2023屆一輪復(fù)習(xí)：微專(zhuān)題16“四同”概念的理解與辨析

1、精彩三年選考尖峰 化學(xué)2023第十二章 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表微專(zhuān)題十六“四同”概念的理解與辨析(1)元素與核素。同種元素可以有若干種不同的核素，即核素種類(lèi)遠(yuǎn)大于元素種類(lèi)。同一元素的不同原子，其質(zhì)量數(shù)不同，核外電子層結(jié)構(gòu)相同，其原子、單質(zhì)及構(gòu)成的化合物的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，只是某些物理性質(zhì)略有差異。(2)同素異形體的研究對(duì)象是單質(zhì)，同素異形體的組成元素相同結(jié)構(gòu)不同，物理性質(zhì)差異較大，化學(xué)性質(zhì)具有相似性，但也有差異。如金剛石和石墨的導(dǎo)電性、硬度均不同，雖都能與氧氣反應(yīng)生成CO2，但由于反應(yīng)的熱效應(yīng)不同，二者的穩(wěn)定性不同(石墨比金剛石能量低，石墨比金剛石穩(wěn)定)。(3)同系物的研究對(duì)象是有機(jī)化合物結(jié)

2、構(gòu)相似指的是組成元素相同，官能團(tuán)的類(lèi)別、數(shù)目及連接方式均相同。結(jié)構(gòu)相似不一定是完全相同，如CH3CH2CH3和C(CH3)4，前者無(wú)支鏈，后者有支鏈，但二者仍互為同系物。通式相同，但通式相同的有機(jī)化合物不一定是同系物。例如：乙醇與乙醚的通式都是CnH2n2O，但它們的官能團(tuán)類(lèi)別不同，不是同系物。在分子組成上必須相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)。但分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì)卻不一定是同系物，如C2H4和C3H6在分子組成上相差1個(gè)CH2原子團(tuán)，但前者是乙烯，后者若是丙烯，則為同系物，若為環(huán)丙烷，則不是同系物。同系物具有相似的化學(xué)性質(zhì)，物理性質(zhì)有一定的遞變規(guī)律，如隨著碳原子數(shù)增多，同

3、系物的熔、沸點(diǎn)逐漸升高；如果碳原子數(shù)相同，則有支鏈的熔、沸點(diǎn)低，且支鏈越對(duì)稱(chēng)，熔、沸點(diǎn)越低。如沸點(diǎn)：正戊烷異戊烷新戊烷。同系物的密度一般隨著碳原子數(shù)的增多而增大。(4)同分異構(gòu)體的研究對(duì)象是化合物。屬于同分異構(gòu)體的物質(zhì)分子式相同，結(jié)構(gòu)不同，因而性質(zhì)不同。具有“五同一異”，即同分子式、同最簡(jiǎn)式、同元素、同相對(duì)分子質(zhì)量、同質(zhì)量分?jǐn)?shù)、結(jié)構(gòu)不同。屬于同分異構(gòu)體的物質(zhì)可以是有機(jī)物，如正丁烷和異丁烷可以是無(wú)機(jī)物，如Pu(H2O)4Cl3和Pu(H2O)2Cl22H2OCl。例1 2021浙江1月選考下列說(shuō)法正確的是()A14N2和15N2互為同位素B間二甲苯和苯互為同系物CFe2C和Fe3C互為同素異形體

4、D乙醚和乙醇互為同分異構(gòu)體B 【解析】14N2和15N2均為氮?dú)夥肿?，不能互稱(chēng)同位素，同位素的研究對(duì)象是原子，A錯(cuò)誤；間二甲苯和苯結(jié)構(gòu)相似，分子中均含有1個(gè)苯環(huán)，兩者在分子組成上相差2個(gè)“CH2”原子團(tuán)，因此，兩者互為同系物，B正確；Fe2C和Fe3C均為化合物，不能互稱(chēng)同素異形體，同素異形體的研究對(duì)象是單質(zhì)，C錯(cuò)誤；乙醚的分子式為C4H10O，乙醇的分子式為C2H6O，兩者分子式不同，因此，兩者不能互稱(chēng)同分異構(gòu)體，D錯(cuò)誤。例2 2021嘉興一中模擬下列說(shuō)法正確的是()A石墨烯和金剛石互為同位素BSiClCH3ClCH3和SiCH3CH3ClCl互為同分異構(gòu)體C硬脂酸和乙酸互為同系物D單晶硅和

5、石英互為同素異形體C 【解析】石墨烯和金剛石互為同素異形體，而不是同位素，A錯(cuò)誤；因?yàn)镾i的四個(gè)價(jià)鍵類(lèi)似于C，是空間結(jié)構(gòu)，所以二者是同種物質(zhì)，B錯(cuò)誤；硬脂酸也叫十八酸，是飽和一元羧酸，與乙酸互為同系物，C正確；石英的主要成分是SiO2，所以石英與單晶硅不是同素異形體的關(guān)系，D錯(cuò)誤。例3 2021杭州九中模擬下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是()A氧氣和臭氧互為同位素BCH3COOH與HCOOCH3互為同分異構(gòu)體CH、D、T互為同素異形體DC2H4和C3H6一定互為同系物 【解析】氧氣和臭氧互為同素異形體，A錯(cuò)誤；CH3COOH與HCOOCH3的分子式相同而結(jié)構(gòu)不同，兩者互為同分異構(gòu)體，B正確；H、D、T三

6、者互為同位素，C錯(cuò)誤；C2H4只能為乙烯，而C3H6可以是丙烯也可以是環(huán)丙烷，不一定互為同系物，D錯(cuò)誤。B例4下列關(guān)于同位素、同素異形體、同系物、同分異構(gòu)體的說(shuō)法中不正確的是()A甲酸與軟脂酸互為同系物BC60與石墨互為同素異形體C35Cl與37Cl互為同位素D淀粉與纖維素互為同分異構(gòu)體D 【解析】甲酸、軟脂酸都是飽和一元羧酸，互為同系物，A正確；C60、石墨都是碳元素形成的不同單質(zhì)，互為同素異形體，B正確；C項(xiàng)中的兩者是Cl元素的兩種不同核素，互為同位素，C正確；淀粉和纖維素都是混合物，兩者不可能為同分異構(gòu)體，D錯(cuò)誤?！八耐备拍畹谋嫖?1)同位素：研究對(duì)象是原子(核素)，不是分子或離子。如H2、D2T2是分子，故不互為同位素。(2)同素異形體：研究對(duì)象是單質(zhì)?！八亍敝傅氖窃?，“形”指的是形態(tài)、結(jié)構(gòu)。如H2、D2、T2的分子結(jié)構(gòu)完全相同，故不互為同素異形體。(3)同分異構(gòu)體：研究對(duì)象一般為化合物?！胺帧敝傅氖欠肿邮剑皹?gòu)”指的是結(jié)