2014届高考化学总复习 智能考点 归类总结(教材精讲+典型例题+跟踪训练)：有机物的同分异构体

智能考点 有机物的同分异构体

Ⅰ.课标要求

1.通过典型实例的分析，了解有机化合物存在异构现象。

2.能判断简单有机化合物的同分异构体。

3.能根据有机化合物命名规则命名简单的有机化合物。

Ⅱ.考纲要求

1．了解有机化合物存在异构现象，能判断简单有机化合物的同分异构体（不包括手性异

构体）。

2．能根据有机化合物命名规则命名简单的有机化合物。

Ⅲ.教材精讲

一、有机物的同分异构体

1. 同分异构体的概念

化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象。具有同分异构

现象的化合物互称为同分异构体。

同系物、同分异构体、同素异形体和同位素的比较

注意：

①分子式相同则相对分子质量必然相同，但相对分子质量相同而分子式不一定相同。如：

H3PO4与H2SO4 、C2H6O与CH2O2的相对分子质量相同，但分子式不同。最简式相同的化合物不一

定是同分异构体，如：HCHO、CH3COOH、HCOOCH3、C6H12O6的最简式相同，但分子式不同。

②分子结构不同是由分子里原子或原子团的排列方式不同而引起的，如：CH3CH2OH和

CH3OCH3、CH3CH2CHO和CH3COCH3等。

③同分异构现象在有机化合物中广泛存在，既存在于同类有机物中，又存在于某些不同

类有机物中，如：CH3CH2 CH2 CH2CH3、CH3CH2 CH（CH3）CH3、C（CH3）4；CH3COOH、HCOOCH3。同

分异构现象在某些无机化合物中也存在，如：CO(NH2)2与NH4OCN、HOCN（氰酸）和HNCO（异氰

酸）。

④化合物的分子组成、分子结构越简单，同分异构现象越弱。反之，化合物的分子组成、

分子结构越复杂，同分异构现象越强。如甲烷、乙烷、丙烷等均无同分异构现象，而丁烷、

戊烷的同分异构体分别为2种、3种。

⑤同分异构体之间的化学性质可能相同也可能不同，但它们的物理性质一定不同。各同

分异构体中，分子里支链越多，熔沸点一般越低。

2．同分异构体的类型 ①碳链异构：指的是分子中碳原子的排列顺序不同而产生的同分异构体。如：所有烷烃

异构都属于碳链异构。

②位置异构：指的是分子中官能团（包括双键、叁键或侧链在苯环上）位置不同而产生

的同分异构。如：1-丁烯与2-丁烯；1-丙醇与2-丙醇；邻二甲苯、间二甲苯与对二甲苯。 ③官能团异构：指的是分子中官能团不同而分属不同类物质的异构体。常见的如：碳原

子数相同的烯烃与环烷烃；炔烃与二烯烃、环烯；醇与醚、；醛与酮、烯醇、环醚、环醇；羧

酸与酯、羟基醛；酚与芳香醇、芳香醚；硝基烷与氨基酸等。

3. 同分异构体的书写方法 ①列出有机物的分子式。

②根据分子式找出符合的通式，由通式初步确定该化合物为烷烃、；烯烃或环烷烃、；炔

烃、二烯烃或环烯烃；芳香烃及烃的衍生物等。

③书写顺序：先写碳链异构，再写位置异构，最后写官能团异构。碳链异构的书写顺序应遵循：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布由邻到间，后三句是指支链的大小、支链的移动及排布形式，或参考“成直链一线穿，从头摘、挂中间，往边排、不到端”

的口诀书写，要注意思维有序，谨防重复和遗漏。

二、同分异构体的判断

1.等

判断有机物分子中有多少种等效氢。有机物分子中位置等同的氢原子叫等效氢，显然有

多少种等效氢，其一元取代物就有多少种。

（1）同一个碳上的氢原子是等效的。如：

氢原子。

（2）与同一碳原子相连的甲基上氢原子是等效的。如CH4有一种等效氢，C（CH3）4也只有一种等效氢。

（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。如

：

分子中，苯环所在的平面内有有两条互相垂直的对称轴，故有两类等效氢。

记住10个碳原子以内的烃，其一元取代产物只有一种的结构：①CH4 ②CH3CH3 ③C（CH3）

4分子中甲基上的3个氢原子，为等效 ④C（CH3）3 C（CH3）3。

3 ① ②

X X 符合类型结构的苯环上的一元取代产物只有一种。符合型结构的苯环上的一元取代产物为两种。

2.拉、翻、转

CH “拉”即为拉直，如： 可将其拉直为： 2—CH3

3 3 3 3

CH3—CH2—C—CH2—CH2—CH

3，又可转为

CH3

—CH2—C

—CH2—CH2—CH3，还可以翻转为：

CH3

—CH

2—CH2—C—CH2—CH3 ，上述结构皆属于同一种物质。

3

3.换（换元法） 3

即改变一个观察的对象。如：二氯苯有3种结构，则四氯苯也有3种结构。这是当我们

考虑C6H4Cl2中两个Cl的相对位置为邻、间、对3种结构时，再考虑C6H2Cl4的同分异构体种数，

可以看两个H的相对位置也同样为邻、间、对3种结构。

换元法是一种技巧，因此必须在一定情况下才能使用。设烃的分子式为CxHy，如果CxHy-aCla

与CxHy-bClb的同分异构体种数相同，则必须满足a+b=y的条件。

4.反

即将R—COOH反过来写成甲酸的酯HCOOR，将RCOOR′反过来写成为另一种酸和另一种醇

形成的酯R′COOR。

5.抽

即抽出某个原子或和某个原子团与另一原子相连形成新的基团。如：将羧基—COOH中的

O抽出，与烃基的H组成—OH，余下部分组成醛基—CHO，所以碳原子数目相同的饱和一元羧

酸与羟基醛互为官能团异构。

6.插

即将抽出来的原子或原子团插到另一原子残基团之间，抽和插是联系在一起的。如：将 抽出一个O插在苯环的C—H之间就形成—OH，即将CH3—抽出一个—CH2—，插在苯环和—COOH之间就成为

。 COOH

CH3—O— 实际上在判断有机物同分异构体种数时，这几个字是要综合使用的。如

属于酯类的同分异构体有6种。即将CH3—O—上的O抽出插在醛基和苯基之间就成为甲酸的

；—CH33种；将—CH3抽出酯：3 一个—CH2中的—C—H键之间成为；将—OOCCH3

3 反过来写就成为；一共有6种。

另外记住常见烷基的种数和苯的同系物一元取代物的种数，可以快速判断某些同分异构

体的种数。如丙基有2种；丁基有4种；那么C4H9Cl、C4H9OH、C4H9CHO、C4H9COOH等的同分异

构体就相当于丁基（C4H9—）上连接—Cl、—OH、—CHO、—COOH等，它们的同分异构体数目

都是4种。再如：二甲苯中苯环上的一元取代物，邻二甲苯有2种；间二甲苯有3种；对二

甲苯有1种，因此C8H10苯环上的一元取代物共有6种。

三、有机物的命名

有机物的命名法要求必须反映分子结构，使我们根据一个名称就能写出它的结构式，或

者根据一个结构式就能叫出它的名称。

烷烃命名法是有机物命名法的基础，常用习惯命名法和系统命名法。

1．习惯命名法

通常把烷烃命名为“某烷”。“某”是指烷烃中碳原子的数目，一到十依次用甲、乙、

丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示。如CH4命名为甲烷、CH3CH3命名为乙烷、CH3CH2CH3

命名为丙烷，依次类推。自十一起用汉字数字表示，如C12H26命名为十二烷。

为了区别异构体，常用正、异、新来表示。直链烷烃叫“正某烷”；把碳链的一末端带

有两个—CH3的特定结构称为“异某烷”；把碳链的一末端带有3个—CH3的特定结构称为“新

某烷”。如CH3CH2CH2CH2CH3名为正戊烷；CH3CH2CH(CH3)2名为异戊烷；C（CH3）4命名为新戊烷。

此命名法只适用于简单的有机化合物，对于复杂的有机化合物有些无法区别，故用系统

命名法。

2.系统命名法

（1）烷烃的命名

①选主链：选择一个最“长”的碳链（注意拉直和旋转）为主链，当出现碳链等长时，

则选具有支链最“多”的为主链。按其碳原子数目称为“某烷”，作为母体。如：

1

2 5 4 3

6、7 母体为庚烷

②编号位：把主链里离支链最“近”的一端做起点，用1，2，3， 给主链的各个碳原

子依次编号定位，以确定支链的位置。当支链与端点距离相等时，选离较“简”单支链最近

的一端做起点，进行编号。当支链与端点距离相等且均为简单支链时，编号要使取代基位次

和最“小”。如上图。

③写名称：依次为支链位置（阿拉伯数字）→支链数目（汉字）→支链名称→某烷（母

体）；阿拉伯数字与汉字之间用短线隔开，阿拉伯数字之间则用逗号隔开；相同取代基的位置

罗列，用逗号隔开。顺序为：先较小取代基，后较大取代基。上述结构命名为2，5—二甲基

—3—乙基庚烷。

命名时，名称中不能出现“1—甲基”、“2—乙基”、“3—丙基”等。常见烷基的名称：—CH3

名为甲基；—CH2 CH3名为乙基；—CH2CH2 CH3名为丙基；—CH CH3名为异丙基；—CH2(CH2)2 CH3

3

名为正丁基；—CH2CH(CH3)2名为异丁基；—C（CH3）3名为叔丁基。

（2）烯烃的命名

烯烃命名是在烷烃命名的基础上围绕碳碳双键进行命名的。

①选主链：选含碳碳双键的最长碳链为主链。

②编号位：从离双键最近的一端开始编号。

③写名称：支链位置→支链数目→支链名称→双键位置→某烯烃。其它与烷烃命名相同。

如：

命名为3，4，4—三甲基—2—戊烯。

烯烃命名时，若双键离两端等距离，则应从支链小的一端开始编号；若既等距离，支链

大小又相等，则应从位次代数和最小的一端开始编号。

（3）炔烃的命名

炔烃的命名与烯烃相似，步骤相似。如：

命名为3，4，4—三甲基—1—戊炔。

（4）苯的同系物及苯的取代物命名

苯的同系物及苯的取代物命名时，苯环上的编号既可顺时针编，亦可逆时针编，但是要

从环上最简单的取代基或侧链编起，且使各取代基或侧链的位置之和最小。（也可能用习惯命

名法），如： 邻—二甲苯（1，2-二甲

苯）； 间—二甲苯（1，3-二甲苯）； 对—二甲苯

（5）饱和一元醇的命名

①选主链：选择含官能团—OH的最长碳链为主链。

②编号位：从离—OH最近的一端开始编号。

③写名称：支链位置→支链数目→支链名称→羟基位置→某醇。

这种基本命名比较简单，只要按照基本步骤把主链选好，编好号即可。命名时醇是母体，

主链有几个碳则命名为“某醇”，不要把羟基作为取代基。如： 命名为3—甲基—3—戊醇。

（6）卤代烃的命名

卤代烃命名时母体是烃，而卤原子作为取代基。如：

CH3—CH—CH—CH2CH3

命名为3—氯—2—甲基戊烷。 3 (7)饱和一元醛和饱和一元羧酸的命名

在醛和羧酸的分子中，—CHO与—COOH总在分子的1号位，不必写官能团的位置；选主

链和编号位与前面的相似。如：CH3—CH—CHO 命名为2—甲基丙醛

3（1，4-二甲苯）。

33

CH3—CH—CH—COOH 命名为2，3—二甲基丁酸。

（8）酯的命名 根据它的羧酸和醇来命名，成为“某酸某（醇字省略）酯”。如：CH3COOCH3命名为乙酸甲酯； 命名为苯甲酸乙酯；CH3 CH

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Ⅳ.典型例题

例题1 金刚烷（C10H16）的结构如右图所示，它可以看成四个等同的六元环

组成的空间构型。该金刚烷的二氯代物的数目是（ ）

A.4种 B.5种 C.6种 D.7种

解析：二氯代物中的两个氯可以放在同一个碳原子上，这样只可放在

—CH2—上，就只有一种可能性。然后固定一个氯原子在某个碳原子上，如在—CH2—上，这样另一个氯原子就有在同一环上的邻、间、对位和不同环—CH2—上4种可能性。再把氯原子连在—CH—上，另一个氯原子只能连在另一个—CH烷的二氯代物共有6种结构。答案：。

例题2 化学式为C9H12的芳香烃的一卤代物数目和化学式为C7H8O且遇FeCl3溶液显紫色的芳香族化合物数目分别为（ ）

A.7种和2种 B.8种和3种 C.42种和3种 D.56种和3种

解析：先分析化学式为C7H8O且遇FeCl3C7H8O的同分异构体有

①③④ CH33 3⑤CH

2—

FeClCH3

3 C9H12的芳香烃则有：① ② ③

3 3

④⑤⑥⑦3）

2

⑧，其中①的一卤代物有6种；②的一卤代物有7种；③的一卤代物有7种；

3 ④的一卤代物有5种；⑤的一卤代物有5种；⑥的一卤代物有4种；⑦的一卤代物有6种；

⑧的一卤代物有2种，共有42种。答案：C。

例题3 萘的结构为。已知萘的n溴代物和m溴代物的数目相等，则n与m（n≠m）的关系是（ ）

A.m+n = 6 B. m+n = 4 C. m+n = 8 D.无法确定

解析：从萘的分子式C10H8出发，可知分子中取代a个H(C10H8-aBra)与8-a个H(C10HaBr8-a)的同分异构体数目相等。故m+n = a + (8-a) = 8。答案：C。

Ⅴ.跟踪训练

一、单项选择题

1．下列有机物命名正确的是 （ ）

A．2－乙基丙烷 CH 3 － CH － CH 3

B．CH3CH2CH2CH2OH 1－丁醇

C． 间二甲苯

2 CH3

D． 2—甲基—2—丙烯 3

CH3－CCH2

2． 萘环上的碳原子的编号如（Ⅰ）式，根据系统命名法，（Ⅱ）式可称为2-硝基萘，则化合物（Ⅲ）的名称应是

A．2，6-二甲基萘 B．1，4-二甲基萘

C．4，7-二甲基萘 D．1，6-二甲基萘

3.维生素E是一种脂溶性维生素，对抗衰老等有特殊作用，经研究发现维生素E有α、β、γ、δ四种类型，其结构简式如图所示（R为-CH2CH2CH2[CH(CH3)CH2CH2]2CH(CH3)2）。 上述互为同分异构体的是 （ ）

A．α β B．β γ C．γδ D．α δ

4．芳香族化合物A的分子式为C7H6O2，将它与NaHCO3溶液混合加热，有酸性气体产生。那么包括A在内，属于芳香族化合物的同分异构体的数目是 （ ）

A．5 B．4 C．3 D．2

5.1mol某烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气179.2 L（标准状况下）。它在光照的条件下与氯气反应能生成三种不同的一氯取代物。该烃的结构简式是 ( )

A. B.CH3CH2CH2CH2CH3 C. D.CH3－ －CH3

6． 胡椒酚是植物挥发油中的一种成分。关于胡椒酚的下列说法：①该化合物属于芳香烃；

②分子中至少有7个碳原子处于同一平面；③它的部分同分异构体能发生银镜反应；

④1mol该化合物最多可与2molBr2发生反应。其中正确的是胡椒酚

( )

A．①③ B．①②④ C．②③ D．②③④

二、多项选择题（每小题有1个、2个或3个正确答案）

7. 已知化合物B3N3H6（硼氮苯）与C6H6（苯）的分子结构相似，如

右图：则硼氮苯的二氯取代物 B3N3H4CI2 的同分异构体的数目为

（ ）

A．2 B. 3 C. 4 D. 6

8.某化合物的分子式为C5H11Cl，分析数据表明：分子中有两个－CH3、两个－CH2－、一个和一个－Cl，它的可

能的结构有几种（本题不考虑对映异构体）

A.2 B.3 C.4 D.5

9.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. ②和④ D. ③和④

10.下列五种基团，—CH3、—OH、—CHO、—C6H5、—COOH，两两组成的物质中，能与NaOH反应的有机物有

多少种 （ ）

A．4种 B．5种 C．6种 D．7种

11．分子式为C8H16O2的有机物A，它能在酸性条件下水解生成B和C，且B在一定条件下能转化成C。则有

机物A的可能结构有 ( )

A．1种 B．2种 C． 3种 D．4

12.有机物CH2=CH－CHO可以简写成键线式： 。与键线式为： 的物质互为同分异物体

的是 （ ）

A．

C．

B．

D．

三、非选择题

13．已知

可简写为

降冰片烯的分子结构可表示为：

(1)降冰片烯属于__________。

a．环烃 b．不饱和烃 c．烷烃 d．芳香烃

(2)降冰片烯的分子式为__________。

(3)降冰片烯的一种同分异构体（含有一个六元环的单环化合物）的结构简式为__________。

(4)降冰片烯不具有的性质__________。

a．能溶于水 b．能发生氧化反应 c．能发生加成反应 d．常温常压下为气体

14. I．某天然油脂的化学式为C57H106O6。1摩尔该油脂水解可得到1摩尔甘油、1摩尔不饱和脂肪酸B和2摩尔直链饱和脂肪酸C。经测定B的相对分子质量为280，原子个数比

为C:H:O=9:16:1。

⑴ 写出B的分子式：________________________。

⑵ 写出C的结构简式：________________________；

C的名称是__________________________。

⑶ 写出含5个碳原子的C同系物的同分异构体的结构简式：

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________。

II．RCH=CHR’与碱性KMnO4溶液共热后酸化，发生双键断裂生成羧酸：

常利用该反应的产物反推含碳碳双键化合物的结构。

在催化剂存在下，1摩尔不饱和脂肪酸B和1摩尔氢气反应后经处理得到D和E的

混合物，D和E互为同分异构体。当D和E的混合物与碱性KMnO4溶液共热后酸化，

得到如下四种产物：

HOOC—(CH2)10—COOH CH3—(CH2)7—COOH

HOOC—(CH2)7—COOH CH3—(CH2)4—COOH

⑷ 写出D和E的结构简式：______________________________________________

____________________________________________________________________。

⑸ 写出B的结构简式：_________________________________。

⑹ 写出天然油脂A的一种可能结构简式：

___________________________________________________。

15.在一定条件下，烯烃可发生臭氧化还原水解反应，生成羰基化合物，该反应可表示为：

R=C

RR3 ①O3 ②Zn/H2O R=O R+ H =O R3

已知：

①化合物A，其分子式为C9H10O，它既能使溴的四氯化碳溶液褪色，又能与FeCl3溶液发生显色反应，且能与金属钠或NaOH溶液反应生成B；

②B发生臭氧化还原水解反应生成Ｃ，Ｃ能发生银镜反应；

③Ｃ催化加氢生成Ｄ，Ｄ在浓硫酸存在下加热生成Ｅ；

④Ｅ既能使溴的四氯化碳溶液褪色，又能与FeCl3溶液发生显色反应，且能与NaOH溶液反应生成F； ⑤F发生臭氧化还原水解反应生成G，G能发生银镜反应，遇酸转化为H（C7H6O2）。

请根据上述信息，完成下列填空：

（1）写出下列化合物的结构简式（如有多组化合物符合题意，只要写出其中一组）：

，。

（2）写出分子式为C7H6O2的含有苯环的所有同分异构体的结构简式 。

16.萨罗（Salol）是一种消毒剂，它的分子式为C10H10O3，其分子模型如下图所示（图中球与球之间的连线代表化学键，如单键、双键等）：

（1） 根据右图模型写出萨罗的结构简式： 。

（2）萨罗经水解、分离、提纯可得到纯净的苯酚和水杨酸（邻羟基苯甲酸）。请设计一个方案，说明苯酚、碳酸、水杨酸的酸性依次增强（用化学方程式表示）。

（3）同时符合下列四个要求的水杨酸的同分异构体

共有 种。

①含有苯环； ②能发生银镜反应，不能发生水解

反应；

③在稀NaOH溶液中，1 mol该同分异构体能与2 mol NaOH发生反应；④只能生成两种一氯代产生。

（4）从（3）确定的同分异构体中任选一种，指定为下列框图中的A。

写出下列两个反应的化学方程式（有机物用结构简式表示），并指出相应的反应类型。

①A 反应类型： 。

②B+D 反应类型： 。

(5)现有水杨酸和苯酚的混合物，它们的物质的量之和为n mol。该混合物完全燃烧消耗a L O2,并生成b g H2O和c L CO2(气体体积均为标准状况下的体积)。

①分别写出水杨酸和苯酚完全燃烧的化学方程式（有机物可用分子式表示）。

②设混合物中水杨酸的物质的量为x mol，列出x的计算式。

“有机物的同分异构体”参考答案

一、1、B 2、D 3、B 4、A 5、B 6、C 二、7、C 8、C 9、D 10、B 11、B 12、AD 三、13、（1）b (2)C7H10 (3) －CH3 (4)a、d

14、 ⑴ C16H32O2

⑵ CH3—(CH2)16—COOH 硬脂酸（或十八烷酸、十八酸） ⑶ CH3CH2CH2CH2COOH CH3CH2CH(CH3)COOH CH3CH(CH3) CH2COOH (CH3)3CCOOH ⑷ CH3(CH2)7—CH==CH—(CH2)7—COOH

CH3(CH2)4—CH==CH—(CH2)10—COOH

⑸ CH3(CH2)4—CH==CH—CH2—CH==CH—(CH2)7—COOH

15、（1） —HO

或

或

（2）

16、（1）见下图

（2）见下图

（3）2

（4）①

CH2CH=CH2 NaO— CH2CHO HO—CH=CH2 OH CH2CH=CH2 HO— CH2CH=CH2 ONa CH2CHO NaO— CH2CHO OH CH=CH2 HO—CH=CH2 HO— HO— CHO CHO COOH

HCOO— —OH —CHO 还原反应（加成反应）

②

酯化反应（写取代反应同样给分） 如选用

作为A写入方程式同样给分。

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