微专题59同分异构体的书写与判断（解析版）.docx

59同分异构体的书写与判断
【基础拿分练】
1．分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构)(　　)
A．6种 B．7种 C．8种 D．9种
【答案】C
【解析】C5H11Cl可以看作是氯原子与戊基相连的化合物，戊基有8种结构，所以C5H11Cl有8种同分异构体。
2．分子式为C4H10O并能与金属钠反应放出氢气的有机物有(不含立体异构)(　　)
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
【答案】B
【解析】分子式为C4H10O的有机物是醇或醚，若可以与金属Na发生反应放出氢气，则该物质是醇，结构为C4H9—OH，—C4H9有四种结构：—CH2CH2CH2CH3、—CH(CH3)CH2CH3、—CH2CH(CH3)2、—C(CH3)3，故该醇的种类是4种，B项正确。
3．已知丙烷的二氯代物C3H6Cl2有4种同分异构体，则分子式为C3H2Cl6的同分异构体共有(不考虑立体异构)(　　)
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
【答案】B
【解析】分子式为C3H2Cl6的有机物可以看作C3Cl8中的两个氯原子被两个氢原子取代，而C3H6Cl2可看作C3H8中的两个氢原子被两个氯原子取代，二者同分异构体相同，因C3H6Cl2有4种结构，所以C3H2Cl6也有4种结构。
4．一个苯环上连接一个烃基(—R)和3个 —X基的有机物，结构式共有(　　)
A．4种 B．5种 C．6种 D．7种
【答案】C
【解析】答题者若将—R先排上苯环，再用三个—X基取代，则思维混乱易错选B或D。若将多个—X先排到苯环上，得三种结构形式：、、。然后逐一分析苯环上的等同位置，作出答案。①式中苯环上的三个空位均等同，只有一种位置；②式中苯环上有2种不同位置；③式中苯环上有3种不同位置。故—R取代后共有6种结构式，选C。
5．某烃的一种同分异构体只能生成1种一氯代物，该烃的分子式可以是( )
A．C3H8 B．C4H10 C．C5H12 D．C6H14
【答案】C
【解析】A项，丙烷只有一种结构：CH3CH2CH3，丙烷含有2种氢原子，所以一氯代物有2种，故A错误；B项，丁烷有正丁烷和异丁烷两种结构，正丁烷CH3CH2CH2CH3有2种氢原子，其一氯代物有2种；异丁烷CH(CH3)3有2种氢原子，其一氯代物也有2种，故B错误；C项，戊烷有正戊烷、异戊烷、新戊烷3种同分异构体，正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3有3种氢原子，其一氯代物有3种；异戊烷CH3CH(CH3)CH2CH3有4种氢原子，其一氯代物有4种；新戊烷C(CH3)4有1种氢原子，其一氯代物有1种，故C正确；D项，C6H14有5种同分异构体，CH3(CH2)4CH3有3种氢原子，其一氯代物有3种；CH3CH(CH3)CH2CH2CH3有5种氢原子，其一氯代物有5种；CH3CH2CH(CH3)CH2CH3有4种氢原子，其一氯代物有4种；CH3C(CH3)2CH2CH3有3种氢原子，其一氯代物有3种；CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3有2种氢原子，其一氯代物有2种，故D错误。故选C。
6．下列化合物中同分异构体数目最少的是(　　)
A．戊烷 B．戊醇 C．戊烯 D．乙酸乙酯
【答案】A
【解析】A项，戊烷有3种同分异构体：CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3和(CH3)4C；B项，戊醇可看作C5H11—OH，而戊基(—C5H11)有8种结构，则戊醇也有8种结构，属于醚的还有6种；C项，戊烯的分子式为C5H10，属于烯烃类的同分异构体有5种：CH2===CHCH2CH2CH3、CH3CH===CHCH2CH3、CH2===C(CH3)CH2CH3、CH2===CHCH(CH3)2、，属于环烷烃的同分异构体有4种：、、、；D项，乙酸乙酯的分子式为C4H8O2，其同分异构体有6种：HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3、CH3CH2CH2COOH、(CH3)2CHCOOH。
7．四联苯的一氯代物有(　　)
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
【答案】C
【解析】推断有机物一氯代物的种数需要找中心对称轴，四联苯是具有两条对称轴的物质，即，在其中的一部分上有几种不同的氢原子(包括对称轴上的氢原子)，就有几种一氯代物，四联苯有5种不同的氢原子，故有5种一氯代物。
8．分子式为C4H8Cl2，且分子中含有两个甲基的同分异构体共有(不考虑立体异构)(　　)
A．2种　　 　B．3种　　　 C．4种　　　D．5种
【答案】C
【解析】C4H8Cl2分子中含两个甲基的同分异构体有4种，即
9．某烷烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，则该烃的分子式不可能的是(　　)
A．CH4 B．C2H6 C．C4H10 D．C5H12
【答案】C
【解析】CH4、CH3CH3只有1种一氯代物，C4H10有2种同分异构体：CH3CH2CH2CH3(一氯代物有2种)和 (一氯代物有2种)；D项符合要求的是
10．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
【答案】B
【解析】分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物属于羧酸，其官能团为—COOH，将该有机物看作C4H9—COOH，而丁基(C4H9—)有4种不同的结构，分别为CH3CH2CH2CH2—、(CH3)2CHCH2—、(CH3)3C—、，从而推知该有机物有4种不同的分子结构。
11．分子式为C3H6BrCl的有机物共有(不含立体异构) (　　)
A．4种 B．5种 C．6种 D．7种
【答案】B
【解析】分子式为C3H6BrCl的有机物有、、、、，共5种，B项正确。

【易错得分练】
1．下列说法正确的是(　　)
A．凡是分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质，彼此一定是同系物
B．两种化合物组成元素相同，各元素质量分数也相同，则两者一定是同分异构体
C．相对分子质量相同的几种化合物，互称为同分异构体
D．组成元素的质量分数相同，且相对分子质量也相同的不同化合物，一定互为同分异构体
【答案】D
【解析】丙烯与环丁烷分子组成相差一个CH2原子团，但是结构不相似，不能称为同系物，A项错误；若两种化合物组成元素相同，各元素的质量分数也相同，则它们的最简式必定相同，最简式相同的化合物可能是同分异构体，也可能不是同分异构体，B项错误；相对分子质量相同的物质是很多的，如无机物中的H2SO4和H3PO4，又如有机物中的C2H6O(乙醇)与CH2O2(甲酸)，这些物质都具有相同的相对分子质量，但由于它们的分子组成不同，所以它们不是同分异构体，C项错误；当不同化合物组成元素的质量分数相同，相对分子质量也相同时，其分子式一定相同，因此这样的不同化合物互为同分异构体，D项正确。
2．全氯乙烷(C2Cl6)可用作有机合成的原料。已知氯元素有两种稳定的同位素35C和37Cl，则C2Cl6的分子结构可能有(　　)
A．8种 B．9种 C．10种 D．11种
【答案】C
【解析】分子中全是35Cl或37Cl，都只有1种，分子中含有1个35Cl或1个37Cl，都只有1种，分子中含有2个35Cl或2个37Cl，各有2种，分子中含有3个35Cl和3个37Cl，共有2种结构，所以一共有1×2＋1×2＋2×2＋2＝10种。
3．下列有关同分异构体的判断中，正确的是(　　)
A．戊烷有2种同分异构体
B．C8H10中只有3种属于芳香烃的同分异构体
C．甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种
D．CH3CH2CH2CH3光照下与氯气反应，只生成1种一氯代烃
【答案】C
【解析】A项，戊烷有3种同分异构体；B项，C8H10有4种属于芳香烃的同分异构体；C项，丙基的同分异构体有2种，可以取代CH3中苯环上邻、间、对三个位置上的氢原子，共2×3＝6种同分异构体，正确；D项，光照条件下发生取代反应，会得到2种一氯代烃。
4．组成和结构可用表示的有机物共有(不考虑立体结构)(　　)
A．24种 B．28种 C．32种 D．36种
【答案】D
【解析】—C4H9(丁基)有4种。—C3H5Cl2相当于—C3H7中两个H被Cl取代，—C3H7的结构有两种：—CH2CH2CH3和—CH(CH3)2。—CH2CH2CH3中两个H被Cl取代后结构有6种：—CH(CH3)2中两个H被Cl取代后结构有3种：。所以符合题意的有机物共有4×(6＋3)＝36(种)。故选D。
5．有机物X的蒸气相对氢气的密度为51，X中氧元素的质量分数为31.7%，则能在碱性溶液中发生反应的X的同分异构体有(不考虑立体异构)(　　)
A．12种 B．13种 C．14种 D．15种
【答案】B
【解析】有机物X的蒸气相对氢气的密度为51，所以相对分子质量为102；X中氧元素的质量分数为31.7%，氧原子数是 ， ，则C原子数5、氢原子数是，所以分子式为C5H10O2。分子式为C5H10O2的有机物能在碱性溶液中发生反应，则X可以为羧酸或酯；若为羧酸则结构简式为CH3CH2CH2CH2COOH、CH3CH2CH(CH3)COOH、(CH3)2CHCH2COOH、(CH3)3CCOOH；若为酯则结构简式为CH3COOCH2CH2CH3、CH3COOCH(CH3)2、CH3CH2COOCH2CH3、CH3CH2CH2COOCH3、(CH3)2CHCOOCH3、HCOOCH2CH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)CH2CH3、HCOOCH2CH(CH3)2、HCOOC(CH3)3，共13种，选B。
6．化学式为C5H8O2的脂肪酸与化学式为C4H10O的醇发生反应，最多能够生成酯的数量为(不考虑立体异构)(　　)
A．12种 B．18种 C．24种 D．32种
【答案】D
【解析】化学式为C5H8O2的脂肪酸有8种，分别为CH2===CHCH2CH2COOH、CH3CH===CHCH2COOH、CH3CH2CH===CHCOOH、CH2===C(CH3)CH2COOH、(CH3)2C===CHCOOH、CH2===CHCH(CH3)COOH、CH3CH===C(CH3)COOH、CH2===C(CH2CH3)COOH；化学式为C4H10O的醇有4种，分别为CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(OH)CH3、(CH3)2CHCH2OH、(CH3)3COH；则最多能够生成的酯的数量＝8×4＝32(种)。故选D。
7．有机物M中只含C、H、O三种元素，其相对分子质量不超过100。若M中含O的质量分数为36.36%，则能与NaOH溶液反应的M共有(不考虑立体异构)(　　)
A．5种 B．6种 C．7种 D．8种
【答案】B
【解析】M的相对分子质量不超过100，其中含O的质量分数为36.36%，则N(O)≤≈2.3。若N(O)＝1，则M的相对分子质量约为44，分子式为C2H4O，没有能与NaOH反应的同分异构体；若N(O)＝2，则M的相对分子质量约为88，分子式为C4H8O2，能与NaOH溶液反应的M的同分异构体有CH3CH2CH2COOH、(CH3)2CHCOOH、HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3，共6种。
8．某脂肪族化合物A的相对分子质量为118，其中C的质量分数为41%，H为5%，O为54%。化合物A能与碳酸氢钠溶液反应放出气体，也能与新制氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀，符合条件的A的醇羟基类同分异构体有(　　)
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
【答案】C
【解析】根据题意知，A分子中碳原子的个数为≈4，氢原子的个数为≈6，则氧原子的个数为＝4，故A的分子式为C4H6O4。由“化合物A能与碳酸氢钠溶液反应放出气体”可知，A分子中含有—COOH；又由“与新制氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀”可知，A分子中含有—CHO。而A的不饱和度为2，故A分子中除—CHO、—COOH以外的基团都为饱和结构。符合条件的A的同分异构体有：、、。
9．某芳香族化合物的分子式为C8H8Cl2O2，该物质能使FeCl3溶液显紫色，其分子结构中有三种不同化学环境的H原子，三种H原子的数目之比为2∶1∶1，且分子中的Cl原子皆形成C—Cl键，则其同分异构体数目为(　　)
A．5　　 　B．6 C．7　 　　D．8
【答案】C
【解析】该芳香族化合物的分子式为C8H8Cl2O2，分子中含有1个苯环，不饱和度为＝4，故侧链不含不饱和键，由于该物质能使FeCl3溶液显紫色，故苯环上连有(酚)—OH。分子结构中有三种不同化学环境的H原子，它们的数目之比为2∶1∶1，由于分子中共有8个H原子，故该化合物应为对称结构，苯环上连有2个—CH2Cl，2个—OH。符合条件的同分异构体有：、、、、，共7种。
10．某有机物分子中含有羟基，不考虑羟基与氯原子连在同一个碳原子上的情况，分子式为 C4H9ClO的有机物的同分异构体共有( )
A．8种 B．9种 C．10种 D．12种
【答案】B
【解析】有机物C4H9C1O的同分异构体中能与Na反应放出氢气，说明其分子中含有羟基，该有机物可以看作Cl原子取代丁醇中氢原子形成的，丁醇的同分异构体有：CH3CH2CH2CH2OH、CH3CHOHCH2CH3、(CH3)3COH、CH3(CH3)CHCH2OH，CH3CH2CH2CH2OH分子的烃基中含有4种等效H原子，不考虑羟基与氯原子在同一个碳原子上时，其一氯代物有3种；CH3CHOHCH2CH3分子的烃基中含有4种H原子，不考虑羟基与氯原子在同一个碳原子上时，其一氯代物有3种；(CH3)3COH分子中的烃基中含有1种H原子，其一氯代物有1种；CH3(CH3)CHCH2OH分子的烃基上含有3种等效H，不考虑羟基与氯原子在同一个碳原子上时，其一氯代物有2种；根据分析可知，有机物C4H9C1O的同分异构体中能与Na反应放出氢气的共有：3+3+1+2=9；故选B。

【难题高分练】
1．M是D(HOCH2OH)的同分异构体，可与FeCl3溶液发生显色反应，1mol的M可与2mol的Na2CO3反应，M共有　　种；其中核磁共振氢谱为四组峰，峰面积比为3：2：2：1的结构简式为　 　、　 　。
【答案】6　 　　
【解析】M是的同分异构体，可与FeCl3溶液发生显色反应，1 mol的M可与2 mol的Na2CO3反应，说明M的分子结构中含有2个酚羟基和一个甲基，当二个酚羟基在邻位时，苯环上甲基的位置有2种，当二个酚羟基在间位时，苯环上甲基的位置有3种，当二个酚羟基在对位时，苯环上甲基的位置有1种，只满足条件的M共有6种，其中核磁共振氢谱为四组峰，峰面积比为3：2：2：1的结构简式为　、　。
2．B()的名称为　 　。写出符合下列条件B的所有同分异构体的结构简式　 　。
a．苯环上只有两个取代基且互为邻位
b．既能发生银镜反应又能发生水解反应
【答案】2﹣硝基甲苯或邻硝基甲苯 和
【解析】B的名称为邻硝基甲苯(或2-硝基甲苯)；对应的同分异构体：a．苯环上只有两个取代基且互为邻位，b．既能发生银镜反应又能发生水解反应，说明应含有酯基，且为甲酸酯，另外一种官能团为氨基，B的同分由此可得异构体有：和。
3．写出同时满足下列条件的C()的一种同分异构体的结构简式 。
①含有苯环，且分子中有一个手性碳原子；
②能发生水解反应，水解产物之一是α﹣氨基酸，另一水解产物分子中只有2种不同化学环境的氢。
【答案】
【解析】C的一种同分异构体，满足①含有苯环，且分子中有一个手性碳原子；②能发生水解反应，水解产物之一是α﹣氨基酸，另一水解产物分子中只有2种不同化学环境的氢，则水解产物为对苯二酚，且含酯基，与氨基相连的C为手性碳，可知符合条件的结构简式为。
4．根据下列转化关系回答下列问题：

(1)有机物C的结构简式为　　　　　　　　。
(2)写出同时满足下列条件的A的同分异构体的结构简式：　　　　　　　　。
①能发生银镜反应
②分子的核磁共振氢谱图中有4个峰
③能发生水解反应且产物之一遇FeCl3溶液能发生显色反应
【答案】(1)　(2)
【解析】(1)根据C生成D所需的物质以及D结构中含有—C2H5可知，C的结构为。(2)根据①和③及A的组成可知分子中含有甲酸酯基，且与苯环直接相连，结合②可知，分子中应还含有一个甲基，且与酯基处于对位，故结构简式为 。
5．香豆素是用途广泛的香料，其结构简式为。Ⅴ是香豆素的同分异构体，写出符合下列条件的Ⅴ的结构简式：　　　　　　　　　　　。 
①苯环上只有两个处于对位的取代基
②能使氯化铁溶液呈紫色
③能发生银镜反应
【答案】
【解析】1个香豆素分子除了苯环外有3个不饱和度、3个碳原子、2个氧原子，能使氯化铁溶液呈紫色说明分子中含有酚羟基，能发生银镜反应说明含有醛基，1个羟基、1个醛基中各含有一个氧原子，醛基有一个不饱和度，则剩余的2个碳原子中含有2个不饱和度，即含有1个碳碳三键，结构简式为。
6．H是G()的同分异构体，其苯环上的取代基与G的相同但位置不同，则H可能的结构有______种。
【答案】9
【解析】H是的同分异构体，其苯环上的取代基与的相同但位置不同，则苯环有3个不同的取代基，如固定一种取代基，则对应的同分异构体的种类为10种，或者说，固定﹣CF3和﹣NO2，如﹣CF3和﹣NO2处于邻位，另一种取代基有4种位置，﹣CF3和﹣NO2处于间位，另一种取代基有4种位置，﹣CF3和﹣NO2处于对位，另一种取代基有2种位置，共10种，则H可能的结构还有9种，故答案为：9。
7．写出同时满足下列条件的的一种同分异构体的结构简式：　　　　　　　　。
Ⅰ. 分子中含有2个苯环
Ⅱ. 分子中含有7种不同化学环境的氢
Ⅲ. 能水解生成两种有机物，一种产物能发生银镜反应，另一种产物既能发生银镜反应又能与FeCl3溶液发生显色反应
【答案】或
【解析】由Ⅱ可知分子中有对称结构；一种水解产物能发生银镜反应，说明分子中含有甲酸酯基；另一种产物既能发生银镜反应又能与FeCl3发生显色反应，说明分子中的甲酸酯基与苯环直接相连且还含有醛基。由此可写出结构简式为或。
8．写出同时满足下列条件的的一种同分异构体的结构简式：　　　　　　　　　　。
①能发生银镜反应，水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应
②分子中只有4种不同化学环境的氢，且分子中含有氨基
【答案】或
【解析】根据①中能发生银镜反应，则分子中含有醛基(—CHO)或甲酸酯基(HCOO—)，水解产物之一能与FeCl3发生显色反应，则分子中含有基团，再结合B的结构中有5个不饱和度可知符合要求的同分异构体分子中除苯环和酯基外不再含有其他不饱和键；根据②可知分子中含有2个氨基，当只有4种氢原子时，分子结构对称，由此可知该同分异构体为或。
9．写出同时符合下列条件的C(CH2CN)的所有同分异构体的结构简式 。
①分子中有苯环而且是苯环的邻位二取代物；
②1H﹣NMR谱表明分子中有6种氢原子；IR谱显示存在碳氮双键(C=N)．
【答案】
【解析】C(CH2CN)的同分异构体符合：①分子中有苯环而且是苯环的邻位二取代物；②1H﹣NMR谱表明分子中有6种氢原子；IR谱显示存在碳氮双键(C=N)，可能的同分异构体有：。
10．X( )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碱性条件水解生成两种产物，酸化后两种分子中均只有2种不同化学环境的氢。
【答案】
【解析】X的同分异构体，能够与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基；能够碱性条件水解生成两种产物，则含有酯基，再酸化，理应得到酸和“醇”两种产物，但分子中均只有2种不同化学环境的氢，苯环上已有酚羟基，如果只有2种不同化学环境的氢，则两个取代基相同，且处于对位，可知水解后得到的不是醇羟基，而是酚羟基，第一种产物为对苯二酚，结构简式为。根据水解方程式可知，另一种产物的分子式为C7H10O3，含有的－COOH，含有一种H原子，说明其他氢原子的化学环境相同，则含有－C(CH3)3的结构，根据分子式，可知分子中还含有碳碳三键，则羧酸的结构简式为(CH3)3C－C≡C－COOH。则B同分异构体的结构简式为。