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专题68 同分异构现象与同分异构体
1．【2023年山东卷】有机物 的异构化反应如图所示，下列说法错误的是
A．依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团
B．除氢原子外，X中其他原子可能共平面
C．含醛基和碳碳双键且有手性碳原子的Y的同分异构体有4种(不考虑立体异构)
D．类比上述反应， 的异构化产物可发生银镜反应和加聚反应
【答案】C
【解析】A．由题干图示有机物X、Y的结构简式可知，X含有碳碳双键和醚键，Y含有碳碳双键和酮羰基，
红外光谱图中可以反映不同官能团或化学键的吸收峰，故依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能
团，A正确；B．由题干图示有机物X的结构简式可知，X分子中存在两个碳碳双键所在的平面，单
键可以任意旋转，故除氢原子外，X中其他原子可能共平面，B正确；C．由题干图示有机物Y的结
构简式可知，Y的分子式为：C H O，则含醛基和碳碳双键且有手性碳原子(即同时连有四个互不相同
6 10
的原子或原子团的碳原子)的Y的同分异构体有：CHCH=CHCH(CH )CHO、
3 3
CH=C(CH )CH(CH )CHO、CH=CHCH(CH )CHCHO、CH=CHCHCH(CH )CHO和
2 3 3 2 3 2 2 2 3
CH=CHCH(CH CH)CHO共5种(不考虑立体异构)，C错误；D．由题干信息可知，类比上述反应，
2 2 3
的异构化产物为： 含有碳碳双键和醛基，故可发生银镜反应和加聚反应，D
正确；故答案为：C。
2．【2023年辽宁卷】在光照下，螺呲喃发生开、闭环转换而变色，过程如下。下列关于开、闭环螺呲喃
说法正确的是A．均有手性 B．互为同分异构体
C．N原子杂化方式相同 D．闭环螺吡喃亲水性更好
【答案】B
【解析】A．手性碳是连有四个不同的原子或原子团的碳原子，闭环螺吡喃含有一个手性碳原子
，因此具有手性，开环螺吡喃不含手性碳原子，不具备手性，故A错误；
B．根据它们的结构简式，分子式均为C H NO，它们结构不同，因此互为同分异构体，故B正确；
19 19
C．闭环螺吡喃中N原子杂化方式为sp3，开环螺吡喃中N原子杂化方式为sp2，故C错误；D．开环
螺吡喃中氧原子显负价，电子云密度大，容易与水分子形成分子间氢键，水溶性增大，因此开环螺吡
喃亲水性更好，故D错误；答案为B。
3．【2022年重庆卷】PEEK是一种特种高分子材料，可由X和Y在一定条件下反应制得，相应结构简式
如图。下列说法正确的是
A．PEEK是纯净物 B．X与Y经加聚反应制得PEEK
C．X苯环上H被Br所取代，一溴代物只有一种 D．1molY与H 发生加成
2
反应，最多消耗6molH
2
【答案】C
【解析】A．PEEK是聚合物，属于混合物，故A错误；B．由X、Y和PEEK的结构简式可知，X和Y发
生连续的取代反应得到PEEK，即X与Y经缩聚反应制得PEEK，故B错误；C．X是对称的结构，苯
环上有1种环境的H原子，苯环上H被Br所取代，一溴代物只有一种，故C正确；D．Y中苯环和羰
基都可以和H 发生加成反应，1mol Y与H 发生加成反应，最多消耗7mol H，故D错误；故选C。
2 2 2
4．（2021·海南真题）我国化工专家吴蕴初自主破解了“味精”的蛋白质水解工业生产方式。味精的主要成
分为谷氨酸单钠盐。 是谷氨酸(结构简式如下)的同分异构体，与谷氨酸具有相同的官能团种类与数
目。下列有关说法正确的是
A．谷氨酸分子式为 B．谷氨酸分子中有2个手性碳原子C．谷氨酸单钠能溶于水 D． 的数目(不含立体异构)有8种
【答案】CD
【解析】A．根据谷氨酸的结构简式，可知分子式为 ，故A错误；B．谷氨酸分子(
)中有1个手性碳原子(用*标出)，故B错误；C．谷氨酸单钠
属于钠盐，能溶于水，故C正确；D． 有(不含立体异构) 、
、 、 、
、 、 、
，共8种，故D正确；选CD。
5．（2021·辽宁真题）有机物A．B．c的结构如图。下列说法正确的是
A．a的一氯代物有3种 B．b是 的单体
C．c中碳原子的杂化方式均为 D．A．B．c互为同分异构体
【答案】A
【解析】A．根据等效氢原理可知，a的一氯代物有3种如图所示： ，A正确；B．b的加聚产物是： ， 的单体是苯乙烯不是b，B错误；C．c中碳原子的杂化方式
由6个 ，2个sp3，C错误；D．A．B．c的分子式分别为：C H，C H，C H，故c与A．b不互
8 6 8 6 8 8
为同分异构体，D错误；故答案为：A。
6．【2022年河北卷】在EY沸石催化下，萘与丙烯反应主要生成二异丙基萘M和N。
下列说法正确的是
A．M和N互为同系物 B．M分子中最多有12个碳原子共平面
C．N的一溴代物有5种 D．萘的二溴代物有10种
【答案】CD
【解析】A．由题中信息可知，M和N均属于二异丙基萘，两者分子式相同，但是其结构不同，故两者互
为同分异构体，两者不互为同系物，A说法不正确；B．因为萘分子中的10个碳原子是共面的，由于
单键可以旋转，异丙基中最多可以有2个碳原子与苯环共面，因此，M分子中最多有14个碳原子共平
面，B说法不正确；C．N分子中有5种不同化学环境的H，因此其一溴代物有5种，C说法正确；
D．萘分子中有8个H，但是只有两种不同化学环境的H（分别用α、β表示，其分别有4个），根据
定一议二法可知，若先取代α，则取代另一个H的位置有7个；然后先取代1个β，然后再取代其他
β，有3种，因此，萘的二溴代物有10种，D说法正确；本题选CD。
7．【2022年江苏卷】精细化学品Z是X与 反应的主产物，X→Z的反应机理如下：
下列说法不正确的是
A．X与 互为顺反异构体
B．X能使溴的 溶液褪色
C．X与HBr 反应有副产物生成
D．Z分子中含有2个手性碳原子
【答案】D【解析】A．X与 互为顺反异构体，故A正确；B．X中含有碳碳双键，故能使溴的 溶
液褪色，故B正确；C．X中的碳碳双键可以和HBr发生加成反应生成 ，故C正
确；D．Z分子中含有的手性碳原子如图： ，含有1个手性碳原子，故D错误；
故选D。
8．（2021·山东真题）立体异构包括顺反异构、对映异构等。有机物M(2—甲基—2—丁醇)存在如图转化
关系，下列说法错误的是
A．N分子可能存在顺反异构
B．L的任一同分异构体最多有1个手性碳原子
C．M的同分异构体中，能被氧化为酮的醇有4种
D．L的同分异构体中，含两种化学环境氢的只有1种
【答案】AC
【解析】M( )在浓硫酸作催化剂并加热条件下发生消去反应生成
或 ，N与HCl发生加成反应生成L，L能发生水解
反应生成M，则L的结构简式为 。A．顺反异构是指化合物分子中由于具有自
由旋转的限制因素，使各个基团在空间的排列方式不同而出现的非对映异构现象，、 都不存在顺反异构，故A错误；B．手性碳原
子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子，L的同分异构体结构及手性碳原子(用*标记)为
、 、 、 、 、 、
、 ，任一同分异构体中最多含有1个手性碳原子，故B正确；C．当与羟
基相连的碳原子上只有1个氢原子时，醇发生催化氧化反应生成酮，羟基取代戊烷同分异构体中含有
2个氢原子的碳原子上1个氢原子即满足条件，满足条件的结构有： 、 、
，共3种，故C错误；D．连接在同一碳原子上的氢原子等效，连接在同一碳原子上的甲
基等效，由B项解析可知，L的同分异构体中，含有2种化学环境的氢原子的结构为 ，故
D正确；综上所述，说法错误的是AC，故答案为：AC。
9．（2019·全国高考真题）分子式为C HBrCl的有机物共有（不含立体异构）
4 8
A．8种 B．10种 C．12种 D．14种
【答案】C
【解析】C HClBr可以看成丁烷中的2个H原子分别被1个Cl、1个Br原子取代，丁烷只有2种结构，氯
4 8
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C HBrCl的有机物种类共8+4=12种，
4 8
C项正确；答案选C。
10．（2019·海南高考真题）下列各组化合物中不互为同分异构体的是( )A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】A．二者分子式都是C H，分子式相同，结构不同，二者是同分异构体，A不符合题意；B．前
6 6
者分子式是C H ，后者分子式是C H ，分子式不相同，二者不是同分异构体，B符合题意；C．前
14 24 13 22
者分子式是C HO，后者分子式是C HO，分子式相同，结构不同，二者是同分异构体，C不符合题
3 6 2 3 6 2
意；D．前者分子式是C HO，后者分子式是C HO，分子式相同，结构不同，二者是同分异构体，
6 6 3 6 6 3
D不符合题意；故合理选项是B。
11．（2018·上海高考真题）与 互为同分异构体的是（ ）
A．OHCCH CHCHO B．CHCHOCH CHOH
2 2 3 2 2 2
C．CHCH=CHCOOH D．HOCH CH=CHCH OH
3 2 2
【答案】D
【解析】A．OHCCH CHCHO的分子式为C HO，与 的分子式不同，A选项不符合题意；B．
2 2 4 6 2
CHCHOCH CHOH的分子式为C H O，与 的分子式不同，B选项不符合题意；C．
3 2 2 2 4 10 2
CHCH=CHCOOH的分子式为C HO，与 的分子式不同，C选项不符合题意；D．
3 4 6 2
HOCH CH=CHCH OH的分子式为C HO，与 的分子式相同，且结构不同，是 的同分
2 2 4 8 2
异构体，D选项符合题意；答案选D。
12．（2017·上海高考真题）下列各组不属于同分异构体的是
A．丙三醇与乙醇 B．2—甲基丙烷与正丁烷
C．葡萄糖和果糖 D．乙酸与甲酸甲酯
【答案】A
【解析】A、丙三醇的分子式为C HO，乙醇的分子式为C HO，两者的分子式不同，故A错误；B、2-甲
3 8 3 2 6
基丙烷与正丁烷的分子式都为C H ，且结构不同，为同分异构体，故B正确；C、葡萄糖和果糖的分
4 10
子式都为C H O，且结构不同，为同分异构体，故C正确；D、乙酸与甲酸甲酯的分子式都为
6 12 6
C HO，且结构不同，为同分异构体，故D正确；故选A。
2 4 2
13．（2015·全国高考真题）分子式为C H O 并能与饱和NaHCO 溶液反应放出气体的有机物有(不含立体
5 10 2 3
异构)
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种【答案】B
【解析】分子式为C H O 且与NaHCO 溶液反应能产生气体，则该有机物中含有−COOH，可写为
5 10 2 3
C H−COOH，−C H 的异构体有：
4 9 4 9
−CHCHCHCH，−CH(CH )CHCH，−CHCH(CH )CH，−C(CH)，故符合条件的有机物的同分异
2 2 2 3 3 2 3 2 3 3 3 3
构体数目为4，故B正确；故选B。
14．（2010·全国高考真题）分子式为 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】C HCl 可看成CHCHCH 中2个氢原子被2个氯原子取代的产物；取代同一碳原子上有两种情
3 6 2 3 2 3
况，即中间碳原子和一侧碳原子；取代不同碳原子上也有两种情况，即相邻碳原子或相间的碳原子，
所以，C HCl 有四种同分异构体。答案选B。
3 6 2
15．（2012·全国高考真题）分子式为C H O且可与金属钠反应放出氢气的有机化合物有（不考虑立体异
5 12
构）
A．5种 B．6种 C．7种 D．8种
【答案】D
【解析】该分子式符合饱和一元醇和饱和一元醚的通式。醇类可以与金属钠反应放出氢气，而醚不能。根
据碳链异构，先写出戊烷的同分异构体（3种），然后用羟基取代这些同分异构体的不同类的氢原子，
就可以得出这样的醇，戊基共有8种，故这样的醇共有8种，D正确，选D。
16．（2016·全国高考真题）分子式为C HCl 的有机物共有（不含立体异构）
4 8 2
A．7种 B．8种 C．9种 D．10种
【答案】C
【解析】C HCl 的同分异构体可以采取“定一移二”法，
4 8 2
，由图可知C HCl 共有9种同分异构体，答案选
4 8 2
C。
17．（2014·全国高考真题）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．戊烷只存在碳链异构，同分异构体有CHCHCHCHCH、（CH）CHCH CH、C（CH）
3 2 2 2 3 3 2 2 3 3
，共3种；B．戊醇可看成戊烷中H原子被—OH取代，其同分异构体有CHCHCHCHCHOH、
4 3 2 2 2 2
CHCHCHCH（OH）CH、CHCHCH（OH）CHCH、HOCH CH（CH）CHCH、（CH）C
3 2 2 3 3 2 2 3 2 3 2 3 3 2
（OH）CHCH、（CH）CHCH（OH）CH、（CH）CHCH CHOH、（CH）CCHOH，共8种；
2 3 3 2 3 3 2 2 2 3 3 2
C．戊烯的同分异构体有CH=CHCHCHCH、CHCH=CHCH CH、CH=C（CH）CHCH、
2 2 2 3 3 2 3 2 3 2 3
（CH）C=CHCH、（CH）CHCH=CH ，共5种；D．乙酸乙酯的同分异构体有
3 2 3 3 2 2HCOOCH CHCH、HCOOCH（CH）、CHCOOCH CH、CHCHCOOCH ，共4种；答案选A。
2 2 3 3 2 3 2 3 3 2 3
18．（2011·全国高考真题）分子式为 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】分子式为C H Cl的同分异构体，主链有5个碳原子的是CHCHCHCHCHCl；
5 11 3 2 2 2 2
CHCHCHCHClCH ；CHCHCHClCH CH；主链有4个碳原子的是：CHCH(CH )CHCHCl；
3 2 2 3 3 2 2 3 3 3 2 2
CHCH(CH CHClCH ；CHCCl(CH CHCH；CHClCH(CH )CHCH；主链有3个碳原子的是：(CH)
3 3) 3 3 3) 2 3 2 3 2 3 3 3
C CH Cl；共有8种，选C。
2
19．（2013·全国高考真题）某单官能团有机化合物，只含碳、氢、氧三种元素，相对分子质量为58，完
全燃烧时产生等物质的量的CO 和HO。它可能的结构共有（不考虑立体异构）
2 2
A．4种 B．5种 C．6种 D．7种
【答案】B
【解析】由完全燃烧时产生等物质的量的CO 和HO，不妨设有机化合物为C H O，若只有1个氧原子，
2 2 n 2n x
58-16=42，剩下的为碳和氢，14n=42，则碳只能为3个，即为C HO，1个不饱和度．若有2个O，那
3 6
么58-32=26，14n=26，n不可能为分数，则不可能为2个氧原子，所以分子式为C HO，再根据官能
3 6
团异构、碳链异构确定同分异构体的种类：醛一种，酮一种，烯醇一种，三元含氧杂环，三元碳环一
种，四元杂环一种，共6种，而由题意可知有机物为单官能团，烯醇应舍去，故选B。
20．（2007·海南高考真题）分子式为C H 的烯烃共有（要考虑顺反异构体）
5 10
A．5种 B．6种 C．7种 D．8种
【答案】B
【解析】考查同分异构体的判断。烯烃同分异构体的书写一般遵循固定双键位置，然后通过改变主链碳原
子个数，最后在通过改变双键位置来书写。所以分子式为C H 的烯烃可以是1－戊烯、2－戊烯（存
5 10
在顺反异构）、2－甲基－1－丁烯、3－甲基－1－丁烯、2－甲基－2－丁烯，共计是6种，答案选
B。
21．（2015·海南高考真题）分子式为C H O并能与金属钠反应放出氢气的有机物有（不含立体异构）
4 10
（ ）
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
【答案】B
【解析】分子式是C H O并能与金属Na发生反应放出氢气的物质是醇类，C H O可以看作是C H 的分
4 10 4 10 4 10
子中的一个H原子被羟基-OH取代，C H 有CHCHCHCH 、(CH) CHCH 两种不同的结构，前者
4 10 3 2 2 3 3 2 3
有2种不同的H原子，后者也有2种不同的H原子，它们分别被羟基取代，就得到一种醇，因此符合
该性质的醇的种类是4种，选B。
22．（2013·海南高考真题）下列化合物中，同分异构体数目超过7个的有
A．已烷 B．已烯 C．1,2-二溴丙烷 D．乙酸乙酯
【答案】BD
【解析】己烷的同分异构体有5种，A错；1,2-二溴丙烷同分异构体有4种，C错；已烯的同分异构体还包括环己烷，数目远远大于7个，B对；乙酸乙酯的同分异构体还包括羧酸，数目远远大于7个，D对。
23．（2013·海南高考真题）下列烃在光照下与氯气反应，只生成一种一氯代物的有
A．2-甲基丙烷 B．环戊烷
C．2,2-二甲基丁烷 D．2,2-二甲基丙烷
【答案】BD
【解析】2-甲基丙烷、2,2-二甲基丁烷，均有2种一氯代物；环戊烷和2,2-二甲基丙烷均只有1种同分异构
体。
24．（2011·上海高考真题）β−月桂烯的结构如图所示，一分子该物质与两分子溴发生加成反应的产物(只
考虑位置异构)理论上最多有（ ）
A．2种 B．3种 C．4种 D．6种
【答案】C
【解析】因分子存在三种不同的碳碳双键，如图所示 ；1分子该物质与2分子Br 加成时，可以在
2
①②的位置上发生加成，也可以在①③位置上发生加成或在②③位置上发生加成，还可以1分子Br
2
在①②发生1，4加成反应，另1分子Br 在③上加成，故所得产物共有四种，故选C项。
2
25．（2008·海南高考真题）在核磁共振氢谱中出现两组峰，其氢原子数之比为3∶2的化合物是( )
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】根据有机物结构简式可判断A中有2组峰，其氢原子数之比为3∶1，B中有3组峰，其氢原子数
之比为3∶1∶1，C中有3组峰，其氢原子数之比为3∶1∶4，D中有两组峰，其氢原子数之比为
3∶2。选项D正确，答案选D。
26．（2008·海南高考真题）分子式为 C H O并能与金属钠反应放出氢气的有机化合物有（ )
4 10
A．3种 B．4种 C．5种 D．6 种
【答案】B
【解析】分子式为 C H O并能与金属钠反应放出氢气的有机化合物是丁醇，其中丁基-C H 可能的结构
4 10 4 9有：-CHCHCHCH、-CH（CH）CHCH、：-CHCH(CH ) 、-C(CH) ，丁基异构数目等于丁醇的
2 2 2 3 3 2 3 2 3 2 3 3
异构体数目，该有机物的可能结构有4种；故选B。
27．（2009·海南高考真题）分子式为C H O 的酯共有(不考虑立体异构) ：
5 10 2
A．7种 B．8种 C．9种 D．10种
【答案】C
【解析】这些酯有：甲酸丁酯4种（丁基4种异构）、乙酸丙酯2种（丙基2种异构）、丙酸乙酯1种、
丁酸甲酯2种（丁酸的烃基为丙基，丙基2种异构），共9种，故合理选项为C。
28．（2014·全国高考真题）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线，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。答案选C。
