模板02 限制条件同分异构体的书写(原卷版)-2025年高考化学答题技巧与模板构建

模板02限制条件同分异构体的书写识识·题型解读考情分析+命题预测/技巧解读明·模板构建答题模板+技巧点拨技法01同分异构体书写的常见限制条件技法02同分异构体数目的判断和书写通·模板运用真题示例+模板答题+变式训练练·模板演练最新模拟、预测考向本节导航限定条件的同分异构体书写或数目的判断，是近年来试卷的“压轴”题。同分异构体的常见题型如下：限定条件的同分异构体书写或数目的判断，是近年来试卷的“压轴”题。同分异构体的常见题型如下：(1)限定范围书写和补写，解题时要看清所限范围，分析已知几个同分异构体的特点，对比联想找出规律补写，同时注意碳的四价原则和官能团存在位置的要求。(2)对“结构不同”要从两个方面考虑：一是原子或原子团的连接顺序；二是原子的空间位置。(3)判断取代产物同分异构体种类的数目。其分析方法是分析有机物的结构特点，确定不同位置的氢原子种类，再确定取代产物同分异构体的数目。第一步：根据限定条件确定官能团或取代基根据题目所给分子式、结构、性质、定量反应关系、谱图等信息判断含有的官能团或取代基的种类及数量。第二步：根据不饱和度确定其他官能团或取代基计算所求物质的不饱和度，进一步确定是否含有其他官能团或取代基。第三步：写出碳骨架，组装官能团或取代基利用“取代法”、“插入法”或“定一移一法”等确定官能团或取代基的位置。对于母体为苯环的，可根据支链数目和特征进行判断。第四步：确定同分异构体的种类及结构简式计算所有符合条件条件的同分异构体种类数，写出所有物质的结构简式。技法01同分异构体书写的常见限制条件1．同分异构体书写的常见限制条件与结构的关系(1)不饱和度与结构的关系Ω=1，1个双键或1个环Ω=2，1个三键或2个双键或1个双键或1个环Ω=3，3个双键或1个双键和1个三键或1个环和2个双键Ω≥4，考虑可能含有苯环(2)化学性质与结构的关系能与金属钠反应：羟基、羧基能与碳酸钠溶液反应：酚羟基、羧基能与FeCl3溶液发生显色反应：酚羟基能发生银镜反应：醛基能发生水解反应：卤原子、酯基、酰胺基(3)核磁共振氢谱与结构的关系确定有多少种不同化学环境的氢原子及个数之比判断分子的对称性2．限定条件下同分异构体的书写方法(1)“碎片”推测：依据分子式(不饱和度)信息、特殊结构信息、类别信息、化合物性质等推断官能团。(2)碳架构建：除“碎片”以外的碳原子，按碳架异构搭建。(3)“碎片”组装：先在苯环上进行基团定位→再考虑取代基的碳链异构→再考虑取代基在苯环上的位置异构→最后考虑官能团类别异构。(4)方法选择：“端基碎片”的位置异构一般选择“等效氢”，“定一移一”等方法；“非端基碎片”的位置异构一般选择“插入法”。技法02同分异构体数目的判断和书写1．同分异构体数目的判断方法(1)记忆法：记住一些常见有机化合物同分异构体的数目，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、乙炔无同分异构体;③4个碳原子的烷烃有2种同分异构体，5个碳原子的烷烃有3种同分异构体，6个碳原子的烷烃有5种同分异构体。(2)基元法：如根据丁基有4种，可以确定丁醇、戊醛、戊酸都有4种结构。(3)替代法：如二氯苯(C6H4Cl2)有3种同分异构体(氯原子位置包括邻、间、对三种)，四氯苯也有3种同分异构体(两个氢原子位置包括邻、间、对三种);又如CH4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。(5)二元取代物同分异构体的判断，可用“定一移一”的方法，即先定位一个取代基，再移动另一个取代基。2．苯的同系物的同分异构体判断苯的同系物的同分异构体的数目一般按照基团连接法，如C9H12属于芳香烃的同分异构体：(1)只有一个取代基：可以看作由苯环连接丙基(—C3H7)构成，由于丙基(—C3H7)有2种结构，因此有：、。(2)两个取代基：、、。(3)三个取代基：、、。3．苯环上位置异构的书写技巧——定一(或定二)移一法(1)在苯环上连有两个新的原子或原子团时，可固定一个移动另一个，从而写出邻、间、对三种异构体；(2)苯环上连有三个新的原子或原子团时，可先固定两个原子或原子团，得到三种结构，再逐一插入第三个原子或原子团，这样就能写全含有芳香环的同分异构体。例如：二甲苯苯环上的一氯代物的同分异构体共有六种(2＋3＋1＝6)。注意：在移动原子或原子团时要按照一定的顺序，有序思考，防止重复，避免遗漏，这样就能写全含有芳香环的同分异构体。(3)若苯环上连有3个不同的取代基，其同分异构体数目为10种，如苯环有3个取代基的结构有10种。(4)等效氢法判断芳香烃一卤代物的数目“等效氢”就是在有机物分子中处于相同或完全对称位置的氢原子，任一等效氢原子若被相同取代基取代所得产物都属于同一物质例：甲苯和乙苯苯环上的一氯代物的同分异构体分别都有三种(邻、间、对)：4．熟记常考的同分异构体模型(1)只含一种化学环境的氢原子的有机物：甲烷、乙烷、新戊烷、2，2，3，3-四甲基丁烷、苯、环己烷、乙炔、乙烯等；(2)丁烷、丁炔、丙基、丙醇均有2种不同结构；(3)戊烷、丁烯、戊炔均有3种不同的结构；(4)丁基、C8H10芳香烃的不同的结构均有4种；(5)己烷、C7H8O的含有苯环的不同结构均有5种；(6)戊基、C9H12的含有苯环的不同结构均有8种；(7)含苯环同分异构体数目的判断①若苯环上连有2个取代基，其结构有邻、间、对3种。②若苯环上连有3个相同的取代基，其结构有3种。③若苯环上连有—X、—X、—Y3个取代基，其结构有6种。④若苯环上连有—X、—Y、—Z3个不同的取代基，其结构有10种。1．（2023·全国甲卷）阿佐塞米(化合物L)是一种可用于治疗心脏、肝脏和肾脏病引起的水肿的药物。L的一种合成路线如下(部分试剂和条件略去)。已知：R-COOHR-COClR-CONH2(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。【答案】(7)d【第一步根据限定条件确定官能团或取代基】根据有机物C的结构，有机物B被酸性高锰酸钾氧化为C，则有机物B为。所以官能团为—NO2和-Cl。【第二步根据不饱和度确定其他官能团或取代基】要求找出具有相同官能团的B的芳香同分异构体，所以除官能团和苯环以外，还有一个饱和碳原子。【第三步写出碳骨架，组装官能团或取代基】碳骨架为苯环，依次考虑苯环上只有1个取代基、2个取代基和3个取代基，找出对应的取代基。只有1个取代基：（1种）；有2个取代基，会出现2种情况：①—NO2、—CH2Cl（3种）；②—CH2NO2、—Cl（3种）；有3个取代基，分别为—CH3、—NO2、—Cl（10种），共17种结构。【第四步确定同分异构体的种类及结构简式】与分子式为C7H6ClNO2的芳香同分异构体且含有-Cl、-NO2两种官能团共有17种，分别为：(有机物B)、、、、、、、、、、、、、、、、，除有机物B外，其同分异构体的个数为16个；在这些同分异构体中核磁共振氢谱的峰面积比为2：2：1：1，说明其结构中有4种化学环境的H原子，该物质应为一种对称结结构，则该物质为。2．（2023·重庆卷）有机物K作为一种高性能发光材料，广泛用于有机电致发光器件(OLED)。K的一种合成路线如下所示，部分试剂及反应条件省略。已知：

(和为烃基)(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，且峰面积比为的化合物为L，L与足量新制的反应的化学方程式为。【答案】(5)9C(CH3)2(CHO)2+4Cu(OH)2+2NaOHeq\o(,\s\up7(△))C(CH3)2(COONa)2+2Cu2O+6H2O【第一步根据限定条件确定官能团或取代基】含有两个。【第二步根据不饱和度确定其他官能团或取代基】G的同分异构体中除两个外，其余的3个碳原子均为饱和碳原子。【第三步写出碳骨架，组装官能团或取代基】碳骨架为5个碳原子，有3种结构：C—C—C—C—C、、，采取定一移一法，确定两个=O的位置。、、、，共10种结构。【第四步确定同分异构体的种类及结构简式】G的同分异构体中，含有两个

的化合物有

、、、、、、、、

、，共10个，其中G的同分异构体有9个，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是

，L与足量新制的反应的化学方程式为C(CH3)2(CHO)2+4Cu(OH)2+2NaOHC(CH3)2(COONa)2+2Cu2O+6H2O。1．（2022·全国甲卷）左旋米那普伦是治疗成人重度抑郁症的药物之一，以下是其盐酸盐(化合物K)的一种合成路线(部分反应条件已简化，忽略立体化学)：已知：化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳。(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。2．（2023·福建卷）沙格列汀是治疗糖尿病的常用药物，以下是制备该药物重要中间产物F的合成路线。已知：表示叔丁氧羰基。(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，写出该同分异构体的结构简式。(只写一种)1．（2022·广东卷）基于生物质资源开发常见的化工原料，是绿色化学的重要研究方向。以化合物I为原料，可合成丙烯酸V、丙醇VII等化工产品，进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。(5)化合物VI有多种同分异构体，其中含

结构的有种，核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为。2．（2023·江苏卷）化合物I是鞘氨醇激酶抑制剂，其合成路线如下：(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。3．（2023·海南卷）局部麻醉药福莫卡因的一种合成路线如下：(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)4．（2023·浙江卷）某研究小组按下列路线合成胃动力药依托比利。已知：

请回答：(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②谱和谱检测表明：分子中共有4种不同化学环境的氢原子，有酰胺基()。5．（2023·湖南卷）含有吡喃萘醌骨架的化合物常具有抗菌、抗病毒等生物活性，一种合成该类化合物的路线如下(部分反应条件已简化)：回答下列问题：(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；6．卤沙唑仑W是一种抗失眠药物，在医药工业中的一种合成方法如图：已知：i．ii．回答下列问题：(7)C的一种同系物，其同分异构体中，含有苯环并能发生银镜反应、且有4条支链的化合物共有种。(不考虑立体异构)7．有机物M是重要的有机合成中间体，其合成路线之一如下：已知：①(、、为烃基)；②的原子利用率为100％。回答下列问题：(6)D有多种同分异构体，同时满足下列条件的有种(不含立体异构)，其中核磁共振氢谱有4组峰且峰面积之比为3：2：2：1的是(写结构简式)。①含有苯环；②1mol异构体最多与2molNa反应；③1mol异构体最多与2molNaOH反应。8．吡扎地尔是一种降血脂、抗血小板聚集药。一种合成路线如图。请回答下列问题：(4)D的芳香族同分异构体有种，其中在核磁共振氢谱上有4组蜂且峰的面积之比为2：2：2：3的结构简式为。9．肉桂醛基阿司匹林衍生物有望作为新型抗结直肠癌药物。肉桂醛基阿司匹林(化合物J)的某合成路线如图所示(部分反应条件已略去)。回答下列问题：(5)在E的同分异构体中，同时满足下列条件的共有种。①含有苯环；②与E含有相同的官能团；③苯环上有两个取代基；④不含结构其中，核磁共振氢谱显示为4组峰，且峰面积比为3：2：2：1的结构简式为(写出一种即可)。10．化合物M是有机合成重要中间体，其合成路线如图：已知：R1COOR2+R3CH2COOR4+R2OH(5)B的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式。i.能与FeCl3(aq)发生显色反应；ⅱ.碱性水解后酸化，所得两种产物分子均只有2种不同化学环境的氢原子。11．催化剂Mo(CO)6对于间位取代苯衍生物的合成至关重要，一种化合物H的合成路线如图：已知：－Ph代表苯基。(4)D与C2H5OH发生酯化反应的有机产物有多种同分异构体，其一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：。①分子中不同化学环境的氢原子个数比是6：2：2：1：1；②能发生水解反应，且1mol该物质完全水解时消耗2molNaOH。12．按要求写出符合特定条件的有机物的结构简式(1)写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的的同分异构体的结构简式_________________。(不考虑立体异构，只需写出3个)(2)的二氯代物有多种同分异构体，请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式______________、____________。①能发生银镜反应；②核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为3∶2∶1。(3)化合物CH3C≡CCOOC(CH3)3的核磁共振氢谱中有________个吸收峰；其满足以下条件的同分异构体(不考虑手性异构)数目为______________。①分子中含有碳碳叁键和乙酯基(—COOCH2CH3)②分子中有连续四个碳原子在一条直线上写出其中碳碳叁键和乙酯基直接相连的同分异构体的结构简式__________