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苏教版高中化学必修二高一化学智能优化训练:1.3.1同素异形体与同分异构体

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高中化学学习材料
(灿若寒星**整理制作)

精品试卷

1.据报道,科学家已成功合成了少量 N4,有关 N4 的说法正确的是( ) A.N4 是 N2 的同素异形体 B.N4 是 N2 的同分异构体 C.相同质量的 N4 和 N2 所含原子个数比为 1∶2 D.N4 的摩尔质量是 56 g 解析:选 A。本题是对“同素异形体”“同分异构体”等基本概念的考查,以及对“摩尔质量”单位及其有关 计算的考查,是学生应掌握的基础知识。A 项考查“同素异形体”概念:同种元素形成的不同单质之间的互称,N4 和 N2 都是氮元素形成的单质,故 A 正确;B 项中 N4 和 N2 很显然组成分子的原子的个数不同,故不可能是“同分 子式”;C 项中相同质量的 N4 和 N2 中所含原子个数比应是:总质量除以氮原子的摩尔质量之比,因总质量相同、 摩尔质量相同,故应是 1∶1;D 项中摩尔质量的单位应是 g·mol-1;故选 A。 2.下列说法正确的是( )
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
解析:选 D。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。
3.最近医学界通过放射性 14C 标记 C60,发现一种 C60 的羧酸衍生物在特定条件下通过断裂 DNA 杀死细胞,从 而抑制艾滋病,则有关 14C 的叙述正确的是( )
A.与 C60 中普通碳原子的化学性质不同 B.与 16O 含有的中子数相同 C.是 C60 的同素异形体 D.与 14N 互为同位素 解析:选 B。某元素原子的化学性质是由最外层电子数决定的,同位素的对象是原子,而同素异形体的对象是
单质。
4.下列各组物质中互为同分异构体的是( ) A.1H2、2H2 与 3H2 B.冰与干冰 C.乙烯与乙炔

D.

解析:选 D。同分异构体是指分子式相同,结构不同的化合物,D 符合要求。

5.将下列物质进行分类:

A.白磷和红磷

B.16O 与 18O

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C.O2 与 O3

D.H2O 与 D2O

精品试卷

(1)互为同位素的是________。(填字母编号,下同) (2)互为同素异形体的是________。 (3)互为同分异构体的是________。 解析:白磷和红磷、O2 与 O3 是同一种元素组成的不同性质的单质;16O 与 18O 是同种元素的不同原子;E、F 中的两种物质分子式相同,但结构不同。
答案:(1)B (2)AC (3)EF

一、单项选择题

1.(2011 年镇江调研)据报道,最近科学家在宇宙中发现 H3 分子,则 H3 和 H2 属于( )

A.同位素

B.同一种物质

C.同素异形体

D.以上都不是

解析:选 C。H3 和 H2 都是由氢元素组成的不同单质,属同素异形体。 2.下列各组物质既不属于同位素,也不属于同素异形体的是( ) A.16O 和 18O

B.金刚石、石墨和富勒烯(C60) C.O2 和 O3 D.H2O 和 H2O2 解析:选 D。H2O 和 H2O2 都是化合物,同位素针对原子而言,而同素异形体针对单质而言。 3.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 的相互转化是物理变化 解析:选 B。本题主要考查 O3 与 O2 的性质及同素异形体的知识。O2 与 O3 由于是同种元素形成的不同单质, 故是同素异形体。O3 与 O2 的转化为化学变化。O3 与 O2 要含相同质子数,必须含有相同原子数,由 O2 与 O3 组成来

看,在相同条件下,V(O2)∶V(O3)=3∶2 时才能使质子数相同。 分解,437 K 以上快速分解),看出 O3 不稳定,易转化成稳定的 O2。
4.下列过程中发生了化学变化的是( )

,2O3,而 2O3==常=温==3O2(常温下缓慢

A.红磷隔绝空气加热到 416 ℃升华后冷凝得白磷

B.蒸馏海水制取蒸馏水

C.二氧化碳气体变成干冰

D.氯化钠变成氯离子和钠离子

答案:A

5.医学研究证明,用放射性13553I 治疗肿瘤可收到一定疗效,下列有关13553I 叙述正确的是( ) A.13553I 是碘的一种同素异形体 B.13553I 是一种新发现的元素 C.13553I 位于元素周期表中第 4 周期ⅦA 族 D.13553I 核内的中子数与核外电子数之差为 29 解析:选 D。本题考查了原子结构、同位素知识。同素异形体是同种元素形成的不同单质,13553I 是碘的同位素, A 项错误;13553I 属于碘元素,是一种核素,B 项错误;13553I 位于元素周期表的第 5 周期ⅦA 族,C 项错误;质量数= 质子数+中子数,原子中,质子数,核外电子数,故13553I 中核内的中子数与核外电子数之差为:135-53-53=29,
D 项正确。

6.下列化学式中只能表示一种物质的是( )

A.CH4

B.C2H6O

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精品试卷

C.C4H10

D.C5H12

解析:选 A。CH4 不存在同分异构体,C2H6O 可能是乙醇或二甲醚,C4H10 有两种同分异构体,C5H12 有三种同

分异构体。

二、不定项选择题

7.13C-NMR(核磁共振)、15N-NMR 可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构,Kurt Wuthrich 等人 为此获得 2002 年诺贝尔化学奖。下面有关 13C、15N 叙述正确的是( )
A.13C 和 15N 有相同的中子数 B.13C 和 C60 互为同素异形体 C.15N 与 14N 互为同位素 D.15N 的核外电子数与中子数相同
答案:C
8.(2011 年湖州高一检测)科学家最近发现两种粒子:第 1 种是只由四个中子构成的粒子,这种粒子称为“四
中子”,也有人称之为“零号元素”;第 2 种是由四个氧原子构成的分子,下列有关这两种粒子的说法不.正确的是

() A.“四中子”不显电性 B.“四中子”质量数为 4 C.第 2 种粒子是氧元素的另一种同位素 D.第 2 种粒子是 O2 的同素异形体 解析:选 C。O2 与 O4 是由同种元素形成的不同单质,故 D 正确,C 错误。 9.下列判断中,正确的是( ) A.CH3COONH4 与 H2N—CH2—COOH 是同分异构体 B.CH3CH2Cl 与 CH2ClCH3 是同分异构体 C.H2N—CH2—COOH 与 CH3—CH2—NO2 是同分异构体

D.

与 CH3CHO 是同分异构体

解析:选 CD。A 项中两物质分子式不同;B 项中 CH3CH2Cl 与 CH2ClCH3 是同一种物质。

10.(2011 年南师附中月考)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,反应过程

可表示为:2O2氧==正=离==子O4,下列说法错误的是( )

A.O4 与 O2、O3 都是氧的同素异形体

B.合成 O4 属于物理变化

C.O4 与 O2 的化学性质完全相同

D.O4 的密度比 O2 大

答案:BC

三、非选择题

11.(2011 年上海浦东区高一检测)1985 年科学家发现的 C60 分子是由 60 个碳原子构成的,它的形状像足球, 因此又称“足球烯”。1991 年科学家又发现了一种碳的单质——碳纳米管,它是由五边形和六边形碳环微结构单元

构成的管状大分子。用你所学的知识回答下列问题:

(1)金刚石、石墨、足球烯、碳纳米管物理性质有较大差异的原因是________。

(2) 常 温 下 足 球 烯 和 碳 纳 米 管 的 化 学 性 质 是 否 活 泼 ? ________( 答 “ 是 ” 或 “ 否 ”) , 其 理 由 是

________________________________________________________________________。

(3)请你设计一个方案,证明足球烯和碳纳米管都是由碳元素组成的____________________________。(文字简

要叙述)

答案:(1)各物质分子碳原子排列的方式不同 (2)否 因为碳原子的最外层电子数为 4,常温下不易得失电子,

故它们的化学性质不活泼 (3)将足球烯、碳纳米管分别放在充满足量氧气的密闭容器中使之充分燃烧,测定其生成

物只是 CO2,且 CO2 里所含的碳的质量等于燃烧前足球烯或碳纳米管减少的质量

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精品试卷

属于同分异构体的是________;属于同一种物质的是________。(填序号)

解析:①③的分子式都为 C6H12 但结构不同,所以它们互为同分异构体;②④分子式和结构式都相同,属同一 种物质。

答案:①③ ②④

13.硫通常是一种黄色晶体,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。对三种蒸气的测定结果如下: (1)橙色蒸气的密度折算到标准状况下是 11.43 g·L-1,则它的化学式是________。

(2)红棕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为 64,则它的化学式是________,以上事实说明,硫有________。 解析:橙色蒸气的密度折算到标准状况下是 11.43 g·L-1,M=11.43 g·L-1×22.4 mol·L-1=256 g·mol-1,x=8, 则橙色蒸气 Sx 为 S8;红棕色蒸气的质量是相同状况时同体积空气的 6.62 倍,M=29×6.62=192 g·mol-1,x=6,则 红棕色蒸气为 Sx 为 S6;无色蒸气对氢气的相对密度为 64,则无色蒸气 Sx 为 S4。 答案:(1)S8 (2)S6 (3)S4 多种同素异形体 14.(2011 年浙江金华一中高一阶段性考试)有两种气体单质 Am 和 Bn,已知 2.4 g Am 和 2.1 g Bn 所含原子数目相 同,而且在相同条件下,它们的体积比为 2∶3,又知 A 和 B 的原子核内质子数和中子数相等,且 A 原子中 L 电子

层所含电子数是 K 层上所含电子数的 3 倍。试通过计算推断出:

(1)A、B 元素的名称。

(2)m 和 n 的值。

(3)Am 在自然界中常见的一种同素异形体的分子式。

解析:(1)根据

A

原子的

L

层电子数是

K

层的

3

倍,可推知

A

是氧元素,Am

中含

A

原子的物质的量为 16

2.4 g g·mol-1

=0.15 mol,则 Bn 中含 B 原子数也为 0.15 mol,B 元素的原子的摩尔质量=0.125.1mgol=14 g/mol,故 B 元素为氮(N)。

(2)同温同压下,气体的体积之比等于物质的量之比:n(Am)∶n(Bn)=2∶3,2m=3n,m=3,n=2,则 Am 为 O3,Bn 为 N2。(3)O3 常见的一种同素异形体为 O2。
答案:(1)氧 氮 (2)3 2 (3)O2

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