十二限定条件下的同分异构体的书写与数目判断专练 高考化学一轮复习专项练含解析

限定条件下的同分异构体的书写与数目判断专练

(建议用时20分钟)

1.(2020·全国Ⅰ卷节选)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　　　　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　

2.(2020·全国Ⅱ卷节选)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CCO)；(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，不饱和度为2，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：CH3CHCHCOCH2CH3、CH3CHCHCH2COCH3、CH3CH2CHCHCOCH3、CH2CHCH(CH3)COCH3、CH2C(C2H5)COCH3、CH2C(CH3)COCH2CH3、CH2C(CH3)CH2COCH3、CH2CHCOCH(CH3)2，其中，含有手性碳的为CH2CHCH(CH3)COCH3()。

答案：(c)　CH2CHCH(CH3)COCH3()

3.(2020·江苏高考节选)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能发生水解反应，水解产物之一是α-氨基酸，另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶1且含苯环。

【解析】有机物的结构简式为。①能与FeCl3溶液发生显色反应，则含有酚羟基；②能发生水解反应，水解产物之一是α-氨基酸，另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶1且含有苯环，综上可知，则该同分异构体水解产物中一种为苯环上含有酚羟基，一种为氨基酸，结合含有苯环的产物中有两种氢原子数且数目相等，则水解产物分别为H2NCH2COOH、，故该同分异构体的结构简式为。

答案：

4.(2020·浙江7月选考节选)写出化合物同时符合下列条件的同分异构体的结构简式　　　　　　　　　。 

1H-NMR谱和IR谱检测表明：①分子中共有4种氢原子，其中苯环上的有2种；②有碳氧双键，无氮氧键和—CHO。

【解析】分子中共有4种氢原子，其中苯环上有2种，说明苯环上有两个不同的取代基，且位于对位，有碳氧双键、无氮氧键和—CHO的同分异构体有、、、。

答案：、、、

5.(2019·全国Ⅱ卷节选)的二氯代物有多种同分异构体，请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式　　　　、　　　　。 

①能发生银镜反应；②核磁共振氢谱有三组峰，峰面积比为3∶2∶1。

【解析】根据①，则含有醛基，根据②，含有3种类型氢原子，个数比为3∶2∶1，故该同分异构体结构可以为　。

答案：　

【加固训练—拔高】

 (2019·天津高考节选)我国化学家首次实现了膦催化的(3+2)环加成反应，并依据该反应，发现了一条合成中草药活性成分茅苍术醇的有效路线。

已知(3+2)环加成反应：CH3C≡C—E1+E2—CHCH2

(E1、E2可以是—COR或—COOR)

参考以上合成路线及条件，选择两种链状不饱和酯，通过两步反应合成化合物M，在方框中

　写出路线流程图(其他试剂任选)。

【解析】由题给信息可知，CH3C≡CCOOCH2CH3与CH2CHCOOCH3反应生成或CH3C≡CCOOCH3与CH2CHCOOCH2CH3反应生成，或与氢气发生加成反应生成。

答案：CH3C≡CCOOCH3+CH2CHCOOCH2CH3或CH3C≡CCOOCH2CH3+CH2CHCOOCH3

6.(2018·全国Ⅱ卷节选)F是B()的同分异构体。7.30 g的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24 L二氧化碳(标准状况)，F的可能结构共有　　　　种(不考虑立体异构)；其中核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为3∶1∶1的结构简式为　　　　。 

【解析】B的分子式为C6H10O4，分子的不饱和度为2，因此7.30 g F的物质的量为0.05 mol，其与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24 L二氧化碳(标准状况)，因此F分子中含有2个羧基。分子式为C6H10O4的二元羧酸的同分异构体的找法是先确定一元取代羧酸的结构，再确定二元取代羧酸的结构，一元取代羧酸有下列四种结构(氢原子略去)C—C—C—C—COOH、、、，然后找出上述四种结构的一元取代羧酸，因此有4种结构(羧基分别在①～④号碳原子上)，有2种结构(羧基分别在①②号碳原子上)，有1种结构，②有2种结构(羧基分别在①②号碳原子上)，因此共有9种同分异构体。其中核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为3∶1∶1的结构简式为。

答案：9　

7.(2018·天津高考节选)C()的同分异构体W(不考虑手性异构)可发生银镜反应：且1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应，产物之一可被氧化成二元醛。满足上述条件的W有　　　　种，若W的核磁共振氢谱具有四组峰，则其结构简式为　　　　。 

【解析】C的同分异构体W(不考虑手性异构)可发生银镜反应，含有—CHO或HCOO—基团，且1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应，则含有HCOO—、—Br基团，其产物之一可被氧化成二元醛，则产物中含有2个—CH2OH基团，W中一定含有HCOO—CH2—、—CH2—Br，剩余的残基是—C3H6—，而—C3H6—的二元取代物有5种，所以满足上述条件的W有5种。其中W的核磁共振氢谱具有四组峰，则其结构简式为。

答案：5　

8.(2021·合肥模拟)满足下列条件的的同分异构体共有　　　　种(不考虑立体异构)。 

Ⅰ.分子中含有苯环

Ⅱ.分子中含有5种不同化学环境的氢

Ⅲ.能与NaHCO3反应生成CO2

【解析】根据能与NaHCO3反应生成CO2，则含有羧基，根据分子中含有5种不同化学环境的氢，则含有5种类型的氢原子，可以是苯环上连有1个，有1种，可以是苯环上连有—F、—CH3、—COOH，先固定—F、—CH3相互邻间对位置，移动—COOH，分别有4种、4种、2种，有10种，因此总共有11种。

答案：11

9.(2021·石家庄模拟)满足下列条件的有机物F()的同分异构体有　　　种(不考虑立体异构)。 

a.属于芳香族化合物；

b.与F具有相同的官能团；

c.核磁共振氢谱有5组峰，且峰面积之比为6∶2∶2∶2∶1。

【解析】F为，根据a.属于芳香族化合物，则含有苯环，b.与F具有相同的官能团，则含有氨基和羧基，核磁共振氢谱有5组峰，且峰面积之比为6∶2∶2∶2∶1，则含有5种类型氢原子，个数比为6∶2∶2∶2∶1，该同分异构体可以为、、、、、，共6种。

答案：6

10.(2021·淄博模拟)与乙醇发生酯化反应生成化合物Y，其中符合下列条件的Y的同分异构体有　　　　种。 

①分子中含有苯环，且能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2；

②其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，峰面积比为6∶2∶1∶1。

【解析】与乙醇发生酯化反应生成化合物Y，其化学式为C11H10O2，根据限定条件①分子中含有苯环，且能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2；②其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，峰面积比为6∶2∶1∶1，Y的同分异构体满足含有苯环，含有羧基，含有碳碳三键，含有两个甲基并且处于对称结构，则有如下结构：、、、。

答案：4

11.芳香化合物X是的同分异构体，可与FeCl3溶液发生显色反应，且能发生水解反应，其核磁共振氢谱为4组峰，峰面积比为3∶2∶2∶1。写出两种符合要求的X的结构简式　　　　　　　　　　。 

【解析】根据的同分异构体X可与FeCl3溶液发生显色反应，则苯环上含有羟基，能发生水解反应，则含有酯基，核磁共振氢谱为4组峰，峰面积比为3∶2∶2∶1，则含有4种类型的氢原子，个数比为3∶2∶2∶1，该同分异构体的结构简式可以为、。

答案：、

【加固训练—拔高】

(2021·济南模拟)同时满足下列两个条件的的同分异构体共有　　　　种。 

①能够发生银镜反应且该物质与生成Ag的物质的量之比为1∶4；

②苯环上连接—C5H11。

上述同分异构体中，核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为9∶2∶2∶2∶1的有　　　　和　　　　　　　　　　　(写结构简式)。 

【解析】该物质的同分异构体能够发生银镜反应且该物质与生成Ag的物质的量之比为1∶4，则该分子中含有2个—CHO，且苯环上连接—C5H11，则该分子的结构可以是、、、、、6种结构，由于—C5H11共有8种结构，因此满足条件的同分异构体共有6×8=48种，其中核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为9∶2∶2∶2∶1的是和。

答案：6