解题思路：同一元素的不同原子互称同位素；
由同种元素组成的不同单质叫同素异形体；
分子式相同结构不同的有机化合物互称同分异构体；
结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称同系物，根据以上概念进行解答．
①O2和O3是由氧元素组成的不同单质，则属于同素异形体；
②12C和14C是碳元素的两种不同原子，则属于同位素；
③C3H8和C4H10的结构相似，在分子组成上相差一个CH2原子团，则属于同系物；
④正丁烷和异丁烷是分子式相同结构不同的有机化合物，则属于同分异构体；
⑤2-丁烯和2-甲基丙烯都是丁烯的同分异构体；
所以互为同素异形体的是①，互为同系物的是③，互为同分异构体的是④⑤，
故答案为：①；③；④⑤．
点评：
本题考点： 同分异构现象和同分异构体；同素异形体；芳香烃、烃基和同系物．
考点点评： 本题考查了同位素、同素异形体、同分异构体、同系物等概念，题目难度不大，注意掌握同位素、同素异形体、同素异构体、同系物的概念，明确它们的区别．