1、课时作业7 同素异形现象 同分异构现象时间：45 分钟 满分：100 分一、选择题(每小题 6 分，共 72 分)12018 年 1 月复旦大学魏大程团队在石墨烯量子点研究领域取得重要进展。该项研究在未来光学和光电器件方面具有巨大潜力。下面有关碳的叙述正确的是()A石墨与 C60 互为同位素B金刚石是碳元素的一种核素C13C 与 14C 是两种不同的原子D12C 与 C60 为同素异形体C解析：同位素的对象是原子，而且是同一种元素的原子，石墨与 C60 是单质，是碳的同素异形体，A 错误；金刚石是碳元素的一种单质，是碳的同素异形体，B 错误；13C 与 14C 互为同位素，是两种不同的原子，C
2、 正确；同素异形体的对象是同种元素形成的不同单质，D 错误。2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，反应过程可表示为 2O2=氧正离子 O4，下列说法错误的是()AO4 与 O2、O3 都是氧的同素异形体B合成 O4 属于物理变化CO4 与 O2 的化学性质有差异DO4 的密度比 O2 大B解析：O4、O3、O2 都是由氧元素组成的单质，都是氧的同素异形体，A 正确；同素异形体间的转化属于化学变化，B 不正确；O4 与 O2 组成结构不同，化学性质应该有差异，C 正确；O4的摩尔质量比 O2 大，故其密度较大，D 正确。3下列分子式表示一种纯净物的是()AC4H10BC
3、CC2H6O DO2D解析：C4H10 有两种结构，正丁烷和异丁烷，故 A 错误；C可能为石墨或金刚石，故 B 错误；C2H6O 有两种结构，乙醇和二甲醚，故 C 错误；O2 只代表氧气一种物质，属于纯净物，故 D正确。4意大利罗马大学的 Fulvio Cacace 等人获得了极具理论研究意义的 N4分子。N4分子结构如图所示，下列说法正确的是()AN4 属于一种新型的化合物BN4 转化为 N2 属于物理变化CN4 的摩尔质量为 56DN4 与 N2 互为同素异形体D解析：N4 是一种单质，与 N2 互为同素异形体，二者之间的转化属于化学变化，N4 的摩尔质量为 56 gmol1。5下列说法正
4、确的是()A相对分子质量相同的物质一定是同一种物质B相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体C白磷和红磷是同分异构体D分子式相同的不同物质一定互为同分异构体D解析：本题主要考查对同分异构体概念的理解。值得注意的是同分异构体必然具有相同的分子式和相同的相对分子质量，但具有相同的相对分子质量的物质却不一定具有相同的分子式。如N2 和 CO，A、B 不正确；白磷和红磷是磷元素的两种不同单质，是同素异形体，C 不正确。6在考古工作中用的较多的是 13C、15N 的分析方法。下列关于 13C、15N 的叙述正确的是()A13C 与 15N 具有相同的中子数BC60、13C 和石墨互为同素异形体C等物质
5、的量的 13C17O 和 15N2 两种气体具有相同的质子数和原子数D13C、15N 和 C60、N70 互为同位素C解析：A 中 13C 的中子数为 7，而 15N 的中子数为 8；B 中三者不互为同素异形体；D 中 C60、N70 为单质。7(多选)下列判断中，正确的是()ACH3COONH4 与 H2NCH2COOH 是同分异构体BCH3CH2Cl 与 CH2ClCH3 是同分异构体CH2NCH2COOH 与 CH3CH2NO2 是同分异构体D与 CH3CHO 是同分异构体CD8下列说法正确的是()A18O2 和 16O3 互为同位素B正己烷和 2,2-二甲基丙烷互为同系物CC60 和
6、C70 是具有相同质子数的不同核素DH2NCH2COOCH3 和 CH3CH2NO2 是同分异构体B解析：同位素的研究对象为原子，而 18O2 和 16O3 为单质，A项错误；正己烷和 2,2-二甲基丙烷结构相似，在分子组成上相差1 个“CH2”原子团，两者互为同系物，B 项正确；C60 和 C70 均为单质，不是核素，C 项错误；H2NCH2COOCH3 的分子式为C3H7NO2，而 CH3CH2NO2 的分子式为 C2H5NO2，两者不是同分异构体，D 项错误，故选 B。9硫氮化合物是现代无机化学最为活跃的领域之一。(SN)n是迄今唯一已知的具有超导性质的链状无机高分子。下列关于如图所示的
7、硫氮化合物的分子结构的说法中，正确的是()A该物质的化学式为 SNB该物质与化合物 S2N2 互为同分异构体C该物质是电的良导体D1 mol 该分子中含有的共价键个数为 86.021023C解析：根据分子结构可知，该物质的分子中含有 4 个 S、4个 N，所以它的化学式是 S4N4，A 项错误；同分异构体是指分子式相同，结构不同的化合物，所以 S4N4 与 S2N2 不互为同分异构体，B 项错误；由于硫氮化合物具有超导性质，故在一定条件下为电的良导体，C 项正确；图示分子中有 8 个 SN 键，1 个 SS键，故 1 mol 分子中，共价键的个数为 96.021023，D 项错误。1020 世
8、纪 80 年代后，人们发现并证实了碳存在另一类单质，它们是由一系列偶数个碳原子组成的分子，其中 C60(足球烯，分子中含有 30 个双键)最具有代表性。如下图所示为 n 个 C60 连接而成的物质 X。下列有关说法不正确的是()AX 难溶于水BX 是一种新型化合物CX 与石墨互为同素异形体DX 的摩尔质量为 720n gmol1B解析：由碳元素组成单质的性质可推知，X 难溶于水，A 项正确；该物质为单质，B 项错误；由同素异形体的定义知，C 项正确；X 的摩尔质量为 720n gmol1，D 项正确。11下列各组物质中，两者互为同分异构体的是()CuSO45H2O 和 CuSO43H2ONH4
9、CNO 与 CO(NH2)221H2O 和31H2OABCDB解析：分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体。中化学式不同且无分子存在。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。中水分子的结构相同，不互为同分异构体。12重水(D2O)是重要的核工业原料，下列说法错误的是()A氘(D)原子核外有 1 个电子B1H 与 D 互称同位素CH2O 与 D2O 互称同素异形体D1H182 O 与 D162 O 的相对分子质量相同C解析：同位素是同种元素的不同种原子间的互称，氘(D)的原子核内有 1 个质子和 1 个中子，核外有 1 个电子，与 1H 互称同位素，A、B 正确；同一种元
10、素形成的多种单质互称同素异形体，H2O 与 D2O 均为化合物，不互称同素异形体，C 错误；1H182 O 与D162 O 的相对分子质量均为 20，D 正确。二、非选择题(28 分)13(12 分)分析下列物质，回答下列问题(填序号)：(1)互为同素异形体的是。(2)互为同分异构体的是。(3)互为同位素的是。(4)属于同一化合物的是。解析：12 6C 与13 6C 的质子数相同，中子数不同，是碳元素的两种核素，二者互为同位素；石墨与富勒烯是由碳元素形成的不同单质，二者互为同素异形体；硝基丙烷与丙氨酸的分子式都为C3H7NO2，CH3CH2CH2CH3 和的 分 子 式 都 为C4H10，但是
11、结构不同，所以它们都分别互为同分异构体；天然气与沼气的主要成分都是 CH4，属于同一种物质；HF 与 HCl 属于不同的分子。14(6 分)根据以下叙述，回答(1)(2)小题。大气中的臭氧层可滤除大量的紫外光，保护地球上的生物。氟利昂(如 CCl2F2)可在光的作用下分解，产生 Cl 原子，Cl 原子会对臭氧层产生长久的破坏作用，臭氧的分子式为 O3。有关反应为：O3=光 O2O ClO3=光 ClOO2OClO=ClO2 总反应为 2O3=3O2。(1)在上述臭氧变成氧气的过程中，Cl 原子是。A反应物B生成物C中间产物D催化剂(2)O3 和 O2 是。A同一种物质B氧的同素异形体C氧的同位
12、素D同一种元素D解析：(1)根据催化剂的定义，Cl 原子是催化剂，由此可见催化剂并不是不参加反应，只不过是反应前后化学性质保持不变的物质。(2)由同种元素组成的不同单质叫做同素异形体。O3 和 O2 是由氧元素组成的两种不同的单质，所以 O3 和 O2 属于同素异形体。B15(10 分)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 Sx 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 11.43 gL1，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。S8S6S4多种同素异形体解析：由题意知：(1)中硫蒸气的相对分子质量为：M11.4322.4256，其单质的分子式为 S8；(2)中硫蒸气的相对分子质量为：M296.62192，其单质的分子式为 S6；(3)中硫蒸气的相对分子质量为：M642128，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。