2025届高三化学二轮复习 “限定条件”的同分异构体的数目判断与书写 学案

这是一份2025届高三化学二轮复习 “限定条件”的同分异构体的数目判断与书写 学案，共13页。
课前学习任务
核心归纳
1．常见限制条件与结构关系总结
2．限制条件的同分异构体书写技巧
(1)取代法
“端基”(即一价基团，主要包括：—R、—X、—OH、—CHO、—COOH、HCOO—、—CN、—NH2 、—NO2)在有机物的结构简式中只能位于链端。解题时可将全部“端基”从分子中“抠”出来，然后将“端基”视为取代基去取代“碳骨架”中的氢原子。
(2)拼接组装法
利用信息确定大致结构碎片，根据“偶碳氧”计算剩余的烃基片段，最后结合位置信息(核磁共振氢谱、苯环的一氯代物等)合理拼接。
(3)插入法
“桥基”基团(即二价基团，主要包括—C≡C—、—O—、—CO—、—COO—等)，在有机物的结构简式中只能位于链的中间。解题时可先将“桥基”从分子中抠出来，然后有序插入到“碳骨架”中即得可能的同分异构体结构。
不对称的酯基(—COO—)可以采用“正反”两种方式插入C—C中，但要注意C—H中的插入，其中一种变成了—COOH。
(4)根据等效氢原子预测结构特点
①等效氢原子的种类较少，预测分子高度对称。
②有6个等效氢，预测有2个甲基，有3个等效氢，预测有1个甲基。
3．含苯环的同分异构体数目确定技巧
(1)若苯环上连有2个取代基，其结构有邻、间、对3种。
(2)若苯环上连有3个相同的取代基，其结构有3种。
(3)若苯环上连有—X、—X、—Y 3个取代基，其结构有6种。
(4)若苯环上连有—X、—Y、—Z 3个不同的取代基，其结构有10种
课堂学习任务
1．[2023·全国乙卷，36(7)]在D()的同分异构体中，同时满足下列条件的共有________种。
①能发生银镜反应；②遇FeCl3溶液显紫色；③含有苯环。
其中，核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为____________________。
2．[2024·河北卷，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3∶2∶2∶2；
(b)红外光谱中存在C===O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．[2023·全国甲卷，36(7)]具有相同官能团的的芳香同分异构体还有________种(不考虑立体异构，填标号)。
a．10 b．12
c．14 d．16
其中，核磁共振氢谱显示4组峰，且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体结构简式为____________________。
4．(2024·九省联考江西卷节选)在C()的同分异构体中，同时满足下列条件的可能结构共有________种(不含立体异构)。
a)含有苯环和硝基；
b)核磁共振氢谱显示有四组峰，峰面积之比为6∶2∶2∶1。
上述同分异构体中，硝基和苯环直接相连的结构简式为______________。
5．(2024·九省联考河南卷节选)在D()的同分异构体中，同时满足下列条件的共有________种；①含有苯环；②遇FeCl3溶液显紫色；③与NaHCO3溶液反应放出CO2。
其中，核磁共振氢谱显示为五组峰，且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为______________。
6．同时满足下列条件的的同分异构体有________种(不考虑立体异构)；其中核磁共振氢谱为5组峰，且峰面积之比为4∶2∶2∶1∶1的结构简式为_________________________________。
①含苯环；②遇FeCl3溶液显紫色；③有两个取代基。
课后学习任务
1．(2024·九省联考广西卷节选)符合下列条件的的同分异构体共有________种，其中一种的结构简式为________。
①分子中含环状结构 ②核磁共振氢谱显示2组峰
2．[2023·新课标卷，30(7)]在的同分异构体中，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；②含有三个甲基；③含有苯环。
其中，核磁共振氢谱显示为6组峰，且峰面积比为3∶3∶3∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为____________。
3．W是的同分异构体，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：_____________________________。
4．F()的同分异构体中含有苯环且官能团与F相同的共有________种(不包括F)，其中核磁共振氢谱有两组峰，且峰面积之比为1∶2的是____________________(写结构简式)。
5．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________。
6．M是的同分异构体，同时满足下列条件的M的结构有________种(不考虑立体异构)。
①结构中含有氨基和羧基，只有1个苯环，无其他环状结构；
②核磁共振氢谱中有4组吸收峰，且峰面积之比为6∶2∶2∶1。
7．有多种同分异构体，满足以下条件的同分异构体有________种(不考虑立体异构)。
①仅含1个苯环，无其他环状结构，且苯环上仅有2个取代基；
②仅含2种官能团且能发生银镜反应；
③不含—CH3，不含
其中核磁共振氢谱有3组吸收峰，且峰面积之比为3∶2∶2的同分异构体的结构简式为____________。
8．(1) (2024·江门一模)化合物Ⅱ()的同分异构体中能发生银镜反应但不能发生水解反应的共________种，其中核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积比为6∶1∶1的同分异构体的结构简式为____________________。
(2)(2024·唐山一模)有机物H为G()的同分异构体，满足下列条件的结构有________种，其中核磁共振氢谱峰面积之比为6∶2∶2∶2∶1∶1的结构简式为________。
①为芳香族化合物且苯环上有两个取代基；
②氧化产物能发生银镜反应。
9．(2024·太原二模)化合物X有多种同分异构体，与X具有相同官能团的同分异构体有________种(不考虑立体异构)，核磁共振氢谱显示为3组峰，且峰面积比为3∶3∶1的同分异构体的结构简式为________。
10．(2024·无锡高三调研)X的结构为。写出同时满足下列条件的X的一种同分异构体的结构简式：________。
①属于芳香族化合物；
②能水解生成两种产物，两种水解产物均能发生银镜反应；
③分子中含有5种化学环境不同的H原子。
答案与解析
课堂学习任务
1．解析：遇FeCl3溶液显紫色，则苯环上连有—OH；能发生银镜反应，说明分子中含有—CHO。当苯环上连有—OH、—CH2CHO时，二者在苯环上有邻、间、对3种位置关系；当苯环上连有—OH、—CHO、—CH3时，三者在苯环上有10种位置关系，故符合条件的D的同分异构体一共有13种。其中核磁共振氢谱有五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的结构简式为。
答案：13
2．解析：由题给条件知，I的同分异构体中存在C===O和，根据I的结构简式可知，其同分异构体(记为I′)除含有一个对硝基苯基()外，还有3个C、2个O，1个不饱和度，再除去I′中还含有的C===O(1个C、1个O，1个不饱和度)，还剩2个C和1个O，对硝基苯基中有两种H，个数比为2∶2，则核磁共振氢谱中剩余的两组峰(个数比为3∶2)分别属于一个甲基(—CH3)和一个亚甲基(—CH2—)。综上，I′的结构中包含以下结构各一个：甲基(—CH3)、亚甲基(—CH2—)、羰基()、饱和O原子()、对硝基苯基()，其中甲基和对硝基苯基分居I′两端，剩余三个基团共有
6种组合形式。若要水解得到H，则I′需存在结构故水解可得到H的同分异构体为
答案：6
3．解析：具有相同官能团的的芳香同分异构体的苯环上可有一个侧链，为—CH(NO2)Cl，有1种结构；有两个侧链，为—CH2NO2和—Cl或—CH2Cl 和—NO2，每组取代基在苯环上均有邻、间、对3种位置关系；有三个侧链，为—CH3、—NO2和—Cl，三者在苯环上有10种位置关系，除去B本身还有9种，故共有16种符合条件的同分异构体。其中，核磁共振氢谱显示4组峰，且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式是
答案：d
4．解析：C的同分异构体中，满足a)含有苯环和硝基；b)核磁共振氢谱显示有四组峰，峰面积之比为6∶2∶2∶1的有
共四种，其中硝基和苯环直接相连的结构简式为。
答案：4
5．解析：D的同分异构体中，①含有苯环；②遇FeCl3溶液显紫色，说明含有酚羟基；③与NaHCO3溶液反应放出CO2，说明含有—COOH；去除上述结构，还剩余一个碳原子，则有以下两种情况：①有两个取代基连在苯环上，两个取代基为—OH、—CH2COOH，有邻、间、对3种结构；②有三个取代基连在苯环上，三个取代基为—CH3、—COOH、—OH，有10种结构，则满足上述条件D的同分异构体有13种；其中核磁共振氢谱显示为五组峰，且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为。
答案：13
6．解析：A的同分异构体同时满足下列条件：①含苯环，属于芳香族化合物；②遇FeCl3溶液显紫色，说明含有酚羟基；③有两个取代基，其中一个为酚羟基，另一个可以为H3CCH===CH—、H2C===CHCH2—、，两个取代基在苯环上的位置均有邻、间、对3种，共有12种；其中核磁共振氢谱为5组峰，且峰面积之比为4∶2∶2∶1∶1的结构简式为
答案：12
课后学习任务
1. 解析：B为，分子式为C6H14N2，①分子中含环状结构，②核磁共振氢谱显示2组峰说明分子结构对称性较好，符合条件的同分异构体有，共4种。
答案：4 (任写一种)
2. 解析：在B的同分异构体中，符合题给条件的有，共9种；其中，核磁共振氢谱显示为6组峰，且峰面积比为3∶3∶3∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为。
答案：9
3. 解析：D的分子式为C13H10O，不饱和度为9，W是D的同分异构体，属于萘()的一元取代物，存在羟甲基(—CH2OH)，萘环不饱和度为7，则侧链存在碳碳三键，故侧链为—C≡CCH2OH，萘有2种不同化学环境的H原子，符合条件的W有
答案：
4. 解析：F为三溴苯酚，含有苯环且官能团与F相同的同分异构体可以看作三溴苯分子中的1个氢原子被羟基取代，三溴苯有如下结构：
中1个氢原子被羟基取代后即为F；中有3种不同化学环境的H原子，羟基取代有3种；中有2种不同化学环境的H原子，羟基取代有2种。故符合条件的F的同分异构体有3＋2＝5种，其中核磁共振氢谱有两组峰，且峰面积之比为1∶2的是。
答案：5
5. 解析：的同分异构体能发生银镜反应，说明该物质结构中含有醛基；由题给的结构简式可知，该物质的不饱和度为2，则其同分异构体应该还含有一个碳碳双键或一个三元环；若含有碳碳双键，则碳骨架为C===C—C，醛基采用“取代法”可得，共3种；根据题意可知需考虑顺反异构，则醛基取代1号碳原子上的氢原子时存在顺反异构。若含有三元环，则三元环上所有氢原子等效，醛基取代后只有一种情况，故符合条件的同分异构体共有5种。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。
答案：5
6. 解析：E的结构简式为，其同分异构体M同时满足题给条件的结构有
共4种。
答案：4
7. 解析：B的同分异构体仅含2种官能团且能发生银镜反应，并且不含酯基，说明分子中只含有碳溴键和醛基，若苯环上的2个取代基为—Br和—C(CHO)3，在苯环上有邻、间、对3种位置关系，若苯环上的2个取代基为—CHO和—CBr(CHO)2，也有邻、间、对3种位置关系，故符合条件的同分异构体有6种结构。核磁共振氢谱有3组吸收峰，且峰面积之比为3∶2∶2的同分异构体的结构简式为
答案：6
8. 解析：(1)化合物Ⅱ的同分异构体能发生银镜反应，说明含有醛基，但不能发生水解反应，说明不含有酯基，若含1个醛基和1个羟基，则有，羟基位于编号位置，共5种结构；若含1个醛基和1个醚键，则有，醛基位于编号位置，共3种结构；因此满足条件的同分异构体共有5＋3＝8种；其中核磁共振氢谱有3组峰，说明有3种等效氢原子，且峰面积比为6∶1∶1，说明含有2个等效的甲基，由此可推知该同分异构体的结构简式为。(2)H为G的同分异构体，该同分异构体为芳香族化合物，即含有苯环，根据G的结构简式，推出G的不饱和度为4，苯环的不饱和度为4，因此H中除苯环外不含其他不饱和键，氧化产物能发生银镜反应，说明H中含有“—CH2OH” ，苯环上有两个取代基，这两个取代基可能为—CH2OH 、—CH2CH2CH3或—CH2OH 、—CHCH32或—CH2CH2OH、—CH2CH3 或—CH2CH2CH2OH、—CH3或—CHCH3CH2OH、—CH3，每种情况在苯环上有邻、间、对三种位置关系，故H的可能结构共有15种；其中核磁共振氢谱有6组峰，峰面积之比为6∶2∶2∶2∶1∶1，应是对称结构，有对称的两个甲基，因此符合条件的是
答案：(1)8
(2)15
9. 解析：X的结构简式为，其官能团是酯基、碳溴键，用H原子代替Br原子，分子式为C4H8O2，其官能团为酯基的同分异构体有4种：HCOOCH2CH2CH3、CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3、
(CH3)2CHOOCH，这四种酯符合题意的一溴取代物分别有3种、3种、3种、2种，共11种，除去X自身，有10种满足条件的同分异构体；其中核磁共振氢谱中有3组峰，且峰面积比为3∶3∶1的同分异构体是CH3COOCHBrCH3、CH3CHBrCOOCH3。
答案：10 CH3COOCHBrCH3、
CH3CHBrCOOCH3
10. 解析：的同分异构体满足条件：属于芳香族化合物，则分子中含有苯环；能水解生成两种产物，两种水解产物均能发生银镜反应，说明分子中含有1个—CHO和1个甲酸与氨基形成的酰胺基(—NHOCH)；再结合分子中含有5种化学环境不同的H原子，苯环外的另外2个碳原子只能形成2个—CH3，对称连在苯环上，故可得其结构简式为
答案：