（完整版）同分异构体的书写及数目判断

（完整版）同分异构体的书写及数⽬判断
同分异构体书写及数⽬判断
四川省旺苍中学杨全光 628200
同分异构体的书写及数⽬确定是⾼考的必考点，通常有两种考查形式：⼀是以选择题的形式考查同分异构体的数⽬；⼆是以⾮
选择题的形式考查某些具有特定结构的同分异构体的书写及数⽬判断。

⼀、同分异构体的书写
先根据化学式写出通式进⾏物质类别判断后，书写时⼀定做到有序性和规律性。
1、降碳法（适⽤于烷烃）：书写时要做到全⾯避免不重复，具体规则为主链由长到短，⽀链由整到散，位置由⼼到边，排列
由邻到间，碳满四价。

例1、写出分⼦式为C7H16的所有有机物的结构简式。
【解析】经判断，C7H16为烷烃。
第⼀步：写出最长碳链(只写出了碳，氢原⼦根据“碳满四价”补⾜)：
（得到1种异构体）；
第⼆步：去掉最长碳链中1个碳原⼦作为⽀
链（取代基），余下碳原⼦作为主链，依次找出
⽀链在主链中的可能位置(↓表⽰取代基连接在
主链上碳的位置)，注意主链结构的对称性和等同
性：（主链结构沿虚线对称，2与5、3与4处于对称位置，甲基
连接在1或6将会和第⼀步中结构相同）；
第三步：去掉最长碳链中的两个碳原⼦作为⽀链，出现两种
情况：
⑴两个碳原⼦作为2个⽀链（两个甲基）（主链结构沿3号
碳原⼦对称，采取“定⼀移⼆”法〈先将⼀个甲基固定在2号碳
原⼦后另⼀个甲基可能连接在2或3或4位置得到3种异构体，
然后将固定在2号碳原⼦的甲基固定在3号碳原⼦上，则另⼀个
甲基只能连接在3位置得到1种异构体〉将得到4种异构体）；
⑵作为⼀个⽀链（⼄基）（得到1种异构体）；
第四步：去掉最长碳链中的3个碳原⼦作为⽀链，也出现两种
情况：
⑴作为三个⽀链（三个甲基）（得到1种异构体）；
⑵作为两个⽀链（⼀个甲基和⼀个⼄基）：不能产⽣新的同分
异构体。
第五步：最后⽤氢原⼦补⾜碳原⼦的四个价键。
2、插⼊法（适⽤于烯烃、炔烃、酯、醚、酮类等）：所谓“插⼊法”是将官能团拿出，利⽤降碳法写出剩余部分的碳链异构，
再找官能团（相当于取代基）在碳链上的位置（C和H原⼦间或C和C原⼦间），将官能团插⼊，产⽣位置异构。书写要做到思
维有序，如按照碳链异构→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→官能团位置异构的顺序书
写，不管按照哪种⽅法书写都必须注意官能团结构的对称性和官能团位置的等同性，防漏写和重写。
碳链异构：碳⾻架（碳原⼦的连接⽅式）不同⽽产⽣的异构现象。如书写C5H10O的醛的同分异构体时，将官能团—CHO拿
出，利⽤降碳法写出剩余四个碳的碳链异构，再找—CHO在碳链上的位置，将其插⼊，产⽣位置异构。

由得到CH3CH2CH2CH2CHO（戊醛）与CH3CHCH（CH3）CHO(2-甲基丁醛)；
由得到（CH3）3CHCHO (2，2-⼆甲基丙醛)与（CH3）2CHCH2CHO(3-甲基丁醛)。
官能团位置异构：由于官能团在碳链或碳环上的位置不同⽽产⽣的异构现象。如书写C3H8O的醇的同分异构时易得到
CH3CH2CH2OH（1-丙醇）和CH3CH（OH）CH3(2-丙醇)两种同分异构体；书写C4H8的烯烃同分异构时易得到
CH3CH2CH=CH2和CH3CH=CHCH3（CH3）2C=CH2三种同分异构体。

官能团异构：由于官能团的种类不同⽽产⽣的异构现象。如C2H6O符合饱和⼀元醇和饱和醚的通式C n H2n+2O，书写
C2H6O的同分异构体时应考虑—OH和两种官能团，易得到CH3CH2OH（⼄醇）和CH3OCH3（⼆甲醚）两种同分异构体。

考虑官能团异构主要有以下⼏种情况，烯烃～环烷烃，⼆烯烃～炔烃，饱和⼀元醇～醚，饱和⼀元醛～酮，饱和⼀元羧酸～
酯，芳⾹醇～芳⾹醚～酚，硝基化合物～氨基酸，葡萄糖～果糖，蔗糖～麦芽糖。如，CH3CH2COOH（丙酸）与
CH3COOCH3（⼄酸甲酯）是同分异构体，但淀粉和纤维素由于n不等，所以不是同分异构体。

例2、写出A()属于酯类化合物且分⼦结构中含有苯环的同分异构体
的结构简式。
【解析】依据题意不难发现符合条件的是芳⾹酯。将酯基拿出后剩
余部分为，结构中能插⼊的有4类碳氢键和1类不对称的碳碳键。
将C
O
O
插⼊四类碳氢键（1、2、3、4处），形成四种同分异构体：将插⼊不对称的碳碳键（5处）形成⼆种同分异构体：
注意：酯基C
O
O
是不对称结构，两边连接的基团对调，结构会发⽣改变，所以插⼊C－H键中可以形成羧酸和甲酸酯；插⼊不对称的C－C键中
能形成两种酯，⽽插⼊对称的C－C键中则只能形成⼀种酯。

例3、分⼦式为C6H10属于炔烃（不考虑环状）的同分异构体有多少种？
【解析】将碳碳叁键拿出，剩余部分碳链C4H10有两种结构如下：
因碳碳叁键结构对称，插⼊每类C－H键或C－C键只形成⼀种炔烃。将
插⼊四类C－H键（1、2、3、4处）得4种炔烃，插⼊三类C－C键（5、6、7处）得3种炔烃，总共有7种同分异构体。
1
6 7
5
2 3 4
CH3
CH3—CH2—CH2—CH3CH3—CH—CH3
例4、烷烃CH 3CH 3CH 3CH 3CH CH CH C C H 3CH 3C 2H 5
是烯烃R 和１mol H 2发⽣加成反应的产物，则
R 可能的结构简式有（ ）
A ．4种
B ．5种
C ．6种
D ．7种
【解析】由烯烃R 与１mol H 2加成⽣成烷烃知烯烃R 结构中只有⼀个碳碳双键，现从烷烃CH 3C H 3C H 3C H 3C H C H C
H C C H 3C H 3

C H 2C H 312
3456结构⼊⼿，1～6位置相邻的两碳原⼦各去⼀个H 引⼊双
键，得到六类碳碳双键，即R 有6种同分异构体，选C 。
注意：烯烃催化加氢后得到烷烃，其特点是双键两端的碳原⼦各加上⼀个H ，碳碳双键变为碳碳单键⽽碳链不变。反过来，烷
烃相邻的两碳原⼦各去⼀个H 就能形成烯烃，关

系如图， C C C C H H
-2H +2H
，炔烃与烯烃类似。
总结：下表列举了⽤“插⼊法”产⽣的⼏种常见的类别异构，以供参考
3、取代法（适⽤于卤代烃、醇、醛、羧酸等）：
书写分⼦式为C 5H 12O 的同分异构体，其书写思路如下：
（1）先不考虑分⼦式中的氧原⼦，写出C 5H 12的同分异构体，共有三种碳链结构：
（I ）、(II)、(III)。
通式 实例 提出的
官能团 剩余部分的碳链异构 插⼊位置 形成类别异构
和同分异构数
C n H 2n+2O C 4H 10O —O — 1 CH 3 CH 3—CH 2—CH 2—CH 3 CH 3—CH —CH 3 2 3 4 7
6 5 C 和H 原⼦间 醇4种，插⼊每类C －H 键各只有⼀种 C 和C 原⼦间 醚3种，插⼊每类C －C 键各只有⼀种
C n H 2n O C 5H 10O 1 CH 3 CH 3—CH 2—CH 2—CH 3 CH 3—CH —CH 3
2 3 4 7
6 5 C 和H 原⼦间 醛4种，插⼊每类C －H 键各只有⼀种 C 和C 原⼦间 酮3种，插⼊每类C －C 键各只有⼀种
C n H 2n O 2 C 5H 10O 2 C O O
1 CH 3 CH 3—CH 2—CH 2—CH 3 CH 3—CH —CH 3
2
3
4 7
6 5 C 和H 原⼦间 羧酸4种，插⼊每类C －H 键各只有⼀种
C 和H 原⼦间 甲酸酯4种，插⼊每类C －H 键各只有⼀种 C 和C 原⼦间 酯5种，插⼊每类不对
称的C －C 键形成两种酯，插⼊每类对称的C
－C 键只形成⼀种酯
C n H 2n —2 C 6H 10 1
CH 3 CH 3—CH 2—CH 2—CH 3 CH 3—CH —CH 3 2 3 4
7 6 5
C 和H 原⼦间 和C 和C 原⼦间 炔烃7种，插⼊每类C －H 键和C －C 键各只有⼀种
（2）再考虑羟基（醇）官能团异构，则碳链结构式（I ）有三种同分异构体：
、
、。
碳链结构式（II ）有四种同分异构体： 、、、
。
碳链结构式（III ）只有⼀种同分异构体：
（3）然后考虑醚基官能团，则碳链结构式（I ）有两种同分异构体：
CH 3―O―CH 2―CH 2―CH 2―CH 3、CH 3―CH 2―O―CH 2―CH 2―CH 3。
碳链结构式(II)有三种同分异构体：
、、。
碳链结构式(III)只有⼀种结构：。
⼆、同分异体数⽬的确定⽅法
1、基元（烃基数⽬）法：甲基、⼄基、丙基分别有1、1、2种结构。丁基有4种结构，则丁醇、戊醛、戊酸、⼀氯丁烷等都有
四种同分异构体。

例5、分⼦式为C 4H 10O 并能与⾦属钠反应放出氢⽓的有机化合物有( )
A ．3种
B ．4种
C ．5种
D ．6种
【解析】有机物C 4H 10O 与Na 反应放出氢⽓，判断出它是饱和⼀元醇C 4H 9－OH 。该醇的同分异构体看作是－OH 取代了
C 4H 10上的⼀个H ，写出C 4H 10的两种同分异构体如图1：

⽤－OH 取代图1中的1、2、3、4位四类H 得到该醇的四种同分异构体，选B 。
2、替代法：若烃分⼦中有n 个氢原⼦，则其m 元氯代物与（n-m ）元氯代物的同分异构体数⽬相同。如⼆氯苯(C 6H 4Cl 2)有
三种同分异构体，四氯苯也有三种同分异构体(将H 替代Cl)；⼜如CH 4的⼀氯代物只有⼀种，新戊烷[C(CH 3)4]的⼀氯代物也
只有⼀种。 1 2 3 4 CH 3 CH 3—CH 2—CH 2—CH 3 CH 3—CH —CH 3

例6、已知分⼦式为C12H12的物质A的结构简式为
CH3
CH3
， A苯环上的⼆溴代物