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7.1 课时1 有机化合物中碳原子的成键特点 烷烃的结构
【学习目标】 1.根据碳原子的成键特点认识有机物的结构特点,培养“宏观辨识与微观探析”的核心素养。 2.以CH4的空间结构为例,认识烷烃的组成和结构特点,培养“证据推理与模型认知”的核心素养。 3.以典型有机物的结构为例,理解同系物、同分异构体的概念并会判断。
【自主预习】
一、有机化合物中碳原子的成键特点
1.甲烷的分子结构
分子式 电子式 结构式 结构 简式 分子结构模型
球棍模型 空间填充模型
CH4 　　　　 CH4
2.甲烷的空间结构
分子结构示意图 结构特点及空间结构
实验数据表明,甲烷分子中的5个原子不在同一平面上,而是形成了正四面体的空间结构。碳原子位于正四面体的中心,4个氢原子分别位于4个顶点。分子中的4个C—H的长度和强度相同,相互之间的夹角相等
3.有机物中碳原子的结构及成键特点
(1)有机物中,碳原子可以形成　　　个共价键。
(2)碳原子间成键方式多样
①碳原子与碳原子之间的结合方式有单键(　　　　　)、双键(　　　　　)、三键(　　　　　)。
②多个碳原子之间可以结合成碳链,也可以结合成碳环,如图所示。
(3)有机物分子可能只含有一个或几个碳原子,也可能含有成千上万个碳原子。
二、烷烃的结构
1.烷烃的结构
2.烷烃的命名
(1)表示
碳原子数(n)及表示
n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　
n>10 相应汉字数字
(2)碳原子数n相同、分子结构不同时,用正、异、新表示。例如,CH3CH2CH2CH2CH3称为　　　　　,称为　　　　　,称为　　　　　。
(3)举例:C6H14命名为　　　　,C18H38命名为　　　　　;C4H10的两种分子的命名:无支链时,CH3CH2CH2CH3命名为　　　　　;有支链时,命名为　　　　　。
三、同系物
1.概念:　　　　相似,在分子组成上相差一个或若干个　　　　原子团的化合物,如CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3等烷烃互为同系物。
2.性质:由于同系物组成元素相同,结构相似,分子组成上相差n个CH2原子团,则化学性质　　　　,物理性质呈现一定的递变规律。
四、同分异构体
1.概念
同分异构现象:化合物具有相同的　　　　　,但具有不同　　　　的现象。
同分异构体:分子式相同而　　　　不同的化合物互称同分异构体。
2.实例
正丁烷和　　　　　互为同分异构体;戊烷的同分异构体有　　　种,己烷的同分异构体有　　　种。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)碳原子既可以跟自身,又可以跟其他原子(如氢原子)形成4个共价键。 (　　)
(2)碳原子性质活泼,可以跟多种元素原子形成共价键。 (　　)
(3)碳原子之间既可以形成稳定的单键,又可以形成双键或三键。 (　　)
(4)多个碳原子可以形成长度不同的链(可以带有支链)及环,且链、环之间又可以相互结合。 (　　)
(5)互为同分异构体的化合物也可能互为同系物。 (　　)
(6)分子式符合CnH2n+2的烃一定是烷烃。 (　　)
(7)C5H12表示的一定是纯净物。 (　　)
(8)两个同系物之间相对分子质量相差14或14的整数倍。 (　　)
2.常见的有机物主要含有哪些元素
3.有机物种类繁多的主要原因有哪些
【合作探究】
　有机化合物中碳原子的成键特点
　　在甲烷分子里,1个碳原子与4个氢原子形成4个C—H共价键。甲烷分子的空间结构为正四面体形,碳原子位于正四面体的中心,4个氢原子位于4个顶点,4个C—H的键长相等,键角均为109°28'。
与甲烷结构相似的有机化合物还有很多,随着分子中碳原子数的增加,还有乙烷、丙烷、丁烷等一系列有机化合物。你能根据碳原子的成键规律,写出丁烷的结构式和乙烷、丙烷、丁烷的分子式,并由此归纳这类有机化合物分子式的通式吗
1.乙烷、丙烷、丁烷的分子式分别是什么 写出烷烃的分子式通式。
2.CH4是正四面体结构,CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4也都是正四面体结构吗
3.下图显示的是4个碳原子相互结合的几种方式(灰球表示碳原子):
上述材料中,假设9种物质都是只含碳、氢元素,且每个碳原子都形成4个共价键,碳骨架结构中碳原子不足的价键都用氢原子补足4个共价键。请写出A、B、C、D的分子式。A~I中分子式相同的物质有哪些 哪些物质属于烷烃
1.碳原子的成键特点
2.有机物的表示方法
表示方法 (以甲烷为例) 含义
分子式:CH4 用元素符号表示物质分子组成的式子,可反映一个分子中原子的种类和数目
最简式(实验式):CH4 表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子
电子式:H 用小黑点(或×)代替最外层电子,表示原子最外层电子成键情况的式子
结构式: ①用短线表示成键的共用电子对 ②具有分子式所能表示的意义,能反映分子的结构 ③表示分子中原子的结合或排列顺序的式子,但不表示空间结构
结构简式:CH4 结构式的简便写法,着重突出结构特点
球棍模型: 小球表示原子,短棍表示化学键,展示了空间结构
空间填充模型: 表明了原子的相对大小和空间相对位置
有关有机化合物中碳原子的成键特点,下列说法错误的是(　　)。
A.碳原子最外层有4个电子,每个碳原子形成4个共价键
B.碳原子间只能形成碳链,不能形成碳环
C.在CH4分子中,四个碳氢共价键的长度和强度均相同
D.在正丁烷分子中,4个碳原子形成的碳链为锯齿形,不为直线形
下图均能表示甲烷的分子结构,下列说法错误的是(　　)。
A.Ⅰ将各原子看作质点,为立体结构示意图
B.Ⅱ为电子式,表示甲烷分子中有8个电子
C.Ⅲ为球棍模型,棍代表甲烷分子内含有的共价键
D.Ⅳ为空间填充模型,能表示出甲烷的空间结构及各原子的相对大小
　同系物和同分异构体
1.同系物的判断标准
同系物必须符合以下两个条件,缺一不可:
(1)分子结构相似且属于同一类物质;
(2)分子组成上相差一个或若干个CH2原子团。
2.同分异构体的判断方法
(1)快速判断同分异构体的方法
①先比较不同有机物中的碳原子数,若碳原子数不同,则一定不是同分异构体;若碳原子数相同,再看其他原子,确定分子式是否相同。
②若分子式相同,再观察结构,只有结构不同的有机物才可能是同分异构体,注意烷烃中碳原子的四面体结构。
(2)等效氢原子的判断方法
所谓“等效氢”就是化学环境相同的氢原子:
①连在同一碳原子上的氢原子等效;
②连在同一碳原子上的甲基上的氢原子等效;
③处于对称位置上的氢原子等效。
(3)烃的一元取代物数目的判断
烃中等效氢原子有几种,其一元取代物就有几种。
下列说法正确的是(　　)。
A.C5H12表示的一定是纯净物
B.分子组成上相差若干个CH2原子团的化合物互称为同系物
C.分子式相同而结构不同的有机物互称为同分异构体
D.烷烃分子中碳原子与其他原子的结合方式均是非极性共价键
有下列各组微粒或物质:
A.O2和O3
BC和C
C.CH3CH2CH2CH3和
D.和
E.CH3CH2CH2CH3和
(1)　　　组两种微粒互为同位素。
(2)　　　组两种物质互为同素异形体。
(3)　　　组两种物质属于同系物。
(4)　　　组两种物质互为同分异构体。
(5)　　　组两种物质是同一物质。
方法技巧 化学中“四同”的比较 概念化学式结构性质同位素质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子原子符号表示不同,如H、H、H电子排布相同,原子核结构不同物理性质不同,化学性质相同同素 异形体同一种元素形成的不同单质元素符号表示相同,分子式不同,如石墨和金刚石、O2和O3单质的组成或结构不同物理性质不同,化学性质相似同分 异构体分子式相同、结构不同的化合物相同,如正丁烷和异丁烷不同物理性质不同,化学性质不一定相同同系物结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物组成元素相同,通式相同,相对分子质量相差14n,如C2H6和C3H8等同一类物质,结构相似物理性质不同,化学性质相似
【随堂检测】
1.碳原子的不同结合方式使得有机物种类繁多,下列碳原子的结合方式错误的是(　　)。
A　　　　　B　　　　　C　　　　　D
2.碳原子成键的多样性是有机化合物种类繁多的原因之一,乙醇和二甲醚的结构式如图所示。下列关于上述两种物质的说法正确的是(　　)。
乙醇　　　　　　 　　　　　二甲醚
A.分子式不同
B.因分子结构不同,性质有差异
C.各1 mol分子中碳氧键(C—O)数目相同
D.各1 mol分子中共用电子对数目不同
3.下列说法正确的是(　　)。
A.同系物具有相同的最简式
B.同系物一定是同类物质,化学性质基本相似
C.分子组成相差若干个CH2原子团的两种有机物互为同系物
D.符合通式CnH2n+2的不同烃一定互为同系物
4.下列说法不正确的是(　　)。
A.32S和34S互为同位素
B.C70和碳纳米管互为同素异形体
C.CH2ClCH2Cl和CH3CHCl2互为同分异构体
D.C3H6和C4H8一定互为同系物
参考答案
自主预习·悟新知
一、1.H　　
3.(1)4　(2)①　　
二、1.单键　链状　氢原子　CnH2n+2(n≥1)
2.(1)甲　乙　丙　丁　戊　己　庚　辛　壬　癸　(2)正戊烷　异戊烷　新戊烷　(3)己烷　十八烷　正丁烷　异丁烷
三、1.结构　CH2
2.相似
四、1.分子式　结构　结构
2.异丁烷　3　5
效果检测
1.(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)√
(7)×　(8)√
2.除含有碳、氢、氧元素外,还含有氮、硫、卤素、磷等。
3.①碳原子的结构特征是最外层有4个电子,常常以共价键的形式与碳原子或其他原子结合;②碳原子之间除能形成单键外,还能形成双键或三键,并且能形成长的碳链或碳环;③有机物普遍存在同分异构现象。
合作探究·提素养
任务1　有机化合物中碳原子的成键特点
问题生成
1.C2H6、C3H8、C4H10,CnH2n+2。
2.CH4是正四面体结构,碳原子处于正四面体的中心,四个氢原子处于正四面体的四个顶点上。由此可知,有机物分子中碳原子以4个单键与其他原子或原子团相结合,如,若a、b、c、d相同,则构成正四面体结构,如CCl4;若a、b、c、d不相同,则构成四面体,但不是正四面体,如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。
3.C4H10、C4H10、C4H8、C4H6;A、B的分子式相同,均为C4H10;C、E、F、H、I的分子式相同,均为C4H8;D、G的分子式相同,均为C4H6。从结构上分析,属于烷烃的物质有A、B、H和I 4种物质。
典型例题
例1　B　
解析　碳原子间可以形成碳链,也可以形成碳环,故B项错误。
例2　B　
解析　Ⅱ表示电子式,但略去了碳原子的内层电子,甲烷分子中应含有10个电子。
任务2　同系物和同分异构体
典型例题
例3　C　
解析　C5H12可以表示正戊烷,也可以表示异戊烷,还可以表示新戊烷,C5H12表示的不一定是纯净物,A项错误;结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物,B项错误;分子式相同而结构不同的有机物互称为同分异构体,C项正确;烷烃分子中碳原子与碳原子的结合方式是非极性共价键,碳原子与氢原子的结合方式是极性共价键,D项错误。
例4　(1)B　(2)A　(3)C　(4)E　(5)D
随堂检测·精评价
1.C　解析　碳原子之间可以相互结合形成碳链(可带支链),也可形成碳环,但每个碳原子都形成4个共价键,C项错误。
2.B　解析　由结构可知,二者的分子式均为C2H6O,分子式相同,A项错误; 二者的结构不同,导致两物质存在性质差异,B项正确;乙醇有一个碳氧键,二甲醚有2个碳氧键,则各1 mol分子中碳氧键(C—O)数目分别为NA、2NA,C项错误;各1 mol分子中共用电子对均为8 mol,数目相同,D项错误。
3.B　解析　同系物不一定具有相同的最简式,如甲烷、乙烷、丙烷是烷烃的同系物,但它们的最简式分别为CH4、CH3、C3H8,A项错误;分子组成相差一个或若干个CH2原子团,且结构相似的两种有机物才互为同系物,C项错误;符合通式CnH2n+2的不同烃,可能互为同系物,也可能互为同分异构体,D项错误。
4.D　解析　A项,32S和34S是质子数相同、中子数不同的原子,互为同位素,正确;B项,C70和碳纳米管是由碳元素组成的不同单质,互为同素异形体,正确;C项,CH2ClCH2Cl和CH3CHCl2的分子式相同、结构不同,互为同分异构体,正确;D项,C3H6和C4H8可能为烯烃或环烷烃,所以不一定是同系物,错误。(共37张PPT)
第七章
有机化合物
第一节 认识有机化合物
第1课时 有机化合物中碳原子的成键特点 烷烃的结构
1.根据碳原子的成键特点认识有机物的结构特点，培养“宏观辨识与微观探析”的核心
素养。
2.以的空间结构为例，认识烷烃的组成和结构特点，培养“证据推理与模型认知”的
核心素养。
3.以典型有机物的结构为例，理解同系物、同分异构体的概念并会判断。
一、有机化合物中碳原子的成键特点
1.甲烷的分子结构
分子式 电子式 结构式 结构简式 分子结构模型 球棍模型 空间填充模型
_ _______ _ _______ ______________________ __________________________
2.甲烷的空间结构
分子结构 示意图 结构特点及空间结构
______________________
3.有机物中碳原子的结构及成键特点
（1）有机物中，碳原子可以形成___个共价键。
（2）碳原子间成键方式多样
①碳原子与碳原子之间的结合方式有单键（_ ________）、双键（_________）、三键
（_ _________）。
4
②多个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环，如图所示。
（3）有机物分子可能只含有一个或几个碳原子，也可能含有成千上万个碳原子。
二、烷烃的结构
1.烷烃的结构
2.烷烃的命名
（1）表示
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ ____
相应汉字数字 （2）碳原子数 相同、分子结构不同时，用正、异、新表示。例如，
称为________， 称为________， 称为______
__。
甲
乙
丙
丁
戊
己
庚
辛
壬
癸
正戊烷
异戊烷
新戊烷
（3）举例：命名为______，命名为________； 的两种分子的命名：
无支链时， 命名为________；有支链时， 命名为________。
己烷
十八烷
正丁烷
异丁烷
三、同系物
1.概念：______相似，在分子组成上相差一个或若干个_____原子团的化合物，如
、、 等烷烃互为同系物。
2.性质：由于同系物组成元素相同，结构相似，分子组成上相差个 原子团，则化
学性质______，物理性质呈现一定的递变规律。
结构
相似
四、同分异构体
1.概念
同分异构现象：化合物具有相同的________，但具有不同______的现象。
同分异构体：分子式相同而______不同的化合物互称同分异构体。
2.实例
正丁烷和________互为同分异构体；戊烷的同分异构体有___种，己烷的同分异构体
有___种。
分子式
结构
结构
异丁烷
3
5
1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1） 碳原子既可以跟自身，又可以跟其他原子（如氢原子）形成4个共价键。( )
√
（2） 碳原子性质活泼，可以跟多种元素原子形成共价键。( )
×
（3） 碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成双键或三键。( )
√
（4） 多个碳原子可以形成长度不同的链（可以带有支链）及环，且链、环之间又可
以相互结合。( )
√
（5） 互为同分异构体的化合物也可能互为同系物。( )
×
（6） 分子式符合 的烃一定是烷烃。( )
√
（7） 表示的一定是纯净物。( )
×
（8） 两个同系物之间相对分子质量相差14或14的整数倍。( )
√
2.常见的有机物主要含有哪些元素？
[答案] 除含有碳、氢、氧元素外，还含有氮、硫、卤素、磷等。
3.有机物种类繁多的主要原因有哪些？
[答案] ①碳原子的结构特征是最外层有4个电子，常常以共价键的形式与碳原子或其
他原子结合；②碳原子之间除能形成单键外，还能形成双键或三键，并且能形成长的
碳链或碳环；③有机物普遍存在同分异构现象。
任务1 有机化合物中碳原子的成键特点
在甲烷分子里，1个碳原子与4个氢原子形成4个 共价键。甲烷分子的空间结
构为正四面体形，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子位于4个顶点，4个 的
键长相等，键角均为 。
与甲烷结构相似的有机化合物还有很多，随着分子中碳原子数的增加，还有乙烷、
丙烷、丁烷等一系列有机化合物。你能根据碳原子的成键规律，写出丁烷的结构式和
乙烷、丙烷、丁烷的分子式，并由此归纳这类有机化合物分子式的通式吗？
1.乙烷、丙烷、丁烷的分子式分别是什么？写出烷烃的分子式通式。
[答案] 、、， 。
2.是正四面体结构，、、、 也都是正四面体结构吗？
[答案] 是正四面体结构，碳原子处于正四面体的中心，四个氢原子处于正四面体
的四个顶点上。由此可知，有机物分子中碳原子以4个单键与其他原子或原子团相结
合，如 ，若、、、相同，则构成正四面体结构，如；若、、、 不
相同，则构成四面体，但不是正四面体，如、、 。
3.下图显示的是4个碳原子相互结合的几种方式（灰球表示碳原子）：
上述材料中，假设9种物质都是只含碳、氢元素，且每个碳原子都形成4个共价键，碳
骨架结构中碳原子不足的价键都用氢原子补足4个共价键。请写出A、B、C、D的分子
式。 中分子式相同的物质有哪些？哪些物质属于烷烃？
[答案] 、、、；A、B的分子式相同，均为；C、、 、
、的分子式相同，均为；D、的分子式相同，均为 。从结构上分析，属
于烷烃的物质有A、B、和 种物质。
1.碳原子的成键特点
2.有机物的表示方法
表示方法（以甲烷为例） 含义
用元素符号表示物质分子组成的式子,可反映一个分
子中原子的种类和数目
表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子
电子式:___________________
表示方法（以甲烷为例） 含义
结构式:____________________ ①用短线表示成键的共用电子对
②具有分子式所能表示的意义,能反映分子的结构
③表示分子中原子的结合或排列顺序的式子,但不表
示空间结构
结构式的简便写法,着重突出结构特点
续表
表示方法（以甲烷为例） 含义
球棍模型:_________________________________ 小球表示原子,短棍表示化学键，展示了空间结构
空间填充模型：_________________________________ 表明了原子的相对大小和空间相对位置
续表
例1 有关有机化合物中碳原子的成键特点，下列说法错误的是( ) 。
B
A.碳原子最外层有4个电子，每个碳原子形成4个共价键
B.碳原子间只能形成碳链，不能形成碳环
C.在 分子中，四个碳氢共价键的长度和强度均相同
D.在正丁烷分子中，4个碳原子形成的碳链为锯齿形，不为直线形
[解析] 碳原子间可以形成碳链，也可以形成碳环，故B项错误。
例2 下图均能表示甲烷的分子结构，下列说法错误的是( ) 。
B
A.Ⅰ将各原子看作质点，为立体结构示意图
B.Ⅱ为电子式，表示甲烷分子中有8个电子
C.Ⅲ为球棍模型，棍代表甲烷分子内含有的共价键
D.Ⅳ为空间填充模型，能表示出甲烷的空间结构及各原子的相对大小
[解析] Ⅱ表示电子式，但略去了碳原子的内层电子，甲烷分子中应含有10个电子。
任务2 同系物和同分异构体
1.同系物的判断标准
同系物必须符合以下两个条件，缺一不可：
（1）分子结构相似且属于同一类物质；
（2）分子组成上相差一个或若干个原子团。
2.同分异构体的判断方法
（1）快速判断同分异构体的方法
①先比较不同有机物中的碳原子数,若碳原子数不同,则一定不是同分异构体；若碳原
子数相同,再看其他原子,确定分子式是否相同。
②若分子式相同,再观察结构,只有结构不同的有机物才可能是同分异构体,注意烷烃中
碳原子的四面体结构。
（2）等效氢原子的判断方法
所谓“等效氢”就是化学环境相同的氢原子：
①连在同一碳原子上的氢原子等效；
②连在同一碳原子上的甲基上的氢原子等效；
③处于对称位置上的氢原子等效。
（3）烃的一元取代物数目的判断
烃中等效氢原子有几种，其一元取代物就有几种。
例3 下列说法正确的是( ) 。
C
A. 表示的一定是纯净物
B.分子组成上相差若干个 原子团的化合物互称为同系物
C.分子式相同而结构不同的有机物互称为同分异构体
D.烷烃分子中碳原子与其他原子的结合方式均是非极性共价键
[解析] 可以表示正戊烷，也可以表示异戊烷，还可以表示新戊烷， 表示
的不一定是纯净物，A项错误；结构相似，在分子组成上相差一个或若干个 原子
团的化合物互称为同系物，B项错误；分子式相同而结构不同的有机物互称为同分异
构体，C项正确；烷烃分子中碳原子与碳原子的结合方式是非极性共价键，碳原子与
氢原子的结合方式是极性共价键，D项错误。
例4 有下列各组微粒或物质：
A.和 B.和
C. 和 D. 和
E. 和
（1） ___组两种微粒互为同位素。
（2） ___组两种物质互为同素异形体。
（3） ___组两种物质属于同系物。
（4） ___组两种物质互为同分异构体。
（5） ___组两种物质是同一物质。
B
A
C
D
方法技巧
化学中“四同”的比较
概念 化学式 结构 性质
同位素 质子数相同、中子 数不同的同一元素 的不同原子 电子排布 相同，原 子核结构 不同 物理性质不
同，化学性质
相同
概念 化学式 结构 性质
同素异 形体 同一种元素形成的 不同单质 单质的组 成或结构 不同 物理性质不
同，化学性质
相似
同分异 构体 分子式相同、结构 不同的化合物 相同，如正丁烷和异丁烷 不同 物理性质不
同，化学性质
不一定相同
续表
概念 化学式 结构 性质
同系物 同一类物 质，结构 相似 物理性质不
同，化学性质
相似
续表
1.碳原子的不同结合方式使得有机物种类繁多，下列碳原子的结合方式错误的是
( ) 。
C
A. B. C. D.
[解析] 碳原子之间可以相互结合形成碳链（可带支链），也可形成碳环，但每个碳原
子都形成4个共价键，C项错误。
2.碳原子成键的多样性是有机化合物种类繁多的原因之一，乙醇和二甲醚的结构式如
图所示。下列关于上述两种物质的说法正确的是( ) 。
B
乙醇
二甲醚
A.分子式不同 B.因分子结构不同，性质有差异
C.各分子中碳氧键数目相同 D.各 分子中共用电子对数目不同
[解析] 由结构可知，二者的分子式均为 ，分子式相同，A项错误； 二者的结构
不同，导致两物质存在性质差异，B项正确；乙醇有一个碳氧键，二甲醚有2个碳氧键，
则各分子中碳氧键数目分别为、，C项错误；各 分子中共用
电子对均为 ，数目相同，D项错误。
3.下列说法正确的是( ) 。
B
A.同系物具有相同的最简式
B.同系物一定是同类物质，化学性质基本相似
C.分子组成相差若干个 原子团的两种有机物互为同系物
D.符合通式 的不同烃一定互为同系物
[解析] 同系物不一定具有相同的最简式，如甲烷、乙烷、丙烷是烷烃的同系物，但它
们的最简式分别为、、，A项错误；分子组成相差一个或若干个 原子
团，且结构相似的两种有机物才互为同系物，C项错误；符合通式 的不同烃，
可能互为同系物，也可能互为同分异构体，D项错误。
4.下列说法不正确的是( ) 。
D
A.和 互为同位素
B. 和碳纳米管互为同素异形体
C.和 互为同分异构体
D.和 一定互为同系物
[解析] 项，和 是质子数相同、中子数不同的原子，互为同位素，正确；B
项， 和碳纳米管是由碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，正确；C项，
和 的分子式相同、结构不同，互为同分异构体，正确；D项，
和 可能为烯烃或环烷烃，所以不一定是同系物，错误。

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