Question

15．根据要求回答下列问题：
①和
②和
③CH₄和CH₃CH₂CH₃
④金刚石和石墨
⑤H、D、T
⑥乙醇（CH₃CH₂OH）和甲醛（CH₃OCH₃）
⑦臭氧（O₃）和氧气（O₂）
⑧和
⑨和
⑩CuSO₄•5H₂O与CuSO₄•3H₂O
（1）这10组物质中，是同素异形体的是④⑦（填序号，下同）；是同位素的是⑤；是同分异构体的是②⑥；是同一物质的是①⑧⑨；是同系物的是③．
（2）写出支链只有一个乙基且相分子质量最小的烷烃的结构简式．
（3）一定量的稀硫酸和稀NaOH溶液反应，当生成1molH₂O时放出的热量为57.3kJ，则中和热的热化学方程式为$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）；△H=-57.3kJ/mol．
（4）事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是B（填选项字母）．
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；
具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体；
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；
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；
（2）烷烃中出现乙基，则主链至少含有5个C，据此写出该有机物的结构简式；
（3）根据中和热的概念：稀的强酸和强碱反应生成1mol水所放出的热量书写中和热的热化学方程式；
（4）能设计成原电池的反应通常是放热反应，且必须是能自发进行的氧化还原反应．

解答 解：（1）①和名称与结构简式一致，为同一种物质，为2-甲基丁烷；
②和分子式相同C₅H₁₂，结构不同，为碳链异构，其名称分别为：2，2-二甲基丙烷、2-甲基丁烷，互为同分异构体；
③CH₄和CH₃CH₂CH₃结构相似，都属于烷烃，形成2个CH₂原子团，互为同系物；
④金刚石和石墨是由碳元素组成的不同单质，互为同素异形体；
⑤H、D、T中子数不同，是氢元素的不同核素，互为同位素；
⑥乙醇（CH₃CH₂OH）和甲醚（CH₃OCH₃）分子式相同C₂H₆O，结构不同，互为同分异构体；
⑦臭氧（O₃）和氧气（O₂）是由氧元素组成的不同单质，互为同素异形体；
⑧和名称与结构简式一致，为同一种物质；

⑨和名称与结构简式一致，为同一种物质，为2-甲基丁烷；
⑩CuSO₄•5H₂O与CuSO₄•3H₂O都为铜盐，结晶水数量不同，什么都不是；
故答案为：④⑦；⑤；②⑥；①⑧⑨；③；
（2）烷烃中含有乙基，则乙基至少在3号位，所以只有一个乙基且式量最小的烷烃的结构简式为，
故答案为：；

（3）中和热指稀的强酸和强碱反应生成1mol水所放出的热量，H₂SO₄和NaOH反应的中和热是指反应生成1mol水放出57.3kJ的热量，
反应的热化学方程式为$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）；△H=-57.3kJ/mol，
故答案为：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）；△H=-57.3kJ/mol；
（4）能设计成原电池的反应通常是放热反应，且必须是能自发进行的氧化还原反应，
A．该反应是吸热反应，所以不能设计成原电池，故A不选；
B．该反应是放热反应且能自发的进行氧化还原反应，所以能设计成原电池，故B选；
C．该反应不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池，故C不选；
故选B．

点评 本题考查同系物、同分异构体、同位素、同素异形体、同一物质的区别、烷烃的结构、中和热方程式的书写、原电池等知识，题目难度不大，综合性较强，注意把握概念的内涵与外延．