2023届一轮复习：微专题16“四同”概念的理解与辨析

1、精彩三年选考尖峰 化学2023第十二章 原子结构与元素周期表微专题十六“四同”概念的理解与辨析(1)元素与核素。同种元素可以有若干种不同的核素，即核素种类远大于元素种类。同一元素的不同原子，其质量数不同，核外电子层结构相同，其原子、单质及构成的化合物的化学性质几乎完全相同，只是某些物理性质略有差异。(2)同素异形体的研究对象是单质，同素异形体的组成元素相同结构不同，物理性质差异较大，化学性质具有相似性，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，但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)。(3)同系物的研究对象是有机化合物结

2、构相似指的是组成元素相同，官能团的类别、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C(CH3)4，前者无支链，后者有支链，但二者仍互为同系物。通式相同，但通式相同的有机化合物不一定是同系物。例如：乙醇与乙醚的通式都是CnH2n2O，但它们的官能团类别不同，不是同系物。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C2H4和C3H6在分子组成上相差1个CH2原子团，但前者是乙烯，后者若是丙烯，则为同系物，若为环丙烷，则不是同系物。同系物具有相似的化学性质，物理性质有一定的递变规律，如随着碳原子数增多，同

3、系物的熔、沸点逐渐升高；如果碳原子数相同，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。同系物的密度一般随着碳原子数的增多而增大。(4)同分异构体的研究对象是化合物。属于同分异构体的物质分子式相同，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、同相对分子质量、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无机物，如Pu(H2O)4Cl3和Pu(H2O)2Cl22H2OCl。例1 2021浙江1月选考下列说法正确的是()A14N2和15N2互为同位素B间二甲苯和苯互为同系物CFe2C和Fe3C互为同素异形体

4、D乙醚和乙醇互为同分异构体B 【解析】14N2和15N2均为氮气分子，不能互称同位素，同位素的研究对象是原子，A错误；间二甲苯和苯结构相似，分子中均含有1个苯环，两者在分子组成上相差2个“CH2”原子团，因此，两者互为同系物，B正确；Fe2C和Fe3C均为化合物，不能互称同素异形体，同素异形体的研究对象是单质，C错误；乙醚的分子式为C4H10O，乙醇的分子式为C2H6O，两者分子式不同，因此，两者不能互称同分异构体，D错误。例2 2021嘉兴一中模拟下列说法正确的是()A石墨烯和金刚石互为同位素BSiClCH3ClCH3和SiCH3CH3ClCl互为同分异构体C硬脂酸和乙酸互为同系物D单晶硅和

5、石英互为同素异形体C 【解析】石墨烯和金刚石互为同素异形体，而不是同位素，A错误；因为Si的四个价键类似于C，是空间结构，所以二者是同种物质，B错误；硬脂酸也叫十八酸，是饱和一元羧酸，与乙酸互为同系物，C正确；石英的主要成分是SiO2，所以石英与单晶硅不是同素异形体的关系，D错误。例3 2021杭州九中模拟下列有关说法中正确的是()A氧气和臭氧互为同位素BCH3COOH与HCOOCH3互为同分异构体CH、D、T互为同素异形体DC2H4和C3H6一定互为同系物 【解析】氧气和臭氧互为同素异形体，A错误；CH3COOH与HCOOCH3的分子式相同而结构不同，两者互为同分异构体，B正确；H、D、T三

6、者互为同位素，C错误；C2H4只能为乙烯，而C3H6可以是丙烯也可以是环丙烷，不一定互为同系物，D错误。B例4下列关于同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的说法中不正确的是()A甲酸与软脂酸互为同系物BC60与石墨互为同素异形体C35Cl与37Cl互为同位素D淀粉与纤维素互为同分异构体D 【解析】甲酸、软脂酸都是饱和一元羧酸，互为同系物，A正确；C60、石墨都是碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，B正确；C项中的两者是Cl元素的两种不同核素，互为同位素，C正确；淀粉和纤维素都是混合物，两者不可能为同分异构体，D错误。“四同”概念的辨析(1)同位素：研究对象是原子(核素)，不是分子或离子。如H2、D2T2是分子，故不互为同位素。(2)同素异形体：研究对象是单质。“素”指的是元素，“形”指的是形态、结构。如H2、D2、T2的分子结构完全相同，故不互为同素异形体。(3)同分异构体：研究对象一般为化合物。“分”指的是分子式，“构”指的是结