概念辨析--同位素同素异形体同系物同分异构体和同种物质的比较

《概念辨析--同位素同素异形体同系物同分异构体和同种物质的比较》由会员分享，可在线阅读，更多相关《概念辨析--同位素同素异形体同系物同分异构体和同种物质的比较（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、( 概念辩析 ) 同位素、同素异形体、同系物、同分异构体和同种物质的比较。同位素、同素异形体、同系物和同分异构体的比较化学基本概念反映化学物质的本质属性，是化学的基础。明确概念的内涵与外延，是正确把握知识的要素，也是正确判断和推理的基础，因此在概念的教学中，让学生掌握、运用概念，尤为重要。同位素、同素异形体、同系物、同分异构体和同一种物质等化学中几个经常用到的概念，也是一些同学经常混淆的概念，下面就这几个概念的区别加以详细的说明。对于同位素、同素异形体、同系物和同分异构体这四个概念，学习时应着重从其定义、对象、化学式、结构和性质等方面进行比较，抓住各自的不同点，从而理解和掌握。这几个概念都表明

2、了事物之间的关系，下表列出了比较了它们的异同：同位素同素异形体同系物同分异构体定义质子数相同， 中子数不同的原子 (核素 )由同一种元素组成的不同单质结构相似，分子组成相差一个或若干个 CH2基团的物质分子式相同， 结构 不 同 的 化 合物对象原子单质化合物化合物化学式元素符号表示不同， 如、元 素 符 号 表 示 相同，分子式可以不同，如 O2和 O3不同相同结构电子层结构相同， 原子核结构不同单质的组成或结构不同相似不同性质物理性质不同， 化学性质相同物理性质不同，化学性质相同物理性质不同， 化学性质相似物理性质不同，化 学 性 质 不 一定相同说明：1、同位素的对象是原子，在元素周期表

3、上占有同一位置, 化学性质基本相同, 但原子质量或质量数不同, 从而其质谱行为、放射性转变和物理性质( 例如在气态下的扩散本领) 有所差异。2、同素异形体的对象是单质，同素异形体的组成元素相同，结构不同，物理性质差异较大，化学性质有相似性，但也有差异。如金刚石和石墨的导电性、硬度均不同，虽都能与氧气反应生成CO2，由于反应的热效应不同，二者的稳定性不同（石墨比金刚石能量低，石墨比金刚石稳定）。同素异形体的形成方式有三种：(1) 组成分子的原子数目不同，例如： O2和 O3。(2) 晶格中原子的排列方式不同，例如：金刚石和石墨。(3) 晶格中分子排列的方式不同，例如：正交硫和单斜硫( 高中不要求

4、此种) 。注意：同素异形体指的是由同种元素形成的结构不同的单质，如H2和 D2的结构相同，不属于同素异形体。3、 同系物的对象是有机化合物，属于同系物的有机物必须结构相似，在有机物的分类中，属于同一类物质，通式相同，化学性质相似，差异是分子式不同，相对分子质量不同，在组成上相差一个或若干个CH2原子团，相对分子质量相差14 的整数倍，如分子中含碳原子数不同的烷烃之间就属于同系物。(1) 结构相似指的是组成元素相同，官能团的类别、官能团的数目及连接方式均相同。结构相似不一定是完全相同，如CH3CH2CH3和(CH3)4C，前者无支链，后者有支链，但二者仍为同系物。(2) 通式相同，但通式相同不一

5、定是同系物。例如：乙醇与乙醚它们的通式都是CnH2n+2O,但他们官能团类别不同, 不是同系物。又如：乙烯与环丁烷, 它们的通式都是CnH2n, 但不是同系物。(3) 在分子组成上必须相差一个或若干个CH2原子团。但分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质却不一定是同系物，如CH3CH2Br 和 CH3CH2CH2Cl 都是卤代烃，且组成相差一个CH2原子团，但二者不是同系物。(4) 同系物具有相似的化学性质，物理性质有一定的递变规律，如随碳原子个数的增多，同系物的熔、 沸点逐渐升高； 如果碳原子个数相同，则有支链的熔、 沸点低， 且支链越对称，熔、沸点越低。 如沸点：正戊烷异戊烷新戊烷。

6、同系物的密度一般随着碳原子个数的增多而增大。4、同分异构体的对象是化合物，属于同分异构体的物质必须化学式相同，结构不同，因而性质不同。具有“五同一异”，即同分子式、同最简式、同元素、同相对原子式量、同质量分数、结构不同。属于同分异构体的物质可以是有机物，如正丁烷和异丁烷；可以是有机物和无机物， 如氰酸铵和尿素； 也可以是无机物， 如Pu(H2O)4Cl3和Pu(H2O)2Cl2 2H2O Cl。在有机物中， 很多物质都存在同分异构体，中学阶段涉及的同分异构体常见的有以下几类：(1) 碳链异构：指碳原子之间连接成不同的链状或环状结构而造成的异构。如C5H12有三种同分异构体，即正戊烷、异戊烷和新

7、戊烷。(2) 位置异构 ( 官能团位置异构) ： 指官能团或取代基在在碳链上的位置不同而造成的异构。如 1丁烯与2丁烯、 1丙醇与2丙醇、邻二甲苯与间二甲苯及对二甲苯。(3) 类别异构 ( 又称官能团异构) ：指官能团不同而造成的异构，如1丁炔与1，3丁二烯、丙烯与环丙烷、乙醇与甲醚、丙醛与丙酮、乙酸与甲酸甲酯、葡萄糖与果糖、蔗糖与麦芽糖等。(4) 其他异构方式：如顺反异构、对映异构（也叫做镜像异构或手性异构）等，在中学阶段的信息题中屡有涉及。各类有机物类别异构体情况： CnH2n+2：只能是烷烃， 而且只有碳链异构。如 CH3(CH2)3CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)

8、4 CnH2n：单烯烃、环烷烃。如 CH2=CHCH2CH3、CH3CH=CHCH3、CH2=C(CH3)2、CnH2n-2：炔烃、二烯烃、环烯烃。如： CnH2n-6： 芳香烃（苯及其同系物） 。 如： CnH2n+2O：饱和脂肪醇、醚。如：CH3CH2CH2OH 、CH3CH(OH)CH3、CH3OCH2CH3CnH2nO： 醛 、 酮 、 环 醚 、 环 醇 、 烯 基 醇 。 如 ： CH3CH2CHO、 CH3COCH3、CH2=CHCH2OH 、 CnH2nO2：羧酸、酯、羟醛、羟基酮。如：CH3CH2COOH 、CH3COOCH3、HCOOCH2CH3、HOCH2CH2CHO 、

9、 CH3CH(OH)CHO 、CH3COCH2OH CnH2n+1NO2：硝基烷、氨基酸。如：CH3CH2NO2、H2NCH2COOH Cn(H2O)m：糖类。如： C6H12O6：CH2OH(CHOH)4CHO 、CH2OH(CHOH)3COCH2OHC12H22O11：蔗糖、麦芽糖。例 1、下列各组物质中，两者互为同分异构体的是( ) 。CuSO4?3H2O和 CuSO4?5H2O NH4CNO 和 CO(NH2)2 C2H5NO2和 NH2CH2COOH Pu(H2O)4Cl3和Pu(H2O)2Cl2 ?2H2O?ClA、B、C、D、解析： 同分异构体是分子式相同，但结构不同。CuSO4

10、?3H2O和 CuSO4?5H2O组成就不同，不是同分异构体； NH4CNO和 CO(NH2)2分子式相同，二者结构不同，互为同分异构体；C2H5NO2和NH2CH2COOH ，前者是硝基化合物，后者是氨基酸， 分子式相同， 属于类别异构； Pu(H2O)4Cl3和Pu(H2O)2Cl2 ?2H2O?Cl，前者表示四个水分子直接和Pu相结合，后者中是两分子的水和两个氯离子与Pu 相结合，所以结构不同，互为同分异构体。正确选项为B。例 2、下列各组物质，其中属于同系物的是( ) 。(1) 乙烯和苯乙烯(2) 丙烯酸和油酸(3) 乙醇和丙二醇(4) 丁二烯与异戊二烯 (5) 蔗糖与麦芽糖A(1)(

11、2)(3)(4) B(2)(4) C(1)(2)(4)(5) D(1)(2)(4) 解析： 同系物是指结构相似，即组成元素相同，官能团种类、个数相同，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，即分子组成通式相同的物质。乙烯和苯乙烯，后者含有苯环而前者没有；丙烯酸和油酸含有的官能团都是双键和羧基，而且数目相同所以是同系物；乙醇和丙二醇官能团的数目不同；丁二烯与异戊二烯都是共轭二烯烃，是同系物；蔗糖和麦芽糖是同分异构体而不是同系物。正确选项为B。例 3、有下列各组微粒或物质：CH3A、 O2和O3 B 、C 和C C、 CH3CH2CH2CH3和CH3CH2CHCH3H Cl CH3D、ClCCl

12、 和 ClC H E、CH3CH2CH2CH3和 CH3CH CH3H H（1）组两种微粒互为同位素；（2）组两种物质互为同素异形体；（3）组两种物质属于同系物；（4）组两物质互为同分异构体；（5）组两物质是同一物质。解析： 这道题主要是对几个带“同字”概念的考查及识别判断能力。A项为都由氧元素形成的结构不同的单质，为同素异形体。B项为质子数相同，中子数不同的原子，属于同位素。C 项均为烷烃结构，分子组成上相差一个CH2原子团，属于同系物。D 项均为甲烷的取代产物，因而是立体结构，是同种物质。D项的分子式相同，结构不同( 碳链异构 ) ，是同分异构体。正确选项为：（1）B （2） A （3）C

13、 （4）E （5）D例 4如果定义有机物的同系列是一系列结构简式符合： ( 其中 n=0、1、2、3,) 的化合物。式中A、B是任意一种基团( 或氢原子 ) ，w为 2 价的有机基团，又称为该同系列的系差。同系列化合物的性质往往呈现规律性变化。下列四组化合物中，不可称为同系列的是：ACH3CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH2CH3BCH3CH CHCHO CH3CH CHCH CHCHO CH3(CH=CH)3CHO CCH3CH2CH3CH3CHClCH2CH3CH3CHClCH2CHClCH3DClCH2CHClCCl3ClCH2CHClCH2C

14、HClCCl3 ClCH2CHClCH2CHClCH2CHClCCl3解析： 此题是 95 年全国高考题，也是一个信息题，信息中给出了一个新的概念同系列。在课堂上我们学习过同系物这一概念。这就形成了两个非常相近的概念，需要我们在理解新信息的基础上，进行对比、辨析，然后运用解题。同系物是指结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质。 而同系列是指结构相似，在结构上相差一个或若干个重复结构单元的物质。据此可迅速作出判断，正确选项为C。练习：1在热核反应中没有中子辐射，作为能源时不会污染环境。月球上的储量足够人类使用1000 年，地球上含量很少。和两者互为（）A同素异形体B同位素C同系

15、物D同分异构体解析：和的质子数相同，中子数不同，二都均为原子，互为同位素。答案： B2美国和墨西哥研究人员将普通纳米银微粒分散到纳米泡沫碳（碳的第五种单质形态）中，得到不同形状的纳米银微粒，该纳米银微粒能有效杀死艾滋病病毒(HIV 1)。纳米泡沫碳与金刚石的关系是学科网A 同素异形体 B同分异构体C同系物 D同位素 学科网解析： 因纳米泡沫碳是碳的第五种单质形态，而金刚石也是碳的一种单持同，所以二者是由同种元素形成的结构不同的单质，故为同素异形体。答案：A3下列各对物质中属于同分异构体的是（）。A.C与C B.O2与 O3解析： A是同位素， B是同素异形体，C是同一物质， D是同分异构体。答

16、案：D4下列各组物质中，互为同系物的是（）。A. OH 与CH3B. HCOOCH3与CH3COOC3H7C. CH=CH2与 CH3CH=CH2 D. C6H5OH与 C6H5CH2OH 解析： A项二者相差一个氧原子，不是同系物。B项均为酯，结构相似，又分子组成上相差一个 CH2原子团，属于同系物。C项不是同一类别的有机物，结构不相似，不是同系物。D项的 C6H5OH是苯酚， C6H5CH2OH是苯甲醇，不是同一类别的，结构不相似，不是同系物。答案： B5下列各组物质中一定互为同系物的是（）。AC3H8、C8H18B C2H4、C3H6 C C2H2、C6H6D C8H10、C6H6解析： A项均为烷烃，分子组成上相差CH2原子团，是同系物。B项不一定互为同系物，当二者都是烯烃时，是同系物；当C3H6是环丙烷时，不是同系物。同理，C项结构不相似，不是同系物。 D项可以是不同的类别，不