非金属元素分类及其化合物应用
非金属元素及其化合物性质与应用教案
非金属元素及其化合物性质与应用教案教学目的：1.让学生了解非金属元素及其化合物的性质和应用。
2.掌握非金属元素及其化合物的化学反应原理。
3.培养学生运用非金属元素及其化合物的性质解决实际问题的能力。
教学内容：1.非金属元素的分类和一般性质。
2.非金属元素及其化合物的化学反应。
3.非金属元素及其化合物的应用。
教学步骤：一、引入1.通过展示一些常见的非金属元素及其化合物，让学生对非金属元素有一个初步的认识。
2.提问：你们知道这些非金属元素及其化合物有哪些性质和应用吗？二、非金属元素的分类和一般性质1.介绍非金属元素的分类，如卤素、氧族元素、氮族元素、碳族元素等。
2.讲解非金属元素的一般性质，如氧化性、还原性、酸性、碱性等。
三、非金属元素及其化合物的化学反应1.通过实验演示非金属元素及其化合物的化学反应，如氯气与水的反应、硫化氢与酸的反应等。
2.讲解非金属元素及其化合物的化学反应原理，如氧化还原反应、酸碱中和反应等。
3.让学生通过小组讨论，总结非金属元素及其化合物的化学反应规律。
四、非金属元素及其化合物的应用1.通过案例分析，介绍非金属元素及其化合物的应用，如氯气用于自来水消毒、硫化氢用于采矿业等。
2.让学生通过小组讨论，探讨非金属元素及其化合物的应用范围和前景。
五、总结与拓展1.总结非金属元素及其化合物的主要性质和反应规律，强调其在日常生活和工业生产中的应用。
2.拓展非金属元素及其化合物的其他性质和应用，如半导体材料、新能源等。
3.引导学生思考如何运用非金属元素及其化合物的性质解决实际问题，培养其创新意识和实践能力。
六、作业与巩固1.布置相关习题，让学生进一步巩固所学知识。
2.鼓励学生通过互联网或查阅相关文献资料，了解更多关于非金属元素及其化合物的性质和应用的信息。
非金属元素的性质及其化合物的用途
非金属元素的性质及其化合物的用途非金属元素是构成地球上大部分物质的基本成分之一。
与金属元素相比，非金属元素在化学性质上有着明显的不同。
本文将探讨非金属元素的性质以及一些常见非金属化合物的用途。
首先，非金属元素通常具有较高的电负性。
这意味着它们倾向于接受电子而不是失去电子，从而形成负离子。
这种特性使得非金属元素在化学反应中常常与金属元素发生反应，形成离子化合物。
例如，氯气（Cl2）与钠金属（Na）反应，生成氯化钠（NaCl），常见的食盐。
氯化钠在日常生活中被广泛用作调味品和食品防腐剂。
其次，非金属元素在物理性质上也与金属元素有所不同。
非金属元素通常是不良导体，而金属元素则是良导体。
这是因为非金属元素的电子结构使得它们的电子难以自由移动。
然而，一些非金属元素具有半导体性质，如硅（Si）。
硅是一种重要的材料，广泛应用于电子器件和太阳能电池等领域。
此外，非金属元素还具有一些特殊的性质。
例如，氧气（O2）是一种无色、无味、无臭的气体，但它对于维持生命至关重要。
氧气是呼吸过程中必需的，它与食物中的有机物发生反应，产生能量和二氧化碳。
另一个例子是氮气（N2），它占据大气中的主要成分之一。
氮气在农业中被用作植物的肥料，促进植物的生长。
在化学工业中，非金属元素的化合物也有广泛的应用。
例如，二氧化硫（SO2）是一种常见的非金属化合物，它是燃烧煤和石油等化石燃料时产生的副产品。
尽管二氧化硫是一种有害气体，但它也是一种重要的化学原料。
二氧化硫可以用于制造硫酸，硫酸是许多化学工业过程的重要原料。
另一个重要的非金属化合物是二氧化碳（CO2）。
二氧化碳是一种无色气体，广泛存在于大气中。
随着工业化的发展和人口的增长，二氧化碳的排放量不断增加，导致全球气候变化。
然而，二氧化碳也被广泛应用于饮料工业和消防系统中。
除了上述化合物之外，硫化氢（H2S）、氨气（NH3）等非金属化合物也具有重要的用途。
硫化氢是一种有毒气体，但它也是一种重要的化学原料，用于制造硫化物和硫酸。
常见非金属元素及其化合物
＋
制备无水 CaCl2 和 Br2，流程如下：
(1)操作Ⅰ使用的试剂是__________，所用主要 仪器的名称是__________。 (2)加入溶液W的目的是 _______________________________________。 用CaO调节溶液Y的pH，可以除去Mg2＋。由表中 数据可知，理论上可选择的pH最大范围是 __________。酸化溶液Z时，使用的试剂为 __________。
比较。比较两种酸的酸性强弱，可通过对应盐
溶液的性质、酸与盐的复分解反应来进行。
【答案】
(1)四氯化碳
2－ SO4
分液漏斗 11.0≤pH<12.2 盐酸
(2)除去溶液中的 (3)bd
(4)用于比较 pH 的两种酸的物质的量浓度不相等 三种参考方案如下：
方 案 一 ： 配 制 相 同 物 质 的 量 浓 度 的 NaHSO3 和 NaHCO3 溶液，用酸度计(或pH试纸)测两溶液的 pH。前者的pH小于后者，证明H2SO3 酸性强于 H2CO3。 方案二：将SO2气体依次通过NaHCO3(或Na2CO3) 溶液、酸性KMnO4 溶液、品红溶液、澄清石灰 水。品红溶液不褪色、且澄清石灰水变浑浊， 证明H2SO3酸性强于H2CO3。 方案三：将CO2气体依次通过NaHSO3(或Na2SO3) 溶液、品红溶液。品红溶液不褪色，证明H2SO3 酸性强于H2CO3。
(3)强酸制弱酸：较强酸＋较弱酸盐―→较强酸
盐＋较弱酸。如：
2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋CO2↑＋H2O(盐酸酸性
强于碳酸)
Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO(漂白粉
的使用原理，说明碳酸酸性强于次氯酸)
常见非金属元素及其化合物
常见非金属元素及其化合物常见的非金属元素包括氢、碳、氮、氧、磷、硫、卤素等。
下面将分别介绍这些非金属元素及其一些常见化合物。
氢是一种非金属元素，其化学符号为H。
它是宇宙中最丰富的元素之一，广泛建筑装饰运用最多的是含氢氢氧化合物，水（化学式H2O）。
除此之外，氢也可以与其他元素形成化合物，例如氢气（H2）、氨（NH3）等。
碳是一种非金属元素，其化学符号为C。
碳是生命的基础，在有机化学中扮演着重要的角色。
许多有机化合物都含有碳元素，例如甲烷（CH4）、乙醇（C2H5OH）、葡萄糖（C6H12O6）等。
氮是一种非金属元素，其化学符号为N。
氮气（N2）是地球大气中最丰富的气体之一、氮也与其他元素形成化合物，例如氨（NH3）和硝酸盐（例如硝酸钾，化学式KNO3）。
氧是一种非金属元素，其化学符号为O。
氧气（O2）是地球大气中第二丰富的气体。
氧是许多化学反应的必需品，也是生物呼吸所必需的。
常见的氧化物化合物包括水（H2O）和二氧化碳（CO2）。
磷是一种非金属元素，其化学符号为P。
磷在生命中起着重要的作用，例如在ATP（细胞能量的主要物质）中。
常见的磷化合物包括三氧化二磷（P2O3）和五氧化二磷（P2O5）。
硫是一种非金属元素，其化学符号为S。
硫具有特殊的气味，常见于生活中的一些化合物，如二氧化硫（SO2）和硫酸（H2SO4）。
卤素是一组非金属元素，包括氟、氯、溴和碘。
这些元素都具有毒性和强烈的活性。
它们通常以单质状态存在，如氯气（Cl2）和溴液（Br2）。
此外，卤素也与其他元素形成化合物，如氯化钠（NaCl）和碘化钾（KI）。
这些非金属元素及其化合物在化学和生物学中发挥着重要的作用。
它们构成了我们周围的物质世界，对地球的生态系统起着重要的影响。
了解它们的性质和反应对于我们理解自然界的规律以及应用化学和生物学的知识都非常重要。
非金属元素的分类与性质
非金属元素的分类与性质非金属元素是化学元素中的一类，其特点是具有较高的电负性和较低的电子亲和能力。
本文将介绍非金属元素的分类以及其常见性质。
一、非金属元素的分类根据元素的化学性质和电子结构，非金属元素可以分为以下几类：1.有气性非金属元素有气性元素主要包括氢（H）、氦（He）、氮（N）、氧（O）、氟（F）、氖（Ne）等。
这类元素在常温下主要以气体的形态存在，具有较高的电负性和较低的电子亲和能力。
2.卤素卤素元素主要包括氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、氟（F）等。
这类元素具有较高的电负性和较低的电子亲和能力，常以单质的形态存在。
卤素元素具有强烈的氧化性和还原性，在化学反应中常作为活泼的非金属元素参与。
3.非金属类金属元素非金属类金属元素主要包括磷（P）、硫（S）、碳（C）等。
这类元素在常温下具有金属和非金属双重性质，既可以形成正离子也可以形成负离子。
非金属类金属元素在自然界中广泛存在，例如，磷存在于磷矿石中，硫存在于硫矿石和天然气中，而碳存在于碳酸盐矿物、煤炭、石油等中。
4.其他非金属元素除了以上几类非金属元素外，还有一些元素在化学性质上也属于非金属。
例如，硅（Si）具有半金属的性质，常用于半导体制造；砷（As）和锑（Sb）具有金属和非金属性质的混合特点；氙（Xe）等稀有气体则与其他非金属元素的性质相仿。
二、非金属元素的性质非金属元素的性质因元素不同而有差异，下面将简要介绍几种常见非金属元素的性质。
1.氢（H）氢是一种无色、无臭的气体，在常温下为二原子分子态存在。
它是宇宙中最常见的元素之一，并且在地球上广泛存在于水和有机物中。
氢的化学性质活泼，与氧、氯等元素反应能释放大量能量。
2.氧（O）氧是一种常见的非金属元素，它在自然界中以气体的形式存在，占据大气中的21%。
氧是生命存在的基础，也是燃烧的必需物质。
它具有很强的氧化性，与大多数元素反应生成氧化物。
3.氮（N）氮是空气中的主要成分之一，占据大气的78%。
无机非金属材料的元素组成
无机非金属材料的元素组成1.二氧化硅（SiO2）：由硅和氧元素组成。
它是地壳中最常见的化合物之一，也是石英、硅石和沙子的主要成分。
2.硫化物（S2-）：含有硫元素的化合物。
常见的硫化物包括硫化氢（H2S）、硫化铁（FeS）和硫化锌（ZnS）等。
硫化物在天然矿石中广泛存在，例如黄铁矿和闪锌矿。
3.氮化物（N3-）：含有氮元素的化合物。
其中最常见的是氨气（NH3）、硝酸盐（NO3-）和氨基（NH2-）。
氮化物常用于制备氮化硅（Si3N4）等高温材料。
4.氯化物（Cl-）：含有氯元素的化合物。
常见的氯化物包括氯化钠（NaCl）、氯化铁（FeCl2）和氯化铝（AlCl3）。
氯化物通常用于消毒、脱盐和水处理等领域。
5.氧化物（O2-）：含有氧元素的化合物。
常见的氧化物包括水（H2O）、二氧化碳（CO2）和氧化铁（Fe2O3）。
氧化物在地壳中广泛存在，例如山泥石和赤铁矿。
6.磷酸盐（PO43-）：含有磷、氧和酸基团的化合物。
磷酸盐常见于生物体中，例如骨骼和DNA分子。
常见的磷酸盐包括磷酸三钠（Na3PO4）和磷酸铵（NH4H2PO4）。
7.碳酸盐（CO32-）：含有碳和氧元素的化合物。
其中最常见的是碳酸钙（CaCO3），它在自然界中以石灰岩和大理石的形式存在。
碳酸盐还包括碳酸铵（NH4CO3）和碳酸钠（Na2CO3）等。
8.硅酸盐：含有硅和氧元素以及金属离子的化合物。
最典型的例子是长石矿物，如正长石和斜长石。
硅酸盐在地壳中广泛存在，例如石英和花岗岩。
除了上述常见的无机非金属材料，还有许多其他的元素组成的化合物，每种化合物都具有不同的物理和化学特性。
无机非金属材料在工业、建筑、电子、医疗和环境等领域有广泛应用，例如玻璃、塑料、陶瓷、橡胶和纤维等。
不同的元素组成和结构使得这些材料具有不同的性质和用途，为人类的生活和技术发展提供了重要的支持。
非金属及其化合物
氧化性：低价氧化物被氧气氧化，如
2NO＋O2===2NO2
X2Cl2、Br2与SO2＋H2O反应
三、非金属元素重要化合物的性质 1．气态氢化物 (1)物理性质：一般都是无色气体，都有刺激性气味；HX、NH3 易溶于水，H2S 可溶，其余一般不溶；ⅥA、ⅦA 族元素的气态氢化物 的水溶液一般为挥发性酸，HCl、HBr、HI 为强酸，其余为弱酸，NH3 水溶液显碱性，其余不溶，可视为中性。其熔沸点都较低，常温下 H2O、 H2O2 为液体，其余均为气体。HF、H2O、NH3 分子间易形成氢键，使 它们的沸点升高，出现了反常情况。
4．与碱反应
歧化：3SX＋2＋6O2OHH－－======2XS2－－＋＋XSOO2－ 3－＋＋H32HO2OX2＝Cl2、Br2、I2 还原性：Si＋2OH－＋H2O===SiO32－＋2H2↑
5．与盐反应
非金属单质间的置换，如Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2 与低价态盐反应：如2FeBr2＋3Cl2===2FeCl3＋2Br2 2Na2SO3＋O2===2Na2SO4
1．与非金属反应
氧化性：与氢气反应生成氢化物
还原性CS、、NP2与、CPl、2反C应与O2反应
C与S反应
2．与金属反应
Cl2、Br2与金属反应变价金属显高价O价4 N2与活泼金属如Mg等反应
3．与水反应
氧 歧化 化性 反： 应： 2FX2＋2＋2HH22OO======4HHXF＋＋HOX2 OX2＝Cl2、Br2、I2 还原性：C＋H2Og=高==温==CO＋H2
(2)碳(金刚石)、硅等单质，硬度很大，熔沸点很高。由于晶体中 没有离子和自由电子，所以固态和熔融态都不导电。但某些非金属单 质，如：石墨可以作导体、单晶硅可以作为半导体材料。
高中化学非金属元素及其重要化合物性质大汇合
非金属元素及其重要化合物性质一、碳、硅元素的单质及重要化合物的主要性质、制法及应用的比较1．碳单质：△点燃点燃（1）物理性质：碳元素形成的同素异形体由于碳原子的排列方式不同，导致物理性质有较大的差别。
（见表18—2）高温高温△（2）化学性质：①C + O2 ＝CO2 ②2C + O2 ＝2CO ③C+4HNO3（浓）＝CO2↑+ 4NO2↑+ 2H2O④ C + 2CuO ＝2Cu + CO2↑⑤ C + CO2 ＝2CO ⑥ 2C + SiO2 ＝ Si +2CO↑2．碳的氧化物（CO、CO2）性质的比较：（表18—3）2．二氧化硅与二氧化碳的对比：3．硅、硅酸及硅酸盐:（1）硅：单质硅有晶体硅和无定形硅两种。
晶体硅为原子晶体，灰黑色、有金属光泽、硬度大而脆、熔沸点高。
导电性介于导体和绝缘体之间，是常用的半导体材料。
化学性质：①常温Si + 2F2 = SiF4 ；Si + 4HF = SiF4 + 2H2 ；Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑△②加热：Si + O2 ＝ SiO2； Si + 2Cl2 ＝ SiCl4 ；Si + 2H2 ＝ SiH4 。
自然界中无游离态的硅工业上用焦炭在电炉中还原二氧化硅制取粗硅：SiO2 + 2C ＝Si + 2CO↑（2）硅酸（H2SiO3或原硅酸H4SiO4）：难溶于水的弱酸，酸性比碳酸还弱。
（3）硅酸钠：溶于水，其水溶液俗称“水玻璃”，是一种矿物胶。
盛水玻璃的试剂瓶要使用橡胶塞。
能与酸性较强的酸反应：Na2SiO3 + 2HCl ＝H2SiO3↓(白)+ 2NaCl；Na2SiO3 + CO2 + H2O ＝H2SiO3↓+ Na2CO34．水泥、玻璃和陶瓷等硅酸盐产品的主要化学成分、生产原料及其用途硅酸盐材料是传统的无机非金属材料：玻璃、水泥、各种陶瓷等都是以黏土、石英和长石等为原料生产的硅酸盐制品，比较如下陶瓷生产的一般过程：混合→成型→干燥→烧结→冷却→陶瓷，随着现代科学技术的发展，一些具有特殊结构、特殊功能的新型无机非金属材料如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等相继被生产出来。
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合而成的。下列说法正确的是
(B)
本
学
案 栏
A.①②属于同分异构体
目 开
C.②③属于同分异构体
B.①③属于同分异构体 D.③④属于同分异构体
解析 ①③是只含单键的四个碳原子的烷烃，它们属于同分
异构体，而②④是含有一个碳碳双键的四个碳原子的烯烃，
它们属于同分异构体。
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3. “神七”使用偏二甲肼和四氧化二氮作火箭燃料。偏二甲
案
栏 ②同一碳原子所连甲基上的氢原子是等效的；③处于镜面对
目
开 称位置上的氢原子是等效的。
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(3)用替换法推断：
如一个碳碳双键可以用环替换；碳氧双键可以用碳碳双键替
换并将氧原子移到他处；又如碳碳三键相当于两个碳碳双
本
学 键，也相当于两个环。不同原子间也可以替换，如二氯苯
案
栏 目
C6H4Cl2 有 3 种同分异构体，四氯苯 C6H2Cl4 也有 3 种同分
高考回顾
4.下列关于常见有机物的性质叙述正确的是________。
本 学
A.纤维素和淀粉遇碘水均显蓝色 (2011·广东理综，7A)
案 栏
B.乙酸乙酯和食用植物油均可水解生成乙醇
目 开
(2011·广东理综，7D)
C.乙酸分子中含有羧基，可与 NaHCO3 溶液反应生成 CO2
(2011·山东理综，11A)
D.乙醇中含乙酸杂质：加入碳酸钠溶液洗涤，分液
(2012·上海，12B)
目 开
D.有 7 个碳原子可能在同一条直线上
解析 由分子结构简式可以看出，分子内的碳原子空间关系
可表示为
，故分子内在一条直线上的
碳原子为 5 个，当苯环平面和碳碳双键平面重合时，所有碳
原子都在一个平面内。
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2.如图表示 4 个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子， 小棍表示化学键，假设碳原子上其余的化学键都是与氢结
C5H12O 可看作是戊烷中的 H 被—OH 取代的产物。戊烷有正
戊烷、异戊烷、新戊烷三种同分异构体，正戊烷对应的醇有
3 种，异戊烷对应的醇有 4 种，新戊烷对应的醇有 1 种，故
共有 8 种。
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3.[2012·浙江理综，29(3)]写出同时满足下列条件的 D(C4H6O2) 的所有同分异构体的结构简式(不考虑立体异
位于乙烯分子的平面内。
(3)苯分子中 6 个氢原子被任何原子取代时，该原子均位于
苯分子平面内。
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2.等效氢法判断一元取代物种类
有机物分子中，位置等同的氢原子叫等效氢，有多少种等
效氢，其一元取代物就有多少种。
本
学 等效氢的判断方法：
案
栏 (1)同一个碳原子上的氢原子是等效的。
目
开如
分子中—CH3 上的 3 个氢原子。
据烃基的异构体数判断较为快捷。如判断丁醇的同分异构
体时，根据组成丁醇可写成 C4H9—OH，由于丁基有 4 种 结构，故丁醇有 4 种同分异构体。
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(2)由等效氢原子推断： 碳链上有几种不同的氢原子，其一元取代物就有几种同分异
本
学 构体。一般判断原则：①同一种碳原子上的氢原子是等效的；
开 异构体。
(4)用定一移一法推断：
对于二元取代物同分异构体的判断，可固定一个取代基的位
置，再改变另一个取代基的位置以确定同分异构体的数目。
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得分技巧
本 1.共面原子的判断规律
学 案
(1)凡含有的碳原子以四个单键连接其他原子或原子团的
栏
有机化合物，所有原子不能共面。
目
开
(2)乙烯分子中的 4 个氢原子被任何原子取代时，该原子均
非金属元素分类及 其化合物应用
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2.(2012·新课标全国卷，10)分子式为 C5H12O 且可与金属钠
反应放出氢气的有机化合物有(不考虑立体异构) ( D )
本 A.5 种 B.6 种
C.7 种
D.8 种
学
案 栏
解析 首先判断出 C5H12O 的类别，然后判断出同分异构体。
目 开
C5H12O 能与 Na 反应产生 H2，可确定该有机物是醇，故
碳碳键的同分异构体只有 3 种。
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4.吡啶甲酸酯可作金属离子的萃取剂，2-吡啶甲酸正丁酯的
结构如图所示，其同分异构体中吡啶环上只有 1 个氢原子
本 被取代的吡啶甲酸酯类同分异构体(不包括 2-吡啶甲酸正
学 案
丁酯)有
()
栏
目
开
A.3 种
B.7 种
C.11 种 D.15 种
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Hale Waihona Puke 解析 符合条件的同分异构体应为吡啶甲酸丁酯，吡啶甲酸
有 3 种：
，丁基有 4 种：
本
学 案
CH3CH2CH2CH2— 、
、
、
栏
目 开
，故吡啶环上只有 1 个氢原子被取代的吡啶甲酸
丁酯共有 12 种，去掉 2-吡啶甲酸正丁酯自身，还有 11 种，
C 项正确。 答案 C
热点二
学案 13
热点二 官能团与有机化合物的性质
(2)同一分子中处于轴对称位置或镜面对称位置上的氢原
子是等效的。
如
分子中，在苯环所在的平面内有两条互
相垂直的对称轴，故有两类等效氢。
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对点集训
1.下列关于
的说法正确的是（双
选）
( AC )
A.所有碳原子有可能都在同一平面上
本 学
B.最多可能有 9 个碳原子在同一平面上
案 栏
C.只能有 5 个碳原子在同一直线上
本 构)____________。
学 案
a.属于酯类
b.能发生银镜反应
栏 目
解析 符合条件的 D 的同分异构体应满足：①分子式为
开 C4H6O2；②分子中含有酯基(
)和醛基(—CHO)，有
以下四种：
HCOOCH==CHCH3、HCOOCH2CH==CH2、
、
。
热点一
本 学
答案
案
栏
目
开
学案 13
热点一
整合提升
1.常见重要有机物的结构特点
CH4
本
学
案
栏 目
结构
开
C2H4
学案 13
C6H6
空间构型 共面原 子数目
正四面体
平面四边形 平面六边形
6
12
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学案 13
2.同分异构体的种类、书写思路
本
学
案
栏 目
3.常用的同分异构体的推断方法
开
(1)由烃基的异构体数推断：
判断只有一种官能团的有机物的同分异构体的种数时，根
肼的化学式为 C2H8N2，则 C2H8N2 不含碳碳键的同分异构
本 学
体有
(B )
案 栏
A.2 种
B.3 种
C.5 种
D.6 种
目 开
解析 根据化学键连接方式，C2H8N2 可能有 6 种结构：
CH3NH—NHCH3 、 CH3CH2NHNH2 、 (CH3)2N—NH2 、
NH2CH2CH2NH2、CH3CH(NH2)2、CH3NHCH2NH2，其中不含