【新高考】2023年高考化学二轮题型精讲精练——专题31 同分异构体的书写及数目判断

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专题31 同分异构体的书写及数目判断
目录
一、热点题型归纳………………………………………………………………………………………………………1
【题型一】等效氢法判断一元取代物同分异构体数目………………………………………………………………1
【题型二】基团替换法判断有机物的同分异构体数目………………………………………………………………2
【题型三】排列法判断芳香化合物的同分异构体数目………………………………………………………………4
【题型四】基团取代法判断有机物的同分异构体数目………………………………………………………………8
【题型五】烃基组合法判断有机物的同分异构体数目………………………………………………………………11
【题型六】取代组合法判断有机物的同分异构体数目………………………………………………………………13
【题型七】定位淘汰法判断有机物的同分异构体数目………………………………………………………………15
【题型八】限定条件的同分异构体结构简式的书写…………………………………………………………………16
二、最新模考题组练……………………………………………………………………………………………………20

【题型一】等效氢法判断一元取代物同分异构体数目
【典例分析】
【典例1】（2015·安徽高考）W是D（）的同分异构体，具有下列结构特征：①属于萘（）的一元取代物；②存在羟甲基（－CH2OH）。写出W所有可能的结构简式_____________________。
【解析】D的分子式为C13H10O，其不饱和度为9，W含萘环（，其不饱和度为7）、侧链含有3个碳原子而且含2个不饱和度。侧链含1个－CH2OH，则必含－C≡C－，一元取代物中只含1个取代基，则该取代基一定是－C≡C－CH2OH。萘环上有2中不同化学环境的氢原子，则该同分异构体是和。
【答案】、
【提分秘籍】
1．规则：等效氢原子的种类数等于一元取代物的种类数。
2．等效氢原子的种类的判断
（1）分子中同一个碳原子上的氢原子等效。
①CH4分子中的4个氢原子等效
②CH3CH2CH3分子中“－CH2－”上的的2个氢原子等效
（2）与同一个碳原子相连的甲基上的氢原子等效。
①新戊烷（）分子中的12个氢原子等效。
②CH3CH2CH3分子中“－CH3”上的的6个氢原子等效
（3）同一分子中处于轴对称位置或镜面对称位置上的氢原子是等效的。
①分子中，在苯环所在的平面内有两条互相垂直的对称轴，故有两类等效氢。
②分子中的18个氢原子等效。
【变式演练】
1．（2014·新课标全国卷Ⅱ）四联苯的一氯代物有（ ）。
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
【解析】选C。如下图所示，利用对称法判断四联苯有5种等效氢，所以一氯代物有5种。

2．（内蒙古通辽市2022届高三上学期第三次阶段性考试）某链状烷烃的相对密度为H2的43倍，其有多种同分异构体，其中含4个甲基的该烷烃的一溴取代物的数目可能是（ ）。
A．1种 B．2种 C．4种 D．5种
【解析】选B。某链状烷烃的相对密度为H2的43倍，则该烃的相对分子质量为43×2＝86，烷烃的通式为CnH2n+2，则有12n+2n+2＝86，求得n＝6，可知该烃的分子式为C6H14。含4个甲基的烷烃可能是、；的分子中有2种氢原子，如图中的数字所标识，，则保留4个甲基，只能取代2号位上的氢，有一种；的分子中有3种氢原子，如图中的数字所标识，，则保留4个甲基，只能取代2号位上的氢，有一种；共有两种，B符合题意。
3．（2021~2022学年哈尔滨第一次调研）乙苯与氢气加成，其产物的一氯代物的同分异构体数目有（不考虑立体异构）（ ）。
A．4种 B．5种 C．6种 D．7种
【解析】选C。完全氢化后的产物，即为乙基环己烷，六元环含有4种H，乙基含有2种H，故产物的一氯代物有6种同分异构体。
【题型二】基团替换法判断有机物的同分异构体数目
【典例分析】
【典例2】（2022·福建厦门高三12月模拟）含有一个叁键的炔烃，加氢后产物的键线式为，这种炔烃有（ ）。
A．1种 B．2种 C．3种 D．4种
【解析】选A。三键加成后每个碳原子上至少有两个氢原子，因此原炔烃相邻的两个碳原子上至少有两个氢原子；只有符合要求。
【提分秘籍】
1．适用范围：判断具备一定条件下烯或炔的同分异构体数目
（1）烯：双键替换法
（2）炔：叁键替换法
2．烯烃同分异构体（以C5H10为例）：
（1）按照烷烃同分异构体的书写步骤，写出可能的碳架结构：

（2）根据碳架结构的对称性和碳原子的成键特点，在碳架上可能的位置添加双键（箭头所指的位置）。
（3）补写氢原子：根据碳原子形成4个共价键，补写各碳原子所结合的氢原子数。
CH2＝CHCH2CH2CH3、CH3CH＝CHCH2CH3、CH2CH2CH3、CH3－CHCH3、CH3－CH＝CH2
3．炔烃同分异构体（以C5H8为例）：
（1）按照烷烃同分异构体的书写步骤，写出可能的碳架结构：

（2）根据碳架结构的对称性和碳原子的成键特点，在碳架上可能的位置添加双键（箭头所指的位置）。
（3）补写氢原子：根据碳原子形成4个共价键，补写各碳原子所结合的氢原子数。
CH≡CCH2CH2CH3、CH3C≡CCH2CH3、CH3－C≡CH。
【变式演练】
1．（2022·陕西榆林高三3月模拟）由分子式为C5H12O的醇在浓硫酸加热的条件下发生消去反应得到的烯烃有（不含立体异构）（ ）。
A．5种 B．6种 C．7种 D．8种
【解析】选A。分子式为C5H12O的醇发生消去反应得到分子式为C5H10的烯烃，该烯烃的同分异构体共有5种：CH2＝CHCH2CH2CH3、CH3CH＝CHCH2CH3、CH2＝CHCH（CH3）2、CH3CH＝C（CH3）2、CH3CH2CH2。
2．是由一种单烯烃加氢而成的，那么原烯烃的可能结构有（ ）。
A．1种 B．2种 C．3种 D．4种
【解析】选C。根据烯烃与H2加成反应的原理，推知该烷烃分子中相邻碳原子上均带氢原子的碳原子间是对应烯烃存在碳碳双键的位置，有如图所示3种位置不同的C=C双键，故该烯烃的结构有3种。
3．（2022~2023学年吉林丹东11月模拟）1molC10H18（），在适当条件下脱去1molH2，可能生成的产物（ ）。
A．1种 B．2种 C．3种 D．4种
【解析】选D。相邻的两个碳原子上每一个上都脱去1个氢原子，可以得到如下四种结构：

4．（2019·天津高考）化合物B［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分子中含有碳碳三键和乙酯基（－COOCH2CH3）
②分子中有连续四个碳原子在一条直线上
写出其中碳碳三键和乙酯基直接相连的同分异构体的结构简式__________。
【解析】CH3C≡CCOOC（CH3）3的核磁共振氢谱有2种。符合条件的同分异构体有：CH3－C≡C－CH2－CH2－COOCH2CH3、CH3－CH2－C≡C－CH2－COOCH2CH3、CH3－CH2－CH2－C≡C－COOCH2CH3、CH3－CH（CH3）－C≡C－COOCH2CH3、共五种。其中碳碳三键和乙酯基直接相连的有CH3－CH2－CH2－C≡C－COOCH2CH3、CH3－CH（CH3）－C≡C－COOCH2CH3两种。
【答案】2；5和CH3CH2CH2C≡CCOOCH2CH3
【题型三】排列法判断芳香化合物的同分异构体数目
【典例分析】
【典例3】（2021·广东省选择考）化合物Ⅵ的芳香族同分异构体中，同时满足如下条件的有_______种，写出其中任意一种的结构简式：_________________。
条件：a．能与NaHCO3反应；b．最多能与2倍物质的量的NaOH反应；c．能与3倍物质的量的Na发生放出H2的反应；d．核磁共振氢谱确定分子中有6个化学环境相同的氢原子；e．不含手性碳原子（手性碳原子是指连有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子）。

【解析】化合物Ⅳ的分子式为C10H12O4，能与NaHCO3反应说明含有羧基，能与NaOH反应说明含有酚羟基或羧基或酯基，最多能与2倍物质的量的NaOH反应，说明除一个羧基外还可能含有酚羟基、羧基、酯基其中的一个，能与Na反应的挂能能团为醇羟基、酚羟基、羧基，能与3倍物质的量的发生放出的反应，说明一定含有醇羟基，综上该分子一定含有羧基和醇羟基，由于该分子共有4个碳氧原子，不可能再含有羧基和酯基，则还应含有酚羟基，核磁共振氢谱确定分子中有6个化学环境相同的氢原子，说明含有两个甲基取代基，并且高度对称，据此可知共有三个取代基，分别是－OH、－COOH和，当－OH与－COOH处于对位时，有两种不同的取代位置，即和；当－OH与处于对位时，－COOH有两种不同的取代位置，即和；当－COOH与处于对位时，－OH有两种不同的取代位置，即和；当三个取代基处于三个连续碳时，共有三种情况，即、和；当三个取代基处于间位时，共有一种情况，即，综上分析该有机物的同分异构体共有十种。
【答案】10；
【提分秘籍】
1．侧链有一个取代基：侧链有几种同分异构体，该芳香烃就有几种同分异构体
（1）C3H7：侧链丙基－C3H7有2种结构，故其芳香烃的同分异构体有2种
（2）C4H9：侧链丁基－C4H9有4种结构，故其芳香烃的同分异构体有4种
（3）C5H11：侧链戊基－C5H11有8种结构，故其芳香烃的同分异构体有8种
2．侧链有2个取代基：有“邻”“间”“对”三种
（1）两个相同的取代基
、、
（2）两个不同的取代基
、、
3．侧链有3个取代基：采取“定二移一”的方法
（1）三个相同的取代基：有“连”“偏”“均”三种


（2）三个取代基两个相同，一个不同
先固定两个相同的取代基，即邻、间、对三种，再加另一个，从第一个开始书写，去掉重复的即可。例如二氯一溴苯的种数，第一步先在苯上进行二氯取代，得三种（邻、间、对）二氯苯，然后分别对这三种二氯苯进行一溴取代，共有（2+3+1＝6）六种。

（3）三个取代基完全不同
方法一样，这时间位和邻位四种位置完全不一样，对位两种，共十种。

【特别提醒】熟记苯环上有多个取代基相应同分异构体的数目
取代基特征
两同或两异
三同
两同一异
三同一异
三不同
同分异构体数
3
3
6
6
10
4．C8H10O的芳香族同分异构体
（1）芳香醇类的同分异构体
①只有1个侧链：CH2CH2OH、－CH3
②有2个侧链（－CH3和－CH2OH）：有邻、间、对三种
、、CH3－CH2OH
（2）芳香醚类的同分异构体
①只有1个侧链：OCH2CH3、CH2OCH3
②有2个侧链（－CH3和－OCH3）：有邻、间、对三种
、、CH3－OCH3
（3）酚的同分异构体
①苯环上含－OH和－CH2CH3两个取代基，有邻、间、对3种
、、CH3CH2－OH
②苯环上含－OH和2个－CH3两个取代基，有6种
、、、、、
【变式演练】
1．（2022·山东省等级考）H的同分异构体中，仅含有－OCH2CH3和－NH2和苯环结构的有_______种。

【解析】H的同分异构体仅含有－OCH2CH3和－NH2可知，同分异构体的结构可以视作、、分子中苯环上的氢原子被－NH2取代所得结构，所得结构分别有1、3、2，共有6种。
【答案】6
2．（2021·湖南省选择考）B有多种同分异构体，同时满足下列条件的同分异构体有_______种（不考虑立体异构）①苯环上有2个取代基；②能够发生银镜反应；③与FeCl3溶液发生显色发应，其中核磁共振氢谱有五组峰，且峰面积之比为6∶2∶2∶1∶1的结构简式为______________________。

【解析】的同分异构体满足：①能发生银镜反应，说明结构中存在醛基，②与FeCl3溶液发生显色发应，说明含有酚羟基，同时满足苯环上有2个取代基，酚羟基需占据苯环上的1个取代位置，支链上苯环连接方式（红色点标记）：、共五种，因此一共有5×3＝15种结构；其中核磁共振氢谱有五组峰，因酚羟基和醛基均无对称结构，因此峰面积之比为6∶2∶2∶1∶1的结构简式一定具有对称性（否则苯环上的氢原子不等效），即苯环上取代基位于对位，核磁共振氢谱中峰面积比为6的氢原子位于与同一碳原子相连的两个甲基上，因此该同分异构的结构简式为。
【答案】15；
3．（2021·湖北省选择考）B的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有_________种（不考虑立体异构）。①属于A的同系物；②苯环上有4个取代基；③苯环上一氯代物只有一种。

【解析】B的结构简式为，A的结构简式为。根据①属于A的同系物，知含有3个酚羟基、1个羧基；根据②苯环上有4个取代基，知4个取代基分别为－OH、－OH、－OH、－C3H6COOH；根据③苯环上一氯代物只有1种，知该同分异构体为或，又－C3H6COOH有5种，所以满足条件的同分异构体有10种。
【答案】10
4．（2021·辽宁省选择考）F的同分异构体中，含有苯环、－NH2，且能发生银镜反应的有_______种；其中核磁共振氢谱峰面积之比为2∶2∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为____________________________。

【解析】F的结构简式为：，F的同分异构体中，含有苯环、－NH2，且能发生银镜反应，结构中含有醛基，可能的结构：如果苯环上只有一个取代基，只有1种结构，结构为，如果苯环上含有两个取代基，一个为－CH2CHO，一个为－NH2，环上有邻、间、对3种结构；若苯环上有两个取代基，一个为－CHO，一个为－CH2NH2，环上有邻、间、对3种结构；若苯环上有一个－CH3、一个－CHO、一个－NH2，环上共有10种结构，所以共有17种；其中核磁共振氢谱峰面积之比为2∶2∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为：或。
【答案】17；或
5．（2021·全国乙卷）C（）的同分异构体中，含有苯环并能发生银镜反应的化合物共有_______种。
【解析】C为，含有苯环且能发生银镜反应的同分异构体为：含有醛基，氟原子，氯原子，即苯环上含有三个不同的取代基，可能出现的结构有，故其同分异构体为10种。
【答案】10
【题型四】基团取代法判断有机物的同分异构体数目
【典例分析】
【典例4】（2022·辽宁省选择考）化合物I的同分异构体满足以下条件的有___________种（不考虑立体异构）；i．含苯环且苯环上只有一个取代基ii．红外光谱无醚键吸收峰其中，苯环侧链上有3种不同化学环境的氢原子，且个数比为6∶2∶1的结构简式为___________（任写一种）。
【解析】化合物Ⅰ的分子式为C10H14O，计算可得不饱和度为4，根据题目所给信息，化合物Ⅰ的同分异构体分子中含有苯环（已占据4个不饱和度），则其余C原子均为饱和碳原子（单键连接其他原子）；又由红外光谱无醚键吸收峰，可得苯环上的取代基中含1个羟基；再由分子中苯环上只含有1个取代基，可知该有机物的碳链结构有如下四种：（1、2、3、4均表示羟基的连接位置），所以满足条件的化合物Ⅰ的同分异构体共有12；其中，苯环侧链上有3种不同化学环境的氢原子，且个数比为6∶2∶1的同分异构体应含有两个等效的甲基，则其结构简式为或。
【答案】12；（或）
【提分秘籍】
1．熟记常见的烷烃基种类
名称
甲基
乙基
丙基
丁基
戊基
己基
化学式
－CH3
－C2H5
－C3H7
－C4H9
－C5H11
－C6H13
种类
1
1
2
4
8
17
2．单官能团：根据烃基种类和限定条件判断
（1）C4H8O的醛C3H7－CHO（2种，－C3H7有2种）
（2）C5H10O的醛C4H9－CHO（4种，－C4H9有4种）
（3）C6H12O的醛C5H11－CHO（8种，－C5H11有8种）
（4）C6H12O含两个甲基的醛：共4种
①先画出C5H12的三种结构的碳架

②根据条件用醛基取代相应的氢原子

3．含烯或炔双官能团：官能团先替换后取代法
（1）C5H8O2的烯酸：共8种
（2）先画出C4H8的三种结构的碳架

（3）用羧基等效取代

4．含非烯炔双官能团：官能团依次取代法
（1）C5H10O3的羟基酸：共12种
（2）先画出C4H10的两种结构的碳架

（3）再用羟基或羧基等效取代

（4）最后用羧基或羟基等效取代

【变式演练】
1．（2015·全国卷Ⅱ）分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物有（不含立体异构）（ ）。
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
【解析】选B。分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体，这说明该有机物是羧酸，即分子组成为C4H9－COOH，丁基有4种，所以有机物有4种。
2．（2019·全国卷II）分子式为C4H8BrCl的有机物共有（不含立体异构）（ ）。
A．8种 B．10种 C．12种 D．14种
【解析】选C。C4H8ClBr可以可知丁烷中的2个H原子分别为1个Cl、1个Br原子取代，丁烷只有2种结构，氯原子与溴原子可以取代同一碳原子上的H原子，可以取代不同碳原子上的H原子，据此书写判断。先分析碳骨架异构，分别为C－C－C－C与2种情况，然后分别对2种碳骨架采用“定一移一”的方法分析，其中骨架C－C－C－C有、共8种，骨架有和，4种，综上所述，分子式为C4H8BrCl的有机物种类共8+4＝12种，C项正确。
3．（2022·湖南省等级考）是一种重要的化工原料，其同分异构体中能够发生银镜反应的有_______种（考虑立体异构），其中核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为4∶1∶1的结构简式为___________________。
【解析】的同分异构体能发生银镜反应，说明该物质含有醛基，根据分子式C4H6O可得知，该物质还含有碳碳双键或者三元环，则符合条件的同分异构体有4种，它们分别是CH2＝CHCH2CHO、、和，其中核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为4∶1∶1的结构简式是。
【答案】4；
4．（2020·天津等级考真题）A（）的链状同分异构体可发生银镜反应，写出这些同分异构体所有可能的结构：__________。
【解析】A（）的不饱和度为2，其链状同分异构体可发生银镜反应说明该同分异构体中含有醛基，则另一个不饱和度是由碳碳双键引起的。先画出相应的丙烯的结构（CH＝CHCH3），在用醛基取代氢原子即可：CH3CH＝CHCHO、CH2＝CHCH2CHO、CH2＝C（CHO）CH3，注意CH3CH＝CHCHO存在顺反异构体：、。
故可能的结构为、、、CH2＝CHCH2CHO。
【答案】、、、CH2＝CHCH2CHO
5．（2019·全国卷I）写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的B（）的同分异构体的结构简式__________。（不考虑立体异构，只需写出3个）
【解析】具有六元环结构（）、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式中含有醛基。若侧链含两个不同的取代基，则含－CHO和－CH3，用这两个取代基依次取代，有孪、邻、间、对4种结构：、、、；若换上有一个取代基，则只可能是－CH2CHO，其结构简式为。
【答案】、、、、
【题型五】烃基组合法判断有机物的同分异构体数目
【典例分析】
【典例5】（2021·天津等级考）E→F反应所用的化合物X的分子式为C5H10O，该化合物能发生银镜反应，写出其结构简式___________，化合物X的含有碳氧双键（－－）的同分异构体（不包括X、不考虑立体异构）数目为___________，其中核磁共振氢谱中有两组峰的为___________（写结构简式）。

【解析】由分析可知物质X的结构简式为，化合物X的含有碳氧双键的同分异构体出X外还有3种，另外如果没有醛基，则可能是羰基，结构分别为：、、，则一共6种，其中核磁共振氢谱中有两组峰的为、。
【答案】；6；、

【提分秘籍】
1．适用范围：含二价官能团
2．酯类同分异构体
（1）R－－OR'，R从H原子开始，R'到－CH3结束
（2）C5H10O2的酯类同分异构体：共20种
①甲酸酯类：H－－OC4H9，酯种类：H原子种类（1）×丁基种类（4）＝4种
②乙酸酯类：CH3－－OC3H7，酯种类：甲基种类（1）×丙基种类（2）＝2种
③丙酸酯类：C2H5－－OC2H5，酯种类：乙基种类（1）×乙基种类（1）＝1种
④丁酸酯类：C3H7－－OCH3，酯种类：丙基种类（2）×甲基种类（1）＝2种
3．含类同分异构体
（1）RR'，R从H原子开始，R'到H结束
（2）C6H13NO的含的同分异构体：共28种
①HC5H11：H原子种类（1）×戊基种类（8）＝8种
②CH3C4H9：甲基种类（1）×丁基种类（4）＝4种
③C2H5C3H7：乙基种类（1）×丙基种类（2）＝2种
④C3H7C2H5：丙基种类（2）×乙基种类（1）＝2种
⑤C4H9CH3：丁基种类（4）×甲基种类（1）＝4种
⑥C5H11H：戊基种类（8）×甲基种类（1）＝8种
4．醚的同分异构体
（1）R－O－R'，R从甲基开始，R'到甲基结束，注意R和R'相同时有重复
（2）C6H14O的含－O－的同分异构体：共15种
①CH3－O－C5H11：甲基种类（1）×戊基种类（8）＝8种
②C2H5－O－C4H9：乙基种类（1）×丁基种类（4）＝4种
③C3H7－O－C3H7：左右对称，有重复，共3种
④C4H9－O－C2H5：与②重复
⑤C5H11－O－CH3：与①重复
（3）烃基相同的对称有机物的同分异构体数目：Cx－X－Cx
①计算公式：烃基种类数x+（x－1）+（x－2）+（x－3）+……+1
②常见结构的种类
x值
1
2
3
4
5
烃基种类
1
1
2
4
8
有机物种类
1
1
3
10
36
5．酮的同分异构体
（1）R－－R'，R从甲基开始，R'到甲基结束，注意R和R'相同时有重复
（2）C6H12O的含－－的同分异构体：共6种
①CH3－－C4H9：甲基种类（1）×丁基种类（4）＝4种
②C2H5－－C3H7：乙基种类（1）×丙基种类（2）＝2种
③C3H7－－C2H5：与②重复
④C4H9－－CH3：与①重复
【变式演练】
1．（2022·海南省选择考）X是F的分异构体，符合下列条件。X可能的结构简式为_______（任马一种）。①含有酯基②含有苯环③核磁共振氢谱有两组峰

【解析】F的分子式为C10H10O4，X是F的同分异构体，X含有苯环和酯基，其核磁共振氢谱有两组峰，说明X只有2种不同环境的H原子，则满足条件的X的结构简式为：或。
【答案】或
2．（2022·广东省等级考）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_________________。
【解析】化合物Ⅵ的分子式为C3H6O，其同分异构体中含有－－，则符合条件的同分异构体有H－－CH2CH3和CH3－－CH3，共2种，其中核磁共振氢谱中只有一组峰的结构简式为CH3－－CH3。
【答案】2；CH3－－CH3
3．（2021·山东省等级考）A的结构简式为；符合下列条件的A的同分异构体有___种。
①含有酚羟基 ②不能发生银镜反应 ③含有四种化学环境的氢
【解析】A的结构简式为；A的同分异构体中满足：①含有酚羟基；②不能发生银镜反应，说明结构中不含醛基；③含有四种化学环境的氢，说明具有对称结构，则满足条件的结构有：、、、，共有4种。
【答案】4
4．（2020·全国Ⅱ卷）化合物C（）的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有_______个（不考虑立体异构体，填标号）。
（ⅰ）含有两个甲基；（ⅱ）含有酮羰基（但不含C＝C＝O）；（ⅲ）不含有环状结构。
a．4 b．6 c．8 d．10
其中，含有手性碳（注：连有四个不同的原子或基团的碳）的化合物的结构简式为____________。
【解析】C为，其同时满足题意三个条件的同分异构体：①碳链没有支链时：、、；②有一个支链：、、、、；共8种。其中中号碳原子为手性碳。
【答案】c；
5．（2015·福建高考）C（CH2CHO）的同分异构体有多种，其中苯环上有一个甲基的酯类化合物有_______种。
【解析】C的同分异构体有多种，其中若苯环上有一个甲基，而且是酯类化合物，则另一个取代基酯基的结构可能是HCOOCH2－、CH3COO－、CH3OOC－三种，它们与甲基在苯环上的位置分别处于邻位、间位、对位三种不同的位置，因此形成的物质是3×3=9种。
【答案】9
【题型六】取代组合法判断有机物的同分异构体数目
【典例分析】
【典例6】（2014·新课标全国卷I）F（C8H11N）的同分异构体中含有苯环的还有____种（不考虑立体异构）。其中核磁共振氢谱中有4组峰，且面积比为6∶2∶2∶1的是_______________________________（写出其中的一种的结构简式）。
【解析】F（C8H11N）的同分异构体中，乙苯在支链和苯环上放氨基共有5种同分异构体，在支链和苯环上放甲基共有5种，重复1种，在支链和苯环上放甲基共有5种，苯环上放两个甲基、一个氨基共有6种，总共20种，除去F共有19种。符合题中条件的有或或。
【答案】19；
【提分秘籍】
1．适用范围：含单键氮原子的有机物（胺）
（1）取代：－NH2取代烃分子中的氢
（2）组合：烃基组合法判断－NH－、的同分异构体
2．C5H13N含单键氮原子的同分异构体：共17种
（1）－NH2取代：C5H11－NH2，即戊基的种类8种
（2）－NH－组合
①CH3－NH－C4H9：甲基种类（1）×丁基种类（4）＝4种
②C2H5－NH－C3H7：乙基种类（1）×丙基种类（2）＝2种
③C3H7－NH－C2H5：与②重复
④C4H9－NH－CH3：与①重复
（3）组合
①：即丙基种类，2种
②：1种
【变式演练】
1．（2022·安徽铜陵高三12月模拟）在C3H9N中，N原子以三个单键与其他原子相连接，它具有的同分异构体数目为（ ）。
A．3种 B．2种 C．4种 D．5种
【解析】选C。可以转化为用不同的烃基取代“NH3”分子中的氢原子：－C3H7取代“NH3”分子中的1个氢原子，有：CH3CH2CH2NH2和CH3－NH2两种；－CH3和－CH2CH3分别取代“NH3”分子中的2个氢原子，有CH3－CH2－NH－CH3一种；3个－CH3取代“NH3”分子中的3个氢原子，（CH3）3N有一种。
2．（2020年·全国卷I）已知苯胺（）与甲基吡啶（）互为芳香同分异构体。E（）的六元环芳香同分异构体中，能与金属钠反应，且核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为6∶2∶2∶1的有________种，其中，芳香环上为二取代的结构简式为________。
【解析】已知苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体。E（）的六元环芳香同分异构体中，能与金属钠反应，则其分子中也有羟基；核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为6∶2∶2∶1的有、、、、、，共6种，其中，芳香环上为二取代的结构简式为。
【答案】6；
【题型七】定位淘汰法判断有机物的同分异构体数目
【典例分析】
【典例7】（2020·全国卷Ⅲ）M为C的一种同分异构体。已知：1mol M与饱和碳酸氢钠溶液充分反应能放出2mol二氧化碳。M可能的结构有__________种。若M与酸性高锰酸钾溶液反应生成对苯二甲酸。M的结构简式为_______________。

【解析】M为C的一种同分异构体，1molM与饱和NaHCO3溶液反应能放出2mol二氧化碳，则M中含有两个羧基（－COOH）。除去2个羧基外，剩余部分的母体是，则M分子苯环上只有两个取代基且处于对位CH3，其一元取代物有4种，标号如下：。用一个－COOH取代1号碳原子上的氢，结构对称，则另一个－COOH可以取代1，2，3，4四个位置上的氢原子；用一个－COOH取代2号碳原子上的氢，结构不对称，则另一个－COOH可以取代另一个2号，2个3号及4号四个位置上的氢原子；用一个－COOH取代3号碳原子上的氢，结构不对称，则另一个－COOH可以取代另一个3号及4号两个位置上的氢原子；用一个－COOH取代4号碳原子上的氢，结构对称，则另一个－COOH没有可以取代的氢原子，共10种。又M与酸性高锰酸钾溶液溶液反应生成对二苯甲酸，则M分子苯环上只有两个取代基且处于对位，则M的结构简式为HOOC－CH2COOH。
【答案】10；HOOC－CH2COOH
【提分秘籍】
1．适用范围：取代基相同的二元取代物
2．方法
（1）先判断出一元取代物的种类，并将等效位置用相同的数字标号
（2）将一个基团定位1号位置，另一个基团等效取代
（3）将该基团定位2号位置，另一个基团等效取代（1号位置不能被取代）
（4）将该基团定位3号位置，另一个基团等效取代（1号和2号位置不能被取代）
（5）依次类推
3．的二氯代物的种类：共15种
（1）判断一氯取代物的种类，标号

（2）将其中1个Cl原子定位1含碳，结构不对称，另一个Cl原子可以取代9个位置

（3）将其中1个Cl原子定位2含碳，结构不对称，另一个Cl原子可以取代5个位置（1号位置不能被取代）

（4）将其中1个Cl原子定位3含碳，结构不对称，另一个Cl原子可以取代1个位置（1和2号位置不能被取代）
4．两个注意事项
（1）若两个平面通过单键连接，则定位其中1个平面上的位置时，另一个平面仍然对称
（2）若1个碳原子上有多个氢原子时，则该两个相同的取代基可以同时取代该碳原子上的氢原子
【变式演练】
1．（2022•湖南永州一模）有机物C4H8Cl2的同分异构体中只含一个“－CH3”的有（ ）。
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
【解析】选C。C4H8Cl2的同分异构体可以采取“定一议二”法确定
由图可知C4H8Cl2共有9种同分异构体，其中图1中只含一个“－CH3”的为1、2、3三种，图2中都含有2个“－CH3”，图3中只含一个“－CH3”的为3只有一种，所以只含一个“－CH3”的C4H8Cl2的同分异构体共4种。
2．联苯（）是由两个苯环通过单键连接而成的，假定二氯联苯中，苯环间的单键可以自由旋转，则理论上二氯联苯的同分异构体共有（ ）。
A．6种 B．9种 C．10种 D．12种
【解析】选D。假设俩个氯都在一个苯环上，让一个氯在靠近单键的第一个碳上，另一个氯移动，此苯环上另一个氯有四个位置，让一个氯在靠近单键的第二个碳上，另一个氯移动，此苯环上另一个氯有二个位置，当俩个氯都在一个苯环上时共有六种异构，应为对称结构余下的三个碳上的结构都和前边的重复。假设俩个氯不在一个苯环上，让一个氯在靠近单键的第一个碳上，另一个氯移动，应为对称结构另一个氯只有三个位置，让一个氯在靠近单键的第二个碳上，另一个氯移动，应为对称结构另一个氯只有二个位置，当俩个氯都在单键对面的碳上时，一种，两个氯不在一个苯环上时共有六种异构，所以加起来共有12种异构。
3．甲苯分子的二氯取代物的同分异构体共有（ ）。
A．4种 B．6种 C．8种 D．10种
【解析】选D。若取代甲基上的2个H原子，有1种结构；若取代甲基上1个H原子、苯环上1个H原子，则苯环上的Cl原子相对甲基有邻、间、对3种结构；若全部取代苯环上的2个H原子，若其中1个Cl原子与甲基相邻，另一个Cl原子有如图所示四种取代位置，有4种结构；若其中1个Cl原子处于甲基间位，另一个Cl原子有如图所示2种取代位置，有2种结构；故甲苯的二氯代物共有1＋3＋4＋2＝10种。
【题型八】限定条件的同分异构体结构简式的书写
【典例分析】
【典例8】（2022·全国乙卷）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___________________。

【解析】E的结构简式为，E的分子式为C11H12O3，不饱和度为6；E的同分异构体与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2，结合分子式中O原子的个数，说明含1个羧基，能发生银镜反应、不能发生水解反应说明还含1个醛基；若3个甲基在苯环上的位置为时，羧基、醛基在苯环上有3种位置；若3个甲基在苯环上的位置为时，羧基、醛基在苯环上有6种位置；若3个甲基在苯环上的位置为时，羧基、醛基在苯环上有1种位置；故符合题意的同分异构体共有3+6+1＝10种；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4组氢且氢原子数量比为6：3：2：1的结构简式为、。
【答案】10；、
【提分秘籍】
1．官能团的特征反应
（1）能使Br2的CCl4溶液褪色：碳碳双键和碳碳三键
（2）能使溴水褪色：碳碳双键、碳碳三键、酚羟基和醛基
（3）能与饱和NaHCO3或Na2CO3溶液反应产生气体：羧基
（4）能与少量的Na2CO3溶液反应但是不产生气体：酚羟基
（5）能与金属钠反应产生气体：酚羟基、醇羟基、羧基
（6）能发生银镜反应：醛基、醛氧基（－O－－H）
（7）既能发生银镜反应，又能发生水解反应：醛氧基、醛肽键（H）
（8）遇FeCl3溶液能发生显色反应：酚羟基
（9）能够被氧化成醛和酸的醇：RCH2OH
2．特殊的结构特征
（1）核磁共振氢谱中峰面积比为3n∶x∶y，n表示相同的甲基数
①根据分子中实际的氢原子数确定n、x、y的具体数值
②n取相应值，有机物中可能存在的结构
n
2
3
4
6
结构简式
CH3－

CH3－……CH3

（2）苯环上有两个取代基：对位最对称
取代基特征
两个相同取代基
两个相同取代基
两个不同取代基
环上一取
代物种类
1
2
2
结构简式
X－X

X－Y
（3）苯环上有多个取代基：相同取代基在间位，其他取代基放在中轴线上
取代基特征
结构图示
三同

两同一异
、
两同两异
、
三同一异
、
四同
、、
【变式演练】
1．（2022·全国甲卷）化合物X是C的同分异构体，可发生银镜反应，与酸性高锰酸钾反应后可以得到对苯二甲酸，写出X的结构简式____________。

【解析】C的结构简式为，分子式为C9H8O，其同分异构体X可发生银镜反应，说明含有醛基，又与酸性高锰酸钾反应后可得到对苯二甲酸，则X的取代基处于苯环的对位，满足条件的X的结构简式为：。
【答案】
2．（2022·江苏省选择考）D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：_______________________。①分子中含有4种不同化学环境的氢原子；②碱性条件水解，酸化后得2种产物，其中一种含苯环且有2种含氧官能团，2种产物均能被银氨溶液氧化。

【解析】D的分子式为C12H14O3，其一种同分异构体在碱性条件水解，酸化后得2种产物，其中一种含苯环且有2种含氧官能团，2种产物均能被银氨溶液氧化，说明该同分异构体为酯，且水解产物都含有醛基，则水解产物中，有一种是甲酸，另外一种含有羟基和醛基，该同分异构体属于甲酸酯；同时，该同分异构体分子中含有4种不同化学环境的氢原子，则该同分异构体的结构简式为。
【答案】
3．（2022·河北等级考）写出一种能同时满足下列条件的D（）的芳香族同分异构体的结构简式________________________。
（a）红外光谱显示有C＝O键；（b）核磁共振氢谱有两组峰，峰面积比为1∶1。
【解析】从D的结构简式可知，其分子式为C13H8Cl2O，能满足核磁共振氢谱两组峰，且峰面积比为1∶1的结构应是高度对称结构，又含有C＝O，则该芳香族同分异构体的结构简式为：。
【答案】
4．（2021·河北省选择考）D有多种同分异构体，其中能同时满足下列条件的芳香族化合物的结构简式为_________、_________。
①可发生银镜反应，也能与FeCl3溶液发生显色反应；②核磁共振氢谱有四组峰，峰面积比为1∶2∶2∶3。


【解析】的同分异构体满足：①可发生银镜反应，也能与FeCl3溶液发生显色反应，说明结构中含有醛基和酚羟基，根据不饱和度可知该结构中除醛基外不含其它不饱和键，②核磁共振氢谱有四组峰，峰面积比为1∶2∶2∶3，说明该结构具有对称性，根据该结构中氧原子数可知该结构中含有1个醛基、2个酚羟基、1个甲基，满足该条件的同分异构体结构简式为和。
【答案】；
5．（2021·江苏等级考）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：______________________________。

【解析】B的一种同分异构体，环上有4个取代基，且有两种含氧官能团，根据其不饱和度可知，这两种含氧官能团为羟基和含羰基的官能团；分子中不同化学环境的氢原子个数比是2∶2∶2∶1，说明分子结构具有一定的对称性，则该物质可能为或。
【答案】：或
6．（2021·浙江等级考）写出3种同时满足下列条件的化合物F（）的同分异构体的结构简式（不考虑立体异构体）：________________。
①H－NMR谱显示只有2种不同化学环境的氢原子
②只含有六元环③含有－－O－C＝C－结构片段，不含－C≡C－键
【解析】化合物F的分子式为C8H6O4，不饱和度为6，其同分异构体中含有－－O－C＝C－结构片段，不含－C≡C－键，且只有2种不同化学环境的氢原子，说明结构高度对称，推测其含有2个相同结构片段，不饱和度为4，余2个不饱和度，推测含有两个六元环，由此得出符合题意的同分异构体如下：、、、。
【答案】、、、（任写3种）
7．（2021·福建省等级考）化合物Y是B的同分异构体，遇FeCl3溶液显紫色其核磁共振氢谱有4组峰，峰面积之比为3∶2∶2∶1。Y的结构简式为_____________________。

【解析】化合物Y是B的同分异构体，遇FeCl3溶液显紫色，可知Y中含有酚羟基结构，核磁共振氢谱有4组峰说明含有四种氢原子，峰面积之比为3∶2∶2∶1 可知Y中应含有甲基，则满足条件的Y的结构为：HO－－CH3。
【答案】HO－－CH3

1．（2022·上海复旦大学附中模拟）分子式为C5H12O的饱和一元醇，其分子中含有两个－CH3、两个－CH2－、一个和一个－OH，它的可能的结构有（ ）。
A．3种 B．5种 C．4种 D．6种
【解析】选C。戊烷的同分异构体有：CH3CH2CH2CH2CH3、CH3－CH2－CH3、。若为CH3－CH2－CH2－CH2－CH3，饱和一元醇有：CH3CH2CH2CH2CH2OH；CH3CH2CH2CHOHCH3；CH3CH2CHOHCH2CH3；其中CH3CH2CH2CHOHCH3；CH3CH2CHOHCH2CH3符合条件。若为CH3－CH2－CH3，饱和一元醇有：CH3CH（CH3）CH2CH2OH；CH3CH（CH3）CHOHCH3；CH3COH（CH3）CH2CH3；CH2OHCH（CH3）CH2CH3；其中CH3CH（CH3）CH2CH2OH；CH2OHCH（CH3）CH2CH3符合条件。若为，饱和一元醇只有：CH3C（CH3）2CH2OH，但不符合条件。故符合条件有4种。
2．（河北省张家口市2022届高三上学期期中）1mol化学式为C4H8O3的物质分别与足量的NaHCO3且和Na反应产生气体的物质的量相等，满足条件的同分异构体数目为（不考虑空间异构）（ ）。
A．4种 B．5种 C．6种 D．7种
【解析】选B。－COOH与NaHCO3反应生成CO2，－OH与Na反应生成H2，产生的气体的物质的量相等，说明C4H8O3含有的羟基数目是羧基的2倍，所以C4H8O3分子含有一个－COOH和一个－OH，C4H8O3分子可看作由－COOH、－OH、－C3H6－组成，可形成CH2OHCH2CH2COOH、CH3CHOHCH2COOH、CH3CH2CHOHCOOH、（CH3）2COHCOOH、CH2OHCH（CH3）COOH等5种分子结构。
3．（2021~2022学年四川成都高三上学期期中）分子式为C9H10O2，能与NaHCO3溶液反应放出CO2气体，且苯环上的一氯代物有两种的有机物（不考虑立体异构）有（ ）。
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
【解析】选B。由能与NaHCO3发生反应生成CO2知，该有机物分子中含有－COOH，由苯环上一氯代物有两种知，苯环上有两种不同化学环境的氢原子，当苯环上的取代基有两种时，两个取代基应处于对位，这样的情况有如下两种：－COOH和－CH2CH3，－CH2COOH和－CH3；当苯环上有三个取代基时，三个取代基为－CH3、－CH3、－COOH，在苯环上有两种符合题设条件的排列，故共有4种同分异构体，B项正确。
4．（山东省名校联盟2021~2022学年高三下学期开学考试）下列关于有机化合物的说法正确的是（ ）。
A．属于醛类，官能团为－CHO
B．分子式为C5H10O2的有机物中能与NaOH溶液反应的有4种
C．立方烷（）的六氨基（－NH2）取代物有3种
D．烷烃的正确命名是2－甲基－3－丙基戊烷
【解析】选C。属于酯类，官能团是酯基：－COO－，A错误；能与NaOH溶液反应说明含有羧基或酯基，属于酸的有4种：属于酯的有9种：，B错误；的六氨基取代物中剩余的两个氢原子可能位于12、13、14三种不同的位置，即同分异构体的数目有3种，C正确；的正确命名为2－甲基－3－乙基已烷，D错误。
5．（陕西省汉中市2022届高三教学质量第一次检测）分子式为C7H14O的有机物，含有六元环状结构且能与Na反应放出H2的化合物，其可能的结构有（ ）。
A．5种 B．4种 C．3种 D．2种
【解析】选A。分子式为C7H14O的有机物，不饱和度为1，含有六元环状结构且能与Na反应放出H2，说明含有1个羟基，结构为、、、、。
6．（四川省成都市2022届高三上学期期中）苯环上有两个侧链的有机物C10H14，其同分异构体的数目为（ ）。
A．3种 B．5种 C．6种 D．9种
【解析】选D。C10H14的不饱和度为：Ω＝＝4，苯环的不饱和度为4，说明该有机物中除了苯环外都是单键，满足苯环上有两个侧链的情况有：①若侧链含有2个－CH2CH3，两个乙基存在邻、间、对3种结构；②若侧链含有1个－CH2CH2CH3和1个－CH3，存在邻、间、对3种结构；③若侧链含有1个－CH（CH3）2和1个－CH3，也存在邻、间、对3种结构；所以满足条件的有机物总共有9种。
7．（2022·甘肃天水模拟）分子式为C5H9ClO2，且能与NaHCO3溶液反应放出气体的有机物共有（ ）。
A．10种 B．11种 C．12种 D．13种
【解析】选C。通过分析可知，分子式为C5H9ClO2符合要求的结构中含有一个羧基和一个氯原子，其余结构都是饱和的；所以符合要求的有机物可认为是丁烷中的两个H原子，一个被羧基取代，一个被氯原子取代的产物，一共有12种结构，分别为：，，，，，，，，，，，；C项正确。
8．（2022·乌鲁木齐一模）已知一组有机物的分子式通式，按某种规律排列成下表：
项序
1
2
3
4
5
6
7
……
通式
C2H4
C2H4O
C2H4O2
C3H6
C3H6O
C3H6O2
C4H8
……
各项物质均存在数量不等的同分异构体。其中第12项的异构体中，属于酯类的有（不考虑立体异构）（ ）。
A．8种 B．9种 C．多于9种 D．7种
【解析】选B。由表中规律可知，3、6、9、12项符合CnH2nO2，由C原子数的变化可知，第12项为C5H10O2，属于酯类物质一定含－COOC－。①为甲酸丁酯时，丁基有4种，符合条件的酯有4种；②为乙酸丙酯时，丙基有2种，符合条件的酯有2种；③为丙酸乙酯只有1种；④为丁酸甲酯时，丁酸中－COOH连接丙基，丙基有2种，符合条件的酯有2种，属于酯类的有4+2+1+2＝9种。
9．（2022·河南中原名校第四次质检）分子式为C4H6O2的物质，能使溴的CCl4溶液褪色且只有一种不饱和含氧官能团的物质最多有（ ）。
A．10种 B．8种 C．6种 D．4种
【解析】选A。能使溴的CCl4溶液褪色且只有一种不饱和含氧官能团，说明含有碳碳双键和羧基或酯基中的一种，当含氧官能团为－COOH时，相应的同分异构体有3种：CH2＝C（CH3）COOH、CH2＝CHCH2COOH、CH3CH＝CHCOOH；当含氧官能团是酯基时有如下5种：甲酸酯有3种、乙酸酯1种；丙烯酸酯1种，共8种。因为醛基的还原性，如果含氧官能团为两个醛基，则有两种，故共10种。
10．（2022·云南昭通4月模拟）用相对分子质量为57的烷基取代甲苯苯环上的一个氢原子，所得芳香烃产物有（ ）。
A．4种 B．8种 C．10种 D．12种
【解析】选D。烷基组成通式为CnH2n+1，烷基式量为57，所以14n+1＝57，解得n＝4，所以烷基为－C4H9，若为正丁烷形成的丁基，正丁烷分子中有2种H原子，形成的丁基有2种结构；若为异丁烷形成的异丁基，异丁烷分子中有2种H原子，形成的丁基有2种结构，故丁基共有4种结构，甲苯苯环上的H原子种类有3种，故丁基取代甲苯苯环上的一个氢原子，所得芳香烃产物的数目为4×3＝12。
11．（2022·河南信阳高三5月模拟）连二苯（）苯环上的两个氢原子分别被－C2H3Br2和－CH3取代，形成的同分异构体有（不考虑立体异构）（ ）。
A．12种 B．36种 C．38种 D．57种
【解析】选D。－C2H3Br2在连二苯（）苯环上位置有3种情况：（●表示－C2H3Br2可能存在的位置）、、，其中－CH3的位置分别有：（□表示－CH3可能存在的位置）、、，而－C2H3Br2又有－CH2CHBr2、－CHBrCH2Br、－CBr2CH33种结构，因此连二苯（）苯环上的两个氢原子分别被－C2H3Br2和－CH3取代，形成的同分异构体有3×（5+7+7）＝57。
12．（2022·双鸭山一模）有机物M的结构简式是H9C4－C4H9，能用该结构简式表示的M的同分异构体共有（不考虑立体异构）（ ）。
A．16种 B．12种 C．8种 D．10种
【解析】选D。－C4H9是丁基，而丁基有4种，根据同分异构体的数目确定，若左右两边的丁基互换，则等效，设四种丁基分别为a、b、c、d，则组合有：aa、bb、cc、dd、ab、ac、ad、bc、bd、cd共10种。
13．（广西南宁市2022届高三特训班统一测试）F的同系物X比F的相对分子质量少14，X的同分异构体同时满足下列条件：①能发生银镜反应，②芳香族化合物，共有_______种（不考虑立体异构），其中核磁共振为4组峰，且峰面积之比为6∶2∶1∶1的结构简式是___________（任写一种）。
【解析】F为－CHO，同系物X比F的相对分子质量少14，即少“－CH2－”，X的同分异构体同时满足下列条件：①能发生银镜反应，②芳香族化合物，则X有：①只有一个取代基时：CH2CH2CHO、CHO共2种；②有2个取代基时：、共6种；③有3个取代基时：、、共6种；总共14种；其中核磁共振为4组峰，且峰面积之比为6∶2∶1∶1的结构简式是：或。
【答案】14种；或
14．（湖北省安陆市2022届高三上学期期末）符合下列条件的乙（）的同分异构体共有_____________种。①能发生银镜反应；②能与NaHCO3溶液反应，且1mol乙与足量NaHCO3溶液反应时产生气体22.4L（标准状况）写出其中在核磁共振氢谱中峰面积之比为1∶6∶2∶1的一种同分异构体的结构简式__________________。（任意一种）
【解析】乙的分子式为C6H10O3，由性质可推断出该有机物分子中含有1个－CHO和1个－COOH。然后固定－COOH在碳链的一端，写出烃基C4H9－的可能结构，即为CH3－CH2－CH2－CH2－COOH、CH3－CH2－CH（CH3）－COOH、（CH3）2CH－CH2－COOH、（CH3）3C－COOH，然后再用－CHO取代其中的1个H原子，异构体的种类分别为4、4、3、1种，共计12种。其中在核磁共振氢谱中峰面积之比为1∶6∶2∶1的一种同分异构体，由氢原子的种类及峰面积，可确定分子中含有1个－COOH、1个－CHO、2个－CH3、1个－CH2－及1个，将它们进行组合，便得出其结构简式为或。
【答案】12；或
15．（重庆市2021~2022学年下期高三七校三诊）芳香化合物M是B（）的同分异构体，符合下列要求的M有___________种，写出其中2种M的结构简式：___________。①1molM与足量银氨溶液反应生成4molAg；②遇氯化铁溶液显色；③核磁共振氢谱显示有3种不同化学环境的氢，峰面积之比1∶1∶1。
【解析】根据限定的条件，M可能的结构为、、、，共有4种不同的结构。
【答案】4；、、、（任写两种）
16．（河北省唐山市2022届高三5月模拟）写出满足下列条件的所有同分异构体的结构简式______________。
①含有六元含氮杂环；②无N－N键；③1H－NMR谱显示分子中含有4种氢原子。
【解析】的分子式为C6H14N2，其同分异构体满足：①含有六元含氮杂环，②无N－N键，所以六元环可能为、或；③1H－NMR谱显示分子中含有4种氢原子，说明结构对称，则满足条件的有：、。
【答案】、
17．（黑龙江省齐齐哈尔市2022年高三5月模拟）X是C（）的同分异构体，具有与C相同的官能团种类和数目，满足下列条件的X的结构有___________种。（不含立体异构）①苯环上有3个取代基；②遇FeCl3溶液显紫色；③能发生银镜反应
【解析】X是C的同分异构体，具有与C相同的官能团种类和数目X遇FeCl3溶液显紫色，表明X含有酚羟基，能发生银镜反应，说明X含有醛基，且苯环上有3个取代基，则这三个取代基为－CH2Cl、－OOCH、－OH，当－CH2Cl、－OH位于邻位时，由4种同分异构体，当－CH2Cl、－OH位于间位时，有4种同分异构体，当－CH2Cl、－OH位于对位时，有2种同分异构体，共10种；同理当这三个取代基为－Cl、－CH2OOCH、－OH时也有10种，总共有20种。
【答案】20
18．（吉林省松原市2022年高三4月模拟）写出化合物D（）同时符合下列条件的同分异构体的结构简式：______________。
①1H－NMR谱检测表明：分子中共有4种不同化学环境的氢原子；②IR谱检测表明：分子中存在，无－NH2。
【解析】根据题干信息，化合物D为，分子式为C4H9SN，其同分异构体的分子中有4种不同化学环境的氢原子，且存在，无－NH2，则符合条件的同分异构体的结构简式为。
【答案】
19．（河北省名校联盟2021~2022学年高三下学期开学考）在E（C9H12O）的同分异构体中，遇氯化铁溶液发生显色反应的共有_______种（不含立体异构），其中，在核磁共振氢谱上有4组峰且峰的面积之比为1∶2∶3∶6的结构简式为_____________。
【解析】遇氯化铁溶液发生显色反应，说明分子中有酚羟基，除苯环和羟基外，还有3个C原子；若这3个碳原子构成一个支链，有正丙基和异丙基两种，连在苯环上分别有邻、间、对3种位置，有6种同分异构体；若三个碳原子构成两个支链（一个甲基和一个乙基），有10种同分异构体；若三个碳原子分别构成三个甲基和苯环相连，可以有、、、、、共6种同分异构体，总共6+10+6＝22种；在核磁共振氢谱上有4组峰且峰的面积之比为1∶2∶3，说明分子高度对称，苯环外的3个碳原子一定是3个甲基，结构简式为或。
【答案】22；
20．（山西省晋中市2022届高三3月模拟）D（）的同分异构体中，满足下列条件的有______种（不考虑立体异构）。
a．含有苯环 b．含有－NH2 c．既能发生水解反应，又能发生银镜反应

【解析】D为，其同分异构体“既能发生水解反应，又能发生银镜反应”即含甲酸酯（HCOO－），因此指的是苯环中含有－NH2和HCOO－结构，若苯环上含有三个基团：－NH2、－CH3和HCOO－，共有10种，如；若苯环上含有两个基团：－CH2NH2和HCOO－，共有3种，如；若苯环上含有两个基团：－NH2和HCOOCH2－，共有3种，如；若苯环上含有一个基团：HCOOCH（NH2）－，只有1种，即，故共有17种。
【答案】17
21．（黑龙江省大庆市2022年1月高三期末检测）化合物C（）的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有_________个（不考虑立体异构体，填标号）。（ⅰ）含有两个甲基；（ⅱ）含有酮羰基（但不含C＝C＝O）；（ⅲ）不含有环状结构。其中，含有手性碳（注：连有四个不同的原子或基团的碳）的化合物的结构简式为____________。
【解析】C为，有2个不饱和度，含酮羰基但不含环状结构，则分子中含一个碳碳双键，一个酮羰基，外加2个甲基，符合条件的有8种，如下：CH3CH＝CHCOCH2CH3、CH3CH＝CHCH2COCH3、CH3CH2CH＝CHCOCH3、CH2＝CHCH（CH3）COCH3、CH2＝C（C2H5）COCH3、CH2＝C（CH3）COCH2CH3、CH2＝C（CH3）CH2COCH3、CH2＝CHCOCH（CH3）2，其中，含有手性碳的为CH2＝CHCH（CH3）COCH3（）。
【答案】8；CH2＝CHCH（CH3）COCH3（）
22．（广东茂名2021~2022学年度高三上学期期中）芳香化合物X是E的同分异构体，X能与热的NaOH溶液反应生成稳定化合物，0.1molX消耗NaOH0.2mol，化合物X共有_____种（不考虑立体异构）。其中核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢，峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的结构简式为_________________。
【解析】芳香化合物X是E的同分异构体，X能与热的NaOH溶液反应生成稳定化合物，0.1molX消耗NaOH0.2mol，当苯环上有一个取代基时，取代基为－OOCCH3；当苯环上有两个取代基时，取代基为－OOCH和－CH3，有邻间对三种排列方式；当苯环上有取代基为3种时，取代基为－OH、－OH、－CH＝CH2，有6种结构。综上所述，共有同分异构体为10种，其中核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢，峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的结构简式为。
【答案】10；
23．（福建省泉州市2021~2022学年高三1月份质检）化合物W与H互为同系物，分子式为C10H12O2，满足以下条件，化合物W的同分异构体有______种，写出其中核磁共振氢谱为5组峰的物质的结构简式_________。
a．苯环上有两个取代基；b．遇FeCl3溶液显紫色；c．可以发生银镜反应
【解析】化合物W与H互为同系物，分子式为C10H12O2，W遇FeCl3溶液显紫色说明含酚羟基，可以发生银镜反应说明含有醛基，再根据苯环上有两个取代基可得W存在的同分异构体有15种，结构简式如下：、、、、、、、、、、、、、、；其中核磁共振氢谱为5组峰的物质的结构简式为。
【答案】15；
24．（江苏省启东市2021~2022学年高三上学期阶段调研）A（）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：________。①能与FeCl3溶液发生显色反应；②含有苯环，且苯环上含有硝基；③含有三种不同化学环境的氢原子。
【解析】通过已知条件，能发生显色反应，说明含有酚羟基，当结构中有1个羟基时，剩余基团为1个羧基和1个醛基，此时不会出现三种不同化学环境的氢原子，当结构中有2个羟基时，剩余基团为2个醛基，可能会出现三种化学环境的氢原子，当有机物结构为对称结构时，分子结构中含有三种不同化学环境的氢原子，故可能的结构简式为或。
【答案】或
25．（辽宁大连市2021~2022学年高三上学期期末）F（C4H6O2）的含有碳碳双键和酯基的同分异构体有______种（含顺反异构体，不含F），其中核磁共振氢谱有3组吸收峰，且能发生银镜反应的结构简式是___________。
【解析】分子式满足C4H6O2且含有碳碳双键和酯基的结构有：CH3COOCH＝CH2（无顺反异构），HCOOCH2CH＝CH2（无顺反异构），HCOOC（CH3）＝CH2（无顺反异构），HCOOCH＝CHCH3（顺式，反式两种结构），CH2＝CHCOOCH3（无顺反异构），共6种，除去F还有5种；其中核磁共振氢谱有3组吸收峰，且能发生银镜反应的结构为有3种氢且含有醛基，结构简式为CH2＝C（CH3）OOCH。
【答案】5；CH2＝C（CH3）OOCH
26．（辽宁沈阳2021~2022学年高三上学期第一次检测）有机物Y是A的同分异构体，满足条件：①能与FeCl3溶液发生显色反应，②1molY与足量金属Na反应生成1molH2，③结构中含“”，Y共有_____种，其中核磁共振氢谱显示为4组峰，且峰面积比为2∶2∶1∶1的物质为____________（写出其中一种结构简式）。
【解析】有机物Y是A的同分异构体，A的结构简式为，分子式为C7H6O3，Y的结构满足①能与FeCl3溶液发生显色反应，Y中有酚羟基，②1molY与足量金属Na反应生成1molH2，可判断Y中有两个酚羟基或一个酚羟基和一个羧基，③结构中含“”，则假设有两个酚羟基，两个酚羟基在苯环上有邻、间、对三种结构，由分子式C7H6O3和已知一个苯环，二个酚羟基，还要有羰基，则可判断还有一个醛基，可能的结构有，，，，，一个酚羟基和一个羧基，还有三种，分别为，，，Y有上述8种同分异构体结构，其中核磁共振氢谱显示为4组峰，有4种环境的H，且峰面积比为2∶2∶1∶1的物质为或或。
【答案】8；或或
27．（湖北宜昌市2021~2022学年高三一模）M（CH3CH2CH2CH2OH）的系统命名为___________________；其同分异构体（不含M本身，不考虑立体异构）共有_______种。
【解析】M为CH3CH2CH2CH2OH，M的系统命名为1－丁醇；其同分异构体（不含M本身，不考虑立体异构）共有6种，2－丁醇、2－甲基－1－丙醇、2－甲基－2－丙醇，醚包括：CH3OCH2CH2CH3、CH3CH2OCH2CH3、CH3－OCH3。
【答案】1－丁醇；6种
28．（福建福州2021~2022学年高三上学期期末）芳香族化合物T是D（C8H8O3）的同分异构体，满足下列条件的结构一共有_________种。①能发生银镜反应；②遇FeCl3溶液不发生显色反应，其在稀硫酸中的水解产物之一遇FeCl3溶液能发生显色反应；③在核磁共振氢谱上有七组峰。
【解析】依题意，T能发生银镜反应，遇FeCl3溶液不发生显色反应，但其在稀硫酸中水解的产物之一遇FeCl3溶液能发生显色反应，说明含有OOCH结构且不含酚羟基，结合D的分子式为C8H8O3，所以T含两个取代基：第一组是HCOO－、－CH2OH；第二组是HCOO－、－OCH3，在核磁共振氢谱上有七组峰，所以T的结构只能是第一组，并且两个官能团不在对位，只能在邻位和间位，符合条件的同分异构体有2种。
【答案】2
29．（吉林延边州2021~2022学年高三上学期质检）M为H（O2N－HNCH2CH2OH）的同分异构体，同时满足下列条件的M有________种（不考虑立体构）；其中核磁共振氢谱显示6种不同环境的氢，且峰面积之比为1∶1∶1∶1∶2∶4的结构简式为____________________（写出任意一种）。
①苯环上有三个取代基且其中两个为氨基
②1molM分别与足量Na或NaHCO3溶液反应，均能产生气体且生成气体的物质的量相同。
【解析】M为H的同分异构体，苯环上有三个取代基且其中两个为氨基，1molM分别与足量Na或NaHCO3溶液反应，均能产生气体且生成气体的物质的量相同，则M中含有1个一COOH和1个－OH，且二者都连在一个碳原子上，该碳原子连接在苯环上，当苯环上的两个氨基在邻位，则第三个取代基有2个位置结构，当苯环上的两个氨基在间位，则第三个取代基有3个位置，当苯环上的两个氨基在对位，则第三个取代基有1个位置，则同时满足下列条件的M的同分异构体有6种（不考虑立体构）；其中核磁共振氢谱显示6种不同环境的氢，且峰面积之比为1∶1∶1∶1∶2∶4的结构简式为或。
【答案】6；或
30．（安徽省淮北市2021~2022学年高三12月模拟）D（）的同分异构体有很多种，其中具有的环状结构有____种，其中核磁共振氢谱为3组峰的结构简式__________。
【解析】D的同分异构体中具有的环状结构有、、、、、、、、、、、、，共13种，其中核磁共振氢谱为3组峰的结构简式。
【答案】13；