第9题 “四同”辨别——2023年7月浙江省普通高中学业水平考试化学专项复习学案（原卷版+解析版）

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2023年7月浙江省普通高中学业水平考试化学分题系列
选择题-第9题-“四同”辨别
【题前知道】
1.同位素(核素)：（研究对象元素的原子）质子数相同质量数不同或中子数不同的原子。如1H、2H、3H。
2.同系物：（研究对象为有机物同一类物质），官能团种类个数都相同，分子式相减相差CH2的整数倍。
3.同素异形体：（研究对象单质），有氧、碳、硫、磷等系列）、
4.同分异构体（分子式相同，结构不同）。烷烃的命名（取长链，定主名，编序号，定位置，简在前，烦在后，相同基，在一起，写位置，写个数，主名字，在最后，数目字、基团名，用线连）等知识。
一氯代物的种类判断方法：先写出烷烃的同分异构体，找出每种同分异构体中氢原子的种类数，几种氢原子则有几种一氯代物。例：C4H10有CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2两种同分异构体，第一种为中间对称，有二种氢原子，故有两种一氯代物，第二种三个-CH3一样，故也有两种氢原子，也有二种一氯代物。

【真题回顾】
1. （2022年7月浙江学考）下列说法不正确的是
A. C和N互为同位素 B. O2和O3互为同素异形体
C. C2H6和C3H8互为同系物 D. 正戊烷和异戊烷互为同分异构体
【答案】A
【解析】A．C和N的质子数不同，因此二者不能互为同位素，A错误；B．O2和O3是O元素形成的两种不同性质的单质，二者互为同素异形体，B正确；C．C2H6和C3H8都符合烷烃的分子式通式CnH2n+2，它们结构相似，在分子组成上相差1个CH2原子团，因此二者互为同系物，C正确；D．正戊烷和异戊烷分子式都是C5H12，二者的分子结构不同，因此二者互为同分异构体，D正确；故合理选项是A。
2. （2021年7月浙江学考）下列说法正确的是
A. 16O2和18O2互为同位素 B. 金刚石和石墨互为同素异形体
C. CH4和HC≡CH互为同系物 D. 乙醛和乙醇互为同分异构体
【答案】B
【解析】A．同位素为质子数相同而中子数不同的同种元素的不同种核素；16O2和18O2均为单质，故A错；
B．同素异形体为同种元素所组成的不同单质，金刚石和石墨为C元素所组成的两种不同单质，故B正确；C．同系物为结构相似，分子组成相差一个或多个CH2原子团的有机化合物；CH4和HC≡CH结构不相似故不属于同系物，故C错；D．同分异构体为分子式相同而结构式不同的有机化合物的互称；乙醛和乙醇的分子式分别为，其分子式不相同，故D错；答案选B。

【题中展示】
1.下列说法正确的是
A．和是同一种核素 B．红磷和白磷互为同素异形体
C．CH3COOCH2CH3和CH3CH2OOCCH3是不同种物质
D．CH3CH2OH可看成是由-C2H5和-OH两种官能团构成
【答案】B[来
【解析】A是两种核素。红磷和白磷是P元素所组成的两种不同单质，故B正确C是同一种物质，都是乙酸乙酯。D中-C2H5是基团，不是官能团。
2．下列各组物质的相互关系描述正确的是
A．H2、D2和T2互为同位素
B．和互为同分异构体
C．CH3CH2CH2CH3和(CH3)3CH互为同系物
D．C3H7Cl有2种同分异构体
【答案】D
【解析】A．H2、D2和T2互为同素异形体，A错误；B．和为同种物质，B错误；C．CH3CH2CH2CH3为烯烃，(CH3)3CH为烷烃，结构不像似不是互为同系物，C错误；D．C3H7Cl有2种同分异构体分别为：CH3CH2ClCH3、CH3CH2CH2Cl，D正确；
答案选D。
3．下列说法不正确的是
A．和是2种核素，它们互称同位素
B．C60与金刚石互称同素异形体
C．CH3CH2OH和CH3OCH3互为同系物
D．CH3-CH2-CH2-CH3和CH3CH(CH3)2互为同分异构体
【答案】C
【解析】A．和是2种核素，质子数相同，中子数不同，它们互称同位素，A正确；B．C60与金刚石均是碳元素形成的不同单质，互称同素异形体，B正确；C．CH3CH2OH和CH3OCH3的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，C错误；D．CH3-CH2-CH2-CH3和CH3CH(CH3)2的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，D正确；答案选C。
4．有4种碳骨架如图所示的烃，则下列判断不正确的是

A．a和d互为同分异构体 B．b和c互为同系物
C．a能生成高分子聚合物 D．c中的4个碳原子在向一平面上
【答案】D
【解析】A．a的分子式是C4H8，d的分子式是C4H8，二者分子式相同结构不同，A项正确；B．b的分子式是C5H12，c的分子式是C4H10，二者结构相似，分子组成上相差CH2，二者互为同系物，B项正确；C．a分子中含有碳碳双键，可以发生加聚反应，C项正确；D．根据甲烷分子的结构特点，c中最多只能3各碳原子共面，D项错误；故答案为D。
5．下列说法正确的是
A．和是同一种物质
B．和互为同分异构体
C．H2和D2互为同素异形体
D．正丁烷和异丁烷互为同系物
【答案】A
【解析】A项，和的主链上均为4个碳原子，2号碳原子上连有1个甲基，名称均为：2-甲基丁烷，所以二者为同一种物质，故A正确；B项，甲烷为正四面体构型，则二溴甲烷只有一种结构，即和是同一种物质，故B错误；C项，H2和D2是由氢元素的两种不同核素形成的结构相同的单质，二者不互为同素异形体，故C错误；D项，正丁烷和异丁烷的分子式相同、结构不同，二者互为同分异构体，故D错误；故选A。
6．下列说法正确的是
A．与互为同分异构体
B．石墨导电、金刚石不导电,故二者不是同素异形体
C．35Cl与37Cl为氯元素的两种不同核素
D．CH3CH2OH与HOCH2CH2CH2OH互为同系物
【答案】C
【解析】A项，与均为2-甲基丁烷，是同一个物质，A错误；B项，石墨导电、金刚石不导电，二者物理性质不同，是不同物质，但它们都是碳元素的单质，互为同素异形体，B错误；C项， 35Cl与37Cl质子数相同而中子数不同，故为氯元素的两种不同核素，互为同位素，C正确；D项，CH3CH2OH分子含1个羟基，HOCH2CH2CH2OH分子含2个羟基，分子组成差“CH2O”，不属于同系物，D错误；故选C。
7．下列说法正确的是
A．14N2和15N2互为同位素
B．碳纳米管和石墨烯互为同素异形体
C．CH2=CH2和CH2=CH-CH=CH2互为同系物
D．乙醛和乙醇互为同分异构体
【答案】B
【解析】A项，质子数相同质量数(或中子数)不同的原子互称同位素，14N2和15N2是分子不是原子，故A错误；B项，碳纳米管和石墨烯是由碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，故B正确；C项，同系物指结构相似、通式相同，组成上相差1个或者若干个CH2原子团，具有相同官能团的化合物，CH2=CH2和CH2=CH-CH=CH2含碳碳双键的数目不同，结构不相似，故C错误；D项，乙醛和乙醇分子式不同，不是互为同分异构体，故D错误；故选B。
8．下列说法不正确的是
A．乙酸与硬脂酸互为同系物
B．14C与14N互为同位素
C．H2NCH2COOH与CH3CH2NO2互为同分异构体
D．CHFCl2曾用作制冷剂，其分子结构只有一种
【答案】B
【解析】乙酸与硬脂酸都是饱和一元羧酸，分子式通式是CnH2nO2，因此它们互为同系物，A正确；14C与14N质量数相等，但由于质子数不相等，因此不能互为同位素，B错误； H2NCH2COOH与CH3CH2NO2分子式相同，结构不同，因此二者互为同分异构体，C正确； CHFCl2曾用作制冷剂，由于甲烷是正四面体结构，该物质可看作是甲烷分子的1个H原子被F原子取代，2个H原子被Cl原子取代，所以其分子结构只有一种，D正确。
9．下列说法中不正确的是
A. 金刚石和石墨互为同素异形体，两者之间能相互转化
B. CH3COOH 和CH3COOCH3 互为同系物
C. C5H12的分异构体有3 种，其熔点各不相同
D. 乙醇和二甲醚(CH3-O-CH3 )互为同分异构体
【答案】B
【解析】A项，金刚石和石墨都是有碳元素组成的单质，结构不同，因此金刚石和石墨互为同素异形体，在一定条件下，两者可以互相转化，A正确；B项，CH3COOH属于羧酸，CH3COOCH3属于酯，两者不属于同系物，B错误；C项，C5H12存在同分异构体，即为CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4，三者的熔点不同，C正确；D项，乙醇的结构简式为CH3CH2OH，分子式为C2H6O，二甲醚的结构简式为CH3－O－CH3，分子式为C2H6O，分子式相同，结构不同，两者互为同分异构体，D正确。
10．下列说法正确的是
A．与互为同分异构体
B．乙炔是乙烯的同系物
C．188O表示中子数为10的氧元素的一种核素
D．氧气和臭氧互为同素异形体，两者之间不能相互转化
【答案】C
【解析】A项，同分异构体是分子式相同结构不同的不同物质，与是同种物质，A错误；B项，同系物是结构相似，分子式相差若干个CH2的物质，乙炔和乙烯结构不相似，不是同系物，B错误；C项，188O质量数为18，质子数为8，则中子数为10，188O是原子，属于核素，C正确；D项，同素异形体是同种元素形成的不同种单质，氧气和臭氧互为同素异形体，两者之间可以相互转化，D错误；故选C。
11．下列说法不正确的是
A．126C和146C是一种核素
B．红磷和白磷互为同素异形体
C．CH3COOCH2CH3和CH3CH2COOCH3是不同物质
D．C2H4和C3H6不一定互为同系物
【答案】A
【解析】A项，核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子，126C和146的质子数相同，中子数不同，是碳元素的两种不同核素，故A错误；B项，同素异形体是指由同样的单一化学元素组成，但性质却不相同的单质，红磷和白磷都是由P元素构成的单质，但二者性质不同，互为同素异形体，故B正确；C项，分子式相同，但结构不同的物质互为同分异构体，CH3COOCH2CH3和CH3CH2COOCH3的分子式相同，但是结构不同，是不同物质，故C正确；D项，结构相似，类别相同，在分子组成上相差一个或多个CH2原子团的有机物互称同系物，C2H4和C3H6都为烯烃时互为同系物，C3H6可以形成环烷烃，此时C2H4与结构不同，类别也不相同，则二者不一定互为同系物，故D正确；故选A。
12．下列说法正确的是
A．14C和14N互为同位素
B．CH4和互为同系物
C．乙烯、石墨烯、富勒烯互为同素异形体
D．CH3COOCH2CH3和CH3CH2OOCCH3互为同分异构体
【答案】B
【解析】A项， 14C和14N的质子数不同，不能互为同位素，A错误；B项，CH4和的结构相似，分子组成相差3个CH2，因此二者互为同系物，B正确；C项，乙烯属于化合物，石墨烯、富勒烯均是碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，C错误；D项，CH3COOCH2CH3和CH3CH2OOCCH3是同一种物质，均是乙酸乙酯，不能互为同分异构体，D错误；故选B。
13．下列说法正确的是
A．(CH3CH2)2CHCH3的系统命名是2﹣乙基丁烷
B．H2与D2两者互为同位素
C．CH3CH2NO2和HOCH2CONH2互为同分异构体
D．CH2＝CH2和CH2＝CH﹣CH＝CH2互为同系物
【答案】C
【解析】A项，烷烃命名时，选用最长的碳链为主链，故主链上有5个碳原子，为戊烷，从离支链近的一端给主链上的碳原子进行编号，故在3号碳原子上有一个甲基，故为3﹣甲基戊烷，故A错误；B项，同种元素的不同种原子间互为同位素，而H2与D2均为单质，故不是同位素，故B错误；C项，CH3CH2NO2和HOCH2CONH2的分子式相同而结构不同，故互为同分异构体，故C正确；D项，CH2＝CH2和CH2＝CH﹣CH＝CH2在分子组成上相差的不是一个或若干个CH2原子团，故不是同系物，故D错误。故选C。
14．下列说法正确的是
A．石墨烯和金刚石互为同位素
B．和互为同分异构体
C．硬脂酸和乙酸互为同系物
D．单晶硅和石英互为同素异形体
【答案】C
【解析】A项，石墨烯和金刚石是同一元素形成的性质不同的两种单质，故互为同素异形体，A错误；B项，由于C和Si是同一主族元素，故当Si以四个单键与其他原子连接时形成四面体结构，故和为同一物质，B错误；C项，同系物是指结构相似组成山相差一个或若干个CH2原子团的物质，故硬脂酸C17H35COOH和乙酸CH3COOH互为同系物，C正确；D项，同一元素形成的性质不同的单质间才为同素异形体，故单晶硅为Si和石英为SiO2不互为同素异形体，D错误；故选C。
15.下列物质之间的相互关系不正确的是
A．

与
为同一种物质
B．C60、C70、金刚石、石墨互为同素异形体
C．、 、互为同位素
D．CH4与CH3CH2CH3是同系物
【答案】C
【解析】A．两个结构简式均表示邻二甲苯，故 A 正确； B．C60、C70、金刚石、石墨均是由碳元素形成的单质，互为同素异形体，故 B 正确； C．质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素，同位素关系存在于原子之间，题目给的是三种分子，故 C 错误；D．CH4与CH3CH2CH3的结构相似，分子组成上相差 2 个CH2，二者互为同系物，故 D 正确。 故选 C。
16．下列说法不正确的是
A．和互为同位素 B．红磷和白磷互为同素异形体
C．和互为同分异构体 D．和互为同系物
【答案】D
【解析】A. 核电荷数相同，中子数不同，所以和互为同位素，故A正确； B. 红磷和白磷都是由P元素组成的单质，所以互为同素异形体，故B正确；C. 为乙醇，为甲醚，分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故C正确； D. 为乙炔属于链烃，为苯属于芳香烃，不属于同系物，故D错误；答案：D。
17．下列说法不正确的是
A．35Cl和37Cl互为同位素 B．O2和O3互为同素异形体
C．CH4和C4H10互为同系物 D．和互为同分异构体
【答案】D
【解析】35Cl和37Cl的质子数均为17，中子数分别为18、20，二者互为同位素，A项正确；O2和O3为同种元素形成的不同种单质，二者互为同素异形体，B项正确；CH4和C4H10均属于烷烃，且分子间相差n个CH2原子团，C项正确；结合甲烷为正四面体结构可知，和为同种物质，D项错误。
18．下列说法不正确的是（ ）
A．12C和14C互为同位素 B．乙醇与二甲醚（CH3-O-CH3）互为同分异构体
C．红磷与白磷互为同素异形体 D．H2O与D2O互为同位素
【答案】D
【解析】A．12C和14C是质子数相同，而中子数不同的原子，互为同位素，正确；B．乙醇与二甲醚（CH3-O-CH3）分子式相同而结构不同，互为同分异构体，正确；C．红磷与白磷是由同种元素组成的不同性质的单质，二者互为同素异形体，正确；D．H2O与D2O是有同位素原子形成的水分子，化学性质相似。但是二者不能互为同位素，错误。
19．1H、2H、3H、H+、H2是
A．氢的五种同位素
B．五种氢元素
C．氢的五种同素异形体
D．氢元素的五种微粒
【答案】D
【解析】A．11H、12H、13H质子数相同，中子数不同，为三种不同的氢原子，互为同位素，H+为氢离子和H2为氢分子，故A错误；B．质子数为1，都是氢元素，故B错误；C．不是氢元素的不同单质，不是同素异形体，故C错误；D．11H、12H、13H质子数相同，中子数不同，为三种不同的氢原子，互为同位素；H+为氢离子和H2为氢分子，故它们是氢元素的五种不同微粒，故D正确；故答案选D。
20．下列说法正确的是
A．属于同位素，属于同素异形体
B．甘油（）和乙醇中都含有羟基，因此两者互为同系物
C．的名称是1，4-二甲基丁烷
D．有机物和是同分异构体
【答案】D
【解析】A．H2、D2、T2属于同种物质，均为氢气，而H、D、T属于同位素，故A错误；B．同系物中官能团的种类、数目均相同，则甘油和乙醇中羟基的数目不同，不属于同系物，故B错误；C．最长碳链有4个C，2、3号C上有甲基，名称为2，3-二甲基丁烷，故C错误；D．CH3—CH2—NO2和H2N—CH2—COOH的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故D正确；故选D。
21．下列说法正确的是
A．金刚石和C60互为同素异形体，熔沸点都很高 B．CH4与C4H10互为同系物
C．Cl与Cl互为同位素，其质子数相差2 D．乙醚和乙醇互为同分异构体
【答案】B
【解析】A．金刚石为原子晶体，熔沸点高，与C60互为同素异形体，但C60为分子晶体，熔沸点较低，故A错误；B．CH4和C4H10都为烷烃，结构相似，但分子式不同，互为同系物，故B正确；C．同位素为质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子，Cl与Cl互为同位素，质子数相等，故C错误；D．乙醚的分子式为C4H10O，而乙醇分子式为C2H6O，两者分子式不同，不是同分异构体，故D错误；故答案为B。
22．下列说法正确的是
A．白磷和红磷互为同位素
B．甲烷和丙烷、乙酸和硬脂酸分别互为同系物
C．异丁烷和2−甲基丙烷互为同分异构体
D．H、D、T互为同素异形体
【答案】B
【解析】A．白磷和红磷为磷元素的单质，互为同素异形体，选项A错误；B．甲烷和丙烷、乙酸和硬脂酸（十八烷酸）分别互为同系物，选项B正确；C．异丁烷和2−甲基丙烷为同一物质，选项C错误；D．H、D、T互为同位素，选项D错误。答案选B。
23．下列说法正确的是
A．单质硫有S2、S4、S6等，它们都是硫的同素异形体
B．红磷转化为白磷，属于物理变化
C．1H2、2H2、3H2互为同位素
D．和CH3CH2CH2CH3互为同分异构体
【答案】A
【解析】A. 组成元素相同，结构不同的单质互称同素异形体，单质硫有S2、S4、S6等，它们都是硫的同素异形体，故A正确；B. 红磷和白磷结构不同，转化为新的物质，属于化学变化，故B错误；C. 质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素，1H2、2H2、3H2是分子，故C错误；D. 分子式相同而结构不同的物质互为同分异构体，和CH3CH2CH2CH3的分子式不同，不能互为同分异构体，故D错误；答案选A。
24．下列说法正确的是
A．、互为同位素，有不同的化学性质
B．(CH3CH2)2CHCH3的系统命名是2−乙基丁烷
C．HCOOCH3和CH3COOCH3互为同系物
D．14C和纳米碳管互为同素异形体
【答案】C
【解析】A．、质子数相同，中子数不同，故互为同位素，化学性质相同，选项A错误；B．(CH3CH2)2CHCH3最长碳链有5个碳原子，系统命名为：3−甲基戊烷，选项B错误；C．HCOOCH3和CH3COOCH3结构相似，分子组成相差1个CH2原子团，互称为同系物，选项C正确；D. 14C为碳的一种核素，纳米碳管是由碳元素组成的一种单质，不能说两者互为同素异形体，选项D错误。答案选C。
25.下列说法不正确的是
A. 168O和188O互为同位素
B. 金刚石和石墨互为同素异形体
C. 和 互为同系物
D. CH3COOCH2CH3和CH3CH2CH2COOH互为同分异构体
【答案】C
【解析】168O和188O的质子数相同，中子数不同，互为同位素，故A正确；B项、金刚石和石墨是碳元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故B正确；C项、同系物必须是结构相似，相差一个或若干个CH2原子团的同类物质， 属于酚类， 属于芳香醇，不是同类物质，不互为同系物，故C错误；D项、CH3COOCH2CH3和CH3CH2CH2COOH的分子式都为C4H8O2，结构不同，互为同分异构体，故D正确；故选C。