Question

10．（1）下列各组物质：
①O₂和O₃        
②¹²C和¹⁴C
③CH₃CH₂CH₂CH₃ 和 （CH₃）₂CHCH₃   ④乙烷和丁烷
⑤CH₃CH₂CH₂CH（C₂H₅）CH₃ 和 CH₃CH₂CH₂CH（CH₃）C₂H₅
互为同系物的是④、互为同分异构体的是③、互为同位素的是②、互为同素异形体的是①、是同一物质的是⑤．（填序号）
（2）烷烃A的相对分子质量是H₂相对分子质量的36倍，则该烷烃的同分异构体有3种；烷烃B的分子中有200个氢原子则分子式为C₉₉H₂₀₀；含有22个电子的炔烃结构简式CH≡C-CH₃．

Answer 1

分析 （1）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；
质子数相同中子数不同的原子互称同位素；
同种元素形成的不同单质互为同素异形体；
组成和结构都相同的物质为同一物质，同一物质组成、结构、性质都相同，结构式的形状及物质的聚集状态可能不同；
（2）根据密度之比等于摩尔质量之比进行计算；根据烷烃的通式C_nH_（2n+2）和B的分子中含有200个氢原子计算；烷烃的组成为C_nH_2n+2，含有22个电子的炔烃，C_nH_（2n-2）含有的电子数目为6n+2n-2，据此分析．

解答 解：（1）①O₂和O₃是同种元素所形成的性质不同的单质，互为同素异形体；
②¹² C和¹⁴ C　中子数不同，是碳元素的不同原子，互为同位素；
③CH₃CH₂CH₂CH₃和（CH₃）₂CHCH₃　分子式相同，结构不同，为碳链异构，互为同分异构体；
④乙烷和丁烷，结构相似，都属于烷烃，分子组成上相差2个CH₂原子团，互为同系物；
⑤CH₃CH₂CH₂CH（C₂H₅）CH₃和CH₃CH₂CH₂CH（CH₃）C₂H₅ 组成和结构都相同，为同一物质；
故答案为：④；③；②；①；⑤；
（2）烷烃的通式为：C_nH_（2n+2），烷烃的相对分子量为：14n+2，含有的电子数目为6n+2n+2
密度之比等于摩尔质量之比，就等于相等分子量之比，A的相对分子质量为：36×2=72=14n+2，解得n=5，所以A的分子式为C₅H₁₂，同分异构体有3种，正戊烷、异戊烷、新戊烷，
烷烃B的分子中含有200个氢原子，即2n+2=200，解得：n=99，所以B的分子式为C₉₉H₂₀₀，
炔烃的组成为C_nH_2n-2，含有的电子数目为6n+2n-2=22，解得n=3，所以该烷烃中碳原子数目为3，分子式为C₃H₄，结构简式为：CH≡C-CH₃，
故答案为：3；C₉₉H₂₀₀；CH≡C-CH₃．

点评 本题主要考查了甲烷的取代实验，同系物、同分异构体、同位素、同素异形体、同一物质的区别，题目难度不大，注意掌握甲烷的性质以及把握概念的内涵与外延．