同分异构现象和同分异构体
1．下列叙述中正确的是( )
A．分子式相同，元素百分含量也相同的物质是同种物质
B．通式相同的不同物质一定属于同系物
C．分子式相同的不同物质一定是同分异构体
D．相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体
解析：本题考查同种物质、同系物、同分异构 ( http: / / www.21cnjy.com )体的概念。分子式相同，结构不一定相同，所以不一定是同种物质。通式相同的不同物质不一定是同系物，可能是同分异构体。相对分子质量相同，分子式不一定相同。故正确答案为C。
答案：C
2．下列选项中的物质属于官能团异构的是( )
A．CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2
B．CH2===C(CH3)2和CH3CH===CHCH3
C．CH3CH2OH和CH3OCH3
D．CH3CH2CH2COOH和(CH3)2CH2COOH
解析：
( http: / / www.21cnjy.com )
答案：C
3．下列各组物质互为同分异构体的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
解析：A、B中两种物质均为同一物质；H2SO4和H3PO4的相对分子质量相同，结构不同，但二者不是同分异构体。
答案：D
4．下列说法正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
解析：属于醇类，二者的结构不相似，不是同系物，A不正确；CH3COOH和HCOOCH3的分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体，B正确；C60与C70都是由碳元素组成的不同单质，二者互为同素异形体，C不正确；H2O和HDO都是水分子，是化合物，故D也不正确。
答案：B
5．下列化合物分别跟溴和铁粉反应，苯环上的氢原子被取代，所得一溴代物有两种同分异构体的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
解析：苯的同系物在苯环上的一元取代物的同分异构体种数只需分析苯环上氢原子的种数。A有3种；B有2种；C有3种；D只有1种。
答案：B
6．分子式为C10H14的单取代芳烃，其可能的结构有( )
A．2种 B．3种
C．4种 D．5种
解析：
( http: / / www.21cnjy.com )
答案：C
7．烷烃分子可看作由 ( http: / / www.21cnjy.com )等基团组成。
(1)如果某烷烃分子中同时存在这4种基团， ( http: / / www.21cnjy.com )所含碳原子数又最少，则该烃分子应含________个碳原子，其结构简式可能为________________________或______________________或______ __________________。
(2)上述有机化合物与氯气在光照条件下发生 ( http: / / www.21cnjy.com )________反应，这些同分异构体中，一氯代物有4种同分异构体的是_________ _______________。
解析：
( http: / / www.21cnjy.com )
答案：
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
8．“立方烷”是合成的一种烃，其分子为正方体结构，其碳骨架结构如图所示，则：
(1)写出立方烷的分子式________。
(2)其二氯代物有________种同分异构体。
(3)已知化合物A(C4Si4H8)与立方烷的分子结构相似，如图所示，则C4Si4H8的二氯代物的同分异构体数目为________。
( http: / / www.21cnjy.com )
A．3 B．4 C．5 D．6
解析：立方烷8个顶点上各有 ( http: / / www.21cnjy.com )一个“CH”，故分子式为C8H8。立方烷的二氯代物有3种，即氯原子可以占据同一边上的两个顶点，同一平面对角线的两个顶点，立方体对角线的两个顶点。化合物A的二氯代物在面对角线上有2种同分异构体，这是不同于立方烷的地方。
答案：(1)C8H8 (2)3 (3)B 同分异构现象和同分异构体
一、选择题
1．下列说法中错误的是( )
A．符合通式CnH2n＋2(n≥1)且相对分子质量不相等的有机物为同系物
B．符合同一通式且相对分子质量不相等的有机物为同系物
C．乙醇和甲醚不是同系物但是同分异构体
D．CH3CH2CHO、CH2===CHCH2OH、 ( http: / / www.21cnjy.com )三种物质互为同分异构体
解析：符合通式CnH2n＋2者必为烷烃 ( http: / / www.21cnjy.com )，烷烃间结构相似，A正确；符合同一通式者不一定是同一类物质，如符合CnH2n者有烯烃和环烷烃，其结构不相似，不属于同系物，B错误；乙醇和甲醚结构不同，不属于同系物，但分子式都为C2H6O，是同分异构体，C正确；D中三物质分子式均为C3H6O，结构不同，互为同分异构体，D正确。
答案：B
2．下列物质中，互为同分异构体的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．①② B．①⑤
C．①④ D．①③④
解析：运用同分异构体的概念判断。
答案：C
3．下列物质中最简式相同，但既不是同系物，也不是同分异构体的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
D．乙酸和甲酸甲酯
解析：A、C、D都是同分异构体。
答案：B
4．(多选)下列分子式只表示一种纯净物的是( )
A．CH2Br2 B．C3H8
C．C4H10 D．C
解析：本题是从另一角度考查同分异构 ( http: / / www.21cnjy.com )体的知识。A项主要考查的是甲烷的结构；烷烃中3个碳原子以上的烃才有同分异构体，如C4H10有正丁烷和异丁烷两种；C3H8代表的只有丙烷一种；碳的元素符号C可以代表金刚石和石墨两种物质。
答案：AB
5．已知化合物A的结构简式为 ( http: / / www.21cnjy.com )。A苯环上的n溴代物的同分异构体的数目和m溴代物的同分异构体的数目相等，则n和m一定满足的关系式是( )
A．n＋m＝6 B．n＝m
C．2n＝m D．n＋m＝8
解析：苯环上可被取代的H原子为6个，则n溴代物与m溴代物的同分异构体数目相等时m＋n＝6。
答案：A
6.下列关于同分异构体数目的叙述不正确的是( )
A．甲苯苯环上的1个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种
B．已知丙烷的二氯代物有4种异构体，则其六氯代物的异构体数目也为4种
C．含有5个碳原子的某饱和链烃，其一氯代物有3种
D．菲的结构为 ( http: / / www.21cnjy.com )，它与硝酸反应，可生成5种一硝基取代物
解析：
A √ 甲苯苯环上共有3种氢原子，含3个碳原子的 ( http: / / www.21cnjy.com )烷基共有2种[—CH2CH2CH3丙基、—CH(CH3)2异丙基]，故甲苯苯环上的1个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种。
B √ 采用换元法，将氯原子代替氢原子，氢原子代替氯原子，从二氯代物有四种同分异构体，就可得到六氯代物也有四种同分异构体。
C × 含5个碳原子的饱和链烃有以下几种情况 ( http: / / www.21cnjy.com )：正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3有3种一氯代物，异戊烷(CH3)2CHCH2CH3有4种一氯代物，新戊烷C(CH3)4有1种一氯代物，选项中未指明是哪一种链烃，故不正确。
D √ 菲的结构中硝基取代的位置如图 ( http: / / www.21cnjy.com )，共5种一硝基取代物。
答案：C
7．下列有机化合物的一氯取代物的同分异构体的数目相等的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．①② B．②④
C．③④ D．①④
解析：首先判断各有机化合物的对称面：① ( http: / / www.21cnjy.com )和④无对称面，②和③均呈镜面对称，只需看其中一半即可。然后看连在同一个碳原子上的甲基有几个：①中有两个甲基连在同一个碳原子上，所以这两个甲基中的氢原子等效，③中也有两个甲基连在同一个碳原子上，因为是镜面对称，故四个甲基中的氢原子等效。最后用箭头确定不同的氢原子，如下图所示，即可知①和④对应的一氯取代物都有七种同分异构体，②和③对应的一氯取代物都只有四种同分异构体。故选D。
( http: / / www.21cnjy.com )
答案：D
8．满足分子式为C4H8ClBr的有机物共有( )
A．10种 B．11种
C．12种 D．13种
解析：先分析碳骨架异构，分别为C—C—C—C与两种情况，然后分别对两种碳骨架采用“定一移一”的方法分析，其中碳骨架C—C—C—C有 ( http: / / www.21cnjy.com )，共8种，碳骨架 ( http: / / www.21cnjy.com )，共4种，共12种，故选C。
答案：C
9．主链含5个碳原子，有甲基、乙基2个支链的烷烃有( )
A．2种 B．3种
C．4种 D．5种
解析：符合题目要求的同分异构体有：
( http: / / www.21cnjy.com )两种。
答案：A
10．对复杂的有机物的结构，可以用“键线式”简化表示。如有机物CH2===CH—CHO可以简写成。则与键线式为 ( http: / / www.21cnjy.com )的物质互为同分异构体的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
解析： ( http: / / www.21cnjy.com )的分子式为C7H8O，分析四个选项可得出答案。
答案：D
11．分子式为C5H12O且可与金属钠反应放出氢气的有机化合物有(不考虑立体异构)( )
A．5种 B．6种
C．7种 D．8种
解析：与金属钠反应生成氢气，说明该化合物一定含有—OH，所以此有机物的结构符合C5H11—OH，首先写出C5H11—碳链异构有3种：①C—C—C—C—C、②、
③ ( http: / / www.21cnjy.com )，再分别加上—OH。①式有3种结构，②式有4种结构，③式有1种结构，共8种。
答案：D
12．有机物R的分子式为C12 ( http: / / www.21cnjy.com )H18，经测定数据表明，分子中除含苯环外不再含有其他环状结构，且苯环上只有两个侧链(分别是—C2H5和—C4H9)，符合此条件的烃的结构有( )
A．6种 B．9种
C．12种 D．15种
解析：—C2H5只有一种结构，—C4H ( http: / / www.21cnjy.com )9有4种结构，而—C2H5和—C4H9两个侧链在苯环上的位置关系有邻、间、对3种，所以此烃的同分异构体共有3×4＝12种，C选项正确。
答案：C
二、填空题
13．(1)某芳香烃结构为。它的分子式为________，一氯代物有________种。
(2)分子式为C6H12的某烃的所有碳原子 ( http: / / www.21cnjy.com )都在同一平面上，则该烃的结构简式为_____________________________________________，
若分子式为C4H6的某烃中所 ( http: / / www.21cnjy.com )有的碳原子都在同一条直线上，则该烃的结构简式为_________________________________________。
解析：(1)该芳香烃的分子式为C18H14，结构中含有两条对称轴， ( http: / / www.21cnjy.com )，处于对称位置的H原子属于同一种H原子，故该分子中含有4种H原子，其一氯代物有4种。(2)分子式为C6H12，且所有碳原子都在同一平面上，该烃为2,3 二甲基 2 丁烯，其结构简式为(CH3)2C===C(CH3)2，可以看成4个甲基分别取代了CH2===CH2分子中的4个H原子，故所有碳原子都在同一平面上。分子式为C4H6，所有的碳原子都在同一条直线上，该烃为CH3C≡CCH3，相当于2个甲基分别取代了乙炔分子中的2个氢原子，故所有碳原子都在同一条直线上。
答案：(1)C18H14 4
(2)(CH3)2C===C(CH3)2 CH3C≡CCH3
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14．(1)上图为金刚烷的空间结构(碳架)：
它的一氯代物有________种，二氯代物有________种。
(2)二英是一类具有高毒性芳香族化合物的总称，其母体结构如图： ( http: / / www.21cnjy.com )
①已知该物质的一氯代物有二种，则该物质的七溴代物共有________种；
②该物质的二氯取代物共有________种。
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解析：(1)为说明清楚，先对碳编号。
从图中可看出，分子内由碳原子构成的最小 ( http: / / www.21cnjy.com )的环为6元环，这样的环共有4个，且4个环完全等同，整个分子结构中，1、3、5、8号位碳等同，每个C上有1个H,2、6、7、4、10、9号位C等同，每个C上有2个H。由于只存在两种不同位置的H，
( http: / / www.21cnjy.com )
故一氯代物只有2种。
寻找二氯代物的方法：
对两种不同位置的H分类为a、b
6种(注意：b位上有2个H)
(2)①该物质的分子式为C12H8O2 ( http: / / www.21cnjy.com )，可被取代的氢原子有8个，根据替代法可知其一氯代物和七溴代物的种类数应相同，都是两种。②该物质的二氯取代物的查找方法可以采用固定一个氯原子，移动另一个氯原子的方法来寻找。
答案：(1)2 6 (2)①2 ②10
15．烷基取代苯可被KMnO4酸性溶液氧化生成，但若烷基R中直接与苯环连接的碳原子没有C—H键，则不容易被氧化得到。现有分子式是C11H16的一烷基取代苯，已知它可以被氧化成为的异构体共有7种，其中的3种是
( http: / / www.21cnjy.com )请写出其他的4种结构简式：________、________、________、________。
解析：由题意知，当与苯环直接连接的碳原子 ( http: / / www.21cnjy.com )上有氢时，该烷基才能被KMnO4氧化生成—COOH，而所求的同分异构体中苯环上只有一个侧链，故可以把苯环看作是C5H12的一个取代基，只要写出戊烷的七种同分异构体就可求得答案。
答案： ( http: / / www.21cnjy.com )
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16．液晶是一类新型材料，MBBA是一种研究得较多的液晶化合物。它可以看作是由醛A和胺B去水缩合的产物。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)对位上有—C4H9的苯胺可能有4个异构体，它们是
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(2)醛A的异构体甚多，其中属于酯类化合物，而且结构式中有苯环结构的异构体就有6个，它们是
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解析：(1)实际上是考查丁基的4种同分异构体。
(2)方法1：因题目已给出对位甲基和间位甲基 ( http: / / www.21cnjy.com )的两种甲酸苯酯，可见还有邻位的甲酸苯酯；若将甲基变成亚甲基插在HCOO—和苯环之间便又得到一种物质。方法2：将酯分成醇和羧酸两部分，即甲酸、苯甲醇，甲酸、甲苯酚(含3种不同位置)，乙酸、苯酚，苯甲酸、甲醇，然后删去题中已经给出的结构式。
答案：(1) ( http: / / www.21cnjy.com )
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