第65练 同分异构体 同系物 原子共线、共面 课时作业（含答案）2026届高三化学一轮总复习
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| 名称 | 第65练 同分异构体 同系物 原子共线、共面 课时作业（含答案）2026届高三化学一轮总复习 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 643.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-05-09 09:46:42 | ||
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文档简介
第65练 同分异构体 同系物 原子共线、共面
一、 单项选择题
1. 下列物质一定互为同系物的是( )
① ② ③ ④C2H4 ⑤CH2===CH—CH===CH2 ⑥C3H6 ⑦ ⑧
①和② ④和⑥
B. ④和⑥ ⑤和⑦
C. ⑤和⑦ ④和⑧
D. ④和⑧ ①和②
2. 有关下列几种有机物的叙述正确的是( )
A. a、d互为同分异构体，b、c互为同系物
B. a和b中所有原子可能共平面，c和d中所有原子都不可能共平面
C. 4种有机物均能使酸性KMnO4溶液褪色
D. a和d的二氯代物均有3种，一氯代物均有1种
3. (2024·南航苏州附中高三上月考)芘主要存在于煤焦油、沥青的蒸馏物中，经氧化后可进一步用于染料、合成树脂、工程塑料等的合成。以下是芘的一种转化路线：
下列叙述正确的是( )
A. X、Y、Z互为同系物 B. Y中的所有原子都在同一平面上
C. X能发生氧化、还原、消去反应 D. Y的水解产物不能与FeCl3溶液发生显色反应
4. (2024·甘肃卷)曲美托嗪是一种抗焦虑药，合成路线如下所示，下列说法错误的是( )
A. 化合物Ⅰ和Ⅱ互为同系物 B. 苯酚和(CH3O)2SO2在条件①下反应得到苯甲醚
C. 化合物Ⅱ能与NaHCO3溶液反应 D. 曲美托嗪分子中含有酰胺基团
5. 下列关于的说法正确的是( )
A. 所有碳原子可能共平面 B. 除苯环外的碳原子共直线
C. 最多只有4个碳原子共平面 D. 最多只有3个碳原子共直线
6. (2025·金陵中学高三月考)查尔酮是合成治疗胃炎药物的中间体，其合成路线中的一步反应如图所示。下列说法正确的是( )
A. X中所有碳原子共平面 B. 1 mol Y最多能与3 mol NaOH反应
C. 1 mol Z最多能与10 mol H2反应 D. Z存在顺反异构体
7. 1，4 二苯基丁二炔广泛应用于农药的合成，其结构如图所示。下列有关该物质的说法不正确的是( )
A. 该物质属于芳香烃
B. 该分子中处于同一直线上的原子最多有6个
C. 该物质能使溴的四氯化碳溶液褪色
D. 该分子中所有原子可能位于同一平面上
8. 化合物Z具有广谱抗菌活性，可利用X和Y反应获得。下列有关说法不正确的是( )
A. 有机物X能与甲醛发生缩聚反应 B. 有机物Y存在顺反异构体
C. Z分子中所有原子一定不在同一平面上 D. Y、Z可用FeCl3溶液进行鉴别
9. (2024·如皋一模)有机物W可发生如图所示的反应，下列说法正确的是( )
A. 为促进M的生成，试剂Q可用硫酸 B. Y中所有碳原子均可能共平面
C. M、X、Y都存在顺反异构体 D. X中采用sp2杂化和sp3杂化的碳原子数比是8∶1
10. (2025·高邮中学高三下月考)哌醋甲酯是一种中枢神经系统兴奋剂，如图为哌醋甲酯的结构。下列关于哌醋甲酯的说法正确的是( )
A. 1 mol哌醋甲酯最多与4 mol H2发生加成反应
B. 该有机物的一氯代物有12种
C. 该有机物既可以与盐酸反应，也可以和NaOH反应
D. 该分子中至少有8个碳原子共面
二、 非选择题
11. 书写同分异构体(写出一种即可)。
(1)物质的烯烃类同分异构体一共5种(包含其本身，不含顺反异构)，请写出另外4种结构简式。
①__________________ ②__________________ ③__________________ ④__________________
(2)芳香族化合物X是CHCH3Br的同分异构体，且分子中有3种不同化学环境的氢原子，则X的结构简式为__________________________(任写一种)。
(3)(2024·楚中、新马高三上期中联考)有机物G(药名selecal)能有效治疗心绞痛，一种合成G的部分路线如下：
E F G
F→G的反应会生成一种与G互为同分异构体的副产物，该副产物的结构简式为____________________。
(4)已知F→G转化过程为F G，期间还生成G的一种同分异构体M，M的结构简式为______________________。
12. (1)(2025·青华中学高三下月考)下列物质中，互为同系物的是__________，互为同素异形体__________。
①C4H10和乙烷 ②C和N ③白磷和红磷 ④ ⑤ ⑥CH3CH2OH和 ⑦CH2===CH2和CH2===CH—CH2—CH3
(2)有机物CHO分子中最多有__________个原子共平面。
(3)(2025·市北中学高三下月考)桥环化合物是指化合物中的任意两个环共用两不直接相连的碳原子的环烃。某桥环烷烃的结构如图所示。写出该桥环烷烃的分子式为__________，该烃的一氯取代物的同分异构体为__________种，该烃的二氯代物__________种。
第65练 同分异构体 同系物 原子共线、共面
1. C 解析：①中一个苯环，②中2个苯环，①和②结构不相似，①和②的组成上相差不是n个CH2，④和⑥相差1个CH2，④为CH2===CH2，⑥可能为CH2===CHCH3，也可能为环丙烷，当⑥为环丙烷时，④和⑥结构不相似，即④和⑥不一定互为同系物，A不正确；④和⑥相差1个CH2，④为CH2===CH2，⑥可能为CH2===CHCH3，也可能为环丙烷，当⑥为环丙烷时，④和⑥结构不相似，即④和⑥不一定互为同系物，B不正确；⑤和⑦、④和⑧结构相似，⑤和⑦相差1个CH2、④和⑧相差2个CH2，所以⑤和⑦一定互为同系物，④和⑧一定互为同系物，C正确；①中一个苯环，②中2个苯环，①和②结构不相似，组成上相差不是n个CH2，①和②不是互为同系物的关系，D不正确。故选C。
2. D 解析：b、c分子所含官能团的数目不同，不互为同系物，A错误；b分子中含有多个饱和碳原子，所有原子不可能共平面，B错误；a、d均不能使酸性KMnO4溶液褪色，C错误；a、d分子中只含有1种H原子，则其一氯代物都只有1种，苯的二氯代物有邻、间、对3种，如图所示：，d的二氯代物中，2个Cl原子可能位于1、2号碳原子上，可能位于1、3号碳原子上，可能位于1、4号碳原子上，故d也有3种二氯代物，D正确。
3. D 解析：X与Y、Z所含的官能团不同，不是同类物质，不是同系物，故A错误；Y的结构中含有饱和碳原子，饱和碳原子为四面体结构，故所有原子不会共面。故B错误；X中含有醛基，能发生氧化、还原反应，不能发生消去反应，故C错误；Y的水解产物不含有酚羟基，含有的是醇羟基，不能与FeCl3溶液发生显色反应，故D正确。故选D。
4. A 解析：化合物Ⅰ含有的官能团有羧基、酚羟基，化合物Ⅱ含有的官能团有羧基、醚键，官能团种类不同，化合物Ⅰ和化合物Ⅱ不互为同系物，A项错误；根据题中流程可知，化合物Ⅰ中的酚羟基与(CH3O)2SO2反应生成醚，故苯酚和(CH3O)2SO2在条件①下反应得到苯甲醚，B项正确；化合物Ⅱ中含有羧基，可以与NaHCO3溶液反应，C项正确；由曲美托嗪的结构简式可知，曲美托嗪中含有的官能团为酰胺基、醚键，D项正确。故选A。
5. A 解析：苯分子中12个原子共平面，乙烯分子中6个原子共平面，乙炔分子中4个原子共直线，单键可以旋转，故该分子中，所有碳原子可能共平面，A正确；由乙烯分子中6个原子共平面、不共直线知，该分子中，除苯环外的碳原子不可能共直线，B错误；所有(12个)碳原子均可能共平面，C错误；如图所示：，最多只有5个碳原子共直线，D错误。
6. D 解析：由结构简式可知，X分子中含有饱和碳原子，饱和碳原子的空间构型为四面体形，所以X分子中所有碳原子不可能共平面，A错误；Y分子中酯基和氢氧化钠反应，反应生成的酚羟基能和氢氧化钠反应，则1 mol Y最多能与2 mol NaOH反应，B错误；分子中苯环能和氢气加成，羰基、碳碳双键能和氢气加成，酯基不能和氢气加成，则1 mol Z最多能与9 mol H2反应，C错误；碳碳双键两端任何一个碳上连的两个不相同的原子或原子团就有顺反异构体，故Z存在顺反异构体，D正确。故选D。
7. B 解析：该物质中只有C、H两种元素，且含有苯环，故该物质属于芳香烃，A项正确；分子中含有两个碳碳三键、两个苯环，根据苯和乙炔的结构特点可知，该分子中处于同一直线上的碳原子最多有8个，处于同一直线上的碳原子和氢原子最多有10个，B项错误；该物质中含有碳碳三键，能使溴的四氯化碳溶液褪色，C项正确；两个碳碳三键为直线形结构，碳碳单键可以转动，两个苯环所在的平面可能同时位于同一平面上，故分子中所有原子可能位于同一平面上，D项正确。故选B。
8. A 解析：有机物X中含有酚羟基，但苯环上中酚羟基的邻、对位只有1个氢原子，故不能与甲醛发生缩聚反应，A错误；碳碳双键两端任何一个碳上连的两个不相同的原子或原子团就有顺反异构体，故存在顺反异构体，B正确；Z分子中存在饱和碳原子，其结构为四面体形，故所有原子一定不在同一平面上，C正确；Y不含酚羟基，Z含有酚羟基，故可用FeCl3溶液进行鉴别，D正确。故选A。
9. B 解析：苯酚具有强还原性，而浓硫酸具有强氧化性，浓硫酸会将苯酚分子氧化，而不利于M的生成，A错误；苯分子是平面分子，与苯环连接的饱和碳原子取代苯酚分子中H原子的位置，在苯酚分子的平面上；乙烯分子是平面分子，物质Y分子中与两个不饱和的碳原子连接的2个饱和碳原子在乙烯的平面上，两个平面共直线，由于碳碳单键可以旋转，因此该物质分子中所有碳原子有可能共平面，B正确；物质X分子中有一个不饱和的C原子上连接了2个相同的原子——H原子，因此X不存在顺反异构体，C错误；根据物质X分子结构简式，可知该物质分子中，含有的sp2杂化的C原子数目为8个，含有的sp3杂化的C原子数目为2个，因此X分子中sp2杂化和sp3杂化的碳原子的比例是4∶1，D错误。故选B。
10. C 解析：哌醋甲酯分子中只有苯环与H2发生加成反应，1 mol哌醋甲酯分子中含有1 mol苯环，最多可与3 mol H2发生加成反应，A错误；该有机物苯环对称结构，共有11种氢，一氯代物为11种，B错误；该分子中含有酯基、亚氨基2种官能团，其中酯基在酸性、碱性条件下都可以水解，亚氨基可与盐酸反应，C正确；该分子中苯环为平面结构，与苯环直接相连的碳原子为饱和碳原子，与其相连的3个碳原子中最多有2个和其共面，该分子中最多有8个碳原子共面，D错误。故选C。
11. (1)①CH3CH===CHCH2CH3 ②CH2===CHCH2CH2CH3
③CH2===C(CH3)CH2CH3 ④(CH3)2CHCH===CH2
(2)H3CBrCH3或H3CBrCH3
(3)
(4)
解析：(1)物质D的分子式为C5H10，属于烯烃类的同分异构体有：CH3CH===CHCH2CH3，CH2===CHCH2CH2CH3、CH2===C(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH===CH2。
(2)芳香族化合物X分子中有3种不同化学环境的氢原子，说明结构为轴对称，则X的结构简式为H3CBrCH3或H3CBrCH3。
(3)F→G的反应会生成一种与G互为同分异构体的副产物，该副产物的结构简式为。
(4)F→G转化过程中N—H断裂，形成N—CH3，生成G的一种同分异构体M，M的结构简式为。
12. (1)①⑦ ③
(2)14
(3)C7H12 3 10
解析：(1)①C4H10和乙烷互为同系物；②C和N质子数不同，不是同位素；③白磷和红磷互为同素异形体；④ClBr和BrCl为同一种物质；⑤OH和CH2OH官能团的连接方式不同，不是同系物；⑥CH3CH2OH和CH2—CH—CH2OHOHOH官能团的个数不同不是同系物；⑦CH2===CH2和CH2===CH—CH2—CH3互为同系物，互为同系物的是①⑦；互为同素异形体为③，故答案为：①⑦；③。
(2)苯环中所有原子可以共平面，醛基—CHO中所有原子也可以共平面，苯环和醛基为碳碳单键可以旋转，故苯环和醛基可以共平面，故所有14个原子都可以共平面。
(3)由图示可知，该桥环化合物中含有7个C原子和12个H原子，则其分子式为C7H12；该物质含有3种化学环境的H，则其一氯代物有3种同分异构；根据“定一移一”的原则，得的二氯代物的取代位置有(1，2)；(1，3)；(1，4)；(1，7)；(2，2)；(2，3)；(2，5)；(2，6)；(2，7)；(7，7)，共10种。
一、 单项选择题
1. 下列物质一定互为同系物的是( )
① ② ③ ④C2H4 ⑤CH2===CH—CH===CH2 ⑥C3H6 ⑦ ⑧
①和② ④和⑥
B. ④和⑥ ⑤和⑦
C. ⑤和⑦ ④和⑧
D. ④和⑧ ①和②
2. 有关下列几种有机物的叙述正确的是( )
A. a、d互为同分异构体，b、c互为同系物
B. a和b中所有原子可能共平面，c和d中所有原子都不可能共平面
C. 4种有机物均能使酸性KMnO4溶液褪色
D. a和d的二氯代物均有3种，一氯代物均有1种
3. (2024·南航苏州附中高三上月考)芘主要存在于煤焦油、沥青的蒸馏物中，经氧化后可进一步用于染料、合成树脂、工程塑料等的合成。以下是芘的一种转化路线：
下列叙述正确的是( )
A. X、Y、Z互为同系物 B. Y中的所有原子都在同一平面上
C. X能发生氧化、还原、消去反应 D. Y的水解产物不能与FeCl3溶液发生显色反应
4. (2024·甘肃卷)曲美托嗪是一种抗焦虑药，合成路线如下所示，下列说法错误的是( )
A. 化合物Ⅰ和Ⅱ互为同系物 B. 苯酚和(CH3O)2SO2在条件①下反应得到苯甲醚
C. 化合物Ⅱ能与NaHCO3溶液反应 D. 曲美托嗪分子中含有酰胺基团
5. 下列关于的说法正确的是( )
A. 所有碳原子可能共平面 B. 除苯环外的碳原子共直线
C. 最多只有4个碳原子共平面 D. 最多只有3个碳原子共直线
6. (2025·金陵中学高三月考)查尔酮是合成治疗胃炎药物的中间体，其合成路线中的一步反应如图所示。下列说法正确的是( )
A. X中所有碳原子共平面 B. 1 mol Y最多能与3 mol NaOH反应
C. 1 mol Z最多能与10 mol H2反应 D. Z存在顺反异构体
7. 1，4 二苯基丁二炔广泛应用于农药的合成，其结构如图所示。下列有关该物质的说法不正确的是( )
A. 该物质属于芳香烃
B. 该分子中处于同一直线上的原子最多有6个
C. 该物质能使溴的四氯化碳溶液褪色
D. 该分子中所有原子可能位于同一平面上
8. 化合物Z具有广谱抗菌活性，可利用X和Y反应获得。下列有关说法不正确的是( )
A. 有机物X能与甲醛发生缩聚反应 B. 有机物Y存在顺反异构体
C. Z分子中所有原子一定不在同一平面上 D. Y、Z可用FeCl3溶液进行鉴别
9. (2024·如皋一模)有机物W可发生如图所示的反应，下列说法正确的是( )
A. 为促进M的生成，试剂Q可用硫酸 B. Y中所有碳原子均可能共平面
C. M、X、Y都存在顺反异构体 D. X中采用sp2杂化和sp3杂化的碳原子数比是8∶1
10. (2025·高邮中学高三下月考)哌醋甲酯是一种中枢神经系统兴奋剂，如图为哌醋甲酯的结构。下列关于哌醋甲酯的说法正确的是( )
A. 1 mol哌醋甲酯最多与4 mol H2发生加成反应
B. 该有机物的一氯代物有12种
C. 该有机物既可以与盐酸反应，也可以和NaOH反应
D. 该分子中至少有8个碳原子共面
二、 非选择题
11. 书写同分异构体(写出一种即可)。
(1)物质的烯烃类同分异构体一共5种(包含其本身，不含顺反异构)，请写出另外4种结构简式。
①__________________ ②__________________ ③__________________ ④__________________
(2)芳香族化合物X是CHCH3Br的同分异构体，且分子中有3种不同化学环境的氢原子，则X的结构简式为__________________________(任写一种)。
(3)(2024·楚中、新马高三上期中联考)有机物G(药名selecal)能有效治疗心绞痛，一种合成G的部分路线如下：
E F G
F→G的反应会生成一种与G互为同分异构体的副产物，该副产物的结构简式为____________________。
(4)已知F→G转化过程为F G，期间还生成G的一种同分异构体M，M的结构简式为______________________。
12. (1)(2025·青华中学高三下月考)下列物质中，互为同系物的是__________，互为同素异形体__________。
①C4H10和乙烷 ②C和N ③白磷和红磷 ④ ⑤ ⑥CH3CH2OH和 ⑦CH2===CH2和CH2===CH—CH2—CH3
(2)有机物CHO分子中最多有__________个原子共平面。
(3)(2025·市北中学高三下月考)桥环化合物是指化合物中的任意两个环共用两不直接相连的碳原子的环烃。某桥环烷烃的结构如图所示。写出该桥环烷烃的分子式为__________，该烃的一氯取代物的同分异构体为__________种，该烃的二氯代物__________种。
第65练 同分异构体 同系物 原子共线、共面
1. C 解析：①中一个苯环，②中2个苯环，①和②结构不相似，①和②的组成上相差不是n个CH2，④和⑥相差1个CH2，④为CH2===CH2，⑥可能为CH2===CHCH3，也可能为环丙烷，当⑥为环丙烷时，④和⑥结构不相似，即④和⑥不一定互为同系物，A不正确；④和⑥相差1个CH2，④为CH2===CH2，⑥可能为CH2===CHCH3，也可能为环丙烷，当⑥为环丙烷时，④和⑥结构不相似，即④和⑥不一定互为同系物，B不正确；⑤和⑦、④和⑧结构相似，⑤和⑦相差1个CH2、④和⑧相差2个CH2，所以⑤和⑦一定互为同系物，④和⑧一定互为同系物，C正确；①中一个苯环，②中2个苯环，①和②结构不相似，组成上相差不是n个CH2，①和②不是互为同系物的关系，D不正确。故选C。
2. D 解析：b、c分子所含官能团的数目不同，不互为同系物，A错误；b分子中含有多个饱和碳原子，所有原子不可能共平面，B错误；a、d均不能使酸性KMnO4溶液褪色，C错误；a、d分子中只含有1种H原子，则其一氯代物都只有1种，苯的二氯代物有邻、间、对3种，如图所示：，d的二氯代物中，2个Cl原子可能位于1、2号碳原子上，可能位于1、3号碳原子上，可能位于1、4号碳原子上，故d也有3种二氯代物，D正确。
3. D 解析：X与Y、Z所含的官能团不同，不是同类物质，不是同系物，故A错误；Y的结构中含有饱和碳原子，饱和碳原子为四面体结构，故所有原子不会共面。故B错误；X中含有醛基，能发生氧化、还原反应，不能发生消去反应，故C错误；Y的水解产物不含有酚羟基，含有的是醇羟基，不能与FeCl3溶液发生显色反应，故D正确。故选D。
4. A 解析：化合物Ⅰ含有的官能团有羧基、酚羟基，化合物Ⅱ含有的官能团有羧基、醚键，官能团种类不同，化合物Ⅰ和化合物Ⅱ不互为同系物，A项错误；根据题中流程可知，化合物Ⅰ中的酚羟基与(CH3O)2SO2反应生成醚，故苯酚和(CH3O)2SO2在条件①下反应得到苯甲醚，B项正确；化合物Ⅱ中含有羧基，可以与NaHCO3溶液反应，C项正确；由曲美托嗪的结构简式可知，曲美托嗪中含有的官能团为酰胺基、醚键，D项正确。故选A。
5. A 解析：苯分子中12个原子共平面，乙烯分子中6个原子共平面，乙炔分子中4个原子共直线，单键可以旋转，故该分子中，所有碳原子可能共平面，A正确；由乙烯分子中6个原子共平面、不共直线知，该分子中，除苯环外的碳原子不可能共直线，B错误；所有(12个)碳原子均可能共平面，C错误；如图所示：，最多只有5个碳原子共直线，D错误。
6. D 解析：由结构简式可知，X分子中含有饱和碳原子，饱和碳原子的空间构型为四面体形，所以X分子中所有碳原子不可能共平面，A错误；Y分子中酯基和氢氧化钠反应，反应生成的酚羟基能和氢氧化钠反应，则1 mol Y最多能与2 mol NaOH反应，B错误；分子中苯环能和氢气加成，羰基、碳碳双键能和氢气加成，酯基不能和氢气加成，则1 mol Z最多能与9 mol H2反应，C错误；碳碳双键两端任何一个碳上连的两个不相同的原子或原子团就有顺反异构体，故Z存在顺反异构体，D正确。故选D。
7. B 解析：该物质中只有C、H两种元素，且含有苯环，故该物质属于芳香烃，A项正确；分子中含有两个碳碳三键、两个苯环，根据苯和乙炔的结构特点可知，该分子中处于同一直线上的碳原子最多有8个，处于同一直线上的碳原子和氢原子最多有10个，B项错误；该物质中含有碳碳三键，能使溴的四氯化碳溶液褪色，C项正确；两个碳碳三键为直线形结构，碳碳单键可以转动，两个苯环所在的平面可能同时位于同一平面上，故分子中所有原子可能位于同一平面上，D项正确。故选B。
8. A 解析：有机物X中含有酚羟基，但苯环上中酚羟基的邻、对位只有1个氢原子，故不能与甲醛发生缩聚反应，A错误；碳碳双键两端任何一个碳上连的两个不相同的原子或原子团就有顺反异构体，故存在顺反异构体，B正确；Z分子中存在饱和碳原子，其结构为四面体形，故所有原子一定不在同一平面上，C正确；Y不含酚羟基，Z含有酚羟基，故可用FeCl3溶液进行鉴别，D正确。故选A。
9. B 解析：苯酚具有强还原性，而浓硫酸具有强氧化性，浓硫酸会将苯酚分子氧化，而不利于M的生成，A错误；苯分子是平面分子，与苯环连接的饱和碳原子取代苯酚分子中H原子的位置，在苯酚分子的平面上；乙烯分子是平面分子，物质Y分子中与两个不饱和的碳原子连接的2个饱和碳原子在乙烯的平面上，两个平面共直线，由于碳碳单键可以旋转，因此该物质分子中所有碳原子有可能共平面，B正确；物质X分子中有一个不饱和的C原子上连接了2个相同的原子——H原子，因此X不存在顺反异构体，C错误；根据物质X分子结构简式，可知该物质分子中，含有的sp2杂化的C原子数目为8个，含有的sp3杂化的C原子数目为2个，因此X分子中sp2杂化和sp3杂化的碳原子的比例是4∶1，D错误。故选B。
10. C 解析：哌醋甲酯分子中只有苯环与H2发生加成反应，1 mol哌醋甲酯分子中含有1 mol苯环，最多可与3 mol H2发生加成反应，A错误；该有机物苯环对称结构，共有11种氢，一氯代物为11种，B错误；该分子中含有酯基、亚氨基2种官能团，其中酯基在酸性、碱性条件下都可以水解，亚氨基可与盐酸反应，C正确；该分子中苯环为平面结构，与苯环直接相连的碳原子为饱和碳原子，与其相连的3个碳原子中最多有2个和其共面，该分子中最多有8个碳原子共面，D错误。故选C。
11. (1)①CH3CH===CHCH2CH3 ②CH2===CHCH2CH2CH3
③CH2===C(CH3)CH2CH3 ④(CH3)2CHCH===CH2
(2)H3CBrCH3或H3CBrCH3
(3)
(4)
解析：(1)物质D的分子式为C5H10，属于烯烃类的同分异构体有：CH3CH===CHCH2CH3，CH2===CHCH2CH2CH3、CH2===C(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH===CH2。
(2)芳香族化合物X分子中有3种不同化学环境的氢原子，说明结构为轴对称，则X的结构简式为H3CBrCH3或H3CBrCH3。
(3)F→G的反应会生成一种与G互为同分异构体的副产物，该副产物的结构简式为。
(4)F→G转化过程中N—H断裂，形成N—CH3，生成G的一种同分异构体M，M的结构简式为。
12. (1)①⑦ ③
(2)14
(3)C7H12 3 10
解析：(1)①C4H10和乙烷互为同系物；②C和N质子数不同，不是同位素；③白磷和红磷互为同素异形体；④ClBr和BrCl为同一种物质；⑤OH和CH2OH官能团的连接方式不同，不是同系物；⑥CH3CH2OH和CH2—CH—CH2OHOHOH官能团的个数不同不是同系物；⑦CH2===CH2和CH2===CH—CH2—CH3互为同系物，互为同系物的是①⑦；互为同素异形体为③，故答案为：①⑦；③。
(2)苯环中所有原子可以共平面，醛基—CHO中所有原子也可以共平面，苯环和醛基为碳碳单键可以旋转，故苯环和醛基可以共平面，故所有14个原子都可以共平面。
(3)由图示可知，该桥环化合物中含有7个C原子和12个H原子，则其分子式为C7H12；该物质含有3种化学环境的H，则其一氯代物有3种同分异构；根据“定一移一”的原则，得的二氯代物的取代位置有(1，2)；(1，3)；(1，4)；(1，7)；(2，2)；(2，3)；(2，5)；(2，6)；(2，7)；(7，7)，共10种。
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