1、123 有序思维突破同分异构体的书写及判断1同分异构体的书写规律(1)烷烃：烷烃只存在碳链异构，书写时要注意全面而不重复，具体规则如下：(2)具有官能团的有机物：一般按碳链异构位置异构官能团异构的顺序书写。例如：(以 C4H10O 为例且只写出骨架与官能团) (3)芳香族化合物：两个取代基在苯环上的位置有邻、间、对 3 种。(4)限定条件同分异构体的书写解答这类题目时，要注意分析限定条件的含义，弄清楚在限定条件下可以确定什么，一般都是根据官能团的特征反应限定官能团的种类、根据等效氢原子的种类限定对称性(如苯环上的一取代物的种数、核磁共振氢谱中峰的个数等)，再针对已知结构中的可变因素书写各种符合
2、要求的同分异构体。22同分异构体数目的判断方法(1)记忆法丙基(C 3H7)有 2 种，则丙烷的一卤代物、丙醇均有 2 种，丁醛、丁酸有 2 种。丁基(C 4H9)有 4 种，则丁烷的一卤代物、丁醇均有 4 种，戊醛、戊酸有 4 种。戊基(C 5H11)有 8 种，则戊烷的一卤代物、戊醇均有 8 种。苯环上的二氯代物、三氯代物均有 3 种，苯环上三个不同取代基时有 10 种。(2)基元法：如丁基有 4 种，则丁醇、戊醛、戊酸都有 4 种同分异构体。(3)替代法：如二氯苯(C 6H4Cl2)有 3 种同分异构体，四氯苯也有 3 种同分异构体(将 H和 Cl 互换)；又如 CH4的一氯代物只有 1
3、 种，新戊烷 C(CH3)4的一氯代物也只有 1 种。(4)等效氢法：等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法，其规律有同一碳原子上的氢原子等效。同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。1科学研究发现，具有高度对称性的有机分子具有致密性高、稳定性强、张力能大等特点。下面是三种常见高度对称烷烃的分子碳架结构，这三种烷烃的二氯取代产物的同分异构体数目是( )A2 种 4 种 8 种 B2 种 4 种 6 种C1 种 3 种 6 种 D1 种 3 种 8 种解析：选 C。正四面体烷中含有 1 种氢原子，一氯代物有 1 种，二氯代物只有 1 种；立方烷中含有 1 种氢原子
4、，一氯代物有 1 种，二氯代物有 3 种：两个氯原子在立方体同边有一种情况，两个氯原子在对角有两种情况；金刚烷的结构可看作是由四个等同的六元环组成的空间构型，分子中含 4 个 (次甲基)，6 个CH 2(亚甲基)，分子中含有2 种氢原子，所以该物质的一氯代物有 2 种，当次甲基有一个氯原子取代后，二氯代物有3 种，当亚甲基有一个氯原子取代后，二氯代物有 3 种，共 6 种，故选 C。2分子式为 C4H10O 的醇与分子式为 C4H6O2的链状结构羧酸形成的酯(不考虑立体异构)共有( )A8 种 B10 种C12 种 D14 种解析：选 C。分子式为 C4H10O 的醇的结构有 CH3CH2CH
5、2CH2OH、CH 3CH2CHOHCH3、(CH 3)32CHCH2OH、(CH 3)3COH，共 4 种同分异构体；C 4H6O2的链状结构羧酸的结构是CH2=CHCH2COOH、CH 3CH=CHCOOH、CH 2=C(CH3)COOH，共 3 种同分异构体，形成的酯(不考虑立体异构)共有 3412 种，故 C 正确。3戊醇 C5H11OH 与下列物质发生反应时，所得产物可能结构种数最少(不考虑立体异构)的是( )A与浓氢溴酸卤代 B与浓硫酸共热消去C铜催化氧化 D与戊酸催化酯化解析：选 B。戊醇可能的结构有 HOCH2CH2CH2CH2CH3 (消去反应产物为 1戊烯，铜催化氧化产物
6、1 种)、HOCH(CH 3)CH2CH2CH3(消去反应产物为 1戊烯和 2戊烯，铜催化氧化产物 1 种)、HOCH(CH 2CH3)2(消去反应产物为 2戊烯，铜催化氧化产物 1 种)、HOCH2CH(CH3)CH2CH3(消去反应产物为 2甲基1丁烯，铜催化氧化产物 1 种)、HOC(CH 3)2CH2CH3(消去反应产物为 2甲基1丁烯和 2甲基2丁烯，不能进行铜催化氧化)、HOCH(CH3)CH(CH3)2(消去反应产物为 2甲基2丁烯和 3甲基1丁烯，铜催化氧化产物 1 种)、HOCH2CH2CH(CH3)2(消去反应产物为 3甲基1丁烯，铜催化氧化产物 1 种)、HOCH2C(C
7、H3)3(不能消去，铜催化氧化产物 1 种)，即醇的结构有 8 种，对应的卤代烃也有 8 种；消去产物有 5 种；铜催化氧化产物有 7 种；戊酸有 4 种，与醇形成的酯有 32 种。4判断下列特定有机物的同分异构体的数目。(1)分子式是 C8H8O2的芳香酯的化合物有 种。(2)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。(3)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。苯的衍生物 含有羧基和羟基 分子中无甲基解析：(1)C 8H8O2可拆成 C6H5C2H3O2，甲酸的酯有 4 种，分别是4；乙酸的酯有 1 种： 苯甲酸的酯有 1 种： 共
8、 6 种。(2)将 中的羧基COOH 拆成CHO 和OH，可以使苯甲醛的 2 个苯环氢原子被 2 个羟基取代，方法是逐一取代，一羟基取代物有 二羟基取代物有共 6 种。(3)将 的酯基COOCH 3写成CH 2COOH，考虑邻、间、对有 3 种结构，分别是 再将 CH2移到羟基与苯环之间构成醇，同样邻、间、对有 3 种结构，分别是还有 共 7 种。答案：(1)6 (2)6 (3)75写出下列特定有机物的结构简式。5(1)写出同时满足下列条件的 的同分异构体的结构简式： 。分子中含有苯环，且苯环上的一氯代物有两种与 FeCl3溶液发生显色反应能发生银镜反应(2)写出同时满足下列条件的 的一种同分
9、异构体的结构简式： 。苯环上有两个取代基分子中有 6 种不同化学环境的氢既能与 FeCl3溶液发生显色反应，又能发生银镜反应，水解产物之一也能发生银镜反应解析：(1)根据，含有酚羟基，根据，含有醛基，根据，分子对称，采用对位结构，结构简式是(2)根据，含有酚羟基、甲酸酯基，根据残基法，还剩余 2 个 C 原子，再根据，其结构简式是6一、选择题1下列化合物中，同分异构体数目最少的是( )A戊烷 B戊醇C戊烯 D乙酸乙酯解析：选 A。A 项，戊烷有正戊烷、异戊烷和新戊烷 3 种同分异构体；B 项，戊醇书写为 C5H11OH，C 5H11有 8 种，则戊醇的同分异构体中属于醇类的就有 8 种，另外还
10、有醚；C 项，戊烯的同分异构体中属于烯烃的有 5 种(1戊烯、2戊烯、3甲基1丁烯、2甲基2丁烯、2甲基1丁烯)，属于环烷烃的有 4 种(环戊烷、甲基环丁烷、乙基环丙烷、二甲基环丙烷)，共计 9 种；D 项，酯类同分异构体有 4 种(乙酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸异丙酯、丙酸甲酯)，酯和羧酸是同分异构体，羧酸类同分异构体有 2 种(丁酸、2甲基丙酸)，再加上其他同分异构体(含有双键和羟基、醛基和羟基)，大于 6 种。综上所述同分异构体最少的为戊烷。2下列关于分子式为 C4H8O2的有机物的同分异构体的说法中，不正确的是( )A属于酯类的有 4 种B属于羧酸类的有 2 种C存在分子中含有六元环的同分异
11、构体D既含有羟基又含有醛基的有 3 种解析：选 D。A.C 4H8O2属于酯类的同分异构体，为饱和一元酯，若为甲酸与丙醇形成的酯，甲酸只有 1 种结构，丙醇有 2 种，形成的酯有 2 种，若为乙酸与乙醇形成的酯，乙酸只有 1 种结构，乙醇只有 1 种结构，形成的乙酸乙酯有 1 种，若为丙酸与甲醇形成的酯，丙酸只有 1 种结构，甲醇只有 1 种结构，形成的丙酸甲酯只有 1 种，所以 C4H8O2属于酯类的同分异构体共有 4 种，故 A 正确；B.C 4H8O2属于羧酸时，可以是丁酸或 2甲基丙酸，共有 2 种同分异构体，故 B 正确；C.存在分子中含有六元环的同分异构体： ，故 C正确；D.C
12、4H8O2属于羟基醛时，可以是 2羟基丁醛、3羟基丁醛、4羟基丁醛、2甲基2羟基丙醛、2甲基3羟基丙醛，共 5 种同分异构体，故 D 错误。73有机物 有多种同分异构体，其中属于酯且含有苯环的共有( )A3 种 B4 种C5 种 D6 种解析：选 D。苯环上有一个甲基的甲酸酚酯有 3 种，以 R 表示苯环，还有CH3COOR、RCOOCH 3、HCOOCH 2R3 种同分异构体，共 6 种。4组成和结构可用 表示的有机物中，能发生消去反应的共有( )A10 种 B20 种C30 种 D40 种解析：选 B。苯环左边的取代基有 5 种同分异构体，且都能发生消去反应，右边的取代基有 4 种同分异构
13、体，因此总共有 20 种，选 B。5已知阿魏酸的结构简式为 其同时符合下列条件的同分异构体的数目为( )苯环上有两个取代基，且苯环上的一溴代物只有 2 种能发生银镜反应与碳酸氢钠溶液反应可生成使澄清石灰水变浑浊的气体与 FeCl3溶液发生显色反应A2 B3C4 D5解析：选 C。根据条件，则两个取代基处于对位；根据条件，则含有醛基；根据条件，则含有羧基；根据条件，则含有酚羟基，结合阿魏酸的分子式，故其同分异构体的结构可能为二、非选择题86 的一种同分异构体满足下列条件：(1)能发生银镜反应，其水解产物之一能与 FeCl3溶液发生显色反应。(2)分子中有 6 种不同化学环境的氢，且分子中含有两个
14、苯环。写出该同分异构体的结构简式： 。解析：采取官能团拼凑法解答该题：能发生银镜反应说明含有CHO；能水解说明含有酯基；水解产物能与 FeCl3溶液作用发生显色反应，说明水解产物中含有酚羟基，故含有的酯基为酚羟基与羧酸生成；结合 B 的分子式为 C14H12O2，兼顾两个苯环以及所叙述的基团，可知结构为“2 个苯环、1 个CH 3、1 个OOCH” ，要想该分子中只能有 6 种氢，则CH 3与OOCH 处于对位，即答案：7有机物 的含两个COOCH 3基团的同分异构体共有 种(不考虑手性异构)，其中核磁共振氢谱呈现 2 个吸收峰的同分异构体的结构简式为 。解析：两个COOCH 3基团在端点，故
15、可写出其满足条件的同分异构体有 H3COOCCH2CH2CH2COOCH3、共 4 种，其中具有较强的对称性，只有两种化学环境的氢原子。答案：4 98对二苯甲酸甲酯 的同分异构体有多种，满足下列条件的共有 种。苯环上只有两个取代基1 mol 与足量的 NaHCO3溶液反应生成 2 mol CO2气体解析：对二苯甲酸甲酯的同分异构体符合下列条件：苯环上只有两个取代基；1 mol 与足量的 NaHCO3溶液反应生成 2 mol CO2气体说明含有两个羧基，若两个取代基都是CH2COOH，有邻、间、对 3 种结构；若两个取代基分别是COOH、CH 2CH2COOH，有邻、间、对 3 种结构；若两个取
16、代基分别是COOH、CH(CH 3)COOH，有邻、间、对 3 种结构；若两个取代基分别是CH 3、CH(COOH) 2，有邻、间、对 3 种结构；所以符合条件的有 12种同分异构体。答案：129乙酸苯甲酯的同分异构体有多种，请写出一种符合下列条件的同分异构体的结构简式： 。苯环上有三个侧链且苯环上一氯代物只有两种；不能发生水解反应，遇 FeCl3溶液显紫色；能与溴水反应而使溴水褪色；1 mol 该有机物最多能与 2 mol Na 反应。解析：苯环上有三个侧链且苯环上一氯代物只有两种；不能发生水解反应，遇FeCl3溶液显紫色，表明分子结构中不存在酯基，含有酚羟基；能与溴水反应而使溴水褪色，表明
17、分子结构中含有碳碳双键；1 mol 该有机物最多能与 2 mol Na 反应，表明分子结构中含有 2 个羟基。满足条件的同分异构体的结构简式为10答案：任写一种即可)10邻羟基苯甲酸 存在多种同分异构体，其中既能与 FeCl3发生显色反应，又能发生银镜反应的物质共有 种；写出其中核磁共振氢谱显示 4 组峰，且峰面积之比为 1221 的同分异构体的结构简式： 。解析： 的同分异构体能与 FeCl3发生显色反应，说明含有酚羟基，11又能发生银镜反应，说明含有醛基，则 1 个OOCH、1 个OH 与苯环相连有邻、间、对 3种，1 个CHO、2 个OH 与苯环相连有 6 种，共有 9 种；其中核磁共振氢谱显示 4 组峰，且峰面积之比为 1221 的同分异构体的结构简式为答案：9
