分子质量相同的有机物一定互为同分异构体(　　) 5.同分异构体和同系物一定属于同类有机物(　　) 【答案】1.×　2.√　3.√　4.×　5.× 【考点突破●明方向】 考点一　有机化合物的空间结构 1.有机化合物的空间结构与碳原子的杂化轨道类型、碳原子的成键方式有关。完成下列表格： 结构示意图 每个碳原子连接原子数目 碳原子的杂化轨道类型 碳原子的成键方式 空间结构 4 sp3 σ键 四面体形 3 sp2 σ键、π键 平面形 —C≡C— 2 sp σ键、π键 直线形 2.有机化合物常用的表示方法 (以乙酸为例) 结构式 结构简式 键线式 球棍模型 空间填充模型 CH3COOH 【考点突破●明方向】 考向一、有机物分子中成键方式的判断 1.(1)某种烃的球棍模型如图所示：，该烃的结构简式是CH3CH3，每个分子中含有7个σ键。 (2)1 mol乙炔分子中含有3NA 个σ键和2NA个π键。 (3)1 mol丙酮()中σ键和π键的数目之比是9∶1。 (4)1 mol环氧乙烷()中，含有σ键的数目是7NA。 考向二、有机物分子中原子共面、共线的判断 2.下列有关有机物共面、共线的判断，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)Y()分子中所有原子共平面(2025·四川，9B)(　　) (2)分子中含有平面环状结构(2023·海南，12A)(　　) (3)中所有碳原子处于同一平面(2023·全国甲卷，8B)(　　) (4)除氢原子外，中其他原子可能共平面(2023·山东，12B)(　　) (5)中的碳原子不可能全部共平面(2022·山东，7C)(　　) (6)中至少有7个碳原子共直线(2022·浙江1月选考，15A)(　　) (7)化合物1()分子中所有原子共平面(2022·全国乙卷，8A)(　　) (8)某“小分子胶水”()分子中所有碳原子一定共平面(2021·辽宁，6A)(　　) 【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)×　(7)×　(8)× 判断分子共线、共面原子数目的技巧 (1)熟记基本模型 ①三个基本面：烯平面()、羰基平面()、苯平面()，碳原子均为sp2杂化。 ②两条基准线：炔直线(—C≡C—)，sp杂化；苯对角线()。 (2)把握三种组合：以“C—C”为轴可以旋转 ①直线结构与平面结构连接，则直线在这个平面上。 ②平面结构与平面结构连接，如果两个平面结构通过单键相连，由于单键可以旋转，两个平面不一定共面。 ③甲基与平面结构相连，甲基上的氢原子最多有一个在这个平面上。 (3)审准题目要求的限制条件：“可能”“一定”“最多”“最少”等。 考点二　同系物　同分异构体 1.同系物 (1)概念：分子结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物。 (2)特点 ①“三相同”：分子通式相同，官能团的种类及数目相同。 ②化学性质相似，物理性质不同。如甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)具有相似的化学性质，但随着碳原子数目增多，物质的熔、沸点逐渐升高。 [应用举例] 下列物质中，一定属于乙烯的同系物的是　　　(填序号)。  ①　② ③C4H8　④CH2==CH—CH==CH2 ⑤CH3CH==CHCH3 【答案】①⑤ 2.有机物的同分异构现象和同分异构体 (1)概念：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为同分异构体。 (2)类型 【考点突破●明方向】 考向一、基本概念辨析 1.下列几组物质中，互为同分异构体的是　　　(填序号，下同)；互为同系物的是　　　；互为同素异形体的是　　　；互为同位素的是　　　。  ①C60、C70、金刚石、石墨　②　③NH4OCN和CO(NH2)2 ④HOCH2CHO、HOCH2CH2CHO　⑤和CH2==CHCH2CH3 【答案】③⑤　④　①　② 2.已知碳原子上连有四个不同的原子或基团时，该碳原子称为手性碳原子。回答下列问题： (1)某有机物的结构如图：。用标出分子中的手性碳原子。 【答案】 (2)青蒿素是治疗疟疾的特效药，其结构如图所示：。该分子中有7个手性碳原子。 3.下列有机物中，存在顺反异构体的是(　　) A.CH3—CH==CH2 B. C. D. 【答案】D 考向二、简单有机物同分异构体的书写 4.写出C6H14的同分异构体(用碳骨架表示)。 【答案】(1)主链6个碳：C—C—C—C—C—C。 (2)主链5个碳：，甲基(—CH3)可以连在①或②碳原子上，共2种结构。 (3)主链上4个碳原子：①两个—CH3连在同一个碳原子上有1种结构：。 ②两个—CH3连在不同碳原子上有1种结构：。 C6H14共5种同分异构体。 5.烯烃、炔烃同分异构体的书写。 分别写出碳原子数为4的烯烃、碳原子数为5的炔烃的同分异构体(不考虑立体异构)。 (1)碳原子数为4的烯烃的同分异构体： ①先写出4个碳原子的碳骨架，有2种结构，分别是。 ②在每种碳骨架中，分别插入双键。直链结构双键有2种位置：；支链结构双键有1种位置：。故碳原子数为4的烯烃有3种同分异构体：CH2==CH—CH2CH3、CH3CH==CHCH3、。 (2)碳原子数为5的炔烃的同分异构体： ①先写出5个碳原子的碳骨架，有3种结构，分别是。 ②在每种碳骨架中，分别插入三键。直链结构三键有2种位置：；支链结构三键有1种位置：。故碳原子数为5的炔烃有3种同分异构体：HC≡C—CH2CH2CH3、H3C—C≡C—CH2CH3、。 6.苯的同系物同分异构体的书写 写出C9H12的含有苯环的同分异构体。 同分异构体的结构简式 一元取代物 、 二元取代物 (邻、间、对) 、、 三元取代物 (连、偏、均) 、、 苯的同系物同分异构体的书写技巧 支链由整到散，苯环上排列按邻、间、对(由集中到分散)书写。 7.卤代烃同分异构体的书写(不考虑立体异构)。 (1)C4H9Cl的同分异构体有　　 种。  (2)分子式为C4H8Cl2的同分异构体有　　　　种。  (3)分子式为C4H8ClBr的同分异构体数目为　　　　种。  【答案】(1)4　(2)9　(3)12 【解析】(2)第一步：根据分子式可知其Ω=0，该有机物为链状结构，则只存在碳架异构和官能团的位置异构。4个碳原子的碳架只有两种，分别是C—C—C—C和。 第二步：对碳架进行对称分析：(1、1'等效；2、2'等效)、(1、1a、1b等效)。 第三步：将两个氯原子按照“同”“邻”“间”的顺序放入碳架上： 6种异构体 3种异构体 综上所述，C4H8Cl2的同分异构体有9种。 (1)烷烃一卤代物的同分异构体数目等于同碳烷基种类数 (2)熟记常见烷基的结构及种类数目 烷基 —CH3 —C2H5 —C3H7 —C4H9 烷基种类数 1 2 4 (3)二卤代物同分异构体书写方法 构建碳架→对碳架对称分析→将两个卤原子按同、邻、间的相对位置放入碳架中。 注　若两个取代基不同，当二者连在“不对称”的两个碳上时，有两种连接方式。 考向三、取代产物数目的综合判断 8.下列有关同分异构体(不考虑立体异构)数目的叙述不正确的是(　　) A.甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种 B.与互为同分异构体的芳香族化合物有6种 C.含有5个碳原子的某饱和链烃，其一氯取代物可能有3种 D.菲的结构简式为，它与硝酸反应，可生成 5种一硝基取代物 【答案】B 【解析】含3个碳原子的烷基有正丙基和异丙基两种结构，甲基与该烷基在苯环上有邻、间、对3种位置关系，故产物的结构共有2×3=6种，A项正确；的分子式为C7H8O，与其互为同分异构体的芳香族化合物有5种：、、、、，B项错误；正戊烷的一氯代物有3种，C项正确；菲的结构具有对称性，含有5种不同化学环境的氢原子，D项正确。 【真题再现●明考向】 1.(2025·北京，4)物质的微观结构决定其宏观性质。乙腈(CH3CN)是一种常见的有机溶剂，沸点较高，水溶性好。下列说法不正确的是(　　) A.乙腈的电子式： B.乙腈分子中所有原子均在同一平面 C.乙腈的沸点高于与其分子量相近的丙炔 D.乙腈可发生加成反应 【答案】B 【解析】乙腈中存在碳氢单键、碳碳单键和碳氮三键，各原子均满足稳定结构，A、D正确；乙腈中甲基碳原子是四面体结构，所有原子不可能共面，B错误；乙腈与乙炔都是分子晶体，乙腈是极性分子，乙炔是非极性分子，乙腈分子间作用力大，沸点高于乙炔，C正确。 2.(2024·湖南，4)下列有关化学概念或性质的判断错误的是(　　) A.CH4分子是正四面体结构，则CH2Cl2没有同分异构体 B.环己烷与苯分子中C—H键的键能相等 C.甲苯的质谱图中，质荷比为92的峰归属于 D.由R4N+与组成的离子液体常温下呈液态，与其离子的体积较大有关 【答案】B 【解析】CH2Cl2为四面体结构，任何两个顶点都相邻，故CH2Cl2没有同分异构体，故A正确；环己烷中碳原子采取sp3杂化，苯分子中碳原子采取sp2杂化，由于同能层中s轨道更接近原子核，因此杂化轨道的s成分越多，其杂化轨道更接近原子核，由此可知sp2杂化轨道参与组成的C—H共价键的电子云更偏向碳原子核，即苯分子中的C—H键长小于环己烷，键能更高，故B错误；带1个单位正电荷，其相对分子质量为92，其质荷比为92，故C正确；当阴、阳离子体积较大时，其电荷较为分散，离子键作用力较弱，以至于熔点接近室温，故D正确。 3.(2022·河北，11改编)在EY沸石催化下，萘与丙烯反应主要生成二异丙基萘M和N。 下列说法正确的是(　　) A.M和N互为同系物 B.M分子中最多有12个碳原子共平面 C.N的一溴代物有5种 D.萘的二溴代物有9种 【答案】C 【解析】由题中信息可知，M和N均属于二异丙基萘，两者分子式相同，但是其结构不同，故两者互为同分异构体，A不正确；因为萘分子中的10个碳原子是共面的，由于单键可以旋转，异丙基中最多可以有2个碳原子与苯环共面，因此，M分子中最多有14个碳原子共平面，B不正确；N分子中有5种不同化学环境的H原子，因此其一溴代物有5种，C正确；萘分子中有8个H原子，但是只有两种不同化学环境的H原子(分别用α、β表示，其分别有4个)，根据定一移一法可知，若先取代α，则取代另一个H的位置有7个；若先取代1个β，然后再取代其他β，有3种，因此，萘的二溴代物有10种，D不正确。 4.[2025·黑吉辽蒙，19(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。  【答案】4 【解析】E的分子式为C8H6Br2O，不饱和度为5，E的同分异构体(记作E')中含苯环，则还剩余2个C、2个Br、1个O和1个不饱和度，根据不同化学环境氢原子个数比与氢原子总数可知，三种环境的氢原子个数分别为3、2、1，其中3个相同化学环境的H原子来自1个甲基，结合不饱和度为1可知，E'分子中有1个苯环、1个甲基、1个C==O、2个—Br，除C==O外的基团能组成的符合题意的结构为、，再将C==O插入上述两结构中，可得到4种结构：、、、。 【限时训练】 （430分钟） (1~12题，每小题3分) 1.下列说法正确的是(　　) A.凡是分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质，彼此一定互为同系物 B.两种化合物组成元素相同，各元素质量分数也相同，则两者一定互为同分异构体 C.相对分子质量相同的几种化合物，互为同分异构体 D.组成元素的质量分数相同，且相对分子质量也相同的不同化合物，一定互为同分异构体 【答案】D 【解析】丙烯与环丁烷分子组成相差一个CH2原子团，但是结构不相似，不互为同系物，A项错误；若两种化合物组成元素相同，各元素的质量分数也相同，则它们的最简式必定相同，最简式相同的化合物不一定互为同分异构体，B项错误；相对分子质量相同的物质有很多，如C2H6O(乙醇)与CH2O2(甲酸)，但它们的分子组成不同，所以它们不互为同分异构体，C项错误；当不同化合物组成元素的质量分数相同，相对分子质量也相同时，其分子式一定相同，一定互为同分异构体，D项正确。 2.(2022·浙江6月选考，7)下列说法不正确的是(　　) A.乙醇和丙三醇互为同系物 B.35Cl和37Cl互为同位素 C.O2和O3互为同素异形体 D.丙酮()和环氧丙烷()互为同分异构体 【答案】A 【解析】乙醇是饱和一元醇，丙三醇是饱和三元醇，两者所含官能团数目不同，不互为同系物，A错误；35Cl和37Cl质子数相同、中子数不同，互为同位素，B正确；O2和O3是由氧元素组成的不同单质，互为同素异形体，C正确；丙酮和环氧丙烷的分子式相同、结构不同，互为同分异构体，D正确。 3.下列有关化学用语表示正确的是(　　) A.CN-的电子式： B.甲酸甲酯的实验式：HCOOCH3 C.丙烷分子的空间填充模型： D.的名称：2，4⁃二甲基⁃2⁃丁烯 【答案】A 【解析】甲酸甲酯的结构简式为HCOOCH3，实验式为CH2O，故B错误；选项中是丙烷的球棍模型，C错误；由结构简式可知，烯烃分子中含有碳碳双键的最长碳链有5个碳原子，侧链为甲基，名称为2⁃甲基⁃2⁃戊烯，故D错误。 4.下列说法错误的是(　　) A.与互为同分异构体 B.有机物与溴单质按物质的量之比1∶1发生加成反应，生成的产物有4种 C.有机物的系统命名为2，4⁃二甲基己烷 D.CH3CH2OH和具有相同的官能团，但不互为同系物 【答案】B 【解析】两者分子式均为C8H8且结构不同，互为同分异构体，A正确；共轭二烯烃能发生1，2⁃加成和1，4⁃加成，与溴单质按物质的量之比1∶1发生加成反应时，得到的产物共有5种，B错误；主链碳原子数为6，从离取代基最近的一端开始编号，命名为2，4⁃二甲基己烷，C正确；虽然二者具有相同的官能团，但官能团个数不同，分子组成上也不相差n个CH2原子团，所以不互为同系物，D正确。 5.(2026·河北承德模拟)模型建构是化学学习的一种重要方法，下列说法正确的是(　　) A.图a甲烷的二氯代物有2种 B.与图b互为同分异构体的烷烃还有4种 C.图c立方烷的分子式为C8H16 D.由图d推测CH2==CH—CH3中3个碳原子共直线 【答案】B 【解析】甲烷分子为正四面体形，故甲烷的二氯代物只有1种，A项错误；由图b烷烃的碳架结构知该烷烃的分子式为C6H14，其结构简式为(CH3)2CHCH(CH3)2，其同分异构体的结构简式为CH3(CH2)4CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH2CH3、(CH3)3CCH2CH3，共4种，B项正确；由图c立方烷的键线式知，其分子式为C8H8，C项错误；乙烯分子中2个碳原子和4个氢原子共平面，CH2==CH—CH3中3个碳原子共平面，但不共直线，D项错误。 6.下列描述CH3—CH==CH—C≡C—CF3分子结构的叙述正确的是(　　) A.连接氟原子的碳原子不一定在乙烯平面内 B.6个碳原子不可能都在一条直线上 C.最多有11个原子在同一平面上 D.6个碳原子不可能都在同一平面上 【答案】B 【解析】可以把该有机物看成乙烯分子中H原子被—CH3和—C≡C—CF3取代，由乙烯和乙炔分子结构知识迁移可知如下规律：①双键碳原子及与之直接相连的原子在同一平面上；②三键碳原子及与之直接相连的原子在同一直线上。根据数学知识，在同一直线上必在同一平面上。由此可知6个碳原子一定在同一平面上，但不可能在同一直线上。 7.(2025·武汉华中师范大学第一附属中学一模)下列物质在给定条件下的同分异构体数目(不包括立体异构)正确的是(　　) A.分子式为C7H16的同分异构体有多种，其中含有三个甲基的结构有2种 B.分子式为C5H11Cl且分子中有两个—CH3、两个—CH2—、一个和一个—Cl的结构有2种 C.组成和结构可用表示的有机物共有16种 D.分子式为C4H6O2且结构中含有碳碳双键和的结构简式有8种 【答案】D 【解析】C7H16含三个甲基的同分异构体有3种：(CH3)2CH(CH2)3CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH2CH3)CH2CH3，故A错误；该结构有4种：CH3CHClCH2CH2CH3、CH3CH2CHClCH2CH3、CH3CH(CH2Cl)CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH2Cl，故B错误；—C4H9有4种结构，但由于两个取代基相同，有6种结构重复，根据排列组合规律共有4+3+2+1=10种，故C错误；含有碳碳双键和羧基时有3种：CH2==CHCH2COOH、CH3CH==CHCOOH、CH2==C(CH3)COOH，含有碳碳双键和酯基时有5种：HCOOCH==CHCH3、HCOOCH2CH==CH2、CH2==COOCH、CH3COOCH==CH2、CH2==CHCOOCH3，故D正确。 8.金刚烷是一种重要的化工原料，工业上可通过下列途径制备。下列说法正确的是(　　) A.环戊二烯中的所有原子共平面 B.二聚环戊二烯与Cl2发生加成反应，最多可得到4种加成产物(不考虑立体异构) C.四氢二聚环戊二烯与金刚烷互为同系物 D.金刚烷的二氯代物有6种(不考虑立体异构) 【答案】D 【解析】分子结构中含有饱和碳原子，分子中所有原子不可能共平面，故A错误；二聚环戊二烯含有两个双键：，与Cl2发生加成反应时，若只加成一个双键，有两种产物，若两个双键均被加成，有1种产物，即最多得到3种加成产物，故B错误；和分子式均为C10H16，结构不同，互为同分异构体，故C错误；金刚烷的二氯代物有6种：、、、、、，故D正确。 9.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.a()和c()分子中所有碳原子均处于同一平面上 C.中所有碳原子可能都处于同一平面 D.化合物(b)、(d)、(p)中只有b的所有原子处于同一平面 【答案】D 【解析】A项，根据乙烯的空间结构可知，CH3CH==CHCH3分子中的四个碳原子处于同一平面，但不在同一直线上，错误；B项，a与c分子中均有连接3个碳原子的饱和碳原子，故所有碳原子不可能共平面，错误；D项，d、p分子中都存在饱和碳原子，故只有b的所有原子处于同一平面，正确。 10.下列说法不正确的是(　　) A.分子式为C3H6O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，若不考虑立体异构，这些醇和酸重新组合可形成的酯共有5种 B.四联苯()的一氯代物有5种 C.与具有相同官能团的同分异构体的结构简式为CH2==CHCH2COOH、CH3CH==CHCOOH D.兴奋剂乙基雌烯醇()可能有属于芳香族的同分异构体 【答案】A 【解析】分子式为C3H6O2的酯可能是HCOOC2H5、CH3COOCH3，水解得到的醇分别是C2H5OH、CH3OH，得到的酸分别是HCOOH、CH3COOH，C2H5OH、CH3OH与HCOOH、CH3COOH形成的酯共有4种，A项错误；四联苯是具有两条对称轴的物质，即，有5种不同化学环境的氢原子，故有5种一氯代物，B项正确；乙基雌烯醇分子中含有4个环和1个碳碳双键，不饱和度为5，苯环的不饱和度为4，所以该有机物可能有属于芳香族的同分异构体，D项正确。 11.(2025·湖北腾云联盟一模)我国科研团队首次成功合成了由14个碳原子组成的环形纯碳分子材料，其合成原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.甲中所有原子不可能共面 B.甲的一氢取代物共有5种 C.C14与C60互为同分异构体 D.C14化学性质与金刚石有差异 【答案】D 【解析】甲中所有原子都在一个平面上，故A错误；由甲的结构简式可知，其存在两条对称轴，分子中含有3种不同化学环境的氯原子，则一氢取代物共有3种，故B错误；C14与C60为结构不同的单质，互为同素异形体，故C错误；C14和金刚石的结构不同，化学性质有差异，故D正确。 12.(2025·武汉检测)有机物A与B的分子式均为C5H10O2，在酸性条件下均可水解，转化关系如图。下列有关说法正确的是(　　) A.X、Y互为同系物 B.C分子中的碳原子数最多为3个 C.X、Y的化学性质不可能相似 D.X、Y互为同分异构体 【答案】D 【解析】分子式为C5H10O2的A和B都能发生水解，说明两者都是酯，且能生成同一产物C，说明X和Y分子式相同，但不是同一种物质，则X和Y互为同分异构体，A错误、D正确；因X、Y互为同分异构体，若C是酸，则X、Y是醇，至少3个C原子及以上的醇才能形成同分异构体，则C的碳原子数最多为2个，若C是醇，则X、Y是羧酸，至少4个C原子及以上的羧酸才能形成同分异构体，则C的碳原子数最多为1个，B错误；X、Y均为酸或醇，属于同一类物质，化学性质相似，C错误。 13.(8分)(1)C4H8O属于醛的同分异构体有　　　种；C4H8O2属于酸的同分异构体有　　　　种；C4H8O2属于酯的同分异构体有　　　　种。  (2)某有机物的化学式为C8H8O2，写出符合下列条件的有机物的结构简式：　　　 　　　　。  ①含有苯环；②属于酯类。 【答案】(1)2　2　4　(2)、、、、、 【解析】(2)审限定条件确定官能团或特殊基团→观察研究对象确定不饱和度→做减法，拆成碎片→重新组装。 ①甲酸某酯→ ②乙酸某酯→ ③苯甲酸某酯→ 符合条件的同分异构体共有6种。 14.(6分)(1)某有机物的结构简式如图所示，它的同分异构体中(不考虑立体异构)属于芳香酮的有　　　　种；芳香醛的有　　　　种。  (2)遇FeCl3溶液发生显色反应且苯环上有两个取代基的的同分异构体有　　种。  【答案】(1)5　14　(2)3 【解析】(1)的同分异构体属于芳香酮说明同分异构体分子中含有苯环和酮羰基，有、、、、，共5种；的同分异构体属于芳香醛说明同分异构体分子中含有苯环和醛基，其结构可以视作醛基取代了乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯分子中氢原子，种数分别为5、3、4、2，共有14种。(2)除苯环外不饱和度为1，可知苯环上除—OH外另一个取代基为—CH==CH2，有邻、间、对3种结构。 学科网（北京）股份有限公司 $