同分异构体常见题型及解法
一、概念：具有相同分子式而结构不同的化合物。 二、类型：(举例) ①碳链异构 ②位置异构 ③官能团异构 ④顺反异构
常见不同类物质之间的同分异构体 CnH2n(n≥3) 烯烃和环烷烃
CnH2n-2(n ≥4) 炔烃、二烯烃和环烯烃 CnH2n+2O(n≥3) 饱和一元醇和醚 CnH2nO(n≥3) 饱和一元醛和酮、烯醇 CnH2nO2(n≥2) 饱和一元羧酸、酯和羟基醛 CnH2n-6O(n≥7) 苯酚的同系物、芳香醇和芳香醚 CnH2n+1NO2(n≥2) 氨基酸和硝基化合物
三、烯烃的顺反异构
1．异构现象的产生 由于__________不能旋转而导致分子中原子或原子团________________不同所产生的异构现象。
顺式结构：两个相同的原子或原子团排列在双键的______；
反式结构：两个相同的原子或原子团分别排列在双键的______。
2．形成条件一是具有__________，二是要求在组成双键的每个碳原子上必须连接__________
a' b' 如图
a b
。
【同步练习】
若有，请分别写出对应順式异构体反式异构体的机构简式
2、2015年高考（新课标1）38、（4）异戊二烯分子中最多有共
平面，顺式聚异戊二烯的结构简式为 。
（5）写出与A C 2H 2具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体 （写结构简式）。
2、2015年高考（新课标1）38、⑷11；
⑸
四、常见题型及解题策略 （一）判断是否为同分异构体
例、A 、B 、C 、D 、E 五种芳香化合物都是某些植物挥发油中的主要成分，有的是药物，有的是香料。它们的结构简式如下所示：
这五种化合物中，互为同分异构体的是 B 和C 。
练习：人们使用四百万只象鼻虫和它们的215磅粪物，历经30年多时间弄清了棉子象鼻虫的四种信息素的组成，它们的结构可表示如下（括号内表示④的结构简式）
以上四种信息素中互为同分异构体的是 ( )
A . ①和② B . ①和③ C . ③和④ D . ②和④ （二）同分异构体数目的确定 1、等效氢法
判断“等效氢”的三条原则是： ① 同一碳原子上的氢原子是等效的； ② 同一碳原子上所连的甲基是等效的； ③ 处于对称位置上的氢原子是等效的。
例：下列有机物的一氯取代物其同分异构体的数目相等的是 BD
例：有三种不同的基团，分别为－X 、―Y 、―Z ，若同时分别取代苯环上的三个氢原子，能生成的同分异构体数目是 （ A ）
A. 10 B. 8 C. 6 D. 4
【解题策略】有3个取代基时，“定二移一”。依靠思维的有序性，避免重复和遗漏。
练习：苯丙醇胺（英文缩写为PPA ）结构简式为： 其中Φ—代表苯基。
苯丙醇胺是一种一取代苯，取代基是将Φ—、H2N —、HO —在碳链上的位置作变换，可以写出多种同分异构体，其中任意5种的结构简式是：
， ，， ，
请写出另外4种同分异构体的结构简式（不要写出—OH 和—NH 2连在同一个碳原子上的异构体；写出多于4种的要扣分）：
（三）由加成产物确定不饱和有机物的结构
例、某有机物与H 2按1：1物质的量比加成后生成的产物结构为：
3
CH 3——CH 2——C CH 2—CH 3 3
则该有机物可能的结构有（ 4 ）种（说明 ：羟基与碳碳双键的结构不稳定）。 【解题策略】抓住加成反应的特点即反应前后碳链结构不变，确定不饱和键（双键、叁键）的可能位置，进而得到有机物的结构及种数。 （四 ）、有限制性条件的有机物同分异构体的书写 例1、（09江苏）
写出满足下列条件的该物质的一种同分异构体的结构简
式 。
①苯的衍生物，且苯环上的一取代产物只有两种； ②与Na 2CO 3溶液反应放出气体；
③水解后的产物才能与FeCl 3溶液发生显色反应。 【解题步骤】
1、明确已知物质及其组成（题目直接给出或联系上下文推出）； 2、解读条件（性质）→联想官能团（特征结构）； 3、组装新物质。
例2、工业上用甲苯生产对一羟基苯甲酸乙酯（HO
COOC 2H 5），一种常用的
化妆品防霉剂），其生产过程如下（反应条件及某些反应物、产物未全部注明）：
(5)有机物B 的同分异构体有多种，其中既含有酚羟基又含有酯基的同分异构体共有种。 【解题策略】本题同分异构体的书写应关注： 1. 新物质如何与已知的B 物质联系？
通过有机物之间的类别异构。如：醇和醚；芳香醇、芳香醚和酚；醛和酮；酸和酯；氨基酸和硝基化合物等。 2. 基团的拆分与组合思想；
3. 苯环上连有三个基团时，位置异构体的书写； 4. 苯环上含酯基的衍生物碳链异构体的书写。
总结：常见限制性条件与有机物分子中的官能团或结构特征对应关系。
练习：1、C 11H 13ClO 2的同分异构体
写出符合下列条件的E 的一种同分异构体的结构简式 ①苯的衍生物，且苯环上只有两个对位取代基； ②与Na 2CO 3溶液反应放出CO 2气体；
③氯原子不与苯环上碳原子相连，且与NaOH 醇溶液共热不能发生消去反应 ④分子中含有两个甲基。
【高考直击】1、2014年高考全国新课标I 卷7．（2014全国高考I 卷）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 1. 答案 A
2．（2014全国新课标2）四联苯
的一氯代物有
A ．3种 B ．4种 C ．5种 D ．6种
2．C
3．（2012全国新课标）分子式为C 5H 12O 且可与金属钠反应放出氢气的有机化合物有（不考虑立体异构）
A ．5种 B．6种 C．7种 D ．8种 3．D
4．（2011全国新课标）分子式为C 5H 11Cl 的同分异构体共有（不考虑立体异构） A.6种 B.7种 C. 8种 D.9种 4．C
5．（2012全国新课标）对羟基甲苯甲酸丁酯（俗称尼泊金丁酯）可用作防腐剂，对酵母和霉菌有很强的抑制作用，工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得。以下是某课题组开发的廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线：
已知以下信息：
①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基； ②D 可与银氨溶液反应生成银镜；
③F 的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢，且峰面积比为1:1。 回答下列问题：
（6）E 的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有___种，其中核磁共振氢谱三种不同化学环境的氢，且峰面积比为2:2:1的是____（写结构简式）。
5. （6）13；
6．（2011全国新课标）香豆素是一种天然香料，存在于黑香豆、兰花等植物中。工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得：
以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线（部分反应条件及副产物已略去）
已知以下信息：
①A 中有五种不同化学环境的氢； ②B 可与FeCl3溶液发生显色反应；
③同一个碳原子上连有两个羧基通常不稳定，易脱水形成羰基。 请回答下列问题：
(4)B的同分异构体中含有苯环的还有______种，其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有_______种；
(5)D的同分异构体中含有苯环的还有______种，其中：
①既能发生银境反应，又能发生水解反应的是________（写结构简式） ②能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO 2的是_________（写结构简式） 6.(4)4，2
(5)4，
，
7、2015年（新课标2卷）38．[化学一选修5：有机化学基础]（15分）
聚戊二酸丙二醇酯（PPG ）是一种可降解的聚酯类高分子材料，在材枓的生物相存性方面有很好的应用前景。 PPG 的一种合成路线如下：
已知：
① 烃A 的相对分子质量为70，核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢 ② 化合物B 为单氯代烃：化合物C 的分子式为C 5H 8
③ E 、F 为相对分子质量差14的同系物，F 是福尔马林的溶质
④
冋答下列问题：
（5）D 的网分异构体中能同时满足下列条件的共有
①能与饱和NaHCO 3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
种（不含立体异构）：
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 （写姑构简式) ： D 的所有同分异构体在下列—种表征仪器中显示的信号（或数据）完全相同，该仪器是 (填标号) 。
a ．质谱仪 b ．红外光谱仪c ．元素分析仪d ．核磁共振仪
7、2015年（新课标2卷）38．
8、（2011广东高考）直接生成碳-碳键的反应时实现高效、绿色有机合成的重要途径。交叉脱氢偶联反应是近年备受关注的一类直接生成碳-碳单键的新反应。例如：
化合物I 可由以下合成路线获得：
（3）化合物III 没有酸性，其结构简式为 ；III 的一种同分异构体V 能与饱和NaHCO 3溶液反应放出CO 2，化合物V 的结构简式为 。 答案：(3)
；CH 2＝CH-COOH
9、（2012广东高考）30．过渡金属催化的新型碳—碳偶联反应是近年来有机合成的研究热点之一，如：
反应①
CH 32 Ⅰ Ⅱ
化合物Ⅱ可由化合物Ⅲ合成：
NaOH,H 2O CH 3—Cl
C 4H 7Br 32 CH 32
有机碱
一定条件下
2
Ⅲ Ⅳ （5）Ⅳ的一种同分异构体Ⅴ能发生银镜反应，Ⅴ与Ⅱ也可以发生类似反应①的反应，生成化合物Ⅵ，Ⅵ的结构简式为 （写出其中一种）。
答案：（5）
10、（2013广东高考）30. （16分）脱水偶联反应是一种新型的直接烷基化反应，例如：
（4）由CH 3COOCH 2CH 3可合成化合物Ⅰ. 化合物Ⅴ是CH 3COOCH 2CH 3的一种无支链同分异构体，碳链两端呈对称结构，且在Cu 催化下与过量O 2反应生成能发生银镜反应的化合物Ⅵ. Ⅴ的结构简式为______,Ⅵ的结构简式为______.
答案：⑷化合物Ⅴ无支链，碳链两端呈对称结构。所以Ⅴ的结构简式为
在Cu 催化下与过量O2反应生成能发生银镜反应的化合物
Ⅵ. 说明Ⅵ是羟基氧化为醛基，所以Ⅵ的结构简式为
同分异构体常见题型及解法
一、概念：具有相同分子式而结构不同的化合物。 二、类型：(举例) ①碳链异构 ②位置异构 ③官能团异构 ④顺反异构
常见不同类物质之间的同分异构体 CnH2n(n≥3) 烯烃和环烷烃
CnH2n-2(n ≥4) 炔烃、二烯烃和环烯烃 CnH2n+2O(n≥3) 饱和一元醇和醚 CnH2nO(n≥3) 饱和一元醛和酮、烯醇 CnH2nO2(n≥2) 饱和一元羧酸、酯和羟基醛 CnH2n-6O(n≥7) 苯酚的同系物、芳香醇和芳香醚 CnH2n+1NO2(n≥2) 氨基酸和硝基化合物
三、烯烃的顺反异构
1．异构现象的产生 由于__________不能旋转而导致分子中原子或原子团________________不同所产生的异构现象。
顺式结构：两个相同的原子或原子团排列在双键的______；
反式结构：两个相同的原子或原子团分别排列在双键的______。
2．形成条件一是具有__________，二是要求在组成双键的每个碳原子上必须连接__________
a' b' 如图
a b
。
【同步练习】
若有，请分别写出对应順式异构体反式异构体的机构简式
2、2015年高考（新课标1）38、（4）异戊二烯分子中最多有共
平面，顺式聚异戊二烯的结构简式为 。
（5）写出与A C 2H 2具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体 （写结构简式）。
2、2015年高考（新课标1）38、⑷11；
⑸
四、常见题型及解题策略 （一）判断是否为同分异构体
例、A 、B 、C 、D 、E 五种芳香化合物都是某些植物挥发油中的主要成分，有的是药物，有的是香料。它们的结构简式如下所示：
这五种化合物中，互为同分异构体的是 B 和C 。
练习：人们使用四百万只象鼻虫和它们的215磅粪物，历经30年多时间弄清了棉子象鼻虫的四种信息素的组成，它们的结构可表示如下（括号内表示④的结构简式）
以上四种信息素中互为同分异构体的是 ( )
A . ①和② B . ①和③ C . ③和④ D . ②和④ （二）同分异构体数目的确定 1、等效氢法
判断“等效氢”的三条原则是： ① 同一碳原子上的氢原子是等效的； ② 同一碳原子上所连的甲基是等效的； ③ 处于对称位置上的氢原子是等效的。
例：下列有机物的一氯取代物其同分异构体的数目相等的是 BD
例：有三种不同的基团，分别为－X 、―Y 、―Z ，若同时分别取代苯环上的三个氢原子，能生成的同分异构体数目是 （ A ）
A. 10 B. 8 C. 6 D. 4
【解题策略】有3个取代基时，“定二移一”。依靠思维的有序性，避免重复和遗漏。
练习：苯丙醇胺（英文缩写为PPA ）结构简式为： 其中Φ—代表苯基。
苯丙醇胺是一种一取代苯，取代基是将Φ—、H2N —、HO —在碳链上的位置作变换，可以写出多种同分异构体，其中任意5种的结构简式是：
， ，， ，
请写出另外4种同分异构体的结构简式（不要写出—OH 和—NH 2连在同一个碳原子上的异构体；写出多于4种的要扣分）：
（三）由加成产物确定不饱和有机物的结构
例、某有机物与H 2按1：1物质的量比加成后生成的产物结构为：
3
CH 3——CH 2——C CH 2—CH 3 3
则该有机物可能的结构有（ 4 ）种（说明 ：羟基与碳碳双键的结构不稳定）。 【解题策略】抓住加成反应的特点即反应前后碳链结构不变，确定不饱和键（双键、叁键）的可能位置，进而得到有机物的结构及种数。 （四 ）、有限制性条件的有机物同分异构体的书写 例1、（09江苏）
写出满足下列条件的该物质的一种同分异构体的结构简
式 。
①苯的衍生物，且苯环上的一取代产物只有两种； ②与Na 2CO 3溶液反应放出气体；
③水解后的产物才能与FeCl 3溶液发生显色反应。 【解题步骤】
1、明确已知物质及其组成（题目直接给出或联系上下文推出）； 2、解读条件（性质）→联想官能团（特征结构）； 3、组装新物质。
例2、工业上用甲苯生产对一羟基苯甲酸乙酯（HO
COOC 2H 5），一种常用的
化妆品防霉剂），其生产过程如下（反应条件及某些反应物、产物未全部注明）：
(5)有机物B 的同分异构体有多种，其中既含有酚羟基又含有酯基的同分异构体共有种。 【解题策略】本题同分异构体的书写应关注： 1. 新物质如何与已知的B 物质联系？
通过有机物之间的类别异构。如：醇和醚；芳香醇、芳香醚和酚；醛和酮；酸和酯；氨基酸和硝基化合物等。 2. 基团的拆分与组合思想；
3. 苯环上连有三个基团时，位置异构体的书写； 4. 苯环上含酯基的衍生物碳链异构体的书写。
总结：常见限制性条件与有机物分子中的官能团或结构特征对应关系。
练习：1、C 11H 13ClO 2的同分异构体
写出符合下列条件的E 的一种同分异构体的结构简式 ①苯的衍生物，且苯环上只有两个对位取代基； ②与Na 2CO 3溶液反应放出CO 2气体；
③氯原子不与苯环上碳原子相连，且与NaOH 醇溶液共热不能发生消去反应 ④分子中含有两个甲基。
【高考直击】1、2014年高考全国新课标I 卷7．（2014全国高考I 卷）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 1. 答案 A
2．（2014全国新课标2）四联苯
的一氯代物有
A ．3种 B ．4种 C ．5种 D ．6种
2．C
3．（2012全国新课标）分子式为C 5H 12O 且可与金属钠反应放出氢气的有机化合物有（不考虑立体异构）
A ．5种 B．6种 C．7种 D ．8种 3．D
4．（2011全国新课标）分子式为C 5H 11Cl 的同分异构体共有（不考虑立体异构） A.6种 B.7种 C. 8种 D.9种 4．C
5．（2012全国新课标）对羟基甲苯甲酸丁酯（俗称尼泊金丁酯）可用作防腐剂，对酵母和霉菌有很强的抑制作用，工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得。以下是某课题组开发的廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线：
已知以下信息：
①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基； ②D 可与银氨溶液反应生成银镜；
③F 的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢，且峰面积比为1:1。 回答下列问题：
（6）E 的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有___种，其中核磁共振氢谱三种不同化学环境的氢，且峰面积比为2:2:1的是____（写结构简式）。
5. （6）13；
6．（2011全国新课标）香豆素是一种天然香料，存在于黑香豆、兰花等植物中。工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得：
以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线（部分反应条件及副产物已略去）
已知以下信息：
①A 中有五种不同化学环境的氢； ②B 可与FeCl3溶液发生显色反应；
③同一个碳原子上连有两个羧基通常不稳定，易脱水形成羰基。 请回答下列问题：
(4)B的同分异构体中含有苯环的还有______种，其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有_______种；
(5)D的同分异构体中含有苯环的还有______种，其中：
①既能发生银境反应，又能发生水解反应的是________（写结构简式） ②能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO 2的是_________（写结构简式） 6.(4)4，2
(5)4，
，
7、2015年（新课标2卷）38．[化学一选修5：有机化学基础]（15分）
聚戊二酸丙二醇酯（PPG ）是一种可降解的聚酯类高分子材料，在材枓的生物相存性方面有很好的应用前景。 PPG 的一种合成路线如下：
已知：
① 烃A 的相对分子质量为70，核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢 ② 化合物B 为单氯代烃：化合物C 的分子式为C 5H 8
③ E 、F 为相对分子质量差14的同系物，F 是福尔马林的溶质
④
冋答下列问题：
（5）D 的网分异构体中能同时满足下列条件的共有
①能与饱和NaHCO 3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
种（不含立体异构）：
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 （写姑构简式) ： D 的所有同分异构体在下列—种表征仪器中显示的信号（或数据）完全相同，该仪器是 (填标号) 。
a ．质谱仪 b ．红外光谱仪c ．元素分析仪d ．核磁共振仪
7、2015年（新课标2卷）38．
8、（2011广东高考）直接生成碳-碳键的反应时实现高效、绿色有机合成的重要途径。交叉脱氢偶联反应是近年备受关注的一类直接生成碳-碳单键的新反应。例如：
化合物I 可由以下合成路线获得：
（3）化合物III 没有酸性，其结构简式为 ；III 的一种同分异构体V 能与饱和NaHCO 3溶液反应放出CO 2，化合物V 的结构简式为 。 答案：(3)
；CH 2＝CH-COOH
9、（2012广东高考）30．过渡金属催化的新型碳—碳偶联反应是近年来有机合成的研究热点之一，如：
反应①
CH 32 Ⅰ Ⅱ
化合物Ⅱ可由化合物Ⅲ合成：
NaOH,H 2O CH 3—Cl
C 4H 7Br 32 CH 32
有机碱
一定条件下
2
Ⅲ Ⅳ （5）Ⅳ的一种同分异构体Ⅴ能发生银镜反应，Ⅴ与Ⅱ也可以发生类似反应①的反应，生成化合物Ⅵ，Ⅵ的结构简式为 （写出其中一种）。
答案：（5）
10、（2013广东高考）30. （16分）脱水偶联反应是一种新型的直接烷基化反应，例如：
（4）由CH 3COOCH 2CH 3可合成化合物Ⅰ. 化合物Ⅴ是CH 3COOCH 2CH 3的一种无支链同分异构体，碳链两端呈对称结构，且在Cu 催化下与过量O 2反应生成能发生银镜反应的化合物Ⅵ. Ⅴ的结构简式为______,Ⅵ的结构简式为______.
答案：⑷化合物Ⅴ无支链，碳链两端呈对称结构。所以Ⅴ的结构简式为
在Cu 催化下与过量O2反应生成能发生银镜反应的化合物
Ⅵ. 说明Ⅵ是羟基氧化为醛基，所以Ⅵ的结构简式为