高中化学 同分异构体

同分异构体

课时安排：同分异构体数目判断（1课时）

限定条件同分异构体的书写（1课时）

同分异构体习题课（1课时）

教学重点：掌握同分异构体数目判断与限定同分异构体书写的方法

熟记常见结构的同分异构体数目

教学内容：

第1课时同分异构体数目的判断

一、不同物质类别同分异构体数目判断

1.烷烧——只有碳链异构

方法：主链c数从多到少，支链数从少到多写

书写步骤：《优化设计》159页微专题161.烷烧的同分异构体的书写步骤

例1:写出分子式为C6H14的所有可能的结构简式

2.同分异构体数目的判断方法（《优化设计》159页微专题162.同分异构体数目的判断方法）

2.烯燃、焕燃一一碳链异构、官能团位置异构

方法：先写出所有C骨架（即碳链异构），再插入碳碳双键或碳碳三键

例2：写出分子式为QHio能使滨水褪色的所有可能的结构简式

3.卤代;醇、醛、较酸

方法：①可看成是煌的一取代物，进而判断对应燃中H的种类即可。②可看成是煌基与官能团相连，即判

断克基的种类即可。（即为取代法：先确定官能团或者取代基-一一碳链异构一位置异构）

熟记：1-5个C数的烷燃基的种类

-CH3种；-C2H5种；-C3H7种；-C4H9种；-CsHli种；

例3：分子式为C5H12。能与Na反应的同分异构体的种类为。

分子式为C5H10O2能与NaHC03反应的同分异构体的种类为。

分子式为C4H7cl能使滨水褪色的同分异构体的种类为。

4.酯类

方法：分C法，还要注意限定条件

例4：分子式为C5H10O2属于酯的同分异构体的数目为o

分子式为C5H1Q2且水解产物中的醇能发生连续氧化的所有酯的同分异构体的数目为。

【分析】

情形竣酸醇酯的种数

①C1X1C4X44X1=4

②

③

④

5.含苯环的有机物

①二取代

1

二、二元取代物同分异构体数目的判断

方法：①定一移一

②可以看成一取代的一取代物的种类

例5:螺［2,2］戊烷（X）的二氯取代物有种。

熟记：a-CH2-a（或b）有（,）种；a-C2Hra（或b）有（,）种；

a-C3H6-a（或6）有（,）种；a-C4H8-a（或b）有（,）种

例7：分子式为C4H8c12的有机物共有（不含立体异构）

例7：《优化设计》159页典例1

三.换元法

适用于确定煌的多元取代物的同分异构体数目。如苯的二氯取代物有种同分异构体，则苯

的氯取代物也有3种同分异构体（将H原子与C1原子交换）o

四、同分异构体数目的其他常用的判断方法

（1）记忆法：记住一些常见有机物同分异构体数目，如

①凡只含一个碳原子的分子均无同分异构体；

②乙烷、丙烷、乙烯、乙烘无同分异构体；

③4个碳原子的烷烧有2种同分异构体，5个碳原子的烷燃有3种同分异构体，6个碳原子的烷燃有5种同

分异构体。

（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（C6H4cL）有3种同分异构体，四氯苯也有3种同分异构体（将H和C1互换）；又如CM

的一氯代物只有1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：

①同一碳原子上的氢原子等效。

②同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。

③位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。

（4）定n移一法：分析二元取代产物的方法。如分析C3H6c12的同分异构体数目，可先固定其中一个氯原

子的位置，然后移动另一个氯原子。o

（5）组合法:确定酯的同分异构体的方法。饱和一元酯R1一一（）R2，若Ri有利利R2有"种，共有

mX”种。如丁酸戊酯的结构有2X8=16种

例9：《优化设计》159页典例2

【对点练习】题组一

1.分子式为C6H10O4,且能与NaHCCh反应的只含一种官能团的有机物共有（不含立体异构）（）

A.7种B.8种C.9种D.10利।

2.分子式为C4H2c18的同分异构体共有（不考虑立体异构）（）

A.10种B.9种C.8种D.7种

3.以一个丁基（一C4H”取代联三苯（（足）分子中的一个氢原子，所得的同分异构体数目为（）

A.18种B.28种C.21种D.20种

2

4.下列说法正确的是（）

A.乙烷的一氯代物同分异构体有1种，二氯代物的同分异构体有3种

B.正戊烷的一氯代物同分异构体有3种，二氯代物的同分异构体有9种

C.正丁烷的•氯代物同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有5种

D.丙烷的一氯代物同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有5种

题组二含苯环结构同分异构体数目的判断

4.分子式为C8H9cl且含有苯环的同分异构体数目为（）

A.10种B.12种C.14种D.18种

5.分子式为C9Hl2。，分子中有一个苯环、一个链炫基且属于酚类的有机物有（）

A.2种B.4种C.5种D.6种

CH.,o-Y%^crio

5.有机物M有多种同分异构体，其中属于酯且苯环上有2个取代基的共有（）

A.3种B.4种C.5种D.6种

6.乙苯（O-CH,CH,）的二氯代物共有（）

A.15种B.12种C.9种D.6种

第2课时限定条件同分异构体的书写

【审题思路】：读题，看信息

I

看结构是否相似，比如看是否都有苯环

/'

若结构不相似若结构相似，比如都有苯环

则恢复成分子I，再写算出苯环］链上①不饱和度②非H原子数

再根据信I,判断官能团、侧链数、位置关系等

写出同分1构体，并检查

【书写思路】

（-）取代法：适用于烷烧、烯荒、焕泾、芳香煌、卤代烧、醇、酚、醛、竣酸等的同分异构体的确定

1、确定分子式及不饱和度

2、类别异构——-根据题目信息确定官能团

3、碳链异构一一写出除官能团外剩余的碳原子的碳架异构

4、位置异构——寻找等效氢，用取代法确定官能团的位置异构。

（二）插入法：适用于酯、酸、酮的同分异构体的确定

1、酸和酮的同分异构体的确定思路：

①确定分子式及不饱和度

②类别异构一一-根据题目信息确定官能团醒键或谈基

③碳链异构一一写出除官能团外剩余的碳原子的碳架异构

④位置异构一一寻找不等效C-C键，用插入法确定官能团的位置异构。

2、酯的同分异构体的书写思路：

①确定分子式及不饱和度

②类别异构--根据题目信息确定官能团

③碳链异构——写出除官能团外剩余的碳原子的碳架异构

④位置异构一一寻找不等效C-C键（同时考虑顺插及反插，高度对称的GC键只考虑顺插），不等效GH键

（只考虑反插）。

【限定条件下同分异构体的书写流程】

分析已知物质的结构，明确其分子组成，即

至一上C、H、O原子数及不饱和度等。

方下根据限定条件确定同分异构体中所含官能

建二名一团、或基团。

依据限定条件书写、组装符合条件的有机物。

差因一书写时要按碳链异构一官能团位置异构f

官能团类别异构的顺序书写。

例1.写出C8H8。2含苯环的属于酯类的所有同分异构体

例2：《优化设计》160页典例3

例3.F是B的同分异构体，7.30g的F足量饱和碳酸氢钠可释放出2.24L二氧化碳

（标准状况），F的可能结构共有种（不考虑立体异构），其中核磁共振氢谱为三组

峰，峰面积比为3：1：1的结构简式为

H3COOC-HT^COOCH3…八口…

例4.具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E(\=/)的同分异构体，0.5mol

W与足量碳酸氢钠溶液反应生成44gCO2,w共有种同分异构体（不含立体异构），其中核磁共振氢

谱

有3组峰的同分异构体的结构简式为_____________________________________________________

例4有机物A（<>）能发生银镜反应，且分子中含有两个苯环，其水解产物之一能与

FeCb溶液发生显色反应的结构有种，其中核磁共振氢谱有6组峰的同分异构体的结构简式为

对点练习（第1课时）：1.判断对错

（1）相对分子质量相同的不同物质互称为同分异构体（）

（2）同分异构体可以是同一类物质，也可以是不同类物质（）

（3）正丁烷和异丁烷具有相同的物理性质（）

（4）正丁烷和2-甲基丁烷互为同分异构体（）

ciCI

II

H——C-ClH—C—H

（5）H和C1互为同分异构体（）

2.下列有机化合物的链状同分异构体数目最多的是（）

A.丁烷B.丁烯（C4H8）C.丁醇D.二氯丁烷

3.下列有关同分异构体数目的叙述中，正确的是（）

A.戊烷有2种同分异构体B.CgHe中只有3种属于芳香烂的同分异构体

C.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

D.CH3cH2cH2cH3在光照下与氯气反应，只生成1种一氯代燃

4.下列各组有机物的同分异构体种数相同的一组是（）

A.C5H12与c2H6。B.C4H10与c3H6C.C2H2c14与CH2c12D.CH2O与C2H4O2

5.下列有机物命名及其一氯代物的同分异构体数目正确的是（）

选项命名一氯代物

A2-甲基-2-乙基丙烷4

B1,3-二甲基苯3

C2,2,3-三甲基戊烷6

D2,3-二甲基-4-乙基己烷7

6.分子式为C8H9cl且含有苯环的同分异构体数目为。

7.分子式为C6H10O4,且能与NaHC03反应的只含一种官能团的有机物共有（不含立体异构）一种。

8.分子式为C9Hl2。，分子中有一个苯环、一个链炫基且属于酚类的有机物有种

CH3O—r^>r-CH0

9.有机物M有多种同分异构体，其中属于酯且苯环上有2个取代基的共有种

10.分子式为C6Hl2O2的有机物A,能发生银镜反应，且在酸性条件下水解生成有机物B和C,其中C能被

催化氧化成醛，则A可能的结构共有种

11.某饱和一元酯C5H10O2,在酸性条件下水解生成甲和乙两种有机物，乙在铜的催化作用下能被氧化为醛，

满足以上条件的酯有种

12.分子式为C8H8。2的芳香族化合物能与NaHCCh反应生成CO2，该化合物中连在碳原子上的氢原子被氯

原子取代后的一氯代物共有（不含立体异构）种

CHa

13.化OX）合物△i（b）、/\（d）、HC三C—CH=CH2（p）的分子式均为C4H4。它们互称

为，它们的一氯代物分别有、、种。

14.的一氯代物有一种，二氯代物有一种。

5

对点练习（第2课时）：

1.L是D（H。）的同分异构体，可与FeCb溶液发生显色反应，1mol的L可与2moi的Na2co3

反应，L共有种；其中核磁共振氢谱为四组峰，峰面积比为3：2：2：1的结构简式为

2.（1）分子式为C5H8。4能同时满足下列条件的共有种（不含立体异构）；

①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体

②既能发生银镜反应，又能发生皂化反应

其中核磁共振氢谱显示为3组峰，且峰面积比为6：1：1的是（写结构简式）。

CH3

-O—C—COOH

（2）符合下列3个条件的2H,的同分异构体有.

.种。①与FeCb溶液显色；②苯

环上只有两个取代基；③1mol该物质最多消耗3molNaOH,其中氢原子共有五种不同环境的是

______________（写结构简式）。

（3）同时满足下列条件：①与FeCb溶液发生显色反应；②苯环上有两个取代基、含C=O的

OH

O^CH—COOH的同分异构体有种（不包括立体异构）；其中核磁共振氢谱为4组峰、能水解的

物质的结构简式为。

3.写出下列特定有机物的结构简式。

⑴写出同时满足下列条件的L"CP的同分异构体的结构简式：

①分子中含有苯环，且苯环上的一氯代物有两种②与FeCb溶液发生显色反应③能发生银镜反应

⑵写出同时满足下列条件的6cn,ocir,的一种同分异构体的结构简式：

①苯环上有两个取代基②分子中有6种不同化学环境的氢

③既能与FeCb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

的一种同分异构体满足下列条件:

I.能发生银镜反应，其水解产物之一能与FeCb溶液发生显色反应

H.分子中有6种不同化学环境的氢，且分子中含有两个苯环

写出该同分异构体的结构简式：______________________________________________

6

4.⑴有机物CH3cH3、CH3cH=CH2、CH3cH2c三CH、CH2=CH2>CH三CH、\=/、CH3cH20H

中与甲烷互为同系物的是,分子空间构型为平面形的是,直线形的是

⑵在下列物质中，互为同分异构体的有；互为同系物的有；同为一种物质的有

。(分别用物质的序号填空)

OH

II

①HO—C—C—OH②H—C—O—C-

IIII1

OOH

OHO

II

③④

HO—CH2—CH2HO—C—CH3

HOH

⑤⑥

CH3—CH—CH3H—C-C—H

1

c—oHOH

1

OH

(3)如图为金刚烷的空间结构(碳架)，它的一氯代物有种，二氯代物有种。

(4)二嗯英是一类具有高毒性芳香族化合物的总称，其母体结构如图：

①已知该物质的一氯代物有二种，其七澳代物共有种;

②该物质的二氯取代物共有种。

5.化合物F是一种重要的有机合成中间体，下面是其合成路线的片段:

CHO

CH2<COOH)a

CsHnN

(1)化合物B中含氧官能团的名称是.

(2)以羟基为取代基，化合物A的名称(系统命名法)是。A分子中最多有个原子共平面。

⑶B生成C的有机反应类型是o由C生成D的化学方程式为

(4)满足下列条件的E的芳香族同分异构体共有种。(不含立体异构)

①能发生银镜反应；②其水解产物之一能与氯化铁溶液发生显色反应

其中核磁共振氢谱有4个峰,峰面积之比为1：2：3：6的一种同分异构体的结构简式为(写

一种即可)。

7

6.(1)分子式为C5H8。4能同时满足下列条件的共有种(不含立体异构)；

①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体

②既能发生银镜反应，又能发生皂化反应

其中核磁共振氢谱显示为3组峰，且峰面积比为6：1:1的是(写结构简式)。

CH3

<》—<)CCOOH

(2)符合下列3个条件的CE的同分异构体有种。①与FeCb溶液显色；②苯

环上只有两个取代基；③1mol该物质最多消耗3molNaOH,其中氢原子共有五种不同环境的是

______________(写结构简式)。

(3)同时满足下列条件：①与FeCb溶液发生显色反应；②苯环上有两个取代基、含C=O的

011

OCHCOOH的同分异构体有种(不包括立体异构)；其中核磁共振氢谱为4组峰、能水解的

物质的结构简式为。

CCOOH

官能团的种类和数目完全相同的同分异构体有种(不含立体异构),

其中核磁共振氢谱为4组峰，且峰面积之比为1：2：3：4的是(写结构简式)。

庠状厂照

8.(2020・合肥模拟)在6(〜)的同分异构体中，苯环上的一氯代物只有一种的共有_________

种(不含立体异构)，其中核磁共振氢谱显示两组峰的是(写结构简式)。

H2N—ZCOOH

9.(1)抗结肠炎药物有效成分的结构简式为X/()H，它的同分异构体中，符合下列条件的有

________种。

①遇FeCb溶液有显色反应②分子中甲基与苯环直接相连③苯环上共有三个取代基

⑵写出符合下列要求的H(()()H的同分异构体的结构简式：

①苯环上只有两个取代基②能使浪的CCL.溶液褪色，且在酸性条件下能发生水解③核磁共振氢谱显示

吸收峰面积之比为1：1：2：2：2

(3)D是化合物B(CH2=CHCH?Br)的一种同分异构体，其核磁共振氢谱显示有两种不同化学环境的氢，且峰

面积之比为4：1,D的结构简式为o

8

对点练习(第1课时)答案：

1.(1)X(2)J(3)X(4)X(5)X

2.D3.C4.B5.D6.147.98.69.310.411.612.1713.同分异构体3、1、314.2,10

oCH3

对点练习(第2课时)答案答案：〈1〉5H—C—O—C—COOH

CH3

CH3

III

(2)6HO―《》一()—C—CH—CH3

答案HO—CHzCHO(3)21CHC(X)~—OH―《〉—OH

33.

OCH3O

Iz=\

(2)H—C—O—CH—》OH(或H—C

4.答案：⑴CH3cH3CH2=CH2、CH三CH⑵②④④⑤③⑥(3)26(4)@2②10

5.答案：(1)羟基、竣基(2)4-羟基苯甲醛或对羟基苯甲醛15(3)还原反应

6解析：⑴分子式为C5H8。4的有机物，①能与饱和NaHCCh溶液反应产生气体，说明分子结构中含有

覆基；②既能发生银镜反应，又能发生皂化反应，说明含有酯基和醛基，符合条件的结构有

9oCHQCOOII

IIIIII3III

一：、、、

IIC-O-CHCII2CCX)IIH—C-O—CIIZ-CH-COOIIH—C_O-CH—CHZCH3

。CIL

IIII

IIOCIIzL.CIIN<XXM1.1IC：OCCXX^I1

<-•i.共5种。其中核磁共振氢谱显示3组峰，且峰

面积比为6：1：1的结构为<»<71.

IIC：O<：CXX”I-

(2)同分异构体符合下列条件：3",

①与FeCb溶液显色，说明含有酚羟基；②苯环上只有两个取代基；③1mol该物质最多消耗3moi

NaOH,说明另一个取代基为RCOO—,该取代基为CH3cH2cH2COO—、(CH3)2CHCOO—,这两种取代

基都与酚羟基有邻、间、对3种位置关系，所以符合条件的同分异构体有6种，其中氢原子共有五种不同

oCH3

/、III

环境的是“<>O°C61

(3)同分异构体同时满足下列条件：①与FeCb溶液发生显色反应；②苯环上有两个取代基、含C=O,

苯环上邻、间、对3种：f，侧链有同分异构体:一COOCH3、一OOCCH3、一CH2coOH、一CH2OOCH、

—OCH2CHO,—COCH2OH,—CHOHCHO7fF,故同分异构体有3X7=21种；核磁共振氢谱为4组峰、

能水解的物,IIJoJCXXJH种H(上述前两种)才符合条件,

I

OH；,

°5八

其结构简式;<2>6IIOO<><：<：11<11,

6答案:<3>21C113cxX)〈》OII4^11C2II3CXX：《》Oil

9

7答案8H()()CCH2cHeH2c()()H

CH3

nooccH2CHCH2C()OU

I

解析F中含有2个猴基，与F官能团种类和数目完全相同的同分异构体有