同分异构体

突破02 同分异构体判断（基础篇）

1．脂肪烃同分异构体的书写及数目判断：

(1)熟记简单烷基的同分异构体：甲基、乙基各有一种、丙基两种、丁基四种、戊基八种。

(2)简单烯烃、炔烃同分异构体数目判断：首先由类别异构判断它有几类，每一类物质先写碳链异构体，再写官能团的位置异构体，得到其同分异构体的数目。

2．烃的衍生物的同分异构体数目判断：

(1)多卤代烃同分异构体的确定——两步法：先确定碳骨架结构，再确定卤素原子的位置，卤素原子在碳骨架上的分布可按“先同后分散”的步骤处理，且“同时中到边，散时邻到间…”。

(2)链状一元取代物的同分异构体数目：链状一元取代物可视为由烃基(—R)与相对官能团(—A)构成(R—A)，它们的同类异构体的数目均与相应的烃基数目相同。

(3)酯类同分异构体的确定：将酯分解为RCOO—与R—两部分，再按(2)中介绍的方法确定酸与醇各自的同分异构体数目，最后二者相乘得出酯类同分异构体数目。

3．芳香族类有机物同分异构体数目判断：

(1)苯环上取代基的位置一定、种类不确定时，同分异构体数量由取代基的数量决定。

(2)苯环上取代基种类一定但位置不确定时，若苯环上只有两个取代基，其在苯环上有“邻、间、对”三种位置关系；当有三个取代基时，其在苯环上有“连、偏、匀” 三种位置关系

(，R表示取代基，可以相同或不同)。

1．下列有关同系物的叙述正确的是()

A．碳原子数不同、具有相同官能团的有机物一定互为同系物

B．具有相同官能团、相对分子质量相差14的倍数的有机物一定互为同系物

C．同系物之间相对分子质量一定相差14的倍数

D．互为同系物的有机化合物有可能互为同分异构体

2．最简式相同，但既不是同系物，又不是同分异构体的是()

①辛烯和3—甲基—1—丁烯②苯和乙炔③1—氯丙烷和2—氯丙烷④甲基环己烷和乙烯A．①②B．②③C．③④D．②④

3．分子式为C5H10O2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()

A．15种B．28种C．32种D．40种

4．下列关于同分异构体数目的叙述错误

．．的是()

A．甲苯苯环上的1个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种

B．已知丙烷的二氯代物有4种同分异构体，则其六氯代物的同分异构体数目也为4种C．含有5个碳原子的某饱和链烃，其一氯代物有3种

D．菲的结构为，它与硝酸反应可生成5种一硝基取代物

5．分子式为C6H14O且含有“—CH2OH”的同分异构体有(不考虑立体异构)（）

A．7种B．8种

C．9种D．10种

6．如图所示的有机物M(只含C、H、O)的球棍模型图。不同大小、颜色的小球代表不同的原子，小球之间的“棍”表示共价键，既可以表示三键，也可以表示双键，还可以表示单键。下列有关M的推断正确的是()

A．M的分子式为C12H12O2

B．M与足量氢气在一定条件下反应的产物的环上一氯代物有7种

C．M能发生中和反应、取代反应

D．一个M分子最多有11个原子共面

7．3-甲基戊烷的一氯代物有(不考虑立体异构)()

A．3种B．4种C．5种D．6种

8．化学家们合成了如图所示的一系列星烷，如三星烷、四星烷、五星烷等。下列说法正确的是()

A．它们之间互为同系物

B．六星烷的化学式为C18H24

C．四星烷与互为同分异构体

D．它们的一氯代物均只有两种，而三星烷的二氯代物有四种

9．组成和结构可用表示的有机物中，能发生消去反应的共有()

A．10种B．16种C．20种D．25种

10．有机物甲的分子式为C9H18O2，在酸性条件下甲水解为乙和丙两种有机物，在相同的温度和压强下，同质量的乙和丙的蒸气所占体积相同，则甲的可能结构有()

A．8种B．14种C．16种D．18种

11．分子式为C5H12O的醇与分子式为C5H10O2的羧酸形成的酯共有(不考虑立体异构)() A．24种B．28种C．32种D．40种

12．根据下表中烃的分子式排列规律，判断空格中烃的同分异构体数目是()

A．3 B．4 C．5 D．6

13．某有机化合物的结构简式为CH3CH2CHCH2CH3CH3，其一氯取代产物有()

A．3种B．4种C．5种D．6种

14．某烯烃与H2加成后的产物为，则该烯烃的结构简式可能有()

A．1种B．2种C．3种D．4种

15．有机物的同分异构体中，满足下列条件的有________种(不考虑烯醇)。①仅含有苯环，无其他环状结构；②遇三氯化铁溶液显紫色；③1 mol能与3 mol 金属钠反应生成1．5 mol氢气。其中核磁共振氢谱表明分子中有五种氢，且其峰面积之比

为2∶2∶2∶1∶1，请写出其结构简式：_____________________________________________。

16．(1)如图都是简化的碳架结构：，其分子式分别是________、

_______；降冰片烷发生一氯取代时，取代位置有____________种；篮烷发生一氯取代时，

其一氯代物有________种。

（2）烷烃分子可看成是由—CH3、—CH2—、和等结构组成的。如果某烷烃分子中同时存在这4种结构，所含碳原子数又最少，这种烷烃分子应含____________个碳原子，其结构简式可能为___________或_________或______。

参考答案

1．C 【解析】同系物必须结构相似即具有相同官能团，且官能团个数相同，并且相差一个或多个CH2原子团，即碳原子数不同或相对分子质量相差14的倍数；互为同系物的有机物碳原子数一定不同，故不可能互为同分异构体。答案：C

2．D 【解析】同系物指结构相似，组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的物质；同分异

构体指具有相同的分子式而分子结构不同的物质。①中物质是同系物，③中物质是同分异构体。答案：D

3．D 【解析】由分子式C5H10O2分析，酯类：HCOO—类酯，醇为4个C原子的醇，同分异构体有4种；CH3COO—类酯，醇为3个C原子的醇，同分异构体有2种；CH3CH2COO—类酯，醇为乙醇；CH3CH2CH2COO—类酯，其中丙基CH3CH2CH2—(有正丙基和异丙基)2种，醇为甲醇；故羧酸5种，醇8种。从5种羧酸中任取一种，8种醇中任取一种反应生成酯，共有5×8＝40种。答案：D

4．C 【解析】A项，甲苯苯环上共有3种氢原子，含3个碳原子的烷基共有2

种:—CH2CH2CH3(丙基)、—CH(CH3)2(异丙基)，故甲苯苯环上的1个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种，正确;B项，采用换元法，将氯原子代替氢原子，氢原子代

替氯原子，由二氯代物有4种同分异构体，可得到六氯代物也有4种同分异构体，正确;C 项，含5个碳原子的饱和链烃有以下几种情况:正戊烷(CH3CH2CH2CH2CH3)有3种一氯代物，异戊烷[(CH3)2CHCH2CH3]有4种一氯代物，新戊烷[C(CH3)4]只有1种一氯代物，选项中未

指明是哪一种链烃，故错误;D项，菲的结构中硝基取代的位置如图:，共有5种一硝基取代物，正确。答案：C

5．B 【解析】首先确定C6H14的同分异构体，再确定-OH取代C6H14中甲基上的H原子数目可确定同分异构体数目。C6H14的同分异构体有：①CH3CH2CH2CH2CH2CH3、②

CH3CH2CH2CH(CH3)2、③CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、④CH3CH2C(CH3)3、⑤CH(CH3)2CH(CH3)2、

①中甲基处于对称位置，-OH取代甲基上的H原子有1种结构；②中甲基有2种，-OH取

代甲基上的H原子有2种结构；③中甲基有2种，-OH取代甲基上的H原子有2种结构；④中甲基有2种，-OH取代甲基上的H原子有2种结构；⑤中甲基有1种，-OH取代甲基

上的H原子有1种结构；故符合条件的C6H14O的同分异构体有8种。答案：B

6．C 【解析】题目已限制M只含碳、氢、氧三种元素，碳、氢、氧原子最外层电子数分

别为4、1、6，每个原子形成共价键数目依次为4、1、2，由原子最外层电子数与形成共价键数目关系知，小黑球代表氢原子，白球代表氧原子，大黑球代表碳原子。A项，分种类数清M分子中原子个数知，一个M分子含有12个碳原子、2个氧原子、10个氢原子，M的分子式为C12H10O2，A项错误；B项，M与足量氢气加成生成N，如下所示：

M N

M的苯环上有7种氢原子，而N的环上有10种氢原子，所以，N分子的环上能形成10种

一氯代物，B项错误；C项，M分子中含有苯环、羧基，具有羧酸的性质，它能发生中和反应、酯化反应，苯环上的氢能与溴、浓硝酸等在一定条件下发生取代反应，酯化反应也属于取代反应，C项正确；D项，苯环上所有原子共面，则两个苯环连接形成的萘环上所有原子共面，即M分子中至少有18个原子共面，—COOH中原子可能共面，故最多有22个原子共面，D项错误。

7．B 【解析】根据3-甲基戊烷的碳架进行分析，可知1和5位碳、2和4位碳上的H分别是对称的，加上3位碳上的H和3位碳甲基上的H，不难得到3-甲基戊烷的一氯代物有4种。

8．B 【解析】三星烷、四星烷、五星烷的化学式分别为C9H12、C12H16、C15H20，它们不符合同系物的概念。对于选项D，它们的一氯代物均只有两种是正确的，而三星烷的二氯代物应该有7种。

9．C 【解析】苯环左边的取代基共有5种：CH2ClCH2CH2—、CH3CHClCH2—、CH3CH2CHCl—、CH3(CH2Cl)CH—、(CH3)2CCl—，其中有5 种能发生消去反应；右边的有4种：CH3OCH2—、CH3CH2O—、CH3CH(OH)—、HOCH2CH—，因此能发生消去反应的共有20种。答案：C 10．C 【解析】在相同的温度和压强下，同质量的乙和丙的蒸气所占体积相同，则二者的

物质的量相同，所以乙、丙的摩尔质量相同，根据甲的分子式判断甲是酯类化合物，水解生成羧酸和醇，若乙、丙的摩尔质量相同，则乙、丙的分子式为C4H8O2、C5H12O，即甲是丁酸与戊醇形成的酯，根据同分异构体的书写，丁酸有2种结构，戊醇有8种结构，所以甲有16种结构。答案：C

11．C 【解析】分子式为C5H12O的醇是戊基与羟基连接形成的化合物，戊基有8种，所以分子式为C5H12O的醇共有8种；分子式为C5H10O2的羧酸是丁基与羧基连接形成的化合价，丁基有4种结构，则分子式为C5H12O2的羧酸共有4种，题目组合后能得到酯的种类是：8×4＝32种，故答案是C。答案：C

12．A 【解析】分析表格可以发现碳原子数是依次递增的，而氢原子每两组依次相差4，从而推出第5种烃的分子式应为C5H12(戊烷)，它有3种同分异构体，正戊烷、异戊烷、新戊

烷。结构简式分别为：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、、。答案：A

13．B 【解析】由对称性分析知中1、5，2、4号碳原子上的H 的化学环境相同，因此1、2、3、6号碳原子上的H可被取代形成4种取代产物。答案：B 14．C 【解析】解决此问题常采用还原法，根据加成反应的特点，分子中可存在双键的位置，必定是产物中相邻的两个碳原子都至少含有一个氢原子。我们在两个含有氢原子的碳原

子之间加上C===C即可，如在①②③④处加上CC，但①②两者位置是等效的，所以该烯烃的结构简式可能有3种。答案：C

15．6

【解析】根据条件①仅含有苯环，无其他环状结构；②遇三氯化铁溶液显紫色，说明有酚羟基；③1 mol能与3 mol金属钠反应生成1．5 mol氢气，说明分子中有三个羟基或羧基，则符合条件的D的同分异构体为苯环上连有3个—OH 和一个—CH==CH2，根据定三动一的原则，共有6种，其中核磁共振氢谱表明分子中有五种氢，且其峰面积之比为2∶2∶2∶1∶

1的结构简式为

。

16．(1)C 7H 12 C 10H 12 )3 4 (2) 、、

【解析】（1）根据键线式的规定，每个拐点及终点均有碳原子，再根据每个碳满四价的原则

查找C 、H 个数，可得到分子式。降冰片烷左右对称，前后也对称，因此观察此烷的14部分即可，共有3种类型的氢原子。同理，篮烷上有4种类型的氢原子，从而得到一氯取代物种数。（2）存在—CH 2—时，两边键只能连碳原子，不能连氢原子；

的四个共价键只能连碳原子，不能连氢原子；的三个共价键只能连碳原子，不能连氢原子，所以有：

、、三种结构简式。