第13讲-有序思维:有机同分异构体的书写方法和技巧(课件 学案 练习)2026届高中化学二轮专题复习

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第13讲-有序思维:有机同分异构体的书写方法和技巧(课件 学案 练习)2026届高中化学二轮专题复习

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一、考向分析(首行缩进2个汉字,五号,黑体)表1:
年份 地区 考查角度 具体条件/限制 具体要求
2025 海南 结构简式书写(对称性) 含两个苯环;核磁共振氢谱2组峰,峰面积比1:2 写出一种结构简式
2025 安徽 结构简式书写(对称性) 含-CH OH;核磁共振氢谱2组峰 写出结构简式
2025 河北 结构简式书写(芳香族) 不含酚羟基、不含C=O;核磁共振氢谱3组峰(1:1:3);一取代物两种 写出结构简式
2025 河南 数量统计 + 结构简式 含C=O;能发生银镜反应;核磁共振氢谱2组峰 先写数量,再写结构
2025 湖南 结构简式(立体异构) 与C官能团相同,为同分异构体 写出结构(考虑顺反异构)
2025 江苏 结构简式(环状副产物) 含五元环;与E互为同分异构体 写出副产物结构
2025 重庆 数量统计 + 结构简式 含特定基团和π键;不含-OH和sp杂化碳;核磁共振氢谱5组峰(3:2:2:2:1) 先写数量,再写结构
2025 全国 结构简式(手性标记) 能发生银镜反应;核磁共振氢谱4组峰(6:1:1:1) 写结构并标记手性碳
2025 山东 结构简式(对称性) 含-NH 、2个苯环、4种氢 写出一种结构
2025 四川 数量统计 含特定基团、无C≡C、2个苯环、核磁共振氢谱6组峰 写出数量
2025 云南 结构简式(多条件综合) 能与FeCl 显色;1 mol消耗3 mol NaOH;核磁共振氢谱6组峰(9:2:2:2:1:1);含酯基和氨基 写出一种结构
2025 浙江 结构简式(反应路径推断) 核磁共振氢谱4种氢;与过量HBr反应生成邻苯二酚 写出3种结构
2025 黑吉辽内蒙 数量统计 + 结构简式 含苯环;氢原子个数比3:2:1;副产物结构推断 先写数量,再写结构
2025 广东 数量统计 含苯环和醇羟基;包括加成产物 写出数量
2025 陕晋青宁 数量统计 含两个甲基;与钠反应放出氢气 写出数量
2025 上海 结构简式(水解产物推断) 水解生成α-氨基酸和酚类物质;核磁共振氢谱显示苯环上氢比2:2 写出一种结构
归纳总结:
考查形式多样:包括结构简式书写、同分异构体数量统计、立体异构考虑、副产物推断等。
条件限制复杂:常结合核磁共振氢谱、红外光谱、官能团特性、对称性、反应特性等多重条件。
综合性强:常与有机反应、官能团性质、谱图分析等结合考查。
注重对称性与氢谱分析:多数题目要求根据氢谱峰组数与面积比推断结构对称性。
表2:基于2025年高考化学真题中同分异构体限制条件的系统归纳,按考查角度分类总结:
类别 限制条件类型 具体条件举例 考查意图
结构 限制 官能团或基团要求 ①含两个苯环 ②含-CH OH ③含氨基、酯基 ④含碳氧双键(醛/酮) ⑤不含酚羟基、不含C=O ⑥不含-OH、不含sp杂化碳 考查官能团识别与组合能力
环与键的限制 ①含五元环 ②含两个环外π键 ③不含其他环(仅苯环) ④不含C≡C键 考查不饱和度与结构构建
碳骨架与对称性 ①含两个甲基 ②高度对称结构 ③芳香族结构 考查对称结构与碳链排列
谱图 限制 核磁共振氢谱( H NMR) ①2组峰(如1:2) ②3组峰(如1:1:3) ③4组峰(如6:1:1:1) ④5组峰(如3:2:2:2:1) ⑤6组峰 ⑥苯环上氢种类与比例(如2:2) 考查氢原子化学环境推断结构对称性
红外光谱(IR) 不含C=O键 辅助判断官能团类型
化学 性质 限制 反应性测试 ①能发生银镜反应(含醛基) ②能与FeCl 显色(含酚羟基) ③与钠反应放氢气(含-OH) ④碱性水解后酸化得特定产物 ⑤与过量HBr反应生成邻苯二酚 考查官能团反应特性
定量反应消耗 1 mol物质消耗3 mol NaOH 考查官能团数量与反应计量
综合 推断类 多重条件组合 ①含苯环 + 不含C=O + 3种氢 + 一取代物两种 ②含氨基 + 2苯环 + 4种氢 ③含酯基 + 能银镜 + 2组氢 考查综合分析、逻辑推理与结构构建能力
立体 化学 限制 立体异构考虑 写出顺反异构体 标记手性碳 考查空间结构识别
归纳总结:
结构限制是基础,常与官能团、环键类型、对称性结合;
谱图限制(尤其是 H NMR)是高频考点,用于判断结构的对称性与氢环境;
化学性质限制用于反推官能团类型或数量;
趋势:近年考题多为多重条件组合,要求考生具备综合推断与结构构建能力。
二、重温经典(首行缩进2个汉字,五号,黑体)
题型类别 考查核心 对应真题 讲解重点
1. 单一限制型 仅1~2个明确结构或谱图条件 2025年河南卷、海南卷、安徽卷 对称性推断、氢谱峰数与结构对称关系
2. 多重谱图限制 核磁共振氢谱为核心限制 2025年河北卷、2024年河北卷 氢种类数、峰面积比 → 结构片断组合
3. 反应反推型 通过反应特性反推官能团 2025年全国卷、2025年浙江卷1月卷 银镜反应、水解反应、取代反应 → 官能团定位
4. 立体异构型 顺反异构、手性碳为限制条件 2025年湖南卷、 2024年全国甲卷 双键顺反判断、手性碳识别等
5. 组合推理型 多条件综合 + 结构构建 2025年重庆卷、2025年云南卷 分步推理:先定骨架 → 再排官能团 → 最后校验对称性
单一限制型
例:(2025·河南·18)(6) G的同分异构体中,含有碳氧双键的还有_______种(不考虑立体异构);其中,能发生银镜反应,且核磁共振氢谱显示为两组峰的同分异构体的结构简式为_______。
例:(2025·海南·18)(4)E的同分异构体X,符合条件:①含有两个苯环;②核磁共振氢谱有2组峰且峰面积之比为。X的结构简式为 。(写出一种即可)。
例:(2025·安徽·18)(3)脂肪烃衍生物G是C的同分异构体,分子中含有羟甲基(-CH2OH ),核磁共振氢谱有两组峰。G的结构构简式为_______。
2. 多重谱图限制
例:(2025·河北·18)(7)写出满足下列条件A的芳香族同分异构体的结构简式:______________。
(a)不与FeCl3溶液发生显色反应;
(b)红外光谱表明分子中不含C=O键;
(c)核磁共振氢谱有三组峰,峰面积比为1 : 1 : 3;
(d)芳香环的一取代物有两种。
例:(2024·河北·18)(7)同时满足下列条件的I()的同分异构体共有_______种。
(a)核磁共振氢谱显示为4组峰,且峰面积比为;
(b)红外光谱中存在和硝基苯基()吸收峰。
其中,可以通过水解反应得到化合物H的同分异构体的结构简式为_______。
3.反应推理型
例:(2025·全国·29)(6)G是二甲基丙酰氯的同分异构体,可以发生银镜反应,核磁共振氢谱中显示为四组峰,且峰面积比为6:1:1:1。G的结构简式是 (手性碳用*号标记)。
例:(2025·浙江·1月·20) (5)写出3个同时符合下列条件的化合物B()的同分异构体的结构简式______。
①核磁共振氢谱表明:分子中有4种不同化学环境的氢原子;
②与过量HBr反应生成邻苯二酚。(已知:)
4.立体异构型 顺反异构、手性碳为限制条件
(2025·海南·18)(4)E的同分异构体X,符合条件:①含有两个苯环;②核磁共振氢谱有2组峰且峰面积之比为。X的结构简式为 。(写出一种即可)。
【答案】或
【解析】
E 的同分异构体X,符合条件:①含有两个苯环;②核磁共振氢谱有2组峰且峰面积之比为,说明其结构高度对称,则X的结构简式为: 或。
例:(2024·全国甲卷·12)(7)I()的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种(不考虑立体异构)。
①含有手性碳(连有4个不同的原子或基团的碳为手性碳);
②含有两个苯环;③含有两个酚羟基;④可发生银镜反应。
组合推理型
例:(2025·重庆·18)(5)G(C10H10O2)的同分异构体同时满足下列条件的有 种。
(i)存在基团和环外2个π键
(ii)不含基团和sp杂化碳原子
其中,核磁共振氢谱显示五组峰(峰面积比为3:2:2:2:1)的同分异构体的结构简式为 。
例:(2025·云南·18)(8)写出一种满足下列条件的L()的同分异构体的结构简式 (不考虑立体异构)。
①能与FeCl3发生显色反应;1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,消耗3 mol NaOH。
②核磁共振氢谱显示6组峰,且峰面积比为9∶2∶2∶2∶1∶1。
③含有酯基和氨基(或取代的氨基,-NR′′R′′′,R′′和R′′′可以是H或烃基)。
【小结】
三、知识重构(首行缩进2个汉字,五号,黑体)
结构化思维引领,突破同分异构难题
1.碳骨架异构:链状烷烃——减碳移位法,是其他类型同分异构体书写的基础
注意:
(1)甲基(—CH )不能连在链端(2)乙基(—CH CH )不能连在链端及链端第2个碳原子上
(3)当只有一个支链时,主链对称轴两侧对称的碳原子等效。
(4)作为取代基的碳原子总数要小于作为主链的碳原子数。如书写C7H16的同分异构体时,主链的碳原子数可以为7、6、5、4,对应支链的碳原子总数为0、1、2、3。
链状烷烃 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 已烷 庚烷
同分异构体数目 1 1 1 2 3 5 9
3.链状烷烃中引入多个官能团——换元法
若烃分子中共含有a个氢原子,m+n=a,则其m元取代物和n元取代物的种类数相等。
如:C2H6的二氯取代物有2种,则C2H6的四氯取代物有 2 种(不考虑立体异构)
4.苯环上的异构情况
苯环上取代基个数和类型 同分异构体数目 苯环上取代基个数和类型 同分异构体数目
1 X 1 4 XXXX 3
2 XX 3 XXXY 6
XY 3 XXYY 11
3 XXX 3 XXYZ 16
XXY 6 XYZW 30
XYZ 10
5.类别异构与不饱和度
(1)不饱和度的计算方法
口诀:碳+1减一半H,卤加氮减氧不算。
①若有机物分子中含有卤素原子,可将卤素原子视作氢原子计算不饱和度。
②若有机物分子中含有O、S原子,计算不饱和度时不考虑0原子和S原子。
③若有机物分子中含有N原子,每增加Ⅰ个N原子,计算时H原子数相应减1。
结构 不饱和度 结构 不饱和度
碳碳双键 1 碳碳三键 2
羧基 1 苯环 4
醛基 1
硝基 1
酮羰基 1
酯基 1
酰胺基 1
环 1
组成通式 不饱和度(Ω) 可能的类别异构
CnH2n 1 烯烃、环烷烃
CnH2n-2 2 炔烃、二烯烃和环烯烃
CnH2n+2O 0 饱和一元醇和醚
CnH2nO 1 饱和一元醛和酮、烯醇等
CnH2nO2 1 饱和一元羧酸和酯、羟基醛、羟基酮等
CnH2n+1NO2 1 硝基烷 vs 氨基酸
常见限制条件的总结
(1)官能团的化学性质
(2)核磁氢谱与结构的关系
有几组峰,推测有几组不同化学环境的氢原子。吸收峰的面积比推测各组峰所对应的氢原子个数比。
①如果峰面积比为9:x:y,“9”优先考虑含3个甲基(—CH ),且处于对称位置。
②如果有机物中含1个—COOH或—CHO或—OH,则对应核磁共振氢谱中的峰面积比中会出现1。
(3)立体异构
四、模型建构(首行缩进2个汉字,五号,黑体)第13讲 有序思维:有机同分异构体的书写
1.(2024·河北·18)(7)同时满足下列条件的I()的同分异构体共有_______种。
(a)核磁共振氢谱显示为4组峰,且峰面积比为;
(b)红外光谱中存在和硝基苯基()吸收峰。
其中,可以通过水解反应得到化合物H的同分异构体的结构简式为_______。
2.(2020·山东·高考真题)α-氰基丙烯酸异丁酯可用作医用胶,其结构简式如下。下列关于α-氰基丙烯酸异丁酯的说法错误的是
D.其任一含苯环的同分异构体中至少有4种不同化学环境的氢原子
3.(2024·全国甲卷·12)(7)I()的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种(不考虑立体异构)。
①含有手性碳(连有4个不同的原子或基团的碳为手性碳);
②含有两个苯环;③含有两个酚羟基;④可发生银镜反应。
4.(2025·海南·18)(4)E的同分异构体X,符合条件:①含有两个苯环;②核磁共振氢谱有2组峰且峰面积之比为。X的结构简式为 。(写出一种即可)。
5. (2025·安徽·18)(3)脂肪烃衍生物G是C的同分异构体,分子中含有羟甲基(-CH2OH ),核磁共振氢谱有两组峰。G的结构构简式为_______。
6.(2025·河北·18)(7)写出满足下列条件A的芳香族同分异构体的结构简式:______________。
(a)不与FeCl3溶液发生显色反应;
(b)红外光谱表明分子中不含C=O键;
(c)核磁共振氢谱有三组峰,峰面积比为1 : 1 : 3;
(d)芳香环的一取代物有两种。
7.(2025·河南·18)(6) G的同分异构体中,含有碳氧双键的还有_______种(不考虑立体异构);其中,能发生银镜反应,且核磁共振氢谱显示为两组峰的同分异构体的结构简式为_______。
8.(2025·湖南·17)化合物F是治疗实体瘤的潜在药物。F的一条合成路线如下(略去部分试剂和条件):……
回答下列问题:
(5)B在生成C的同时,有副产物G生成。已知G是C的同分异构体,且与C的官能团相同。G的结构简式是 、 (考虑立体异构)。
9.(2025·江苏·15)G是一种四环素类药物合成中间体,其合成路线如下:
(2)D→E会产生与E互为同分异构体且含五元环的副产物,其结构简式为 。
(4)写出同时满足下列条件的G的一种同分异构体的结构简式: 。
① 含有3种不同化学环境的氢原子;
② 碱性条件下水解后酸化,生成X和Y两种有机产物,n(X):n(Y)= 2:1,X的相对分子质量为60,Y含苯环且能与FeCl3溶液发生显色反应。
10.(2025·重庆·18)(5)G(C10H10O2)的同分异构体同时满足下列条件的有 种。
(i)存在基团和环外2个π键
(ii)不含基团和sp杂化碳原子
其中,核磁共振氢谱显示五组峰(峰面积比为3:2:2:2:1)的同分异构体的结构简式为 。
11.(2025·全国·29)(6)G是二甲基丙酰氯的同分异构体,可以发生银镜反应,核磁共振氢谱中显示为四组峰,且峰面积比为6:1:1:1。G的结构简式是 (手性碳用*号标记)。
12.(2025·山东·19)麻醉药布比卡因(I)的两条合成路线如下:
已知:Ⅰ. Ⅱ.
回答下列问题:
(3)G()的同分异构体中,同时满足下列条件的结构简式为 (写出一种即可)。
①含 -NH2②含2个苯环 ③含4种不同化学环境的氢原子
13.(2025·四川·19)(5)F()的同分异构体中,同时满足下列条件的共
有 种。
a.含有,且无键
b.含有2个苯环
c.核磁共振氢谱为6组峰
14. (2025·云南·18)(8)写出一种满足下列条件的L()的同分异构体的结构简式 (不考虑立体异构)。
①能与FeCl3发生显色反应;1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,消耗3 mol NaOH。
②核磁共振氢谱显示6组峰,且峰面积比为9∶2∶2∶2∶1∶1。
③含有酯基和氨基(或取代的氨基,-NR′′R′′′,R′′和R′′′可以是H或烃基)。
15. (2025·浙江·1月·20) (5)写出3个同时符合下列条件的化合物B()的同分异构体的结构简式______。
①核磁共振氢谱表明:分子中有4种不同化学环境的氢原子;
②与过量HBr反应生成邻苯二酚。(已知:)
16. (2025·黑吉辽内蒙·19)含呋喃骨架的芳香化合物在环境化学和材料化学领域具有重要价值。一种含呋喃骨架的芳香化合物合成路线如下:
(4)E的同分异构体中,含苯环(不含其他环)且不同化学环境氢原子个数比为3:2:1的同分异构体的数目有_______种。
(5)M→N的三键加成反应中,若参与成键的苯环及苯环的反应位置不变,则生成的与N互为同分异构体的副产物结构简式为_______。
17.(2025·黑吉辽内蒙·18)毛兰菲是一种具有抗肿瘤活性的天然菲类化合物,可按下图路线合成(部分试剂省略):
(6)毛兰菲的一种同分异构体Ⅰ具有抗氧化和抗炎活性,可由多取代苯甲醛J出发,经多步合成得到(如下图)。已知J的谱图显示四组峰,峰面积比为。J和I的结构简式为_______,_______。
18.(2025·广东·20)(Ph-代表苯基C6H5-)(2)②2a()可与H2O发生加成反应生成化合物Ⅰ.在Ⅰ的同分异构体中,同时含有苯环和醇羟基结构的共 种(含化合物Ⅰ)。
19.(2025·陕晋青宁·18)(4)同时满足下列条件的B(C4H9BrO)的同分异构体有_______种(不考虑立体异构)。
①含有两个甲基;②与钠反应产生氢气。
20.(2025·上海·三、福辛普利中间体合成)7. F()的同分异构体I,水解后生成J和K,写出一种符合条件的I即可_______。
①.J是一种含有3个碳原子的α-氨基酸;②.K遇溶液显紫色;③.由核磁共振氢谱中显示K分子中苯环上含有2种不同化学环境的氢原子,个数比为2:2
有序思维:有机同分异构体的书写
答案及解析
1.【答案】
6
【解析】I的分子式为,其不饱和度为6,其中苯环占4个不饱和度,和硝基各占1个不饱和度,因此满足条件的同分异构体中除了苯环、和硝基之外没有其他不饱和结构。由题给信息,结构中存在“”,根据核磁共振氢谱中峰面积之比为可知,结构中不存在羟基、存在甲基,结构高度对称,硝基苯基和共占用3个O原子,还剩余1个O原子,因此剩余的O原子只能插入两个相邻的C原子之间。不考虑该O原子,碳骨架的异构有2种,且每种都有3个位置可以插入该O原子,如图:,(序号表示插入O原子的位置),因此符合题意的同分异构体共有6种。其中,能够水解生成H()的结构为。
2.D项:该分子中的不饱和度为4,含苯环的同分异构体中,苯环上侧链为含-NH2、-CHOHCH2OH、或氨基、甲基、-OH等,可为一个侧链、两个侧链或多个侧链,苯环连5个取代基( )时含H种类最少,为4种,故D正确;
3.【答案】9
【解析】对于有机物I的同分异构体,可以发生银镜反应说明含有醛基;含有手性碳原子,说明有饱和碳原子,可以得到其主体结构为,因其含有两个酚羟基和手性碳原子,则满足条件的同分异构体有9种,分别为:、、、、、、、、。
4.【答案】或
【解析】
E 的同分异构体X,符合条件:①含有两个苯环;②核磁共振氢谱有2组峰且峰面积之比为,说明其结构高度对称,则X的结构简式为: 或。
5.【答案】 或
【解析】
脂肪烃衍生物,链状结构。核磁共振氢谱有两组峰,对称性非常好。含-CH2OH正好为2组峰,处于对称位置的2个-CH2OH占用了全部H原子。其他碳原子不与H相连,剩下4个C含4不饱和度。可以形成2个三键(二炔),结构简式为:或。
6.解析:A的结构简式为:,芳香族同分异构体,需要保留苯环;不与FeCl3
溶液发生显色反应,说明无酚羟基;红外光谱表明分子中不含C=O键,则要么存在C=C双键,要么形成环状有机物,则两个O要么形成醇羟基,要么形成醚键;核磁共振氢谱有三组峰,则有机物中含有三种化学环境不同的H;峰面积比为1 : 1 : 3,考虑到分子中共有10个H,则三种H的个数分别为2、2,、6,6个H可能是两个甲基中的H,另外两组H可能是苯环上的对称结构。因为结构可能为:,利用cd两个条件进行验证,证明是正确的。
如果两个O为醇羟基,形成的环中含两个-CH2-,则化学环境的H将为4种。不符合题意。还有一种可能的结构:
,也符合题意,但结构不稳定。
7.【答案】①. 6 ②.
【解析】G为3-戊酮,分子式为C5H10O,它的同分异构体中,含有碳氧双键,说明为醛或酮,若为醛,可以看成将醛基挂在-C4H9上,共有4种同分异构体,分别为:,若为酮,除了G本身外,共有2种同分异构体,分别为:,共有6种符合要求的同分异构体,其中,能发生银镜反应(含有醛基),且核磁共振氢谱显示为两组峰的同分异构体的结构简式为,故答案为:6;。
8.【答案】
【解析】B→C的反应是其中一个溴原子发生消去反应得到碳碳双键,G是C的同分异构体,且与C官能团相同,可以考虑另外一个溴原子发生消去反应,则G的结构简式为、(考虑顺反异构);
9.【答案】(2) (3分)
(4)或 (3分)
【解析】(2)D()中1号羧基与苯环上(-OCH3)邻碳上的H原子反应生成水和中的羰基,其副反应也可以是中2号羧基与苯环上(-OCH3)邻碳上的H原子反应生成水和。
(4)碱性条件下能水解,说明含有酯基,且水解产物之一的相对分子质量为60,推知为乙酸(CH3COOH),另一水解产物能与FeCl3发生显色反应,说明为乙酸形成的苯酚酯,n(X):n(Y)=2:1,说明是二乙酸苯酚酯,其结构为,对比G的结构知,除苯环外还有2个不饱和度,4个O原子,7个C原子,刚好对应为两个酯基,此外还有1个Cl原子,4个C原子。要求只能含有3种不同环境的氢原子,故将四个碳原子组成叔丁基-C(CH3)3,则结构简式为或。
10.【答案】 10
【解析】G的分子式为C10H10O2,不饱和度为6,存在和2个环外π键,说明分子中除了苯环外还存在2个双键结构,不含-OH与sp杂化的碳原子,说明不含有羟基、羧基、碳碳三键,则苯环的支链可以为:
属于醛或酮的有:、、、、、;
属于酯的有:、、、总计10种同分异构体;
核磁共振氧谱峰面积比为(3:2:2:2:1),则分子总有1个甲基,满足条件的结构简式;
11.【答案】
【解析】二甲基丙酰氯的分子式为C5H9OCl,其同分异构体可以发生银镜反应说明含有-CHO,核磁共振氢谱中显示为四组峰,且峰面积比为6:1:1:1。即,其手性碳的位置为。
12.【答案】或
【解析】G为,满足①②③且含4种不同化学环境的氢原子,说明物质结构高度对称,故答案为:或。
13.【答案】2
【解析】F()的同分异构体中,同时满足下列条件a.含有,且无键;b.含有2个苯环;c.核磁共振氢谱为6组峰。共有2种符合条件的同分异构体,分别是:,。
14.【答案】或或
【解析】(8)L结构简式为,分子中不饱和度为5,碳原子数为12,氧原子数为3,氮原子数为1,满足下列条件:、、。
15.【答案】、、
【解析】B除苯环外含有1个溴、3个碳、2个氧、1个不饱和度;3个同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的:①核磁共振氢谱表明:分子中有4种不同化学环境的氢原子,则应该为对称结构;②与过量HBr反应生成邻苯二酚,结合已知反应原理,可以为:、、。
16.【答案】(4)4 (5)
【解析】(4)E为,含苯环(不含其他环)且不同化学环境氢原子个数比为3:2:1的同分异构体,如果为醛基,溴原子,甲基的组合时,可形成 、两种,如果为酮碳基,溴原子组合时可形成、,一共有4种;
(5)M→N的三键加成反应中,若参与成键的苯环及苯环的反应位置不变,N为,可以推断出M中的三键与右侧苯环连接时可以形成N中的六元环或五元环,因此可能的副产物为。
17.【答案】 ①. ②.
【解析】
根据流程中E和F的反应,J经过一系列转化形成的结构类似于F,且其分子式为C9H10O4,峰面积比为1:1:2:6,则其结构简式为;I为毛兰菲的同分异构体,类似G转化为毛兰菲的过程,可推出I的结构简式为:。
18.【答案】C8H8 5
【解析】①化合物2a是苯乙烯,的分子式为C8H8;
②2a可与H2O发生加成反应生成化合物Ⅰ:、;再考虑碳链异构:,共计5种
19.【答案】5
【解析】B为C4H9BrO,与钠反应产生氢气,可以拆解成-Br,-OH和四个饱和碳原子。可能是两种碳骨架:和,其中含有两个甲基。分别固定-OH,对两种碳骨架移动-Br(箭头所示)的位置,共5种同分异构体:
、、。
20.【答案】
【解析】 (J为,K为)
F除苯环外,含有5个碳、1个氮、2个氧、3个不饱和度,F的同分异构体I水解后生成J、K,i.J是有3个碳原子的α-氨基酸,则为J为,且K除苯环外含2个碳、1个氧、2个不饱和度;ii.K遇溶液能显色,含有酚羟基,iii.由核磁共振氢谱分析,K的苯环上有2种氢,个数比为,则结构对称,K为;故I可以为。(共44张PPT)
新高考化学二轮重点专题30讲2026版
第13讲-有序思维:有机同分异构体的书写方法和技巧
contents
目录
01
考向分析
01
02
03
知识重构
重温经典
04
模型建构
考向分析
PART 01
01
年份 地区 考查角度 具体条件/限制 具体要求
2025 海南 结构简式书写(对称性) 含两个苯环;核磁共振氢谱2组峰,峰面积比1:2 写出一种结构简式
2025 安徽 结构简式书写(对称性) 含-CH OH;核磁共振氢谱2组峰 写出结构简式
2025 河北 结构简式书写(芳香族) 不含酚羟基、不含C=O;核磁共振氢谱3组峰(1:1:3);一取代物两种 写出结构简式
2025 河南 数量统计 + 结构简式 含C=O;能发生银镜反应;核磁共振氢谱2组峰 先写数量,再写结构
2025 湖南 结构简式(立体异构) 与C官能团相同,为同分异构体 写出结构(考虑顺反异构)
2025 江苏 结构简式(环状副产物) 含五元环;与E互为同分异构体 写出副产物结构
2025 重庆 数量统计 + 结构简式 含特定基团和π键;不含-OH和sp杂化碳;核磁共振氢谱5组峰(3:2:2:2:1) 先写数量,再写结构
2025 全国 结构简式(手性标记) 能发生银镜反应;核磁共振氢谱4组峰(6:1:1:1) 写结构并标记手性碳
2025 山东 结构简式(对称性) 含-NH 、2个苯环、4种氢 写出一种结构
2025 四川 数量统计 含特定基团、无C≡C、2个苯环、核磁共振氢谱6组峰 写出数量
2025 云南 结构简式(多条件综合) 能与FeCl 显色;1 mol消耗3 mol NaOH;核磁共振氢谱6组峰(9:2:2:2:1:1);含酯基和氨基 写出一种结构
2025 浙江 结构简式(反应路径推断) 核磁共振氢谱4种氢;与过量HBr反应生成邻苯二酚 写出3种结构
2025 黑吉辽内蒙 数量统计 + 结构简式 含苯环;氢原子个数比3:2:1;副产物结构推断 先写数量,再写结构
2025 广东 数量统计 含苯环和醇羟基;包括加成产物 写出数量
2025 陕晋青宁 数量统计 含两个甲基;与钠反应放出氢气 写出数量
2025 上海 结构简式(水解产物推断) 水解生成α-氨基酸和酚类物质;核磁共振氢谱显示苯环上氢比2:2 写出一种结构
考点统计1
对2025年20份高考题进行归纳,发现16份考到了同分异构。
考查形式多样 条件限制复杂 综合性强 注重对称性
与氢谱分析
包括结构简式书写、同分异构体数量统计、立体异构考虑、副产物推断等。 常结合核磁共振氢谱、红外光谱、官能团特性、对称性、反应特性等多重条件。 常与有机反应、官能团性质、谱图分析等结合考查 多数题目要求根据氢谱峰组数与面积比推断结构对称性
对表1的归纳总结
对2025年20份高考题进行归纳发现,16份考到了同分异构。
对2024年17份高考题进行归纳发现,14份考到了同分异构。
类别 限制条件类型 具体条件举例 考查意图
结构限制 官能团或基团要求 ①含两个苯环②含-CH OH③含氨基、酯基④含碳氧双键(醛/酮)⑤不含酚羟基、不含C=O⑥不含-OH、不含sp杂化碳 考查官能团识别与组合能力
环与键的限制 ①含五元环②含两个环外π键③不含其他环(仅苯环)④不含C≡C键 考查不饱和度与结构构建
碳骨架与对称性 ①含两个甲基②高度对称结构③芳香族结构 考查对称结构与碳链排列
谱图限制 核磁共振氢谱( H NMR) ①2组峰(如1:2)②3组峰(如1:1:3)③4组峰(如6:1:1:1)④5组峰(如3:2:2:2:1)⑤6组峰⑥苯环上氢种类与比例(如2:2) 考查氢原子化学环境推断结构对称性
红外光谱(IR) 不含C=O键 辅助判断官能团类型
化学性质限制 反应性测试 ①能发生银镜反应(含醛基)②能与FeCl 显色(含酚羟基)③与钠反应放氢气(含-OH)④碱性水解后酸化得特定产物⑤与过量HBr反应生成邻苯二酚 考查官能团反应特性
定量反应消耗 1 mol物质消耗3 mol NaOH 考查官能团数量与反应计量
综合推断类 多重条件组合 ①含苯环 + 不含C=O + 3种氢 + 一取代物两种②含氨基 + 2苯环 + 4种氢③含酯基 + 能银镜 + 2组氢 考查综合分析、逻辑推理与结构构建能力
立体化学限制 立体异构考虑 顺反异构体、手性碳 考查空间结构识别
考点统计2
基于2025年高考化学真题中同分异构体限制条件的系统归纳,按考查角度分类总结
结构限制是基础,常与官能团、环键类型、对称性结合;
谱图限制(尤其是 H NMR)是高频考点,用于判断结构的对称性与氢环境;
化学性质限制用于反推官能团类型或数量;
趋势:近年考题多为多重条件组合,要求考生具备综合推断与结构构建能力。
对表2的归纳总结:
限制的角度
趋势
用途
结构限制
谱图限制
判断结构的对称性与氢环境
化学性质限制
反推官能团类型或数量
多重条件组合
判断官能团、环、键类型、
有序思维与系统分析能力:
书写异构体要求“不重不漏”,这需要严谨的分类(碳架、位置、类别)和逻辑枚举
核心知识载体
官能团性质:是否真正理解羧基、酯基、羟基、醛基、碳碳双键、苯环等的化学特性和成键方式。
碳骨架结构:你是否能灵活构建和想象直链、支链、环状等不同碳骨架。
结构与性质关系:官能团位置不同,性质可能天差地别(如醇与醚,伯仲叔醇)。
有序思维与分类讨论能力(重中之重):不重不漏的思维能力。混乱的枚举是低分的主要原因。必须掌握“先分类,后枚举”的策略。
类别逻辑:官能团类别异构 → 碳骨架异构 → 官能团位置异构。
操作逻辑:对于复杂结构,采用“主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边”的系统方法。
空间想象与模型思维能力:特别是对于立体异构(顺反异构),能否在脑海中构建分子的三维空间结构是关键。
信息提取与迁移应用能力:题目往往会给出“限制条件”,这正是命题人设下的“路标”和“陷阱”。
抗干扰与心理素质:题目可能会显得复杂(如多个官能团、环状结构),旨在考验你在压力下的思维清晰度。
能力整合利器
近年来高考题的趋势是“去套路化”和“重素养化”。
从单一到综合:
不再单纯考“C5H10O2的酯有多少种”,
而是考“符合某种特定化学性质
(如能与NaHCO3反应、含有手性碳等)的同分异构体”。
从记忆到推理:如注重结合核磁共振氢谱(NMR)等信息进行推理判断,这要求理解不同化学环境氢原子的特征。
高考风向标
研究真题,反推出题意图——知己知彼
为什么要考同分异构体?
同分异构体是填空题中的常考内容,除个别涉及手性碳原子数目的判断外,主要是判断限定条件下同分异构体的数目。
一是本身的重要性,同分异构现象是有机物种类繁多的原因之一,是有机物结构多样性的重要体现;
二是考查的必要性,可以考查对有机物结构理解的重要载体,有利于考查考生发散性、有序性等重要思维方法与品质
重温经典
PART 02
02
(2025·河南·18)(6) G( )的同分异构体中,含有碳氧双键的还有_______种(不考虑立体异构);其中,能发生银镜反应,且核磁共振氢谱显示为两组峰的同分异构体的结构简式为_______。
重温经典,感悟高考
1. 单一限制型
仅1~2个明确结构或谱图条件
思维路径
1观察结构
2分析限制条件
初步拆解
含有碳氧双键
含-CHO或C=O羰基
3信息整合
能发生银镜反应,且核磁共振氢谱显示为两组峰
醛类:醛基挂在-C4H9上——碳链异构+官能团位置异构:共有4种同分异构体
酮类:除了G本身外,共有2种同分异构体
6种
1.碳链异构
2.官能团
位置异构
类别异构
1.碳链异构
2.官能团
位置异构

G
4有序书写
重温经典,感悟高考
1. 单一限制型
仅1~2个明确结构或谱图条件
(2025·海南·18)(4)E( )
的同分异构体X,符合条件:
①含有两个苯环;②核磁共振氢谱有2组峰且峰面积之比为1:3。
X的结构简式为 。(写出一种即可)。
思维路径
1观察结构
2分析限制条件
初步拆解
3推断结构对称性
核磁共振氢谱只有2组峰,说明分子结构高度对称。常见的对称元素包括:
对称中心、对称轴或对称面,
使得大量氢原子等价。
因此,X很可能是一个高度对称的分子。
4考虑苯环的取代模式
及原子分配
①每个苯环上分配2个C、1个O,且尽可能处于对称位置?
②有2组峰且峰面积之比为1:3,分子中含16个H?
③如何处理双键才能让结构很对称?
5构建可能的对称骨架
成环是关键!
6结合峰面积比进一步整合
7得出结论
×
×
×
不满足2组峰!
O放到中间!
2种H的个数分别
是4和12
苯环以外有4个C原子,应含有4个-CH3,
且处于对称位置
(2025·安徽·18)(3)脂肪烃衍生物G是C( )的同分异构体,分子中含有羟甲基(-CH2OH ),核磁共振氢谱有两组峰。G的结构构简式为_______。
重温经典,感悟高考
1. 单一限制型
仅1~2个明确结构或谱图条件
思维路径
1观察结构
2分析限制条件
初步拆解
含有羟甲基(-CH2OH )
不再含有苯环结构
3分析不饱和度
分子式为C H O2,不饱和度为4
核磁共振氢谱有两组峰
结构很对称
6个C
其中: 2个-CH2OH
2个C≡C
4得出结论
重温经典,感悟高考
单一限制型 题型的特点
条件核心,高度聚焦
题目通常只给出一个或两个高度相关、指向性极强的限制条件。这些条件本身就能极大地框定可能的结构范围,无需结合复杂的反应路径或其他谱图信息进行交叉验证。
对称性是关键破题点
往往从最特殊的限制(如“两组峰”)直接切入,构思对称骨架。
(2025·河北·18)(7)写出满足下列条件A 的芳香族同分异构体的结构简式:________。
(a)不与FeCl3溶液发生显色反应;(b)红外光谱表明分子中不含C=O键;
(c)核磁共振氢谱有三组峰,峰面积比为1 : 1 : 3;(d)芳香环的一取代物有两种。
重温经典,感悟高考
2. 多重谱图限制
思维路径
1观察结构
2分析限制条件
初步拆解
(a)不与FeCl3溶液发生显色反应
(a)无酚羟基
3信息整合
(b)红外光谱表明分子中不含C=O键
则原来的C=O变成了C=C或环
①应有对称的2个-CH3,则一定不含C=C,因此,应有环状结构!
②剩余2个O对称出现!
③有序思维:最小环可以是三元环!大环可以是五元环!
(d)芳香环的一取代物有两种
(c)核磁共振氢谱有三组峰,峰面积比为1 : 1 : 3
分子式C9H10O2,10个H,3种H个数分别是2,2,6。
说明结构中含有2个甲基,且具有高度的对称性
从所含原子角度分析:除苯环外,还剩3个C,2个O



×
×

突破口:从H原子角度分析
×

结构不稳定
4有序书写
重温经典,感悟高考
2. 多重谱图限制
(2024·河北·18)(7)同时满足下列条件的I( ) 的同分异构体共有___种。
核磁共振氢谱显示为4组峰,且峰面积比为3:2:2:2;红外光谱中存在C=O和硝基苯( )吸收峰。
其中,可以通过水解反应得到化合物H 的同分异构体的结构简式为________。
思维路径
1观察结构
2分析限制条件
初步拆解
3信息整合
(a)核磁共振氢谱显示为4组峰,且峰面积比为3:2:2:2
含1个-CH3,整个分子结构很对称
(b)红外光谱中存在和硝基苯( ) 吸收峰。
从不饱和结构角度看:
一个环换成一个C=O, 还在,
因此,分子中不存在其他的不饱和结构了!
I的分子式为
或者计算:
不饱和度为6,其中苯环占4个不饱和度,和硝基各占1个不饱和度,因此满足条件的同分异构体中除了苯环、和硝基之外没有其他
不饱和结构。
从原子角度看:还剩1个O原子,则无-OH结构,因此存在C-O-C结构
不考虑C-O-C结构,碳链异构情况有:
序号中插入O原子,共有6种结构。
设问创新性:不仅仅是判断限定条件下同分异构体的数目,而是新增加了通过反应得到另一种物质同分异构体的结构简式,这样由原来的一种物质的同分异构体判断的一个点,变为两种物质同分异构体和一个反应的物质变化三个点,增强了思维容量。
可以通过水解反应得到化合物H 的同分异构体的结构简式为________。
思维延生
4有序书写
2.多重谱图限制 题型的特点
重温经典,感悟高考
多源条件组合
条件涵盖化学性质(如与FeCl 的显色反应)、红外光谱(特定官能团的吸收峰)、核磁共振氢谱(峰组数及面积比)、取代反应特征(如芳香环一取代物种类)等,从不同角度约束分子结构。
信息互补与交叉验证
每个条件提供独立的结构信息(如官能团类型、氢原子环境、分子对称性等),解题时必须整合所有信息,相互印证,才能唯一确定或限缩可能的结构范围。
(2025·全国·29)(6)G是 的同分异构体,可以发生银镜反应,核磁共振氢谱中显示为四组峰,且峰面积比为6:1:1:1。G的结构简式是 (手性碳用*号标记)。
重温经典,感悟高考
3. 反应推理型
通过反应特性反推官能团
思维路径
1观察结构
2分析限制条件
初步拆解
(a)可以发生银镜反应
(a)含-CHO
3信息整合
(b)核磁共振氢谱中显示为四组峰,且峰面积比为6:1:1:1
①1个H在-CHO中,2个等效位置的-CH3
②存在2个-CH-结构
③一共5个C
(b)分子中含有9个H,
4种H个数分别是6、1、1、1。
结论
(2025·浙江·1月·20)已知:(5)写出3个同时符合下列条件的化合物B( )的同分异构体的结构简式______。
①核磁共振氢谱表明:分子中有4种不同化学环境的氢原子;
②与过量HBr反应生成邻苯二酚( )
(已知: )
1观察结构
2分析限制条件
初步拆解
3信息整合
B除苯环外含有1个溴、3个碳、2个氧、1个不饱和度
①结构对称
①核磁共振氢谱表明:分子中有4种不同化学环境的氢原子;
重温经典,感悟高考
3. 反应推理型
通过反应特性反推官能团
②分子中含有结构:
应有环,环上有-Br,有3个C,且对称
有序性思维:新建构的环:最小环5元环、最大环7元环




4有序书写
3.反应推理型
重温经典,感悟高考
反应特性作为关键约束
条件中直接给出化合物能发生的特征反应(如银镜反应、与HBr反应生成特定产物等),这些反应信息往往直接暗示了官能团类型或结构片段的存在,成为推理的起点
考查综合应用能力
不仅考查官能团性质、谱图解析,还涉及反应机理的理解。考生需将化学反应知识转化为结构约束,再整合谱图等信息进行系统推理
重温经典,感悟高考
4. 立体异构型 顺反异构、手性碳为限制条件
(2025·湖南·17)
(5)B在生成C的同时,有副产物G生成。
已知G是C的同分异构体,且与C的官能团相同。G的结构简式是 、 (考虑立体异构)。
消去反应
C
G
没有手性碳,
没有其他立体异构情况
重温经典,感悟高考
4. 立体异构型 顺反异构、手性碳为限制条件
(2024·全国甲卷·12)(7)I( )的同分异构体中,同时满足下列条件的共有_____种(不考虑立体异构)。
①含有手性碳(连有4个不同的原子或基团的碳为手性碳);②含有两个苯环;③含有两个酚羟基;④可发生银镜反应。
1观察结构
3信息整合
4有序书写
2分析限制条件
初步拆解
①含有手性碳
②含有两个苯环
③含有两个酚羟基
④可发生银镜反应
含有醛基-CHO
有饱和碳原子
关键:构建手性碳
核心结构:
还剩两个酚羟基-OH不对称分布在两侧
α
α
β
α
β
β
α
β
γ
γ
4种
2种

3种
共9种


思维路径
4.立体异构型
重温经典,感悟高考
考查核心是“立体化学概念”的应用
这类题目的首要目的,是考查学生对手性、顺反异构等立体化学基本概念的理解深度,以及将其应用于结构分析与构建的能力。
它不仅仅是要求“写出结构简式”,更是要求思考“结构如何产生立体异构”或“如何满足特定的立体化学条件”。
解题关键与逻辑
识别立体化学考点:首先要判明题目考查的是手性还是顺反异构
将立体条件转化为结构限制:
如对于“含有手性碳”,在构建结构时,必须确保某个碳原子连接了四个不同的基团。这常常需要不对称的取代模式。
考查学生化学空间想象力和概念精确性
重温经典,感悟高考
5. 组合推理型
多条件综合 + 结构构建
(2025·重庆·18)(5)G( ( 、C10H10O2)的同分异构体同时满足下列条件的有 种。
(i)存在 基团和环外2个π键;(ii)不含-OH基团和sp杂化碳原子。
其中,核磁共振氢谱显示五组峰(峰面积比为3:2:2:2:1)的同分异构体的结构简式为 。
1观察结构
2分析限制条件
初步拆解
3信息整合
C10H10O2
不饱和度Ω=6
(i)存在 基团和环外2个π键
①含苯环、2个双键结构
(ii)不含-OH基团和sp杂化碳原子
②不含有-OH、-COOH、碳碳三键
除 外,还有3个C,2个O
①碳链异构
②官能团位置异构
1.含1个C=C,1个C=O键,1个-O-键
2. 2个C=O键
4有序
书写
②官能团位置异构
O
C=O
O
C=O
2种
2种
O
C=O
2种
2个C=O 由邻到间共3种
2个C=O 的位置只有1种
共10种
核磁共振氢谱显示五组峰(峰面积比为3:2:2:2:1)
1
2
2
2
侧链上只能再出现1个“3”
思维路径
④必须含有
重温经典,感悟高考
5. 组合推理型
多条件综合 + 结构构建
(2025·云南·18)写出一种满足下列条件的L( ) )同分异构体的结构简式 (不考虑立体异构)。
①能与FeCl3发生显色反应;1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,消耗3 mol NaOH。
②核磁共振氢谱显示6组峰,且峰面积比为9∶2∶2∶2∶1∶1。
③含有酯基和氨基(或取代的氨基,-NR′′R′′′,R′′和R′′′可以是H或烃基)。
1观察结构
2分析限制条件
初步拆解
3信息整合
4有序书写
①能与FeCl3发生显色反应;
1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,消耗3 mol NaOH。
②核磁共振氢谱显示6组峰,且峰面积比9∶2∶2∶2∶1∶1。
③含有酯基和氨基(或取代的氨基,-NR′′R′′′,R′′和R′′′可以是H或烃基)。
①含 结构
②含同一个C上连有3个-CH3
即含有-C(CH3)3结构(链端!)
C12H17O3N1 不饱和度Ω=5
③含-COOC和-NH2(或取代的氨基,-NR′′R′′′,R′′和R′′′可以是H或烃基)。
12个C刚好用完
结构对称——只有对位取代
-C(CH3)3
-NR′′R′′′
-C-
端位
端位
2
2
1




碳链由长到短
5.组合推理型
重温经典,感悟高考
条件来源的复合性
题目给出的多个限制条件,往往来自不同层面、不同角度,形成一个多维度的“约束网”。这些条件通常包括:
化学性质类:如能否发生银镜反应、与FeCl 显色、消耗NaOH的物质的量等。
谱图数据类:核磁共振氢谱的峰组数与面积比(最重要)、红外光谱的特定吸收峰。
结构特征类:必须含有或不能含有的官能团、杂化状态、不饱和度分布(如环外π键数)、芳香环的取代模式。
反应产物类:通过特定反应(如水解、与HBr反应)能得到已知结构的化合物。
这些条件相互平行、互补,有时相互制约,必须同时满足。
解题逻辑的“拼图式”构建
这类型题目的解题过程,不再是单一方向的推导,而是一个假设、组装、验证、排除的循环逻辑
信息整合能力:从杂乱的条件中提取有效信息并关联。
逻辑推理能力:进行分步、系统的假设与验证。
空间与对称性思维:理解氢谱数据与分子三维对称性的关系。
化学知识迁移能力:将官能团性质、反应机理、谱图原理融会贯通。
考查能力的综合性
分析路径
解读条件
分析:
官能团、不饱和度、
二价基
考虑:
剩余碳原子和一价官能团)
插入二价基
碳架
位置异构
官能团异构
立体异构
回看限制条件:勿漏、勿重
最终结果
知识重构
PART 03
03
1.碳骨架异构:链状烷烃——减碳移位法,是其他类型同分异构体书写的基础
从最长碳链开始
主链逐一变短
位置由中到边,不到端
支链由简到繁
由整到散
将取下的碳原子由内向外依次与主链碳原子连接,但不可放在链端碳原子上
由少到多依次摘取不同数目的碳原子组成长短不同的支链
多支链,同邻间
当有多个相同或不同的支链出现时,应按连在同一个碳原子上、相邻碳原子上、相间碳原子上的顺序依次连接
结构化思维引领,突破同分异构难题
注意 :
(1)甲基(—CH )不能连在链端(2)乙基(—CH CH )不能连在链端及链端第2个碳原子上
(3)当只有一个支链时,主链对称轴两侧对称的碳原子等效。
(4)作为取代基的碳原子总数要小于作为主链的碳原子数。如书写C7H16的同分异构体时,主链的碳原子数可以为7、6、5、4,对应支链的碳原子总数为0、1、2、3。
链状烷烃 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 已烷 庚烷
同分异构体数目 1 1 1 2 3 5 9
“降碳法”
2.链状烷烃中引入官能团【位置异构】
①“单手”连接
②“双手”连接
类型:
官能团示例
方法
官能团示例
方法
-X、-OH、-CHO、
-COOH、-NH2等
等效H法
链状烷烃 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷
等效H个数 1 1 2 4 8
一元取代物种数 1 1 2 4 8
有多少种等效氢,就有多少种同分异构体
-O-、-COO-、
-C=C-、-C≡C-等
组合法
官能团插入原则:醚键可看作将氧原子插入碳碳单键中、碳碳双键可看作将1个键插入碳碳单键中、碳碳三键可看作将2个键插人碳碳单键中。
【提醒】已形成4个单键的碳原子不能形成碳碳双键;已形成3个或4个单键的碳原子不能形成碳碳三键
插入法
是指分别讨论官能团两侧基团可能存在的结构数目,将所得数目相乘即可得到原有机化合物的同分异构体数目。
如对于一元酯R1COOR2(R1、R2所含碳原子数固定),R1有m种结构,R2有n种结构,则该一元酯共有m×n种同分异构体。
③定一移一
插入1个官能团
插入2个官能团
基础
处于对称位置上的氢原子是等效的
戊烷
碳链异构
C5H11Cl同分异构
共8种
C5H12O属于醚类的同分异构共6种
类型 甲基 乙基 丙基 丁基 戊基
异构体数目 1 1 2 4 8
分子式为C6H12O2的酯类的同分异构体有 种(不考虑立体异构)。
1×8
1×4
1×2
2×1
4×1
共8+4+2+2+4=20种
结构化思维引领,
突破同分异构难题
思考:分子式为C4H8BrCl的有机物共有 (不含立体异构)
1.碳链异构
2.1号官能团
位置异构
3.2号官能团位置异构
残基法
结构化思维引领,
突破同分异构难题
3.链状烷烃中引入多个官能团——换元法
若烃分子中共含有a个氢原子,m+n=a,则其m元取代物和n元取代物的种类数相等。
如:C2H6的二氯取代物有2种,则C2H6的四氯取代物有 2 种(不考虑立体异构)。
4.苯环上的异构情况
“对称法”
苯环上取代基个数和类型 同分异构体数目 苯环上取代基个数和类型 同分异构体数目
1 X 1 4 XXXX 3
2 XX 3 XXXY 6
XY 3 XXYY 11
3 XXX 3 XXYZ 16
XXY 6 XYZW 30
XYZ 10
结构化思维引领,突破同分异构难题
5.类别异构与不饱和度
组成通式 不饱和度(Ω) 可能的类别异构
CnH2n 1 烯烃、环烷烃
CnH2n-2 2 炔烃、二烯烃和环烯烃
CnH2n+2O 0 饱和一元醇和醚
CnH2nO 1 饱和一元醛和酮、烯醇等
CnH2nO2 1 饱和一元羧酸和酯、羟基醛、羟基酮等
CnH2n+1NO2 1 硝基烷 vs 氨基酸
1.不饱和度的计算方法
口诀:碳+1减一半H,卤加氮减氧不算。
①若有机物分子中含有卤素原子,可将卤素原子视作氢原子计算不饱和度。
②若有机物分子中含有O、S原子,计算不饱和度时不考虑O原子和S原子。
如CH CHO、CH COOH的Ω=
③若有机物分子中含有N原子,每增加Ⅰ个N原子,计算时H原子数相应减1。
CH3CH2NH2的Ω=2+1
结构 不饱和度 结构 不饱和度
碳碳双键 1 碳碳三键 2
羧基 1 苯环 4
醛基 1
硝基 1
酮羰基 1
酯基 1
酰胺基 1
环 1
结构化思维引领,突破同分异构难题
6.常见限制条件的总结
官能团的化学性质
核磁氢谱与结构的关系
立体异构
顺反异构
手性碳
有几组峰,推测有几组不同化学环境的氢原子。吸收峰的面积比推测各组峰所对应的氢原子个数比。
①如果峰面积比为9:x:y,“9”优先考虑含3个甲基(—CH ),且处于对称位置。
②如果有机物中含1个—COOH或—CHO或—OH,则对应核磁共振氢谱中的峰面积比中会出现1。
常涉及的化学性质 可能的官能团或结构
能使溴的四氯化碳溶液褪色 碳碳双键、碳碳三键
能与金属钠反应生成气体 ①—OH (1 mol—OH ~1 mol Na ~ 1/2molH )
②—COOH(1 mol—COOH~1 mol Na~ 1/2mol H )
能与Na2CO3反应 ①酚羟基
(与Na2CO3反应生成NaHCO3,但不能生成CO )
②—COOH
(2 mol—COOH~1 mol Na CO ~1 mol CO )
能与NaHCO3反应 —COOH(1 mol -COOH~1 mol NaHCO3 ~1 mol CO )
能与NaOH反应 ①中和反应:—COOH、酚羟基
②水解反应:碳卤键(卤素原子)、
酯基(—COOR)、酰胺基(—CONH )
与FeCl 溶液发生显色反应(溶液显紫色) 酚羟基
对映异构(手性异构)
模型建构
PART 04
04
同分异构问题
的思维逻辑链条
分析这对化合物
分子式相同吗?


可能是异构体
非异构体/不同化合物
分子中原子连接顺序相同吗?


可能是立体异构体
构造异构
碳链异构
类别异构
(官能团同)碳骨架不同
通过H原子和电子对迁移相互转化
互变异构
官能团不同
取代基/官能团的位置不同
位置异构
分子中原子的空间排列不同吗?

立体异构

非异构体/相同化合物
分子能通过绕单键
旋转相互转化吗?


构象异构
构型异构
含C=C,双键两端所连原子或基团不同
顺反异构
对映(光学)异构

结构中有环吗?
环构象异构
旋转异构

结构看起来是什么形状?
平面、椅式、半椅式、蝶式、扭船式、信封式、船式
手性C原子
手性分子
4个不同取代基
的碳原子(C*)
检查是否有对称面(镜面)
检查是否有对称中心
检查是否有更迭对称轴(S ,即对称面的一种特例)
有,不一定是
是,不一定有
互为镜像且不能重叠
含有一个手性碳原子的化合物必定是手性分子,有一对对映异构体
(2022·浙江·高考真题)下列说法不正确的是
D.丙酮( )和环氧丙烷( )互为同分异构体
D.分子式相同、结构不同的化合物互为同分异构体,丙酮和环氧丙烷的分子式相同、结构不同,两者互为同分异构体,D正确
类别异构!
(2021·辽宁·高考真题)有机物a、b、c的结构如图。下列说法正确的是
D.a、b、c互为同分异构体
D.a、b、c的分子式分别为:C8H6,C8H6,C8H8,故c与a、b不互为同分异构体,D错误
判断是否为同分异构体
分子式相同吗?
原子连接顺序相同吗?
类别异构


构造异构
官能团不同
(2022·江苏·高考真题)精细化学品Z是X与HBr反应的主产物,X→Z的反应机理如下:
下列说法不正确的是
A.X与 互为顺反异构体
A正确
(2023·山东·高考真题)抗生素克拉维酸的结构简式如图所示,
下列关于克拉维酸的说法错误的是
A.存在顺反异构
A正确
①存在碳碳双键C=C
(2024·河北·高考真题)化合物X是由细菌与真菌共培养得到的一种天然产物,结构简式如图。下列相关表述错误的是
D.存在顺反异构
D.该化合物中只有一个碳碳双键,其中一个双键碳原子连接的2个原子团都是甲基,所以不存在顺反异构,D错误。
判断是否为同分异构体
分子式相同吗?
原子连接顺序相同吗?
可能是立体异构


顺反异构
②C=C的C原子分别连有互不同的原子或原子团
同分异构问题思维逻辑
(2025·福建卷·节选)神经肽抑制剂J的合成路径(部分)如下:
步骤Ⅶ可能生成J的立体异构体K,将K的结构简式补充完整: 。
关键信息
(2025·湖南·17)化合物F是治疗实体瘤的潜在药物。F的一条合成路线如下(略去部分试剂和条件):
(5)B在生成C的同时,有副产物G生成。已知G是C的同分异构体,且与C的官能团相同。G的结构简式是 、 (考虑立体异构)。
B
C
G
新题型:
链接反应进行推导
判断是否为同分异构体
分子式相同吗?
原子连接顺序相同吗?
可能是立体异构


构型异构
顺反异构
对映异构
(2024·重庆·高考真题)橙花和橙叶经水蒸气蒸馏可得精油,X和Y是该精油中的两种化学成分。下列说法错误的是
A.X存在2个手性碳原子 C.Y不存在顺反异构体
A.连接四种不同基团的碳为手性碳原子,如图,X中含有2个手性碳原子,故A正确;
C.Y分子中碳碳双键两端的一个碳原子连接2个相同的原子或原子团,所以不存在顺反异构,故C正确
(手性碳?饱和C原子上连接4个不同的原子和原子团)
(2023·山东·高考真题)有机物X→Y的异构化反应如图所示,下列说法错误的是
C.含醛基和碳碳双键且有手性碳原子的Y的同分异构体有4种(不考虑立体异构)
醛基-CHO
碳碳双键C=C
其余都是单键(C-C)
链状结构
整个分子“C5-CHO”
手性碳原子
1.分析限制条件
2.推导其余结构
3.查找破题关键
移动-CHO建构手性碳
4.形成解题步骤
1.碳链异构
C=C-C*-C-C
CHO
C=C-C-C*-C
CHO
思维路径
2.官能团位置异构
C-C=C-C*-C
CHO
C=C-C*-C
CHO
CH3
C=C-C*-C
CHO
CH3
同分异构问题思维逻辑
(2023·辽宁·高考真题)在光照下,螺吡喃发生开、闭环转换而变色,过程如下。下列关于开、闭环螺吡喃说法正确的是
B.互为同分异构体
根据它们的结构简式,分子式均为C19H19NO,
它们结构不同,因此互为同分异构体,故B正确;
判断是否为同分异构体
分子式相同吗?
原子连接顺序相同吗?
互变异构


构造异构
通过H原子和电子对迁移相互转化
互变异构:
电子对迁移相互转化
同分异构问题思维逻辑
(2023·湖北·高考真题)下列事实不涉及烯醇式与酮式互变异构原理的是
【分析关键】烯醇式具有的特点为与羟基相连接的碳原子必须有双键连接。
B.丙烯醇中,与羟基相连接的碳原子不与双键连接,不会发生烯醇式与酮式互变异构,B符合题意,选B。
CH2=CH-OH
互变异构:
H原子迁移的相互转化
同分异构问题思维逻辑
判断是否为同分异构体
分子式相同吗?
原子连接顺序相同吗?
互变异构


构造异构
通过H原子和电子对迁移相互转化
(2025·河南·18)化合物I具有杀虫和杀真菌活性,以下为其合成路线之一(部分反应条件已简化)。
互变异构:
H原子迁移的相互转化
(5)由F生成H的反应中可能生成中间体J,已知J的分子式为 C23H26F3NO3,则J的结构简式为_______(写出一种即可)。
可能生成中间体J
存在顺反异构
取代反应
心中有一张“图”
知识网络图,清晰所有异构类型
手中有一种“法”
系统书写,
保证有序不遗漏
眼中有一道“光”
能迅速看穿题目条件背后
的化学本质和信息
脑中有一种“势”
命题趋势,明白高考重在考查思维品质而非死记硬背
从“被动答题”转向“主动解构”
大概念 “结构决定性质”的具象化体现:
同分异构体是这一思想最直接、最无可辩驳的证明。它用事实告诉学生:分子式相同,仅仅因为排列方式(结构)不同,就能创造出性质迥异的新物质。这使得化学从对宏观现象的认知,升华为对微观结构的探究。掌握了同分异构体,就真正领悟了化学学科的思维方式。
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