同系物及同分异构体
【知识规律总结】
一、 同系物的判断规律
1． 一差（分子组成差一个或若干个CH2）
2． 二同（同通式，同结构） 3． 三注意
（1） 必为同一类物质
（2） 结构相似（有相似的原子连接方式或相同的官能团种类和数目） （3） 同系物间物理性质不同化学性质相同
因此，具有相同通式的有机物除烷烃外都不能确定是不是同系物。 二 、同分异构体的种类 1． 碳链异构 2． 位置异构
异构现象。
三 、同分异构体的书写规律
1． 主链由长到短，支链由大到小，位置由心到边，排列由对到邻到间
2． 按照碳链异构→位置异构→官能团异构的顺序书写，也可按照官能团异构→碳链
异构→位置异构的顺序书写，不管按照那种方法书写都必须防止漏写和从写 四 、分异构体数目的判断方法
1． 记忆法 记住已掌握的常见的异构体数。例如：
（1） 凡只含一个碳原子的分子均无异构，甲烷、乙烷、 新戊烷（看作CH4
的四甲基取代物）、2,2,3,3—四甲基丁烷（看作乙烷的六甲基取代物）、苯、 环己烷、 乙炔、 乙烯等分子一卤代物只有一种;
（2） 丁烷、丁炔、丙基、丙醇有2种； （3） 戊烷、丁烯、戊炔有3种； （4） 丁基、苯的同系物C8H10有4种； （5） 己烷、C7H8O（含苯环）有5种； （6） 戊基、苯的同系物C9H12有8种；
2． 基元法
这里的一元取代基X，可以是原子，如卤原子，也可以是原子团，如-OH、-CHO、-COOH、HCOO-等。因此，已知丁基-C4H9有四种，则可断定丁醇、戊醛、戊酸以及甲酸丁酯都有4种异构体。
分子式为C11H16的一烷基取代苯的同分异体共有 ____ 种
{说明}常可根据某些烃存在的一元取代物数目，反推原烃分子结构式。如含碳原数少于10的烷烃中，其中一卤代物不存在异构体的有 4 种。
又如，已知烯烃C6H12的一氯代物只有一种，则可断定该烯烃的分子结构为
3． 替元法 例如：C6H4Cl2
624H替代Cl)；
[练已知A的结构为
相同，则n和m必满足关系式 ______
A的n溴代物与m溴代物的异构体数目
4． 对称法（又称等效氢法） 判断方法如下：
（1） 同一C 原子上的氢原子是等效
（2） 同一C 原子所连甲基上的氢原子是等效氯
（3） 处于镜面对称位置上的氢原子是等效 5.定一移一例：
一氯蒽有 种同分异构体，二氯蒽有 种同分异构体。 练习：C4H10 的一氯代物有 种，二氯代物有 种。
一氯代物有 种，二氯代物有 种。
6.结构单元组装同分异构（“余价”法）
某有机物的结构中含有1个—CH—，2个—CH2—，2个—CH3，1个—Cl。该有机物的同分异构体有 种。
7.限定条件判断同分异构体
例：C8H8O2属于酯类且结构中含有苯环结构的异构体有 种。 [练5-1] 分子式为 C8H8O2 的异构体很多：
(1)其中属于羧酸类，且结构中含有苯环的异构体的结构简式(共有4种)。 (2)其中属于酯类，且结构中含有苯环的异构体的结构简式(共有6种)。
[例] 芳香族化合物A的分子式为C7H6O2，将它与NaHCO3溶液混合加热，有酸性气体产生，那么包括A在内，属于芳香族化合的同分异构体数目是( D)
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
[例] 某有机物分子式为 C7H8O 结构简式为体的芳香烃含氧衍生物的结构简式。
8
例：棱晶烷的一氯代物有 种，二氯代物有 种。
的一氯代物有 种，二氯代物有 种。
专题检测
一.选择题
1分子式为C6H14的链烃中，主链有四个碳原子的同分异构体有: A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种
2已知戊醇C5H12O有8个同分异构体，其中能被氧化为醛的同分异构体的种数为 A．2 B．4 C．6 D．8
HCHC
CCH2
CH
CH2
3某有机物的结构简式为：
化合物共有
，它的同分异构体中含有羟基（－OH）的芳香族
A、3种 B、4种 C、5种 D、6种
4.某酯完全燃烧生成相等物质的量的二氧化碳和水。该酯水解可得羧酸B和醇C，把醇C氧化可得羧酸D，且B与D互为同分异构体，则此酯可能是 ( ) A．CH3CH2COOCH(CH3)2 B．CH3CH2COOCH2CH=CH2 C．(CH3)2CHCOOCH2CH(CH3)2 D．CH3CH2CH2COOCH2CH(CH3)2
5 某有机物分子中含有1个C6H5- 、1个-C6H4- 、1个-CH2- 、1个-OH，则该有机物属于酚
类的结构可能有 ( ) （A）2 种 （B）3 种 （C）4 种 （D）5 种 6.下列粒子只能表示一种物质的是
A. C3H8 B. C3H6 C. C2H6O D. C2H6O2 E. C2H4O F. C2H4Cl2
7. 分子式为C8H18的烃具有多种结构,其一氯代物只有一种,试写出该烃的结构。
8.下列4式表示的是棉子象鼻虫的四种的信息素的结构简式，其中互为同分异构体是（）
9．下列各组物质中属于同分异构体的是____，属于同系物的是____既不是同系物又不同分异构体的是_____属于同一种物质的是_____
②乙酸和硬脂酸 ③硝酸乙烷和氨基乙酸 ④苯甲酸和对苯二甲酸
【经典题型】
题型一：确定异构体的数目
例 1 某烃的一种同分异构只能生成1种一氯代物，该烃的分子式可以是（ ） A．C3H8 B．C4H10 C．C5H12 D．C6H14
题型二：列举同分异构的结构
例 2 液晶是一种新型材料。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。
CH32CH2CH2CH3 （MBBA）
CH3 2CH2CH2CH3 醛A 胺
（1） 位上有—C4H9的苯胺可能有4种异构体 ，它们是：
CH3CH2CH2CH2NH2、（CH3） 、 ； 2CHCH2NH2、
（2） 醛A有6种，COOCH3OCOCH3、HCOOCH3、 、 。（全国高考题）
题型三：判断两结构是否等
例3 萘分子的结构可以表示为 或 ，两者是等同的。苯并[α]
芘是强致癌物质（存在于烟囱灰、煤焦油、燃烧的烟雾和内燃机的尾气中）。它的分子由5
个苯环并合而成，其结构式可以表示为（Ⅰ）或（Ⅱ）式：
（Ⅰ） (Ⅱ)
这两者也是等同的。现有结构式A B C D
A B C D
其中：与（Ⅰ）、（Ⅱ）式等同的结构式是（ ）； 与（Ⅰ）、（Ⅱ）式同分异构体的是（ ）。（全国高考题）
题型四：测试同分异构体的变通策略
例 4 已知萘的n溴代物和m溴代物的种数相等，则n与m（n不等于m）的关系是 A n+m=6 B n+m=4 C n+m=8 D 无法确定
巩固练习
1. A、B、C、D、E五种芳香族化合物都是某些植物挥发油中的主要成分，有的是药物，有的是香料。它们的结构简式如下所示：
请回答下列问题：
(1)这五种化合物中，互为同分异构体的是 。
(2)，反应①采取的适当措施，使分子中碳碳双键
不反应。以上反应式中的W是A—E中的某一化合物，则W是 。X是D的同分异构体，X的结构简式是 。反应②属于___________________(填反应类型)。
2. 用式量为43的烷基取代甲苯苯环上的一个氢原子，所得芳香烃产物的数目为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
3. 二恶英是一类具有高毒性芳香族化合物的总称，其母体A结构如图： (1)已知 A 一氯代物有二种，则 A 的七溴代物共有 种
(2)A 的二氯取代物共有
4. 某化学式 C10H14O的含氧衍生物，测得分子中含2个-CH2-，1个-CH3，
1个苯环和 1个-OH，则该化合物可能的结构有______种
5. 主链为4个碳原子的某烷烃有2种同分异构体，则具有相同碳原子数，主链也是4个碳原子的烯烃的异构体应有( )种。
A. 2 B. 3 C. 4 D.5
6. 分子式为C9H20的烷烃，它的同分异体有些只能由一种相应的烯烃经催化加氢得到。C9H20的具有这样结构的同分异构体共有( )。
A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种
7. 有机物 A ,结构式为 C6H5-CH2-CH2-OH 。请问与它同类的芳香族的同分异构体还有种。
8. (1)今有A、B、C三种二甲苯；将它们分别进 行一硝化反应，得到的产物分子式都是C8H9NO2，但A 得到两种产物，B得到3种产物，C只得到一种产物。 由此可以判断A、B、C各是下列哪一结构，请将字母 填入结构式后面的括号中。
(2)化合物D的分子式也是C8H9NO2，分子中有苯环，苯环上有三个取代基，其中之一为羧基，则D的结构有______________种。
9. 有机物 A ，它的结构简式为 C6H5-CH2-CH2-CH2OH。它有多种同分异构体，其中能与金属钠反应且苯环上只有一个取代基的同分异构体有
种(包括A自身)。
10. 与化合物 CH3O-C6H4-CHO 互为同分异构体，且结构中含苯环，属酯类的有机物共有
11 立方烷 C8H8
12. 有机物A的结构简式为 同时符合下列3个条件的A的同分异构体
数目有 种。
① 含有邻二取代苯环结构；② 与A有相同的官能团 ；③ 不与FeCl3发生显色反应。
同系物及同分异构体
【知识规律总结】
一、 同系物的判断规律
1． 一差（分子组成差一个或若干个CH2）
2． 二同（同通式，同结构） 3． 三注意
（1） 必为同一类物质
（2） 结构相似（有相似的原子连接方式或相同的官能团种类和数目） （3） 同系物间物理性质不同化学性质相同
因此，具有相同通式的有机物除烷烃外都不能确定是不是同系物。 二 、同分异构体的种类 1． 碳链异构 2． 位置异构
异构现象。
三 、同分异构体的书写规律
1． 主链由长到短，支链由大到小，位置由心到边，排列由对到邻到间
2． 按照碳链异构→位置异构→官能团异构的顺序书写，也可按照官能团异构→碳链
异构→位置异构的顺序书写，不管按照那种方法书写都必须防止漏写和从写 四 、分异构体数目的判断方法
1． 记忆法 记住已掌握的常见的异构体数。例如：
（1） 凡只含一个碳原子的分子均无异构，甲烷、乙烷、 新戊烷（看作CH4
的四甲基取代物）、2,2,3,3—四甲基丁烷（看作乙烷的六甲基取代物）、苯、 环己烷、 乙炔、 乙烯等分子一卤代物只有一种;
（2） 丁烷、丁炔、丙基、丙醇有2种； （3） 戊烷、丁烯、戊炔有3种； （4） 丁基、苯的同系物C8H10有4种； （5） 己烷、C7H8O（含苯环）有5种； （6） 戊基、苯的同系物C9H12有8种；
2． 基元法
这里的一元取代基X，可以是原子，如卤原子，也可以是原子团，如-OH、-CHO、-COOH、HCOO-等。因此，已知丁基-C4H9有四种，则可断定丁醇、戊醛、戊酸以及甲酸丁酯都有4种异构体。
分子式为C11H16的一烷基取代苯的同分异体共有 ____ 种
{说明}常可根据某些烃存在的一元取代物数目，反推原烃分子结构式。如含碳原数少于10的烷烃中，其中一卤代物不存在异构体的有 4 种。
又如，已知烯烃C6H12的一氯代物只有一种，则可断定该烯烃的分子结构为
3． 替元法 例如：C6H4Cl2
624H替代Cl)；
[练已知A的结构为
相同，则n和m必满足关系式 ______
A的n溴代物与m溴代物的异构体数目
4． 对称法（又称等效氢法） 判断方法如下：
（1） 同一C 原子上的氢原子是等效
（2） 同一C 原子所连甲基上的氢原子是等效氯
（3） 处于镜面对称位置上的氢原子是等效 5.定一移一例：
一氯蒽有 种同分异构体，二氯蒽有 种同分异构体。 练习：C4H10 的一氯代物有 种，二氯代物有 种。
一氯代物有 种，二氯代物有 种。
6.结构单元组装同分异构（“余价”法）
某有机物的结构中含有1个—CH—，2个—CH2—，2个—CH3，1个—Cl。该有机物的同分异构体有 种。
7.限定条件判断同分异构体
例：C8H8O2属于酯类且结构中含有苯环结构的异构体有 种。 [练5-1] 分子式为 C8H8O2 的异构体很多：
(1)其中属于羧酸类，且结构中含有苯环的异构体的结构简式(共有4种)。 (2)其中属于酯类，且结构中含有苯环的异构体的结构简式(共有6种)。
[例] 芳香族化合物A的分子式为C7H6O2，将它与NaHCO3溶液混合加热，有酸性气体产生，那么包括A在内，属于芳香族化合的同分异构体数目是( D)
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
[例] 某有机物分子式为 C7H8O 结构简式为体的芳香烃含氧衍生物的结构简式。
8
例：棱晶烷的一氯代物有 种，二氯代物有 种。
的一氯代物有 种，二氯代物有 种。
专题检测
一.选择题
1分子式为C6H14的链烃中，主链有四个碳原子的同分异构体有: A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种
2已知戊醇C5H12O有8个同分异构体，其中能被氧化为醛的同分异构体的种数为 A．2 B．4 C．6 D．8
HCHC
CCH2
CH
CH2
3某有机物的结构简式为：
化合物共有
，它的同分异构体中含有羟基（－OH）的芳香族
A、3种 B、4种 C、5种 D、6种
4.某酯完全燃烧生成相等物质的量的二氧化碳和水。该酯水解可得羧酸B和醇C，把醇C氧化可得羧酸D，且B与D互为同分异构体，则此酯可能是 ( ) A．CH3CH2COOCH(CH3)2 B．CH3CH2COOCH2CH=CH2 C．(CH3)2CHCOOCH2CH(CH3)2 D．CH3CH2CH2COOCH2CH(CH3)2
5 某有机物分子中含有1个C6H5- 、1个-C6H4- 、1个-CH2- 、1个-OH，则该有机物属于酚
类的结构可能有 ( ) （A）2 种 （B）3 种 （C）4 种 （D）5 种 6.下列粒子只能表示一种物质的是
A. C3H8 B. C3H6 C. C2H6O D. C2H6O2 E. C2H4O F. C2H4Cl2
7. 分子式为C8H18的烃具有多种结构,其一氯代物只有一种,试写出该烃的结构。
8.下列4式表示的是棉子象鼻虫的四种的信息素的结构简式，其中互为同分异构体是（）
9．下列各组物质中属于同分异构体的是____，属于同系物的是____既不是同系物又不同分异构体的是_____属于同一种物质的是_____
②乙酸和硬脂酸 ③硝酸乙烷和氨基乙酸 ④苯甲酸和对苯二甲酸
【经典题型】
题型一：确定异构体的数目
例 1 某烃的一种同分异构只能生成1种一氯代物，该烃的分子式可以是（ ） A．C3H8 B．C4H10 C．C5H12 D．C6H14
题型二：列举同分异构的结构
例 2 液晶是一种新型材料。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。
CH32CH2CH2CH3 （MBBA）
CH3 2CH2CH2CH3 醛A 胺
（1） 位上有—C4H9的苯胺可能有4种异构体 ，它们是：
CH3CH2CH2CH2NH2、（CH3） 、 ； 2CHCH2NH2、
（2） 醛A有6种，COOCH3OCOCH3、HCOOCH3、 、 。（全国高考题）
题型三：判断两结构是否等
例3 萘分子的结构可以表示为 或 ，两者是等同的。苯并[α]
芘是强致癌物质（存在于烟囱灰、煤焦油、燃烧的烟雾和内燃机的尾气中）。它的分子由5
个苯环并合而成，其结构式可以表示为（Ⅰ）或（Ⅱ）式：
（Ⅰ） (Ⅱ)
这两者也是等同的。现有结构式A B C D
A B C D
其中：与（Ⅰ）、（Ⅱ）式等同的结构式是（ ）； 与（Ⅰ）、（Ⅱ）式同分异构体的是（ ）。（全国高考题）
题型四：测试同分异构体的变通策略
例 4 已知萘的n溴代物和m溴代物的种数相等，则n与m（n不等于m）的关系是 A n+m=6 B n+m=4 C n+m=8 D 无法确定
巩固练习
1. A、B、C、D、E五种芳香族化合物都是某些植物挥发油中的主要成分，有的是药物，有的是香料。它们的结构简式如下所示：
请回答下列问题：
(1)这五种化合物中，互为同分异构体的是 。
(2)，反应①采取的适当措施，使分子中碳碳双键
不反应。以上反应式中的W是A—E中的某一化合物，则W是 。X是D的同分异构体，X的结构简式是 。反应②属于___________________(填反应类型)。
2. 用式量为43的烷基取代甲苯苯环上的一个氢原子，所得芳香烃产物的数目为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
3. 二恶英是一类具有高毒性芳香族化合物的总称，其母体A结构如图： (1)已知 A 一氯代物有二种，则 A 的七溴代物共有 种
(2)A 的二氯取代物共有
4. 某化学式 C10H14O的含氧衍生物，测得分子中含2个-CH2-，1个-CH3，
1个苯环和 1个-OH，则该化合物可能的结构有______种
5. 主链为4个碳原子的某烷烃有2种同分异构体，则具有相同碳原子数，主链也是4个碳原子的烯烃的异构体应有( )种。
A. 2 B. 3 C. 4 D.5
6. 分子式为C9H20的烷烃，它的同分异体有些只能由一种相应的烯烃经催化加氢得到。C9H20的具有这样结构的同分异构体共有( )。
A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种
7. 有机物 A ,结构式为 C6H5-CH2-CH2-OH 。请问与它同类的芳香族的同分异构体还有种。
8. (1)今有A、B、C三种二甲苯；将它们分别进 行一硝化反应，得到的产物分子式都是C8H9NO2，但A 得到两种产物，B得到3种产物，C只得到一种产物。 由此可以判断A、B、C各是下列哪一结构，请将字母 填入结构式后面的括号中。
(2)化合物D的分子式也是C8H9NO2，分子中有苯环，苯环上有三个取代基，其中之一为羧基，则D的结构有______________种。
9. 有机物 A ，它的结构简式为 C6H5-CH2-CH2-CH2OH。它有多种同分异构体，其中能与金属钠反应且苯环上只有一个取代基的同分异构体有
种(包括A自身)。
10. 与化合物 CH3O-C6H4-CHO 互为同分异构体，且结构中含苯环，属酯类的有机物共有
11 立方烷 C8H8
12. 有机物A的结构简式为 同时符合下列3个条件的A的同分异构体
数目有 种。
① 含有邻二取代苯环结构；② 与A有相同的官能团 ；③ 不与FeCl3发生显色反应。