Question

15．根據(jù)要求回答下列問題：
①和
②和
③CH₄和CH₃CH₂CH₃
④金剛石和石墨
⑤H、D、T
⑥乙醇（CH₃CH₂OH）和甲醛（CH₃OCH₃）
⑦臭氧（O₃）和氧氣（O₂）
⑧和
⑨和
⑩CuSO₄•5H₂O與CuSO₄•3H₂O
（1）這10組物質(zhì)中，是同素異形體的是④⑦（填序號(hào)，下同）；是同位素的是⑤；是同分異構(gòu)體的是②⑥；是同一物質(zhì)的是①⑧⑨；是同系物的是③．
（2）寫出支鏈只有一個(gè)乙基且相分子質(zhì)量最小的烷烴的結(jié)構(gòu)簡式．
（3）一定量的稀硫酸和稀NaOH溶液反應(yīng)，當(dāng)生成1molH₂O時(shí)放出的熱量為57.3kJ，則中和熱的熱化學(xué)方程式為$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）；△H=-57.3kJ/mol．
（4）事實(shí)證明，能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是B（填選項(xiàng)字母）．
A．C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H＞0
B．2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H＜0
C．NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H＜0．

Answer 1

分析 （1）同種元素形成的不同單質(zhì)互為同素異形體；
質(zhì)子數(shù)相同質(zhì)量數(shù)（或中子數(shù)）不同的原子互稱同位素；
具有相同分子式而結(jié)構(gòu)不同的化合物互為同分異構(gòu)體；
組成和結(jié)構(gòu)都相同的物質(zhì)為同一物質(zhì)，同一物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)都相同，結(jié)構(gòu)式的形狀及物質(zhì)的聚集狀態(tài)可能不同；
同系物指結(jié)構(gòu)相似、通式相同，組成上相差1個(gè)或者若干個(gè)CH₂原子團(tuán)的化合物，官能團(tuán)數(shù)目和種類相等；
（2）烷烴中出現(xiàn)乙基，則主鏈至少含有5個(gè)C，據(jù)此寫出該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式；
（3）根據(jù)中和熱的概念：稀的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水所放出的熱量書寫中和熱的熱化學(xué)方程式；
（4）能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，且必須是能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)．

解答 解：（1）①和名稱與結(jié)構(gòu)簡式一致，為同一種物質(zhì)，為2-甲基丁烷；
②和分子式相同C₅H₁₂，結(jié)構(gòu)不同，為碳鏈異構(gòu)，其名稱分別為：2，2-二甲基丙烷、2-甲基丁烷，互為同分異構(gòu)體；
③CH₄和CH₃CH₂CH₃結(jié)構(gòu)相似，都屬于烷烴，形成2個(gè)CH₂原子團(tuán)，互為同系物；
④金剛石和石墨是由碳元素組成的不同單質(zhì)，互為同素異形體；
⑤H、D、T中子數(shù)不同，是氫元素的不同核素，互為同位素；
⑥乙醇（CH₃CH₂OH）和甲醚（CH₃OCH₃）分子式相同C₂H₆O，結(jié)構(gòu)不同，互為同分異構(gòu)體；
⑦臭氧（O₃）和氧氣（O₂）是由氧元素組成的不同單質(zhì)，互為同素異形體；
⑧和名稱與結(jié)構(gòu)簡式一致，為同一種物質(zhì)；

⑨和名稱與結(jié)構(gòu)簡式一致，為同一種物質(zhì)，為2-甲基丁烷；
⑩CuSO₄•5H₂O與CuSO₄•3H₂O都為銅鹽，結(jié)晶水?dāng)?shù)量不同，什么都不是；
故答案為：④⑦；⑤；②⑥；①⑧⑨；③；
（2）烷烴中含有乙基，則乙基至少在3號(hào)位，所以只有一個(gè)乙基且式量最小的烷烴的結(jié)構(gòu)簡式為，
故答案為：；

（3）中和熱指稀的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水所放出的熱量，H₂SO₄和NaOH反應(yīng)的中和熱是指反應(yīng)生成1mol水放出57.3kJ的熱量，
反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）；△H=-57.3kJ/mol，
故答案為：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）；△H=-57.3kJ/mol；
（4）能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，且必須是能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，
A．該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以不能設(shè)計(jì)成原電池，故A不選；
B．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)且能自發(fā)的進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，所以能設(shè)計(jì)成原電池，故B選；
C．該反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，所以不能設(shè)計(jì)成原電池，故C不選；
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查同系物、同分異構(gòu)體、同位素、同素異形體、同一物質(zhì)的區(qū)別、烷烴的結(jié)構(gòu)、中和熱方程式的書寫、原電池等知識(shí)，題目難度不大，綜合性較強(qiáng)，注意把握概念的內(nèi)涵與外延．