2020学年高中化学 1.3.1 同素异形现象 同分异构现象课时训练 苏教版必修2

同素异形现象同分异构现象
踩点训练
1．只含有一种元素的物质( )
A．可能是纯净物也可能是混合物
B．可能是单质也可能是化合物
C．一定是纯净物
D．一定是一种单质
【解析】此题考查了同素异形体的知识，同一种元素有可能组成不同性质的各种单质。

如碳有金刚石、石墨等；磷有红磷、白磷等。

故C、D两项错误。

同一种元素不可能形成化合物，故B项错误。

【答案】 A
2．(双选)下列叙述正确的是( )
A．由碳元素的单质组成的物质一定是纯净物
B．金刚石和石墨具有相同的化学组成
C．石墨转变为金刚石不属于化学变化
D．C60是新发现的一种碳的单质
【解析】考查同素异形体的概念以及转化关系。

由同种元素组成的物质不一定是一种物质，因此，由同种元素形成的物质可能是纯净物，也可能是混合物。

由碳元素组成的单质有石墨、金刚石和C60。

若将它们混合在一起，则该物质虽为只含碳元素的单质，但属于混合物，故A项错。

石墨和金刚石都是碳元素形成的碳的不同单质，但二者的化学组成相同，都由碳元素组成，所以B项正确。

石墨和金刚石的物理性质不相同而化学性质也不尽相同，因而是两种物质，石墨转化为金刚石是化学变化，故C项错。

C60只含有一种元素，故是单质，D项正确。

【答案】BD
3．意大利科学家使用氧分子和带正电的氧离子作用，合成出新型氧分子O4，它可能具有长方形结构。

下列说法中，错误的是( )
A．O4与O2、O3都是氧的同素异形体
B．合成O4的反应可以看做核聚变反应
C．O4分子是通过共价键结合的
D．O4密度比O2大，可用作更强力的火箭燃料氧化剂
【解析】O4与O2、O3都是由氧元素形成的不同单质，O4分子内形成共价键，密度比O2大，可用作更强力的火箭燃料氧化剂。

【答案】 B
4．互为同分异构体的物质一定不可能具有( )
A．相同的分子式 B．相同的结构
C．相似的化学性质 D．相同的相对分子质量
【解析】互为同分异构体的物质的分子式相同，其相对分子质量也相同；互为同分异构体的物质的结构不同，其化学性质不一定相似。

【答案】 B
5．下列各组物质中，两者互为同分异构体的是( )
①CuSO4·5H2O和CuSO4·3H2O
②NH4CNO与CO(NH2)2
③
④21H2O和31H2O
A．①②③B．②③
C．①③④ D．②③④
【解析】分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体。

①中化学式不同且无分子存在。

②③组中，两者的分子式相同，但结构不同，故两者互为同分异构体。

④中水分子的结构相同，不互为同分异构体。

【答案】 B
6．我国稀土资源丰富，下列有关稀土元素144 62Sm与150 62Sm的说法正确的是( )
A.144 62Sm与150 62Sm互为同位素
B.144 62Sm与150 62Sm的质量数相同
C.144 62Sm与150 62Sm是同一种核素
D.144 62Sm与150 62Sm的核外电子数和中子数均为62
【解析】144 62Sm和150 62Sm是同一种元素的不同核素，质量数、中子数均不同，互为同位素。

【答案】 A
7．下列各组物质中，是同分异构体的是( )
A. 12 6C与13 6C
B. O2与O3
【解析】12 6C与13 6C互为同位素，故A不正确；C项中实际是一种物质，故C不正确；B 项中O3和O2应是同素异形体。

【答案】 D
8．据报道，碳纳米管是碳原子形成的大分子，其导电性是铜的1万倍；N5可用作烈性炸药。

下列说法正确的是( )
A．金刚石与碳纳米管互为同分异构体
B．N5与N2互为同素异形体
C．14C的质子数为14
D．C原子半径比N原子半径小
【解析】金刚石与碳钠米管属于同一元素形成的不同单质，属于同素异形体；N5与N2是同素异形体；14C代表质子数为6、质量数为14的原子；C、N在周期表中第2周期，从左到右原子半径逐渐减小。

【答案】 B
9．最近科学家研究出一种新的分子，它具有类似足球的空心结构，分子式为C60，下列有关说法正确的是( )
A．C60是一种新型化合物
B．C60和石墨是碳的同素异形体
C．C60具有离子键
D．C60的摩尔质量是720
【解析】C60是一种只含有碳元素的纯净物，因此它是一种单质，并不是化合物；C60、
石墨和金刚石都是碳的同素异形体；C60具有C—C共价键；它的摩尔质量是720 g·mol－1，摩尔质量要带单位。

【答案】 B
10．(双选)下列关于磷的叙述中，正确的是( )
A．红磷没有毒性，而白磷有剧毒
B．白磷在空气中加热到260℃，可转变为红磷
C．白磷可用于制造安全火柴
D．少量白磷应保存在水中
【解析】红磷没有毒性而白磷有剧毒，所以A选项正确；白磷的着火点是40℃，在空气中易燃烧，生成P2O5，故不能用来制安全火柴，所以，B、C选项不正确；白磷不溶于水，也不能与水反应，在空气中会发生自燃，所以，白磷可以保存在水里。

【答案】AD
巩固提升
1．医学界通过用放射性14C标记的C60，发现C60的衍生物在特定条件下可断裂DNA杀死细胞，抑制艾滋病病毒。

关于14C的下列说法中正确的是( )
A．14C原子与C60中普通碳原子的化学性质不同
B．14C原子与14N原子中所含中子数相同
C．14C是C60的同素异形体
D．14C与12C、13C互为同位素
【解析】解答本题首先要掌握同位素与同素异形体的区别和联系，理解构成原子的微粒间关系，然后利用原子结构知识进行解答。

分析如下表所示：
选项内容指向，联系分析结论A 构成C60的碳原子为12C，它与14C互为同位素，二者化学性质几乎完全相同错误
B 14C原子的中子数为14－6＝8，14N原子的中子数为14－7＝7，二者所含中
子数不等
错误
C 14C是碳元素的一种原子，C
60是碳元素形成的一种单质，二者不是同素异形
体关系
错误
D 12C、13C、14C质子数相同，中子数不同，互为同位素正确
【答案】 D
2．闪电时空气中有臭氧生成，下列说法正确的是( )
A．O3和O2互为同位素
B．O2比O3稳定
C．等体积O3和O2含有相同质子数
D．O3与O2的相互转变是物理变化
【解析】O2和O3应属于同素异形体而不是同位素，A项错误；等体积的O3和O2具有相同的分子数，但原子数O3比O2多，因此质子数也多，C项错误；O3与O2的相互转化属于化学变化，D项错误。

【答案】 B
3．随着科学技术的不断进步，研究物质的手段和途径越来越多，H3、O4、C60、N＋5等已被发现。

下列有关说法中，正确的是( )
A．H2与H3属于同素异形体
B．O2与O4属于同位素
C．C60的质量数为720 g/mol
D．N＋5中含有36个电子
【解析】H2与H3同属于H元素的单质，互为同素异形体；同位素的研究对象是原子，
故B选项错误；质量数的单位为1，故C选项错误；N＋5中含有34个电子。

【答案】 A
4．据报道，N5是破坏力极强的炸药之一，18O2是比黄金还贵重的物质。

下列说法正确的是( )
A．N5和N2互为同位素
B．1个18O2中含18个中子
C．原子半径：N＜18O
D．2N5===5N2是化学变化
【解析】同位素指的是原子，N5和N2互为同素异形体；1个18O2中含20个中子；同周期元素(稀有气体元素除外)原子半径从左到右递减。

【答案】 D
5．将下列物质进行分类。

A．金刚石和石墨
B.11H和21H
C．O2和O3
D．H2O与D2O
E．CH3—CH2—CH2—CH3和
F．CH3—CH2—O—CH2—CH3(乙醚)和CH3—CH2—CH2—CH2—OH(正丁醇)
(1)互为同位素的是________(填字母，下同)。

(2)互为同素异形体的是________。

(3)互为同分异构体的是________。

【解析】H2O与D2O分子结构相同，均是由两个H—O键构成的三原子分子，不属于同分异构体。

【答案】(1)B (2)AC (3)EF
6．两种单质A m和B n，已知3.1 g A m和1.6 g B n的原子数相等，且它们的分子数之比为34，又知A原子中质子数比中子数少1，B原子的L层电子数是K层的3倍，则单质A m和B n的化学式各是什么？
【解析】由B原子电子排布知B为氧元素。

因为n(A m)：n(B n)＝3：4，n(A)：n(B)＝3m：4n＝1：1，所以m：n＝4：
3，即m＝4，n＝3。

所以B n化学式为O3。

又因为3.1 g
M A ＝
1.6 g
16 g·mol－1
得M(A)＝31 g·mol－1。

Z＋Z＋1＝31，Z＝15，所以A为P。

A m和B n的化学式分别为P4、O3。

【答案】P4和O3
7．硫通常是一种淡黄色晶体。

有橙色、无色、红棕色三种颜色的硫蒸气，它们都是硫的单质，但每个分子中硫原子的个数不同，可用S x表示。

对三种蒸气测定结果是：
(1)橙色蒸气密度折算到标准状况后是11.34 g·L－1，则它的化学式是________________________________________。

(2)红橙色蒸气的质量是相同状况下同体积空气的 6.62倍，则它的化学式是____________________________。

(3)无色蒸气对氢气的相对密度是64，则它的化学式是__________________，此事实说明硫有________。

【解析】由题意知：(1)中硫蒸气的相对分子质量为：M＝11.34×22.4＝254，其单质的分子式为S8；(2)中硫蒸气的相对分子质量为：M＝29×6.62＝192，其单质的分子式为S6；
(3)中硫蒸气的相对分子质量为：M＝64×2＝128，其单质的分子式为S4。

综上分析，可知硫元素有多种同素异形体。

【答案】(1)S8(2)S6(3)S4多种同素异形体。