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③ 1—氯丙烷和 2—氯丙烷④甲基环己烷和乙烯 A．①② B．②③ C．③④ D．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 ，它与硝酸反应可生成 5 种一硝基取代物 D．菲的结构为 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 互为同分异构体 C．四星烷与 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 表示的有机物中，能发生消去反应的共有( 9．组成和结构可用 ) 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 (　　) 1 CH4 2 C2 H 4 A．3 3 C3H8 B．4 4 C4H8 5 C．5 6 C6H12 7 C7H16 8 C8H16 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 15．有机物 B．2 种 C．3 种 D．4 种 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；③ 1 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：___________________________________________ __。 ，其分子式分别是________、___ 16．(1)如图都是简化的碳架结构： ____；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：① CH3CH2CH2CH2CH2CH3、 ② CH3CH2CH2CH(CH3)2、③ CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、④ CH3CH2C(CH3)3、⑤ CH(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—、CH3C