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大单元八 有机化学
专题四 限定条件同分异构体的书写
【真题再现●明考向】
1．(2025·陕西卷节选)我国某公司研发的治疗消化系统疾病的新药凯普拉生(化
合物H)，合成路线如下(部分试剂、反应条件省略)。
已知：
――――――――――――→
同时满足下列条件的B 的同分异构体有____________种(不考虑立体异构)。
①含有两个甲基；②与钠反应产生氢气。
【答案】5
【解析】C4H9—有两种碳链，第1 种：
和第2 种：
，
第1 种2 号和3 号碳上氢原子环境相同，1 号和4 号碳作为两个甲基，能与钠反
应产生H2，则含有羟基，将羟基连在2 号碳上，溴原子可以在2 号碳上，也可
以在3 号碳上，共有2 种；第2 种1，2，3 号碳原子上氢原子环境相同，由于只
能存在2 个甲基，故其中一个碳原子上必须要连羟基或溴原子，让1 号、3 号碳
作为两个甲基，在2 号碳上连羟基，则2 号、4 号碳上可以连溴原子，有2 种；
若在4 号碳上连羟基，则在2 号碳原子上连溴原子，有1 种，故共有5 种符合条
件的同分异构体。
2．(2024·全国甲卷)I(
)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含有手性碳原子；②含有两个苯环；③含有两个酚羟基；④可发生银镜反应。
【答案】9
【解析】I 的同分异构体中，除两个苯环(条件②)外，还有2 个C、3 个O、1 个
不饱和度，两个酚羟基(条件③)需要2 个O 原子，可发生银镜反应(条件④)需要
1 个C、1 个O、1 个不饱和度，还剩下一个C 原子。要满足手性碳原子的要求，
该碳原子上需要连接1 个醛基、2 个不同的苯环、1 个H。该结构中发生变化的
为苯环上酚羟基的位置和数量，①若一个苯环上有两个酚羟基，另一个苯环上
没有酚羟基，则可简化为苯环上连接A、A、B 三个取代基，共有6 种结构；②
若
每
个
苯
环
上
各
有
一
个
酚
羟
基
，
则
有
3 种结构，故符合条件的同分异构体
共有9 种。
3．(2024·安徽卷)D(
)的同分异构体中，同时满足下列条件的
有________种(不考虑立体异构)，写出其中一种同分异构体的结构简式：
______________________。
①含有手性碳原子；②含有2 个碳碳三键；③不含甲基。
【答案】4
【解析】D 的分子式为C8H11N，不饱和度为4，根据②含有2 个碳碳三键，不
饱和度为4 ，结合①含有手性碳原子和③不含甲基，碳骨架可以是
，还有1 个—C3H6—(1 个—CH2CH2CH2—或1 个—CH2
—和1 个 —CH2CH2—)：a 处或c 处插—CH2CH2CH2—，有2 种，但c 处插—
CH2CH2CH2—时，不含手性碳原子，因此只有1 种；a、b 处分别插 —CH2—、
—CH2CH2—，有1 种；a、c 处分别插—CH2—、—CH2CH2—，有1 种；a、c 处
分别插— CH2CH2— 、— CH2— ，有1 种，共4 种，分别为
4．(2025·河南卷节选)化合物I 具有杀虫和杀真菌活性，以下为其合成路线之
一(部分反应条件已简化)。
已知：
G 的同分异构体中，含有碳氧双键的还有________种(不考虑立体异构)；其中，
能发生银镜反应，且核磁共振氢谱显示为两组峰的同分异构体的结构简式为
________。
【答案】6
【解析】G 的结构简式为
，其同分异构体中含有碳氧双键的官能团可
为
或 —CHO，碳链异构有C—C—C—C、
。当官能团为
时，采用“插入法”，
可在如图
和
中的
“①、②”2 个位置；当官能团为—CHO 时，采用“移动变位法”，—CHO 可
在如图
和
中的“①、②、③、④”4 个位置，故符合
条件的G 的同分异构体一共有6 种。其中，能发生银镜反应(分子中含—
CHO)，且核磁共振氢谱显示为两组峰(分子中只有2 种不同环境的氢原子)的G
的同分异构体的结构简式为
。
【核心梳理●明方向】
1．不饱和度及其计算
(1)概念：不饱和度又称缺氢指数，即有机化合物分子中的氢原子与和它碳原子
数相等的链状烷烃相比较，每减少2 个氢原子，有机化合物的不饱和度就增加
1，用Ω 表示。
(2)有机化合物CxHyOz不饱和度的计算公式为Ω＝。
(3)在计算不饱和度时，若有机化合物分子中含有卤素原子，则可将卤素原子视
为氢原子；若含有氧原子，则不予考虑；若含有氮原子，则在氢原子总数中减
去氮原子数。
(4)几种常见结构的不饱和度
官能团或结
构
C==O(醛、酮、羧酸、
酯)
环
—C≡C—
苯环
不饱和度
1
1
1
2
4
2.限定条件的分析
常见限定条件
有机物分子中的官能团或结构特征
性
质
限
定
与金属钠反应放出氢气
含羟基、羧基
能发生银镜反应或与新制的
Cu(OH)2反应产生砖红色沉淀
含醛基、甲酸酯基等
能与NaOH 溶液反应
含酚羟基、羧基、酯基、碳卤键(卤素原
子)等
与NaHCO3、Na2CO3溶液反应
产生CO2
含羧基
与FeCl3溶液发生显色反应或
与浓溴水反应产生白色沉淀
含酚羟基
能发生水解反应
含酯基、碳卤键(卤素原子)等
卤代烃或醇能发生消去反应
含βH 原子
结
构
限
定
属于芳香族
含苯环
核磁共振氢谱有n 组峰
一般为对称结构，有n 种不同化学环境的
氢原子，若峰面积比中出现3 或6 的，可
考虑含有1 个或2 个对称甲基
3.有机物同分异构体书写及数目判断的五种方法
取代法(适用于醇、卤代
烃同分异构体的书写)
书写时先碳架异构，后位置异构
插入法(适用于烯烃、炔
烃等同分异构体的书写)
先根据给定的碳原子数写出烷烃的同分异构体的碳链
骨架，再将官能团(碳碳双键、碳碳三键)插入碳链中
定一移一法(适用于二元
取代物同分异构体的书
写)
对于二元取代物的同分异构体的书写，可先固定一个
取代基的位置不动，再移动另一个取代基，以确定同
分异构体的数目
换元法(即改变观察的对
象)
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，对于分子式分别为CxHy－
aCla与CxHy－bClb的同分异构体数目判断，只有满足a
＋b＝y 时才能应用换元法确定二者的同分异构体数目
相同。如丙烷的二氯代物有4 种，则丙烷的六氯代物
有4 种
等效氢法
等效氢法判断烷烃一元取代物的种类，“等效氢原
子”指的是：①同一碳原子上的氢原子是等效的；②
同一碳原子相同取代基上的氢原子是等效的；③处于
轴对称位置或镜面对称位置上的氢原子是等效的
【考点突破●提能力】
1．(2025·陕西宝鸡中学期末节选)符合下列条件的化合物
的同
分异构体共有________种(不考虑立体异构)。
①含有苯甲酸结构；
②含有一个甲基；
③苯环上只有两个取代基。
其中核磁共振氢谱峰面积比为1∶1∶2∶2∶2∶3 的分子的结构简式为
____________(任写一种)。
【答案】9
(任写一种)
【解析】第一步：官能团及结构分析
的分子式为C9H11O2N(Ω＝5)，由“含有苯甲酸结构”“含
有一个甲基”可知，其同分异构体中含有
(Ω＝5)和一个—CH3，
剩余1 个饱和碳原子和一个N 原子，由“苯环上只有两个取代基”可知，苯环
上的另一个取代基可能为—NHCH2CH3或—CH2NHCH3或—CH(NH2)CH3。
第二步：基团“组装”
每个取代基与羧基的位置都有邻、间、对3 种，共3×3＝9 种，其中核磁共振
氢谱峰面积比为1∶1∶2∶2∶2∶3 的结构为对称结构，则其结构简式有
。
2．(2025·江浙皖高中发展共同体联考节选)M(
)的一种同分异
构体同时满足下列条件：
①含苯环，且分子中有一个手性碳原子；
②能与浓溴水反应；
③能发生水解反应，水解生成两种产物，其中一种能与FeCl3溶液发生显色反应，
另一种为α氨基酸，且两种产物均含有4 种不同化学环境的氢原子。
写出该同分异构体的结构简式：________________________。
【答案】
【解析】由M 的结构简式可知，其同分异构体的分子式为C11H15O5N(Ω＝5)，
由“含苯环”可知，其同分异构体含有
(Ω＝4)，由“能发生水解反应，
水解生成两种产物，其中一种能与FeCl3溶液发生显色反应，另一种为α氨基
酸”可知，其结构中含有
(Ω＝1)，且该酯基是酚羟基与α氨基酸
的羧基发生酯化反应所得，结合“能与浓溴水反应”与不饱和度可知，其结构
中含有—OH(酚)，且酚羟基邻位或对位上无取代基，由“两种产物均含有4 种
不同化学环境的氢原子”可知，苯环上高度对称且α氨基酸的结构简式为
，由“分子中有一个手性碳原子”结合分子式及上述分
析知，该同分异构体的结构简式是
。
3．(2025·八省联考青海卷节选)D(
)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能发生银镜反应；②核磁共振氢谱显示4 组峰，且峰面积比为9∶3∶1∶1。
写
出
其
中
一
种
的
结
构
简
式
：
______________________________________________。
【答案】4
(任写一种)
【解析】D 的分子式为C7H14O2，能发生银镜反应，说明D 的同分异构体中含有
醛基或甲酸酯基，核磁共振氢谱显示4 组峰，且峰面积比为 9∶3∶1∶1，则说
明有一个碳原子上连有3 个甲基，故符合条件的同分异构体有
，共4 种。
【解题技巧】限制条件同分异构体的书写步骤
(1)“碎片”推测：依据分子式(不饱和度)信息，特殊结构信息、类别信息、化
合物性质等推知官能团。
(2)碳架构建：除“碎片”以外的碳原子，按碳架异构搭建，再根据不同化学环
境氢原子的个数，手性碳的个数等判定。
(3)“碎片”组装：先在碳架上进行基团定位→再考虑取代基的碳链异构→再考
虑取代基在碳架上的位置异构→最后考虑官能团类别异构。
(4)方法选择：“端基碎片”的位置异构一般选择“等效氢”“定一移一”等方
法；“非端基碎片”的位置异构一般选择“插入法”。
【限时训练】（限时：60 分钟）
限定条件同分异构体的书写
(满分：68 分)
1．(4 分)(2025·沈阳一模节选)C(
)的一种同分异构体同时满足：
①可与NaHCO3溶液反应；
②核磁共振氢谱如图；
③含有手性碳原子。
其结构简式为______________。
【答案】CH3CHOHCOOH
【解析】C 的分子式为C3H6O3，不饱和度为1，其一种同分异构体同时满足：
①可与NaHCO3溶液反应，含有羧基；②根据核磁共振氢谱图可知分子中含有4
种氢且一种氢的原子数目较大；③含有手性碳原子。则其结构简式为
CH3CHOHCOOH。
2．(4 分)
与H2以物质的量之比为1∶2 发生反应的产物X 的同分
异构体中，仅含有 —OCH2CH3、—NH2和苯环结构的有________种。
【答案】3
【解析】第一步：官能团及结构分析
与H2 以物质的量之比为1∶2 发生反应的产物X 的分子式为
C8H11ON(Ω＝4)，X 的同分异构体中仅含有—OCH2CH3、—NH2和
(Ω＝
4)结构。
第二步：基团“组装”
苯环上有两个取代基，取代基在苯环上的位置有邻、间、对三种，满足条件的
X
的
同
分
异
构
体
的
结
构
简
式
有
，共3 种。
3．(8 分)(2025·郑州一模)已知B 的结构简式为
，同时满足下列
条件的B 的同分异构体有________种(不考虑立体异构)。
①含有苯环 ②能发生银镜反应 ③不存在O—Br 键
其中，核磁共振氢谱显示为3 组峰，且峰面积之比为2∶2∶1 的同分异构体的
结构简式为____________。
【答案】12
【解析】B 的同分异构体中含有苯环、能发生银镜反应，则含有醛基或甲酸酯
基，不存在 O—Br 键，当苯环上含有—OOCH、—Br 时，有邻、间、对3 种位
置关系；当苯环上含有 —CHO、—OH、—Br 时，共有10 种结构，除去B 本
身，还有9 种，因此满足条件的B 的同分异构体有12 种。其中，核磁共振氢谱
显示为3 组峰，且峰面积之比为2∶2∶1 的同分异构体的结构简式为
。
4．(4 分)(2025·兰州一模)化合物C(
)的同分异构体中能同时满
足下列三个条件的有________种(不考虑立体异构)。
①苯环上有3 个取代基；②F 和Br 直接与苯环相连，且仍为间位关系；③具有
酰胺类物质的性质。
【答案】19
【解析】苯环上除了F 和Br 原子的位置外，有4 种不同化学环境的氢原子，侧
链中含有酰胺基，可能的结构为—CONHCH3、—CH2CONH2、—NHCOCH3、
—N(CH3)CHO、—CH2NHCHO，除去C 的结构，还剩4×5－1＝19 种，故满足
条件的C 的同分异构体共有19 种。
5．(8 分)(2025·重庆一模)E(
)的同分异构体中能同时满足以下
条件的有________种(不考虑立体异构)。
①含
结构；②含有羧基(—COOH)；③苯环上有两个取代基且处于
对位。
其中核磁共振氢谱显示六组峰(峰面积比为 6∶2∶2∶2∶2∶1)的结构简式为
__________________________(只写一个)。
【答案】12
【解析】E 的同分异构体中苯环上有两个处于对位的取代基，且—NH2与苯环
直接相连，结合E 的结构简式可知，苯环上另一取代基有五个碳原子且含有一
个羧基，故可将其看成用
和—COOH 作为取代基对丁烷进行二
取代，通过“定一移一法”，先确定 —COOH 在碳骨架上的位置，再移动
，满足条件的结构有
，共12 种。
6．(4 分)(2025·长春一模)B(
)同时满足以下条件的同分异构体
有________种(不考虑立体异构)。
①能与NaHCO3溶液反应；
②能与O2发生催化氧化生成醛。
【答案】12
【解析】B 为
，含6 个碳原子，不饱和度为1，条件①说明
该同分异构体中含羧基，条件②说明含—CH2OH，除去羧基和 —CH2OH，还
有4 个碳原子，则碳链为 C—C—C—C 时，采用“定一移一”法可知，有
(数字表示 —CH2OH 的位置，后同)8
种符合条件的同分异构体；碳链为
时，采用“定一移一”法可知，
有
4 种符合条件的同分异构体，共12 种。
7 ．(4 分)(2025· 广东华南师范大学附属中学月考节选) 化合物
的芳香族同分异构体中符合下列条件的有________种(不含
立体异构)。
①最多能与相同物质的量的Na2CO3反应；
②能与2 倍物质的量的Na 发生放出H2的反应。
【答案】16
【解析】第一步：官能团及结构分析
化合物
同分异构体的分子式为C8H10O2(Ω＝4)，由“芳香
族同分异构体”可知，结构中含有
(Ω＝4)，由“最多能与相同物质的量
的Na2CO3反应”“能与2 倍物质的量的Na 发生放出H2的反应”可知，结构中
含有1 个—OH(酚)和1 个 —OH(醇)，剩余2 个饱和碳原子。
第二步：基团“组装”
①当苯环上含有两个取代基，则苯环上的两个取代基为—OH 和—CH2CH2OH
或—OH 和—CH(OH)CH3，各有邻、间、对3 种位置，共有2×3＝6 种；
②当苯环上含有三个取代基，则苯环上的三个取代基为—OH、—CH3 和—
CH2OH，采用“定二移一”法，固定—OH 和—CH3的位置，—CH2OH 的位置
有
、
、
10 种，则符合条件的同分异构体
共6＋10＝16 种。
8．(4 分)(2025·黑龙江大庆实验中学月考节选)已知X 是
的同系物且
比
的相对分子质量大14，满足条件的X 的同分异构体有________种
(不考虑立体异构)。
【答案】17
【解析】第一步：官能团及结构分析
由“X 是
的同系物且比
的相对分子质量大14”可知，X
比
多了一个—CH2—，且含有
、—CHO、—NO2。
第二步：基团“组装”
①当苯环上只有一个取代基，则X 的同分异构体的结构简式为
，
共1 种；
②当苯环上含有两个取代基，则苯环上的两个取代基为—NO2和—CH2CHO 或
—CHO 和—CH2NO2，各有邻、间、对3 种位置，共有2×3＝6 种；
③当苯环上有三个取代基，则苯环上的三个取代基为—CHO、—NO2 和—
CH3，采用“定二移一”法，固定—CHO 和—NO2 的位置，—CH3 的位置有
10 种，则符合条件的X 的同分异构体共
1＋6＋10＝17 种。
9．(8 分)(2025·青岛一模节选)A 的结构简式为
，在A 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属于芳香烃衍生物；
②既能发生银镜反应，又能与饱和碳酸氢钠溶液反应。
其中含有手性碳原子的结构简式为__________________。
【答案】17
【解析】A 的同分异构体满足①属于芳香烃衍生物，说明含苯环结构；②既能
发生银镜反应，又能与饱和碳酸氢钠溶液反应，可知含醛基和羧基。若苯环上
只有一个取代基则为
，1 种；若苯环上两个取代基可以是—COOH
和—CH2CHO 或—CHO 和 —CH2COOH，各有邻、间、对三种位置，6 种；若
苯环上三个取代基则为—COOH、—CH3、—CHO，在苯环上有10 种位置；符
合条件的同分异构体共有17 种；其中含有手性碳原子的结构简式为
。
10．(4 分)(2025·浙江1 月选考)已知B 的结构简式为
，写出3 个同
时符合下列条件的化合物B 的同分异构体的结构简式：________________。
①核磁共振氢谱表明：分子中有4 种不同化学环境的氢原子；
②与过量HBr 反应生成邻苯二酚(
)。
(已知：
―――――→
＋RBr)
【答案】
【解析】结合题给条件②可知，B 的同分异构体中应含
结构，结合
题给条件①可知，分子中含有4 种不同化学环境的H 原子，故其结构对称，符
合条件的B 的同分异构体的结构简式有
。
11．(8 分)(2025·武汉一模节选)已知C 的结构简式
，
有机物C 满足以下条件的芳香族同分异构体的数目为________种。
①分子中有两个羧基，且连在同一个碳原子上；
②分子中含有两个甲基。
其中核磁共振氢谱峰面积之比为6∶2∶2∶1∶1 的结构为
____________________。
【答案】9
【解析】C 的分子式为C11H12O4，其芳香族同分异构体含有两个羧基，且连在同
一个碳原子上，还含有两个甲基，则符合条件的同分异构体的苯环上可以连有
①2 个—CH3、1 个 —CH(COOH)2，有6 种结构；②1 个—CH3、1 个—
C(COOH)2CH3，有3 种结构，故符合条件的同分异构体有9 种。其中核磁共振
氢
谱
峰
面
积
之
比
为
6∶2∶2∶1∶1
的
结
构
为
。
12．(8 分)(1)(2024·江苏卷)写出同时满足下列条件的F(
)的一种芳
香
族
同
分
异
构
体
的
结
构
简
式
：
______________________________________________。
碱性条件下水解后酸化，生成X、Y 和Z 三种有机产物。X 分子中含有一个手
性碳原子；Y 和Z 分子中均有2 种不同化学环境的氢原子，Y 能与FeCl3溶液发
生显色反应，Z 不能被银氨溶液氧化。
(2)化合物D(
)的同分异构体中，符合下列条件且核磁共振氢谱中峰
面积之比为1∶1∶1∶1∶2∶2∶4 的结构简式为________________(填一种)。
①芳香族化合物且能发生银镜反应
②苯环上连有三个取代基，其中两个为氨基
③结构中含有一个手性碳原子
【答案】(1)
(2)
或
【解析】(1)根据F 的结构，该F 的同分异构体(记为F′)中除含有6 个苯环上的C
原子外还有7 个C 原子，同时还有4 个O 原子，除苯环占据的4 个不饱和度外
还有2 个不饱和度。F′水解后能生成三种有机物，说明其中含有2 个酯基，即2
个—COO—结构，占据了2 个C 原子、4 个O 原子，共2 个不饱和度，还剩余5
个C 原子待分配。水解产物Y 能与FeCl3溶液发生显色反应，说明Y 中含有苯
环和酚羟基；Y 分子中有2 种不同化学环境的H 原子，其中酚羟基上的H 原子
占1 种，苯环上的H 原子占1 种，则Y 只能是对苯二酚，其酚羟基来自F′中两
个酯基的水解，Z 不能被银氨溶液氧化，说明Z 中不含有醛基，则F′的结构为
，RX、RZ分别代表X、Z 的烃基，共有5
个饱和C 原子。Z 中有2 种不同化学环境的H 原子，其中羧基上的H 原子占1
种，则RZ 中只能有1 种H 原子，RZ 可能是—CH3 或—C(CH3)3。若为—
C(CH3)3，则RX中只剩下1 个C，无法构成手性碳原子，因此RZ为甲基。RX中
含4 个C，令其中1 个C 连接酯基，再连接1 个H 原子、1 个甲基、1 个乙基，
即可形成手性碳原子(连接4 个不同的原子或基团的碳原子为手性碳原子)。因此
F′的结构简式为
。(2)D 的分子式
为C10H12ON2，不饱和度为6，根据条件为芳香族化合物且能发生银镜反应，说
明含有一个苯环和一个醛基，还有一个不饱和度。根据苯环上有三个取代基，
两个为氨基，有一个手性碳原子，说明还有一个碳碳双键，故结构简式为
或
。
