高考二轮复习知识点：同素异形体
一、选择题
1．（2020·浙江）下列说法正确的是（ ）
A． 和 是两种不同的元素
B．单晶硅和石英互为同素异形体
C． 和 互为同系物
D．H与 在元素周期表中处于同一主族
【答案】D
【知识点】同素异形体；同系物；同位素及其应用；元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A．35Cl和37Cl是Cl元素的两种不同核素，属于同种元素，A不符合题意；
B．同素异形体是指同种元素组成的不同种单质，而单晶硅为硅单质，而石英是SiO2，两者不属于同素异形体，B不符合题意；
C．同系物是指结构相似，分子组成上相差若干个CH2的有机化合物，HCOOH和HOCH2CHO结构不相似，不属于同系物，C不符合题意；
D．H和Na在元素周期表种均处于第IA族，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A． 核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子 ；
B．石英是SiO2，为化合物；
C．同系物必须含有相同的官能团；
D．H和Na均属于第一主族元素。
2．（2022·福建）福建多个科研机构经过长期联合研究发现，使用和改性的基催化剂，可打通从合成气经草酸二甲酯常压催化加氢制备乙二醇的技术难关。下列说法正确的是（ ）
A．草酸属于无机物
B．与石墨互为同分异构体
C．属于过渡元素
D．催化剂通过降低焓变加快反应速率
【答案】C
【知识点】活化能及其对化学反应速率的影响；同素异形体；物质的简单分类；元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A．草酸属于二元弱酸，即乙二酸，属于有机物，A不符合题意；
B．C60与石墨是碳元素的不同单质，互为同素异形体，B不符合题意；
C．Cu在元素周期表中位于第四周期第ⅠB族，属于过渡元素，C符合题意；
D．催化剂通过降低反应的活化能加快反应速率，催化剂不影响焓变，因此反应焓变不变，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.草酸就是乙二酸，属于有机物；
B.C60与石墨均为碳元素形成的单质，互为同素异形体；
C.Cu为29号元素，位于第四周期第ⅠB族；
D.催化剂不影响焓变。
3．（2022·天津市）下列叙述错误的是（ ）
A．是极性分子
B．原子的中子数为10
C．与互为同素异形体
D．和互为同系物
【答案】D
【知识点】极性分子和非极性分子；同素异形体；同系物
【解析】【解答】A．的空间构型为V形，不是中心对称，正负电荷中心不重合，属于极性分子，故A不符合题意；
B．原子的中子数18 8=10，故B不符合题意；
C．与是氧元素形成的不同单质，两者互为同素异形体，故C不符合题意；
D．结构相似，在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物，属于酚，属于醇，两者结构不相似，因此两者不互为同系物，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A.的空间构型为V形，正负电荷中心不重合，属于极性分子；
B.原子符号左上角为质量数，左下角为质子数，质量数=质子数+中子数，核外电子数=核内质子数=核电荷数；
C.与均为氧元素形成的单质，互为同素异形体；
D.结构相似，在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物。
4．（2022·湖北）在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是（ ）
A．具有自范性 B．与互为同素异形体
C．含有杂化的碳原子 D．化学性质与金刚石有差异
【答案】A
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断；同素异形体
【解析】【解答】A．自范性是晶体的性质，碳玻璃为非晶态，没有自范性，A符合题意；
B．碳玻璃和均是由碳元素形成的不同的单质，互为同素异形体，B不符合题意；
C．碳玻璃具有高硬度，与物理性质金刚石类似，因而结构具有一定的相似性，所以含有杂化的碳原子形成化学键，C不符合题意；
D．金刚石与碳玻璃属于同素异形体，性质差异主要表现在物理性质上，化学性质上也有着活性的差异，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.非晶体没有自范性；
B.同种元素形成的不同单质互为同素异形体；
C.碳玻璃中含有饱和碳原子；
D.同素异形体化学性质上也存在差异。
5．（2022·浙江6月选考）下列说法不正确的是（ ）
A．乙醇和丙三醇互为同系物
B．和互为同位素
C．和互为同素异形体
D．丙酮（）和环氧丙烷（）互为同分异构体
【答案】A
【知识点】同素异形体；同分异构现象和同分异构体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A．结构相似，组成上相差若干个CH2原子团的有机化合物为同系物，乙醇(CH3CH2OH)是饱和一元醇，丙三醇是饱和三元醇，两者所含官能团数目不同，两者结构不相似，不互为同系物，A符合题意；
B．同位素是指质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子，35Cl和37Cl质子数相同、中子数不同，互为同位素，B不符合题意；
C．由同种元素组成的不同的单质互为同素异形体，O2和O3是由氧元素组成的不同的单质，两者互为同素异形体，C不符合题意；
D．分子式相同、结构不同的化合物互为同分异构体，丙酮和环氧丙烷的分子式相同、结构不同，两者互为同分异构体，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.结构相似，在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物；
B.同位素是指质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子；
C.同种元素形成的不同单质互为同素异形体；
D.分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体。
6．（2022·浙江选考）下列说法不正确的是（ ）
A．32S和34S互为同位素
B．C70和纳米碳管互为同素异形体
C．CH2ClCH2Cl和CH3CHCl2互为同分异构体
D．C3H6和C4H8一定互为同系物
【答案】D
【知识点】同素异形体；同分异构现象和同分异构体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A．32S和34S是质子数相同、中子数不同的原子，互为同位素，故A不符合题意；
B．C70和纳米碳管是由碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，故B不符合题意；
C．CH2ClCH2Cl和CH3CHCl2的分子式相同、结构不同，互为同分异构体，故C不符合题意；
D．C3H6和C4H8可能为烯烃或环烷烃，所以不一定是同系物，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.同位素是指质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子；
B.同一元素形成的不同单质互为同素异形体；
C.分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体；
D.结构相似，在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物。
7．（2021·浙江）下列说法正确的是（ ）
A．C60和C70互为同位素
B．C2H6和C6H14互为同系物
C．CO和CO2互为同素异形体
D．CH3COOH和CH3OOCH是同一种物质
【答案】B
【知识点】同素异形体；同分异构现象和同分异构体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A. C60和C70 均是碳元素的单质，互为同素异形体，故A不符合题意
B.C2H6和C6H14均是饱和烷烃，结构相似，且相差4个CH2，互为同系物，故B符合题意
C. CO和CO2都是化合物，不是单质不互为同素异形体，故C不符合题意
D. CH3COOH是乙酸，CH3OOCH是乙酸甲酯，不是同种物质
故答案为：B
【分析】A.同位素是质子数相同，中子数不同的元素
B.同系物是结构相似，相差n个CH2的有机物
C.同素异形体是同种元素形成的不同单质
D.同种物质是分子式相同，结构相同
8．（2021·河北）用中子轰击 X原子产生α粒子(即氮核 He)的核反应为： X+ n→ Y+ He。已知元素Y在化合物中呈+1价。下列说法正确的是（ ）
A．H3XO3可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液
B．Y单质在空气中燃烧的产物是Y2O2
C．X和氢元素形成离子化合物
D．6Y和7Y互为同素异形体
【答案】A
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系；同素异形体；化学实验安全及事故处理
【解析】【解答】A． 为硼酸是弱酸，氢氧化钠溶液具有腐蚀性，若不慎将 溶液溅到皮肤上，则需用大量水冲洗，同时涂抹 ，以中和碱液达到目的，A符合题意；
B．Y为Li，在空气中燃烧的产物只有Li2O不可能有过氧化锂，B不符合题意；
C．X为B，与氢元素均是非金属元素会形成BH3或B2H4等硼氢化合物，B元素与H元素以共价键结合，均属于共价化合物，C不符合题意；
D． 和 两者的质子数均为3，中子数不同的两种核素，所以两者互为同位素，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】根据判断Y是Li,X是B
A.硼酸是弱酸，氢氧化钠溶液是碱性溶液，不小心滴到皮肤上，利用硼酸的弱酸性可以中和氢氧化钠溶液
B.Li在空气中产物没有过氧化锂，只有氧化锂
C.均属非金属形成的属于共价化合物
D.同素异形体是单质，但是 6Y和7Y均是元素不是单质
9．（2021·浙江）下列说法正确的是（ ）
A．14N2和15N2互为同位素 B．间二甲苯和苯互为同系物
C．Fe2C和Fe3C互为同素异形体 D．乙醚和乙醇互为同分异构体
【答案】B
【知识点】同素异形体；同分异构现象和同分异构体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A．14N2和15N2均为氮气分子，不能互称同位素，A不符合题意；
B．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关2个“CH2”原子团，因此，两者互为同系物，B符合题意；
C．Fe2C和Fe3C均为化合物，不能互称同素异形体，C不符合题意；
D．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不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A.同位素指的是同一种元素的不同原子
B.结构相似，分子式相差n个CH2的叫同系物
C.同素异形体的研究对象是单质
D.分子式相同，结构不同的有机物叫同分异构体，乙醚和乙醇分子式不同
10．（2023·天津市模拟）2022北京冬奥会向全世界展示了“中国智造”，下列说法错误的是
A．“冰墩墩”材质中用到的芳香烃可以通过煤的干馏获得，该过程属于化学变化
B．镁、铝等合金广泛用于各场馆建造，合金熔点通常低于其组成金属熔点
C．新型材料石墨烯和金刚石、石墨互为同素异形体
D．奥运火炬外壳以碳纤维材质为主，碳纤维是有机高分子材料
【答案】D
【知识点】同素异形体；合金及其应用；高分子材料
【解析】【解答】A．芳香烃可以通过煤的干馏获得，煤的干馏指将煤隔绝空气加强热使煤分解的过程，该过程属于化学变化，故A不符合题意；
B．合金熔点通常低于其组成金属熔点，故B不符合题意；
C．石墨烯和金刚石、石墨是碳元素的不同单质，它们互为同素异形体，故C不符合题意；
D．碳纤维是无机物，不是有机高分子材料，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、煤的干馏为化学变化；
B、合金和成分金属相比，硬度更大，熔点更低；
C、同素异形体即同种元素的不同单质；
D、碳纤维为碳单质。
11．（2023·长宁模拟）下列说法错误的是
A．乙醇和丙三醇互为同系物
B．和互为同位素
C．和互为同素异形体
D．丙酮()和环氧丙烷()互为同分异构体
【答案】A
【知识点】同素异形体；同分异构现象和同分异构体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A．结构相似，组成上相差若干个CH2原子团的有机化合物为同系物，乙醇(CH3CH2OH)是饱和一元醇，丙三醇是饱和三元醇，两者所含官能团数目不同，不互为同系物，A符合题意；
B．质子数相同、中子数不同的同种元素互为同位素，35Cl的质子数为17，中子数为18，37Cl的质子数为17，中子数为20，两者质子数相同、中子数不同，互为同位素，B不符合题意；
C．由同种元素组成的不同的单质互为同素异形体，O2和O3是由氧元素组成的不同的单质，两者互为同素异形体，C不符合题意；
D．分子式相同、结构不同的化合物互为同分异构体，丙酮和环氧丙烷的分子式相同、结构不同，两者互为同分异构体，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.结构相似，在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物；
B.质子数相同，中子数不同的不同原子互为同位素；
C.同种元素形成的不同单质互为同素异形体；
D.分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体。
12．（2023·邢台模拟）化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列说法错误的是
A．自然界中“氮循环”过程一定包括氧化还原反应和非氧化还原反应
B．重油裂解为轻质油作燃料有助于实现“碳中和”
C．快餐餐盒使用的聚乳酸材料可由乳酸()缩聚制得
D．量子通信材料螺旋碳纳米管、石墨烯互为同素异形体
【答案】B
【知识点】氧化还原反应；同素异形体；常见的生活环境的污染及治理
【解析】【解答】A．自然界中“氮循环”过程一定包括氧化还原反应(比如氮的固定)和非氧化还原反应(比如硝酸转化为硝酸盐)，故A不符合题意；
B．重油裂解为轻质油作燃料，轻质油燃烧一样会产生二氧化碳，不能减少二氧化碳的排放量，无法有效促进碳中和，故B符合题意；
C．聚乳酸是一种新型的生物降解材料，快餐餐盒使用的聚乳酸材料可由乳酸经缩聚反应制得，故C不符合题意；
D．碳纳米管、石墨烯都是碳元素形成的不同单质，它们互为同素异形体，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A.氧化还原反应过程中一定有元素的化合价发生变化；
B.重油裂解为轻质油不能减少碳原子，不能减少二氧化碳的排放；
C.乳酸发生缩聚反应生成聚乳酸；
D.同种元素形成的不同单质互为同素异形体。
13．（2023·安阳模拟）化学让生活更美好。下列选项中围绕科技新闻的相关阐述错误的是
选项 科技新闻 相关阐述
A 以芝麻壳为原料，制备高性能超级电容器 芝麻壳的主要成分是油脂
B 通过光热效应，将香蕉皮分解为多孔碳和氢气 天然生物质转化为新能源，实现废物利用
C C60在一定条件下能转化为导电、高硬度的非晶态碳玻璃 碳玻璃与C60互为同素异形体
D 用紫外线作能源、氯化铝作催化剂，将废弃聚苯乙烯塑料转化为更有价值的产品 聚苯乙烯的链节为
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【知识点】同素异形体；油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A.芝麻富含油脂，芝麻壳的主要成分是纤维素，故A符合题意；
B.香蕉皮中的纤维素在一定条件下分解为多孔碳和氢气，可将天然生物质转化为新能源，实现废物利用，故B不符合题意；
C.碳玻璃与C60都是碳元素的单质，两者互为同素异形体，故C不符合题意；
D.苯乙烯通过加聚反应生成聚苯乙烯，该聚合物的单体为 ，链节为 ，故D不符合题意。
故答案为：A
【分析】依据物质的性质和组成判断应用，A.芝麻壳的主要成分是纤维素。
14．（2023·潍坊模拟）化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A．久置的红薯变甜，是因为葡萄糖发生了水解
B．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极保护法
C．第五形态的碳单质“碳纳米泡沫”，与石墨烯互为同素异形体
D．用太阳能光催化分解水代替电解水制氢气有利于节能环保
【答案】A
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；同素异形体
【解析】【解答】A．葡萄糖为单糖，不会发生水解。红薯在放置的过程中，淀粉水解变成了葡萄糖，使得红薯内的糖分增多了，因此变甜了，A项符合题意；
B．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀利用了原电池原理，其中镁棒为阳极，腐蚀阳极保护了阴极，该方法是牺牲阳极保护法，B项不符合题意；
C．第五形态的碳单质“碳纳米泡沫”为碳单质，石墨烯也是碳单质，二者互为同素异形体，C项不符合题意；
D．太阳能比电能更加环保，因此用太阳能光催化分解水代替电解水制氢气有利于节能和减少碳排放，D项不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A．葡萄糖为单糖，单糖为水解的糖；
B．利用了原电池原理分析；
C．同素异形体为同一元素形成的不同单质；
D．太阳能比电能更加环保。
15．（2023·岳阳模拟）化学与生产、生活和科技密切相关。下列说法错误的是
A．含氟牙膏能预防龋齿
B．北京冬奥会运动员“战袍”内层添加石墨烯片用于保暖，石墨烯和碳纳米管互为同分异构体
C．华为自主研发的“麒麟”芯片与太阳能电池感光板所用材料均为晶体硅
D．口罩的鼻梁条使用铝合金，利用其密度小、抗腐蚀性好的优点
【答案】B
【知识点】同素异形体；硅和二氧化硅；合金及其应用
【解析】【解答】A．含氟牙膏能使牙齿表面的羟基磷酸钙转化为更难溶的氟磷酸钙，所以能预防龋齿，故A不符合题意；
B．石墨烯和碳纳米管都是碳的单质，互为同素异形体，故B符合题意；
C．芯片与太阳能电池感光板所用材料均为晶体硅，故C不符合题意；
D．铝的密度小、抗腐蚀性好，所以口罩的鼻梁条使用铝合金，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.含氟牙膏能使牙齿表面的羟基磷酸钙转化为更难溶的氟磷酸钙；
B.石墨烯和碳纳米管均为碳元素的单质，互为同素异形体；
C.芯片和太阳能电池板的主要成分均为晶体硅；
D.铝合金具有密度小、抗腐蚀性等特性。
16．（2023·南京模拟）元素周期表中VIA族元素单质及其化合物有着广泛应用。O2可用作氢氧燃料电池的氧化剂；O3具有杀菌、消毒、漂白等作用。硫有多种单质，如斜方硫(燃烧热为297kJ mol-1)、单斜硫等，硫或黄铁矿(FeS2)制得的SO2可用来生产H2SO4。用SO2与SeO2的水溶液反应可制备硒；硒是一种半导体材料，在光照下导电性可提高近千倍。下列说法正确的是
A．基态氧原子价电子的轨道表示式为
B．斜方硫和单斜硫互为同素异形体
C．SO2是由极性键构成的非极性分子
D．SeO2分子中O－Se－O的键角大于120°
【答案】B
【知识点】原子核外电子排布；键能、键长、键角及其应用；极性键和非极性键；极性分子和非极性分子；同素异形体
【解析】【解答】A．基态氧原子价电子的轨道表示式为，故A不符合题意；
B．斜方硫和单斜硫均是硫元素组成的不同单质，互为同素异形体，故B符合题意；
C．SO2是V形结构，是由极性键构成的极性分子，故C不符合题意；
D．SeO2分子中Se是sp2杂化，Se原子价层电子对数为2+=3，有一对孤电子对，对两个成键电子对有排斥作用，O－Se－O的键角小于120°，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.根据氧原子核外电子排布式进行分析。
B.同素异形体是由同种元素组成的不同单质。
C.共价化合物中，极性键存在于不同原子之间，极性分子中正负电荷重心不重合。
D.根据中心原子价层电子对数进行分析。
17．（2023·贵阳模拟）化学与科技、生活息息相关。下列说法错误的是
A．航天器中使用的太阳能电池板主要成分是硅
B．抗原检测盒中提取管的材料聚乙烯属于有机高分子
C．冬奥会礼服中的发热材料石墨烯与C60互为同素异形体
D．北斗卫星运载火箭采用的推进剂液氢、四氧化二氮等属于共价化合物
【答案】D
【知识点】同素异形体；含硅矿物及材料的应用；常用合成高分子材料的化学成分及其性能
【解析】【解答】A．太阳能电池板主要成分是晶体硅，是良好的半导体，A不符合题意；
B．n值不确定，聚乙烯属于有机高分子化合物，B不符合题意；
C．石墨烯与C60均是碳元素形成的不同结构的单质二者互为同素异形体，C不符合题意；
D．液氢(H2) 是单质，四氧化二氮(N2O4)属于共价化合物，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】AB．依据物质的性质决定用途分析；
C．同素异形体为同一元素形成的不同单质；
D．液氢(H2) 是单质。
18．（2023·辽宁模拟）北京冬奥会被称为“绿色冬奥”“科技冬奥”，下列关于冬奥会所使用高科技的说法中正确的是
A．使用了碲化镉发电玻璃，碲元素位于元素周期表中的第四周期第ⅥA族
B．已知镉与锌位于同一族，则镉位于元素周期表的ds区
C．应用了跨临界制冷制冰技术，的形成过程可表示为：
D．使用了氢能大巴，氢气的同素异形体有H、D、T
【答案】B
【知识点】用电子式表示简单的离子化合物和共价化合物的形成；同素异形体
【解析】【解答】A．碲元素位于元素周期表中的位置为第五周期第ⅥA族，A不符合题意；
B．镉元素与锌元素位于同一族，属于区，B符合题意；
C．的形成过程可表示为，C不符合题意；
D．H、D、T是氢元素的同位素，不是同素异形体，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．依据核外电子排布判断；
B．依据表中分区判断；
C．电子式表示形成过程时，左侧为原子；
D．依据质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素。
19．（2023·呼和浩特模拟）化学与生活密切相关，下列叙述正确的是
A．青铜和黄铜是不同结构的单质铜
B．单晶硅是一种半导体材料，可用于制造硅电池
C．食品袋中放置的CaO可直接防止食品氧化变质
D．14C可用于文物鉴定，14C与12C互为同素异形体
【答案】B
【知识点】同素异形体；含硅矿物及材料的应用；铜及其化合物
【解析】【解答】A．青铜和黄铜都不是单质铜，是铜的合金，故A不符合题意；
B．单晶硅是一种半导体材料，可用于制造硅电池，故B符合题意；
C．食品袋中放置的CaO用作干燥剂，不能直接防止食品氧化变质，故C不符合题意；
D．14C可用于文物鉴定，14C与12C为质子数相同、中子数不同的碳原子，二者互为同位素，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．二者是铜的合金；
B．单晶硅是一种半导体材料；
C．CaO用作干燥剂；
D．依据质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素。
20．（2022·余姚模拟）下列说法正确的是
A．O2和O3互为同位素 B．C2H4和C3H6一定互为同系物
C．白磷和红磷互为同素异形体 D．乙醇与乙醚互为同分异构体
【答案】C
【知识点】同素异形体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A．同种元素形成的不同单质称为同素异形体，所以O2和O3互为同素异形体，故A不符合题意；
B．C2H4为乙炔，C3H6可能为丙炔，也可能为环丙烯，不一定互为同系物，故B不符合题意；
C．同种元素形成的不同单质称为同素异形体，所以白磷和红磷互为同素异形体，故C符合题意；
D．乙醇的分子式为C2H6O，乙醚的分子式为C4H10O，分子式不同，不是同分异构体，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】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原子团的化合物，官能团数目和种类相等；具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体；同种元素形成的不同单质互为同素异形体；质子数相同、质量数（或中子数）不同的原子互称同位素；
21．（2022·绍兴模拟）下列说法错误的是
A．与属于同系物
B．、和是不同的核素
C．最简式为的有机物存在多种同分异构体
D．金刚石、石墨互为同素异形体
【答案】C
【知识点】同素异形体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A．与均为酯，属于同系物，A不符合题意；
B．、和是不同的氢原子，为不同的核素，B不符合题意；
C．最简式为的有机物为CH3CH3，不存在多种同分异构体，C符合题意；
D．金刚石、石墨均为碳元素的单质，互为同素异形体，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】同系物：指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物；同分异构体：一种有相同分子式而有不同的结构的化合物；依据质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素；同素异形体为同一元素形成的不同单质；
22．（2022·温州模拟）下列说法正确的是
A．1H-、2H、3H+具有相同质子数，互为同位素
B．乙酸、硬脂酸互为同系物
C．乙醇和乙醚互为同分异构体
D．碘和碘蒸气互为同素异形体
【答案】B
【知识点】同素异形体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A．1H-、3H+均不是原子，故不是同位素，A不符合题意；
B．乙酸、硬脂酸均为饱和脂肪酸，互为同系物，B符合题意；
C．乙醇分子式为C2H6O，乙醚分子式为C4H10O，不是同分异构体，C不符合题意；
D．碘和碘蒸气的分子式均为I2，是同一物质的不同状态，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】同系物：指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物；同分异构体：一种有相同分子式而有不同的结构的化合物；依据质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素；同素异形体为同一元素形成的不同单质；
23．（2023·黄浦模拟）下列说法错误的是
A．可制成导电塑料
B．HOCHO和HOCH2CHO互为同系物
C．和互为同素异形体
D． 和是同一种物质
【答案】B
【知识点】同素异形体；同系物
【解析】【解答】A．为聚乙炔可以制成塑料，A符合题意；
B．同系物是指结构相似，在分子组成上相差若干个CH2原子团，HOCHO是甲酸，属于羧酸类，HOCH2CHO含有羟基和醛基，结构不相似，不互为同系物，B不符合题意；
C．同素异形体是指同一元素形成的不同单质，则和互为同素异形体，C符合题意；
D．有机物结构中单键可以旋转， 和分子式相同，结构相同，是同一种物质，D符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．聚乙炔可以制成导电塑料 ；
B．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原子团的化合物，官能团数目和种类相等；
C．同种元素形成的不同单质互为同素异形体；
D．有机物结构中单键可以旋转，分子式相同，结构相同，是同一种物质。
24．（2022·丽水、湖州、衢州模拟）下列说法错误的是
A．6Li和7Li互为同位素
B．石墨烯和碳纳米管互为同素异形体
C．CH3COOH和CH3COOCH2CH3互为同系物
D．CH2BrCH2Br和CH3CHBr2互为同分异构体
【答案】C
【知识点】同素异形体；同分异构现象和同分异构体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A． 6Li和7Li质子数相同而中子数不同的锂原子，互为同位素，故A不符合题意；
B． 石墨烯和碳纳米管均是碳形成的两种不同的单质，互为同素异形体，故B不符合题意；
C． CH3COOH和CH3COOCH2CH3分别属于酸和酯，不同类，不能互称为同系物，故C符合题意；
D． CH2BrCH2Br和CH3CHBr2分子式相同，而结构不同，互为同分异构体，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】同系物：指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物；依据质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素；同素异形体为同一元素形成的不同单质；在有机化学中，将分子式相同、结构不同的化合物互称同分异构体。
25．（2022·浙江模拟）下列说法正确的是（ ）
A．和互为同系物
B．、、互为同位素
C．和互为同素异形体
D．存在3种同分异构体
【答案】C
【知识点】同素异形体；同分异构现象和同分异构体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A．软脂酸为饱和一元羧酸，油酸是不饱和一元羧酸，两者的官能团不同，不是同类物质，所以不互为同系物，故A不符合题意；
B．质子数相同，中子数不同的原子互为同位素，、、是三种不同的离子，不互为同位素，故B不符合题意；
C．和是由硫元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故C符合题意；
D．分子式为的有机物可以是链状化合物，也可以是环状化合物，其中链状化合物有乙酸、甲酸甲酯和2-羟基乙醛，共有3种，环状化合物可以是、和，共有3种，所以分子式为的有机物存在6种同分异构体，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.结构相似，在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物；
B.同位素是指质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子；
C.同种元素形成的不同单质互为同素异形体；
D.分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体。
26．（2022·云南模拟）化学与生产、生活、科技、医药等密切相关。下列叙述正确的是（ ）
A．疫苗一般应冷藏存放，其目的是避免蛋白质变性
B．聚乳酸酯的降解和油脂的皂化都是高分子生成小分子的过程
C．“嫦娥5号”带回的月壤中含3He，它与4He互为同素异形体
D．“天和”核心舱中使用的氮化硼陶瓷基复合材料属于高分子材料
【答案】A
【知识点】同素异形体；高分子材料
【解析】【解答】A．疫苗的主要成分是蛋白质，蛋白质在高温下易变性，冷藏存放的目的是避免蛋白质变性，A符合题意；
B．聚乳酸酯的降解是高分子生成小分子的过程，而油脂不属于高分子化合物，B不符合题意；
C．与为原子，两者互为同位素，C不符合题意；
D．氮化硼陶瓷基复合材料属于新型无机非金属材料，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．蛋白质在高温下易变性；
B．油脂不属于高分子化合物；
C．质子数相同质量数（或中子数）不同的原子互称同位素；
D．氮化硼陶瓷基复合材料属于新型无机非金属材料。
27．（2022·宝山模拟）我国科学家成功地研制出长期依赖进口、价格昂贵的物质O2．下列说法正确的是（ ）
A．它是O2的同分异构体 B．它是O3的一种同素异形体
C．O2与O2互为同位素 D．1molO2分子中含有20mol电子
【答案】B
【知识点】同素异形体；同分异构现象和同分异构体；同位素及其应用
【解析】【解答】A．O2与O2的结构相同，是同种物质，故A不符合题意；
B．O2与O3都是氧元素的单质，互为同素异形体，故B符合题意；
C．O2与O2都是分子，不是原子，不能称为同位素，故C不符合题意；
D．O原子核外有8个电子，1molO2分子中含有16mol电子，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．结构相同，是同种物质；
B．同种元素形成的不同单质互为同素异形体；
C．质子数相同质量数（或中子数）不同的原子互称同位素；
D．O原子核外有8个电子，1molO2分子中含有16mol电子。
28．（2022·温州模拟）下列说法正确的是（ ）
A．O2和O3互为同素异形体
B．淀粉(C6H10O5)n和纤维素(C6H10O5)n互为同分异构体
C．14C和14N互为同位素
D．和互为同系物
【答案】A
【知识点】同素异形体；同分异构现象和同分异构体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A．O2和O3是由氧元素组成的不同性质的单质，二者互为同素异形体，A符合题意；
B．淀粉(C6H10O5)n和纤维素(C6H10O5)n，虽然化学式相同，但n值不同，所以二者的分子式不同，不互为同分异构体，B不符合题意；
C．14C和14N的质量数相同，但质子数不同，二者不互为同位素，C不符合题意；
D． 属于酚， 属于醇，二者属于不同类的物质，不互为同系物，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】同素异形体指的是同种元素的不同单质；
同位素指的是同种元素的不同原子；
根据结构简式可画出其结构式，结合结构式分析可以知道为同种分子；
同系物指的是分子结构相似，官能团数目和种类相同，分子组成上相差若干个-CH2；
同分异构体指的是分子式相同，结构不同的分子。
29．（2022·诸暨模拟）下列说法错误的是（ ）
A．白磷和红磷互为同素异形体 B．己烯和环己烷互为同分异构体
C．和互为同位素 D．乙烯和丁二烯互为同系物
【答案】D
【知识点】同素异形体；同分异构现象和同分异构体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A．红磷和白磷是磷的两种不同单质，互为同素异形体，故A不符合题意；
B．己烯和环己烷分子式均为，互为同分异构体，故B不符合题意；
C．与质子数相同，中子数不同属于同位素．为碳元素的不同核素，故C不符合题意；
D．结构相似，组成相差的有机物为同系物，乙烯和丁二烯二者结构不同，不属于同系物，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.同种元素形成的不同单质互为同素异形体；
B.分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体；
C.同位素是指质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子；
D.结构相似，在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物。
二、非选择题
30．（2014·海南）碳元素的单质有多种形式，如图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：
回答下列问题：
（1）金刚石、石墨、C60、碳纳米管都是碳元素的单质形式，它们互为 ．
（2）金刚石、石墨烯（指单层石墨）中碳原子的杂化形式分别为 、 ．
（3）C60属于 晶体，石墨属于 晶体．
（4）石墨晶体中，层内C﹣C键的键长为142pm，而金刚石中C﹣C键的键长为154pm．其原因是金刚石中只存在C﹣C间的 共价键，而石墨层内的C﹣C间不仅存在 共价键，还有 键．
（5）金刚石晶胞含有 个碳原子．若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r= a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率 （不要求计算结果）．
【答案】（1）同素异形体
（2）sp3；sp2
（3）分子；混合
（4）σ；σ；π
（5）8；；
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；同素异形体
【解析】【解答】解：（1）都是含有碳元素的不同单质，互为同素异形体，故答案为：同素异形体；（2）金刚石中碳原子形成四条共价键，为sp3杂化；石墨烯为片层结构，杂化类型为sp2杂化，故答案为：sp3；sp2；（3）C60晶体组成微粒为60个碳原子组成的C60分子，属于分子晶体；石墨片层内以共价键结合，片层之间以分子间作用力结合，为混合晶体，故答案为：分子；混合；（4）金刚石中碳原子以sp3杂化，形成四条杂化轨道，全部形成σ键；石墨中碳原子以sp2杂化，形成三条杂化轨道，还有一条为杂化的p轨道，三条杂化轨道形成σ键，而未杂化p轨道形成π键，故答案为：σ；σ；π；（5）晶胞中顶点微粒数为： =1，面心微粒数为： =3，体内微粒数为4，共含有8个碳原子；晶胞内含有四个碳原子，则晶胞体对角线长度与四个碳原子直径相同，即 =8r，r= a；碳原子的体积为： ，晶胞体积为：a3，碳原子的空间利用率为： = = ，故答案为：8； ； ．
【分析】（1）都是含有碳元素的不同单质；（2）金刚石中碳原子形成四条共价键，为sp3杂化；石墨烯为片层结构，杂化类型为sp2杂化；（3）根据组成的微粒类型和微粒间作用力类型判断晶体类型；（4）根据两种物质的杂化类型分析共价键类型；（5）利用均摊法计算．
1 / 1高考二轮复习知识点：同素异形体
一、选择题
1．（2020·浙江）下列说法正确的是（ ）
A． 和 是两种不同的元素
B．单晶硅和石英互为同素异形体
C． 和 互为同系物
D．H与 在元素周期表中处于同一主族
2．（2022·福建）福建多个科研机构经过长期联合研究发现，使用和改性的基催化剂，可打通从合成气经草酸二甲酯常压催化加氢制备乙二醇的技术难关。下列说法正确的是（ ）
A．草酸属于无机物
B．与石墨互为同分异构体
C．属于过渡元素
D．催化剂通过降低焓变加快反应速率
3．（2022·天津市）下列叙述错误的是（ ）
A．是极性分子
B．原子的中子数为10
C．与互为同素异形体
D．和互为同系物
4．（2022·湖北）在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是（ ）
A．具有自范性 B．与互为同素异形体
C．含有杂化的碳原子 D．化学性质与金刚石有差异
5．（2022·浙江6月选考）下列说法不正确的是（ ）
A．乙醇和丙三醇互为同系物
B．和互为同位素
C．和互为同素异形体
D．丙酮（）和环氧丙烷（）互为同分异构体
6．（2022·浙江选考）下列说法不正确的是（ ）
A．32S和34S互为同位素
B．C70和纳米碳管互为同素异形体
C．CH2ClCH2Cl和CH3CHCl2互为同分异构体
D．C3H6和C4H8一定互为同系物
7．（2021·浙江）下列说法正确的是（ ）
A．C60和C70互为同位素
B．C2H6和C6H14互为同系物
C．CO和CO2互为同素异形体
D．CH3COOH和CH3OOCH是同一种物质
8．（2021·河北）用中子轰击 X原子产生α粒子(即氮核 He)的核反应为： X+ n→ Y+ He。已知元素Y在化合物中呈+1价。下列说法正确的是（ ）
A．H3XO3可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液
B．Y单质在空气中燃烧的产物是Y2O2
C．X和氢元素形成离子化合物
D．6Y和7Y互为同素异形体
9．（2021·浙江）下列说法正确的是（ ）
A．14N2和15N2互为同位素 B．间二甲苯和苯互为同系物
C．Fe2C和Fe3C互为同素异形体 D．乙醚和乙醇互为同分异构体
10．（2023·天津市模拟）2022北京冬奥会向全世界展示了“中国智造”，下列说法错误的是
A．“冰墩墩”材质中用到的芳香烃可以通过煤的干馏获得，该过程属于化学变化
B．镁、铝等合金广泛用于各场馆建造，合金熔点通常低于其组成金属熔点
C．新型材料石墨烯和金刚石、石墨互为同素异形体
D．奥运火炬外壳以碳纤维材质为主，碳纤维是有机高分子材料
11．（2023·长宁模拟）下列说法错误的是
A．乙醇和丙三醇互为同系物
B．和互为同位素
C．和互为同素异形体
D．丙酮()和环氧丙烷()互为同分异构体
12．（2023·邢台模拟）化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列说法错误的是
A．自然界中“氮循环”过程一定包括氧化还原反应和非氧化还原反应
B．重油裂解为轻质油作燃料有助于实现“碳中和”
C．快餐餐盒使用的聚乳酸材料可由乳酸()缩聚制得
D．量子通信材料螺旋碳纳米管、石墨烯互为同素异形体
13．（2023·安阳模拟）化学让生活更美好。下列选项中围绕科技新闻的相关阐述错误的是
选项 科技新闻 相关阐述
A 以芝麻壳为原料，制备高性能超级电容器 芝麻壳的主要成分是油脂
B 通过光热效应，将香蕉皮分解为多孔碳和氢气 天然生物质转化为新能源，实现废物利用
C C60在一定条件下能转化为导电、高硬度的非晶态碳玻璃 碳玻璃与C60互为同素异形体
D 用紫外线作能源、氯化铝作催化剂，将废弃聚苯乙烯塑料转化为更有价值的产品 聚苯乙烯的链节为
A．A B．B C．C D．D
14．（2023·潍坊模拟）化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A．久置的红薯变甜，是因为葡萄糖发生了水解
B．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极保护法
C．第五形态的碳单质“碳纳米泡沫”，与石墨烯互为同素异形体
D．用太阳能光催化分解水代替电解水制氢气有利于节能环保
15．（2023·岳阳模拟）化学与生产、生活和科技密切相关。下列说法错误的是
A．含氟牙膏能预防龋齿
B．北京冬奥会运动员“战袍”内层添加石墨烯片用于保暖，石墨烯和碳纳米管互为同分异构体
C．华为自主研发的“麒麟”芯片与太阳能电池感光板所用材料均为晶体硅
D．口罩的鼻梁条使用铝合金，利用其密度小、抗腐蚀性好的优点
16．（2023·南京模拟）元素周期表中VIA族元素单质及其化合物有着广泛应用。O2可用作氢氧燃料电池的氧化剂；O3具有杀菌、消毒、漂白等作用。硫有多种单质，如斜方硫(燃烧热为297kJ mol-1)、单斜硫等，硫或黄铁矿(FeS2)制得的SO2可用来生产H2SO4。用SO2与SeO2的水溶液反应可制备硒；硒是一种半导体材料，在光照下导电性可提高近千倍。下列说法正确的是
A．基态氧原子价电子的轨道表示式为
B．斜方硫和单斜硫互为同素异形体
C．SO2是由极性键构成的非极性分子
D．SeO2分子中O－Se－O的键角大于120°
17．（2023·贵阳模拟）化学与科技、生活息息相关。下列说法错误的是
A．航天器中使用的太阳能电池板主要成分是硅
B．抗原检测盒中提取管的材料聚乙烯属于有机高分子
C．冬奥会礼服中的发热材料石墨烯与C60互为同素异形体
D．北斗卫星运载火箭采用的推进剂液氢、四氧化二氮等属于共价化合物
18．（2023·辽宁模拟）北京冬奥会被称为“绿色冬奥”“科技冬奥”，下列关于冬奥会所使用高科技的说法中正确的是
A．使用了碲化镉发电玻璃，碲元素位于元素周期表中的第四周期第ⅥA族
B．已知镉与锌位于同一族，则镉位于元素周期表的ds区
C．应用了跨临界制冷制冰技术，的形成过程可表示为：
D．使用了氢能大巴，氢气的同素异形体有H、D、T
19．（2023·呼和浩特模拟）化学与生活密切相关，下列叙述正确的是
A．青铜和黄铜是不同结构的单质铜
B．单晶硅是一种半导体材料，可用于制造硅电池
C．食品袋中放置的CaO可直接防止食品氧化变质
D．14C可用于文物鉴定，14C与12C互为同素异形体
20．（2022·余姚模拟）下列说法正确的是
A．O2和O3互为同位素 B．C2H4和C3H6一定互为同系物
C．白磷和红磷互为同素异形体 D．乙醇与乙醚互为同分异构体
21．（2022·绍兴模拟）下列说法错误的是
A．与属于同系物
B．、和是不同的核素
C．最简式为的有机物存在多种同分异构体
D．金刚石、石墨互为同素异形体
22．（2022·温州模拟）下列说法正确的是
A．1H-、2H、3H+具有相同质子数，互为同位素
B．乙酸、硬脂酸互为同系物
C．乙醇和乙醚互为同分异构体
D．碘和碘蒸气互为同素异形体
23．（2023·黄浦模拟）下列说法错误的是
A．可制成导电塑料
B．HOCHO和HOCH2CHO互为同系物
C．和互为同素异形体
D． 和是同一种物质
24．（2022·丽水、湖州、衢州模拟）下列说法错误的是
A．6Li和7Li互为同位素
B．石墨烯和碳纳米管互为同素异形体
C．CH3COOH和CH3COOCH2CH3互为同系物
D．CH2BrCH2Br和CH3CHBr2互为同分异构体
25．（2022·浙江模拟）下列说法正确的是（ ）
A．和互为同系物
B．、、互为同位素
C．和互为同素异形体
D．存在3种同分异构体
26．（2022·云南模拟）化学与生产、生活、科技、医药等密切相关。下列叙述正确的是（ ）
A．疫苗一般应冷藏存放，其目的是避免蛋白质变性
B．聚乳酸酯的降解和油脂的皂化都是高分子生成小分子的过程
C．“嫦娥5号”带回的月壤中含3He，它与4He互为同素异形体
D．“天和”核心舱中使用的氮化硼陶瓷基复合材料属于高分子材料
27．（2022·宝山模拟）我国科学家成功地研制出长期依赖进口、价格昂贵的物质O2．下列说法正确的是（ ）
A．它是O2的同分异构体 B．它是O3的一种同素异形体
C．O2与O2互为同位素 D．1molO2分子中含有20mol电子
28．（2022·温州模拟）下列说法正确的是（ ）
A．O2和O3互为同素异形体
B．淀粉(C6H10O5)n和纤维素(C6H10O5)n互为同分异构体
C．14C和14N互为同位素
D．和互为同系物
29．（2022·诸暨模拟）下列说法错误的是（ ）
A．白磷和红磷互为同素异形体 B．己烯和环己烷互为同分异构体
C．和互为同位素 D．乙烯和丁二烯互为同系物
二、非选择题
30．（2014·海南）碳元素的单质有多种形式，如图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：
回答下列问题：
（1）金刚石、石墨、C60、碳纳米管都是碳元素的单质形式，它们互为 ．
（2）金刚石、石墨烯（指单层石墨）中碳原子的杂化形式分别为 、 ．
（3）C60属于 晶体，石墨属于 晶体．
（4）石墨晶体中，层内C﹣C键的键长为142pm，而金刚石中C﹣C键的键长为154pm．其原因是金刚石中只存在C﹣C间的 共价键，而石墨层内的C﹣C间不仅存在 共价键，还有 键．
（5）金刚石晶胞含有 个碳原子．若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r= a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率 （不要求计算结果）．
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】同素异形体；同系物；同位素及其应用；元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A．35Cl和37Cl是Cl元素的两种不同核素，属于同种元素，A不符合题意；
B．同素异形体是指同种元素组成的不同种单质，而单晶硅为硅单质，而石英是SiO2，两者不属于同素异形体，B不符合题意；
C．同系物是指结构相似，分子组成上相差若干个CH2的有机化合物，HCOOH和HOCH2CHO结构不相似，不属于同系物，C不符合题意；
D．H和Na在元素周期表种均处于第IA族，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A． 核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子 ；
B．石英是SiO2，为化合物；
C．同系物必须含有相同的官能团；
D．H和Na均属于第一主族元素。
2．【答案】C
【知识点】活化能及其对化学反应速率的影响；同素异形体；物质的简单分类；元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A．草酸属于二元弱酸，即乙二酸，属于有机物，A不符合题意；
B．C60与石墨是碳元素的不同单质，互为同素异形体，B不符合题意；
C．Cu在元素周期表中位于第四周期第ⅠB族，属于过渡元素，C符合题意；
D．催化剂通过降低反应的活化能加快反应速率，催化剂不影响焓变，因此反应焓变不变，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.草酸就是乙二酸，属于有机物；
B.C60与石墨均为碳元素形成的单质，互为同素异形体；
C.Cu为29号元素，位于第四周期第ⅠB族；
D.催化剂不影响焓变。
3．【答案】D
【知识点】极性分子和非极性分子；同素异形体；同系物
【解析】【解答】A．的空间构型为V形，不是中心对称，正负电荷中心不重合，属于极性分子，故A不符合题意；
B．原子的中子数18 8=10，故B不符合题意；
C．与是氧元素形成的不同单质，两者互为同素异形体，故C不符合题意；
D．结构相似，在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物，属于酚，属于醇，两者结构不相似，因此两者不互为同系物，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A.的空间构型为V形，正负电荷中心不重合，属于极性分子；
B.原子符号左上角为质量数，左下角为质子数，质量数=质子数+中子数，核外电子数=核内质子数=核电荷数；
C.与均为氧元素形成的单质，互为同素异形体；
D.结构相似，在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物。
4．【答案】A
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断；同素异形体
【解析】【解答】A．自范性是晶体的性质，碳玻璃为非晶态，没有自范性，A符合题意；
B．碳玻璃和均是由碳元素形成的不同的单质，互为同素异形体，B不符合题意；
C．碳玻璃具有高硬度，与物理性质金刚石类似，因而结构具有一定的相似性，所以含有杂化的碳原子形成化学键，C不符合题意；
D．金刚石与碳玻璃属于同素异形体，性质差异主要表现在物理性质上，化学性质上也有着活性的差异，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.非晶体没有自范性；
B.同种元素形成的不同单质互为同素异形体；
C.碳玻璃中含有饱和碳原子；
D.同素异形体化学性质上也存在差异。
5．【答案】A
【知识点】同素异形体；同分异构现象和同分异构体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A．结构相似，组成上相差若干个CH2原子团的有机化合物为同系物，乙醇(CH3CH2OH)是饱和一元醇，丙三醇是饱和三元醇，两者所含官能团数目不同，两者结构不相似，不互为同系物，A符合题意；
B．同位素是指质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子，35Cl和37Cl质子数相同、中子数不同，互为同位素，B不符合题意；
C．由同种元素组成的不同的单质互为同素异形体，O2和O3是由氧元素组成的不同的单质，两者互为同素异形体，C不符合题意；
D．分子式相同、结构不同的化合物互为同分异构体，丙酮和环氧丙烷的分子式相同、结构不同，两者互为同分异构体，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.结构相似，在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物；
B.同位素是指质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子；
C.同种元素形成的不同单质互为同素异形体；
D.分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体。
6．【答案】D
【知识点】同素异形体；同分异构现象和同分异构体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A．32S和34S是质子数相同、中子数不同的原子，互为同位素，故A不符合题意；
B．C70和纳米碳管是由碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，故B不符合题意；
C．CH2ClCH2Cl和CH3CHCl2的分子式相同、结构不同，互为同分异构体，故C不符合题意；
D．C3H6和C4H8可能为烯烃或环烷烃，所以不一定是同系物，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.同位素是指质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子；
B.同一元素形成的不同单质互为同素异形体；
C.分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体；
D.结构相似，在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物。
7．【答案】B
【知识点】同素异形体；同分异构现象和同分异构体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A. C60和C70 均是碳元素的单质，互为同素异形体，故A不符合题意
B.C2H6和C6H14均是饱和烷烃，结构相似，且相差4个CH2，互为同系物，故B符合题意
C. CO和CO2都是化合物，不是单质不互为同素异形体，故C不符合题意
D. CH3COOH是乙酸，CH3OOCH是乙酸甲酯，不是同种物质
故答案为：B
【分析】A.同位素是质子数相同，中子数不同的元素
B.同系物是结构相似，相差n个CH2的有机物
C.同素异形体是同种元素形成的不同单质
D.同种物质是分子式相同，结构相同
8．【答案】A
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系；同素异形体；化学实验安全及事故处理
【解析】【解答】A． 为硼酸是弱酸，氢氧化钠溶液具有腐蚀性，若不慎将 溶液溅到皮肤上，则需用大量水冲洗，同时涂抹 ，以中和碱液达到目的，A符合题意；
B．Y为Li，在空气中燃烧的产物只有Li2O不可能有过氧化锂，B不符合题意；
C．X为B，与氢元素均是非金属元素会形成BH3或B2H4等硼氢化合物，B元素与H元素以共价键结合，均属于共价化合物，C不符合题意；
D． 和 两者的质子数均为3，中子数不同的两种核素，所以两者互为同位素，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】根据判断Y是Li,X是B
A.硼酸是弱酸，氢氧化钠溶液是碱性溶液，不小心滴到皮肤上，利用硼酸的弱酸性可以中和氢氧化钠溶液
B.Li在空气中产物没有过氧化锂，只有氧化锂
C.均属非金属形成的属于共价化合物
D.同素异形体是单质，但是 6Y和7Y均是元素不是单质
9．【答案】B
【知识点】同素异形体；同分异构现象和同分异构体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A．14N2和15N2均为氮气分子，不能互称同位素，A不符合题意；
B．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关2个“CH2”原子团，因此，两者互为同系物，B符合题意；
C．Fe2C和Fe3C均为化合物，不能互称同素异形体，C不符合题意；
D．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不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A.同位素指的是同一种元素的不同原子
B.结构相似，分子式相差n个CH2的叫同系物
C.同素异形体的研究对象是单质
D.分子式相同，结构不同的有机物叫同分异构体，乙醚和乙醇分子式不同
10．【答案】D
【知识点】同素异形体；合金及其应用；高分子材料
【解析】【解答】A．芳香烃可以通过煤的干馏获得，煤的干馏指将煤隔绝空气加强热使煤分解的过程，该过程属于化学变化，故A不符合题意；
B．合金熔点通常低于其组成金属熔点，故B不符合题意；
C．石墨烯和金刚石、石墨是碳元素的不同单质，它们互为同素异形体，故C不符合题意；
D．碳纤维是无机物，不是有机高分子材料，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、煤的干馏为化学变化；
B、合金和成分金属相比，硬度更大，熔点更低；
C、同素异形体即同种元素的不同单质；
D、碳纤维为碳单质。
11．【答案】A
【知识点】同素异形体；同分异构现象和同分异构体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A．结构相似，组成上相差若干个CH2原子团的有机化合物为同系物，乙醇(CH3CH2OH)是饱和一元醇，丙三醇是饱和三元醇，两者所含官能团数目不同，不互为同系物，A符合题意；
B．质子数相同、中子数不同的同种元素互为同位素，35Cl的质子数为17，中子数为18，37Cl的质子数为17，中子数为20，两者质子数相同、中子数不同，互为同位素，B不符合题意；
C．由同种元素组成的不同的单质互为同素异形体，O2和O3是由氧元素组成的不同的单质，两者互为同素异形体，C不符合题意；
D．分子式相同、结构不同的化合物互为同分异构体，丙酮和环氧丙烷的分子式相同、结构不同，两者互为同分异构体，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.结构相似，在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物；
B.质子数相同，中子数不同的不同原子互为同位素；
C.同种元素形成的不同单质互为同素异形体；
D.分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体。
12．【答案】B
【知识点】氧化还原反应；同素异形体；常见的生活环境的污染及治理
【解析】【解答】A．自然界中“氮循环”过程一定包括氧化还原反应(比如氮的固定)和非氧化还原反应(比如硝酸转化为硝酸盐)，故A不符合题意；
B．重油裂解为轻质油作燃料，轻质油燃烧一样会产生二氧化碳，不能减少二氧化碳的排放量，无法有效促进碳中和，故B符合题意；
C．聚乳酸是一种新型的生物降解材料，快餐餐盒使用的聚乳酸材料可由乳酸经缩聚反应制得，故C不符合题意；
D．碳纳米管、石墨烯都是碳元素形成的不同单质，它们互为同素异形体，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A.氧化还原反应过程中一定有元素的化合价发生变化；
B.重油裂解为轻质油不能减少碳原子，不能减少二氧化碳的排放；
C.乳酸发生缩聚反应生成聚乳酸；
D.同种元素形成的不同单质互为同素异形体。
13．【答案】A
【知识点】同素异形体；油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A.芝麻富含油脂，芝麻壳的主要成分是纤维素，故A符合题意；
B.香蕉皮中的纤维素在一定条件下分解为多孔碳和氢气，可将天然生物质转化为新能源，实现废物利用，故B不符合题意；
C.碳玻璃与C60都是碳元素的单质，两者互为同素异形体，故C不符合题意；
D.苯乙烯通过加聚反应生成聚苯乙烯，该聚合物的单体为 ，链节为 ，故D不符合题意。
故答案为：A
【分析】依据物质的性质和组成判断应用，A.芝麻壳的主要成分是纤维素。
14．【答案】A
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；同素异形体
【解析】【解答】A．葡萄糖为单糖，不会发生水解。红薯在放置的过程中，淀粉水解变成了葡萄糖，使得红薯内的糖分增多了，因此变甜了，A项符合题意；
B．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀利用了原电池原理，其中镁棒为阳极，腐蚀阳极保护了阴极，该方法是牺牲阳极保护法，B项不符合题意；
C．第五形态的碳单质“碳纳米泡沫”为碳单质，石墨烯也是碳单质，二者互为同素异形体，C项不符合题意；
D．太阳能比电能更加环保，因此用太阳能光催化分解水代替电解水制氢气有利于节能和减少碳排放，D项不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A．葡萄糖为单糖，单糖为水解的糖；
B．利用了原电池原理分析；
C．同素异形体为同一元素形成的不同单质；
D．太阳能比电能更加环保。
15．【答案】B
【知识点】同素异形体；硅和二氧化硅；合金及其应用
【解析】【解答】A．含氟牙膏能使牙齿表面的羟基磷酸钙转化为更难溶的氟磷酸钙，所以能预防龋齿，故A不符合题意；
B．石墨烯和碳纳米管都是碳的单质，互为同素异形体，故B符合题意；
C．芯片与太阳能电池感光板所用材料均为晶体硅，故C不符合题意；
D．铝的密度小、抗腐蚀性好，所以口罩的鼻梁条使用铝合金，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.含氟牙膏能使牙齿表面的羟基磷酸钙转化为更难溶的氟磷酸钙；
B.石墨烯和碳纳米管均为碳元素的单质，互为同素异形体；
C.芯片和太阳能电池板的主要成分均为晶体硅；
D.铝合金具有密度小、抗腐蚀性等特性。
16．【答案】B
【知识点】原子核外电子排布；键能、键长、键角及其应用；极性键和非极性键；极性分子和非极性分子；同素异形体
【解析】【解答】A．基态氧原子价电子的轨道表示式为，故A不符合题意；
B．斜方硫和单斜硫均是硫元素组成的不同单质，互为同素异形体，故B符合题意；
C．SO2是V形结构，是由极性键构成的极性分子，故C不符合题意；
D．SeO2分子中Se是sp2杂化，Se原子价层电子对数为2+=3，有一对孤电子对，对两个成键电子对有排斥作用，O－Se－O的键角小于120°，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.根据氧原子核外电子排布式进行分析。
B.同素异形体是由同种元素组成的不同单质。
C.共价化合物中，极性键存在于不同原子之间，极性分子中正负电荷重心不重合。
D.根据中心原子价层电子对数进行分析。
17．【答案】D
【知识点】同素异形体；含硅矿物及材料的应用；常用合成高分子材料的化学成分及其性能
【解析】【解答】A．太阳能电池板主要成分是晶体硅，是良好的半导体，A不符合题意；
B．n值不确定，聚乙烯属于有机高分子化合物，B不符合题意；
C．石墨烯与C60均是碳元素形成的不同结构的单质二者互为同素异形体，C不符合题意；
D．液氢(H2) 是单质，四氧化二氮(N2O4)属于共价化合物，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】AB．依据物质的性质决定用途分析；
C．同素异形体为同一元素形成的不同单质；
D．液氢(H2) 是单质。
18．【答案】B
【知识点】用电子式表示简单的离子化合物和共价化合物的形成；同素异形体
【解析】【解答】A．碲元素位于元素周期表中的位置为第五周期第ⅥA族，A不符合题意；
B．镉元素与锌元素位于同一族，属于区，B符合题意；
C．的形成过程可表示为，C不符合题意；
D．H、D、T是氢元素的同位素，不是同素异形体，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．依据核外电子排布判断；
B．依据表中分区判断；
C．电子式表示形成过程时，左侧为原子；
D．依据质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素。
19．【答案】B
【知识点】同素异形体；含硅矿物及材料的应用；铜及其化合物
【解析】【解答】A．青铜和黄铜都不是单质铜，是铜的合金，故A不符合题意；
B．单晶硅是一种半导体材料，可用于制造硅电池，故B符合题意；
C．食品袋中放置的CaO用作干燥剂，不能直接防止食品氧化变质，故C不符合题意；
D．14C可用于文物鉴定，14C与12C为质子数相同、中子数不同的碳原子，二者互为同位素，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．二者是铜的合金；
B．单晶硅是一种半导体材料；
C．CaO用作干燥剂；
D．依据质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素。
20．【答案】C
【知识点】同素异形体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A．同种元素形成的不同单质称为同素异形体，所以O2和O3互为同素异形体，故A不符合题意；
B．C2H4为乙炔，C3H6可能为丙炔，也可能为环丙烯，不一定互为同系物，故B不符合题意；
C．同种元素形成的不同单质称为同素异形体，所以白磷和红磷互为同素异形体，故C符合题意；
D．乙醇的分子式为C2H6O，乙醚的分子式为C4H10O，分子式不同，不是同分异构体，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】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原子团的化合物，官能团数目和种类相等；具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体；同种元素形成的不同单质互为同素异形体；质子数相同、质量数（或中子数）不同的原子互称同位素；
21．【答案】C
【知识点】同素异形体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A．与均为酯，属于同系物，A不符合题意；
B．、和是不同的氢原子，为不同的核素，B不符合题意；
C．最简式为的有机物为CH3CH3，不存在多种同分异构体，C符合题意；
D．金刚石、石墨均为碳元素的单质，互为同素异形体，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】同系物：指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物；同分异构体：一种有相同分子式而有不同的结构的化合物；依据质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素；同素异形体为同一元素形成的不同单质；
22．【答案】B
【知识点】同素异形体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A．1H-、3H+均不是原子，故不是同位素，A不符合题意；
B．乙酸、硬脂酸均为饱和脂肪酸，互为同系物，B符合题意；
C．乙醇分子式为C2H6O，乙醚分子式为C4H10O，不是同分异构体，C不符合题意；
D．碘和碘蒸气的分子式均为I2，是同一物质的不同状态，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】同系物：指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物；同分异构体：一种有相同分子式而有不同的结构的化合物；依据质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素；同素异形体为同一元素形成的不同单质；
23．【答案】B
【知识点】同素异形体；同系物
【解析】【解答】A．为聚乙炔可以制成塑料，A符合题意；
B．同系物是指结构相似，在分子组成上相差若干个CH2原子团，HOCHO是甲酸，属于羧酸类，HOCH2CHO含有羟基和醛基，结构不相似，不互为同系物，B不符合题意；
C．同素异形体是指同一元素形成的不同单质，则和互为同素异形体，C符合题意；
D．有机物结构中单键可以旋转， 和分子式相同，结构相同，是同一种物质，D符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．聚乙炔可以制成导电塑料 ；
B．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原子团的化合物，官能团数目和种类相等；
C．同种元素形成的不同单质互为同素异形体；
D．有机物结构中单键可以旋转，分子式相同，结构相同，是同一种物质。
24．【答案】C
【知识点】同素异形体；同分异构现象和同分异构体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A． 6Li和7Li质子数相同而中子数不同的锂原子，互为同位素，故A不符合题意；
B． 石墨烯和碳纳米管均是碳形成的两种不同的单质，互为同素异形体，故B不符合题意；
C． CH3COOH和CH3COOCH2CH3分别属于酸和酯，不同类，不能互称为同系物，故C符合题意；
D． CH2BrCH2Br和CH3CHBr2分子式相同，而结构不同，互为同分异构体，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】同系物：指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物；依据质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素；同素异形体为同一元素形成的不同单质；在有机化学中，将分子式相同、结构不同的化合物互称同分异构体。
25．【答案】C
【知识点】同素异形体；同分异构现象和同分异构体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A．软脂酸为饱和一元羧酸，油酸是不饱和一元羧酸，两者的官能团不同，不是同类物质，所以不互为同系物，故A不符合题意；
B．质子数相同，中子数不同的原子互为同位素，、、是三种不同的离子，不互为同位素，故B不符合题意；
C．和是由硫元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故C符合题意；
D．分子式为的有机物可以是链状化合物，也可以是环状化合物，其中链状化合物有乙酸、甲酸甲酯和2-羟基乙醛，共有3种，环状化合物可以是、和，共有3种，所以分子式为的有机物存在6种同分异构体，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.结构相似，在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物；
B.同位素是指质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子；
C.同种元素形成的不同单质互为同素异形体；
D.分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体。
26．【答案】A
【知识点】同素异形体；高分子材料
【解析】【解答】A．疫苗的主要成分是蛋白质，蛋白质在高温下易变性，冷藏存放的目的是避免蛋白质变性，A符合题意；
B．聚乳酸酯的降解是高分子生成小分子的过程，而油脂不属于高分子化合物，B不符合题意；
C．与为原子，两者互为同位素，C不符合题意；
D．氮化硼陶瓷基复合材料属于新型无机非金属材料，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．蛋白质在高温下易变性；
B．油脂不属于高分子化合物；
C．质子数相同质量数（或中子数）不同的原子互称同位素；
D．氮化硼陶瓷基复合材料属于新型无机非金属材料。
27．【答案】B
【知识点】同素异形体；同分异构现象和同分异构体；同位素及其应用
【解析】【解答】A．O2与O2的结构相同，是同种物质，故A不符合题意；
B．O2与O3都是氧元素的单质，互为同素异形体，故B符合题意；
C．O2与O2都是分子，不是原子，不能称为同位素，故C不符合题意；
D．O原子核外有8个电子，1molO2分子中含有16mol电子，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．结构相同，是同种物质；
B．同种元素形成的不同单质互为同素异形体；
C．质子数相同质量数（或中子数）不同的原子互称同位素；
D．O原子核外有8个电子，1molO2分子中含有16mol电子。
28．【答案】A
【知识点】同素异形体；同分异构现象和同分异构体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A．O2和O3是由氧元素组成的不同性质的单质，二者互为同素异形体，A符合题意；
B．淀粉(C6H10O5)n和纤维素(C6H10O5)n，虽然化学式相同，但n值不同，所以二者的分子式不同，不互为同分异构体，B不符合题意；
C．14C和14N的质量数相同，但质子数不同，二者不互为同位素，C不符合题意；
D． 属于酚， 属于醇，二者属于不同类的物质，不互为同系物，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】同素异形体指的是同种元素的不同单质；
同位素指的是同种元素的不同原子；
根据结构简式可画出其结构式，结合结构式分析可以知道为同种分子；
同系物指的是分子结构相似，官能团数目和种类相同，分子组成上相差若干个-CH2；
同分异构体指的是分子式相同，结构不同的分子。
29．【答案】D
【知识点】同素异形体；同分异构现象和同分异构体；同系物；同位素及其应用
【解析】【解答】A．红磷和白磷是磷的两种不同单质，互为同素异形体，故A不符合题意；
B．己烯和环己烷分子式均为，互为同分异构体，故B不符合题意；
C．与质子数相同，中子数不同属于同位素．为碳元素的不同核素，故C不符合题意；
D．结构相似，组成相差的有机物为同系物，乙烯和丁二烯二者结构不同，不属于同系物，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.同种元素形成的不同单质互为同素异形体；
B.分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体；
C.同位素是指质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子；
D.结构相似，在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物。
30．【答案】（1）同素异形体
（2）sp3；sp2
（3）分子；混合
（4）σ；σ；π
（5）8；；
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；同素异形体
【解析】【解答】解：（1）都是含有碳元素的不同单质，互为同素异形体，故答案为：同素异形体；（2）金刚石中碳原子形成四条共价键，为sp3杂化；石墨烯为片层结构，杂化类型为sp2杂化，故答案为：sp3；sp2；（3）C60晶体组成微粒为60个碳原子组成的C60分子，属于分子晶体；石墨片层内以共价键结合，片层之间以分子间作用力结合，为混合晶体，故答案为：分子；混合；（4）金刚石中碳原子以sp3杂化，形成四条杂化轨道，全部形成σ键；石墨中碳原子以sp2杂化，形成三条杂化轨道，还有一条为杂化的p轨道，三条杂化轨道形成σ键，而未杂化p轨道形成π键，故答案为：σ；σ；π；（5）晶胞中顶点微粒数为： =1，面心微粒数为： =3，体内微粒数为4，共含有8个碳原子；晶胞内含有四个碳原子，则晶胞体对角线长度与四个碳原子直径相同，即 =8r，r= a；碳原子的体积为： ，晶胞体积为：a3，碳原子的空间利用率为： = = ，故答案为：8； ； ．
【分析】（1）都是含有碳元素的不同单质；（2）金刚石中碳原子形成四条共价键，为sp3杂化；石墨烯为片层结构，杂化类型为sp2杂化；（3）根据组成的微粒类型和微粒间作用力类型判断晶体类型；（4）根据两种物质的杂化类型分析共价键类型；（5）利用均摊法计算．
1 / 1
