同素异形体的概念

【04】了解同素异形体的概念。1．概念同素异形现象：一种元素形成几种单质的现象叫同素异形现象。同素异形体：由同一种元素形成的多种单质，叫做这种元素的同素异形体。２．产生同素异形现象的原因同素异形体的分子构成不同。如氧气O2和臭氧O3、白磷o1。【答案】A【点评】与同素异形体容易混淆的概念有同分异构体、同系物、同位素等。同位素是指质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子。同分异构体指分子式相同，结构不同的物质。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。同分异构体、同系物多指有机物。例2．C60与现代足球有很相似的结构，它与石墨互为A．同位素B．同素异形体C．同分异构体D．同系物【解析】C60是碳元素的一种单质，它与石墨互为同素异形体。【答案】B。例3．关于磷的下列叙述中,正确的是A．红磷没有毒性而白磷剧毒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】同素异形体的性质可能有很大差别，如红磷没有毒性而白磷剧毒。白磷在加热到260℃可转变为红磷，但必须在隔绝空气的条件下进行，否则白磷很容易与空气中的氧气反应，这也是白磷不安全的原因。少量白磷应保存在水中，较多量白磷则应密封保存。【答案】Ａ、D常见的几对同素异形体，如O2和O3，白磷和红磷，金刚石和石墨等要熟练掌握，它们仍旧是考查的重点。命题时，如果把同位素知识结合起来考查会增大试题的难度。原子里具有相同质子数，不同中子数的同一元素的原子互称同位素，如16O和18O互称同位素，但16O和18O并不是氧元素形成的单质，不能称为氧元素的同素异形体。那么，16O2和18O2都是氧气分子，能不能称为氧元素的同素异形体也不能称为氧元素的同素异形体，因为它们是分子组成相同的单质。而16O2和18O3，虽然由不同的同位素原子形成，但分子中原子个数不同，前者是氧气分子，后者是臭氧分子，可以称为氧元素的同素异形体。同素异形体只是高中化学中的一个小“知识点”，也许不被采用独立命题，可能会与其它知识结合起来进行综合命题。1．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．同素异形体C．同分异构体D．同系物答案：B提示：由同一种元素形成的多种单质叫做这种元素的同素异形体，H3和H2都是由H元素的同素异形体。同系物指的是化合物，结构相似，在分子组成上相差1个或若干个CH2原子团的物质互称同系物。同分异构体指分子式相同，结构不同的化合物。2．最近，科学家研制得一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，分子式为C60，下列说法正确的是A．C60是一种新型的化合物B．C60和石墨都是碳的同素异形体C．C60中含有离子键D．C60的相对分子质量是720答案：B、D提示：C60只含有一种元素，是一种碳的单质，相对分子质量是12×60=720。与金刚石、石墨等碳的单质间互为同素异形体；由于分子内是碳原子间的结合，不可能形成离子键。3．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CC2F2可在光的作用下分解，产生C原子，C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：①O3O2＋O②C＋O3CO＋O2③CO＋OC＋O2总反应：2O33O2 1在上述臭氧变成氧气的反应过程中，C是A．反应物 B．生成物 C．中间产物 D．催化剂 2O2和O3是 A．同分异构体 B．同系物C．氧的同素异形体 D．氧的同位素答案：1D；2C。提示：由于C原子与O3反应生成的CO极不稳定，立即与反应①的生成物原子氧反应生成氧气并重新转化为C原子，所以能长久起破坏作用，因此C原子是能改变其他反应破坏臭氧的反应即总反应的速度而自身的质量和化学性质不变的催化剂。O2和O3是氧的同素异形体。4．下列各组物质间互为同素异形体的是A．C60、金刚石、石墨B．16O2和18O3C．氢气H2和重氢气D2D．水H2O和重水D2O答案：A、B提示：形成同素异形体的原因是：（1）晶体中原子排列方式不同，如金刚石和石墨，（2）分子中原子个数不同，如氧气和臭氧。由同位素形成的分子组成相同的单质不互为同素异形体。5．能证明金刚石和石墨是同素异形体的事实是A．都具有较高熔点B．都难溶于一般溶剂C．在氧气里充分燃烧都只生成二氧化碳D．在一定条件下金刚石可以由石墨制取答案：C、D提示：同种元素组成的性质不同的单质互称为同素异形体，所以能证明金刚石，石墨含有同种元素的事实才符合题意。金刚石、石墨在氧气里充分燃烧都只生成二氧化碳，在一定条件下金刚石可以由石墨制取都可证明金刚石、石墨都是由碳元素组成单质。故C、D为正确答案。6．由短周期元素形成的四种常见的非金属单质A、B、C、D。在室温下，它们之中有三种气体，一种固体。在这些单质中，B的式量最小，C次之。这些单质和甲、乙、丙、X、Y五种化合物之间存在如下关系：（1）写出化合物乙的化学式______。（2）上述图示的化学反应共有。种基本反应类型，其中化合反应有______个。（3）上述四种单质中存在同素异形体的元素是（写元素符号）______。答案：（1）H3PO4（2）2种（化合与复分解），5（3）O、P提示：除稀有气体外，短周期非金属单质只有5种在常温下是气态。故三种气体应是H2、N2、O2、C2中的三种（F2不常见）；A与D反应存在量的问题，A（或D）有一个可能是固体（气体间的两两反应不存在量的问题）；由相互反应关系可