2018_2019学年高中化学 微观结构与物质的多样性第3单元从微观结构看物质的多样性第1课时同素异形现象与同分异构现象学案苏教版.docx

第1课时同素异形现象与同分异构现象学习目标：1.以碳元素、氧元素的几种单质为例，认识同素异形现象。2.以正丁烷和异丁烷、乙醇和二甲醚为例，认识有机物的同分异构现象。3.认识物质多样性与微观结构的关系，学会同素异形体、同分异构体的判断方法。自 主 预 习探 新 知一、同素异形现象1同素异形现象碳单质有金刚石、石墨、富勒烯(包括C60、C70和单层或多层的纳米碳管)等。同一种元素能够形成几种不同的单质的现象称为同素异形现象。2同素异形体具有同素异形现象的不同单质互称为该元素的同素异形体。3常见的同素异形体(1)碳元素的同素异形体单质结构特征主要性质主要用途金刚石每个碳原子与相邻的4个碳原子以共价键结合，形成空间网状结构无色透明，有光泽、硬度大装饰品，切割玻璃、花岗岩，做勘探钻头等石墨层状结构，层内碳原子间以共价键结合，每一层内碳原子排列成平面六边形，一个个六边形排列成平面网状结构，层间碳原子间存在分子间作用力灰黑色，质地较软，能导电可做润滑剂和电极等C60由60个碳原子形成的封闭笼状分子，形似足球，人们又称它为“足球烯”(2)氧元素的同素异形体单质O2O3性质无色无味气体淡蓝色气体，有鱼腥味，氧化性极强结构臭氧分子和氧气分子中氧原子的个数和氧原子的成键方式不同相互转化3O22O3(3)磷元素的同素异形体单质白磷红磷性质蜡状固体，有剧毒。白磷在空气中能自燃，应保存在冷水中红棕色固体，在空气中能稳定存在，在加热或点燃时也能燃烧结构白磷分子和红磷分子中磷原子的个数和磷原子的成键方式不同微点拨：同素异形体之间的转化是化学变化，但不是氧化还原反应。二、同分异构现象1同分异构现象和同分异构体2实例(1)正丁烷和异丁烷物理性质不同，化学性质几乎相同。(2)乙醇和二甲醚物理性质不同，化学性质不同。基础自测1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)12C、14C互为同素异形体。()(2)碳单质的同分异构体有金刚石、石墨、C60。()(3)CH3CH=CH2与互为同分异构体。()(4)同分异构体化学性质一定相同。()【答案】(1)(2)(3)(4)2下列说法正确的是()A红磷转化为白磷发生了氧化还原反应B石墨导电，金刚石不导电，故二者不是同素异形体CO2和O3分子式不同，但结构相同DS2、S4、S8都是硫的同素异形体D同素异形体之间的转化为非氧化还原反应，A错误；同素异形体的物理性质一般不同，B错误；O2和O3的结构不同，C错误；S2、S4、S8均为硫元素的不同单质，它们互为同素异形体。3下列各组物质中，两者互为同分异构体的是()CuSO45H2O和CuSO43H2ONH4CNO与CO(NH2)2CH3CH2OH和CH3OCH3H2O和H2OABCDB互为同分异构体的物质的分子式相同，其相对分子质量也相同；互为同分异构体的物质结构不同，但其化学性质可能相似。合 作 探 究攻 重 难同素异形体的判断背景材料澳大利亚研究人员开发出被称为第五形态的固体碳，这种新的碳结构称作纳米泡沫，它的外形类似海绵，密度极小，并且有磁性。思考交流(1)纳米泡沫碳与金刚石之间是什么关系？【提示】纳米泡沫碳与金刚石是碳元素形成的不同单质，二者互为同素异形体。(2)同素异形体之间物理性质和化学性质是否相同？同素异形体之间的相互转化是化学变化还是物理变化？【提示】同素异形体物理性质不同，化学性质可能相似。同素异形体之间的转化属于化学变化。同素异形体的理解(1)同素异形体是指单质，不是指同位素和核素，也不是指化合物。(2)互为同素异形体的不同单质是由同一种元素形成的，构成它们的原子的核电荷数相同，中子数可以相同，也可以不相同。(3)产生同素异形现象的原因：构成分子的原子个数不同。如氧气(O2)和臭氧(O3)。晶体中原子的排列方式不同。如金刚石和石墨。(4)由于分子构成或晶体结构不同，导致它们的性质存在区别，即物理性质差异很大，而化学性质有些相似，有些相差很大，但是存在活泼性的差异。如：金刚石硬度很大、不能导电，而石墨硬度较小，层与层之间能滑动、导电性能好；石墨的化学性质较金刚石活泼，但两者化学性质相似(与O2反应、具有还原性等)。同分异构体的判断背景材料思考交流(1)怎样正确理解同分异构体？【提示】“同分”是指分子式相同，“异构”是指结构不同，“体”是指化合物。(2)相对分子质量相等结构不同的两种物质是否为同分异构体？【提示】相对分子质量相等，分子式并不一定相同(如N2、CO、C2H4)，不一定是同分异构体。同分异构体概念的理解(1)分子式相同同分异构体的相对分子质量必相同，反之不成立。如NO和C2H6。不一定属于同一类物质。如与CH2=CHCH3。(2)结构不同原子或原子团的连接顺序不同。原子的空间排布不同。当 堂 达 标固 双 基题组1同素异形体的分析判断1下列六组物质互为同素异形体的是()16O2和18O2H2SiO3和H4SiO4O2和O3H2O和H2O2金刚石、石墨和C60红磷和白磷A只有B只有C只有D只有B2白磷在高压下隔绝空气加热后急速冷却，可得钢灰色固体黑磷，其转化过程如下：白磷黑磷，黑磷性质稳定，结构与石墨相似。下列叙述正确的是()A黑磷与白磷互为同位素B黑磷能导电C白磷转化为黑磷是物理变化D黑磷能在空气中自燃B黑磷也是磷元素组成的单质，A错误；黑磷结构与石墨相似，类比石墨的导电性，B正确；白磷、黑磷是不同的物质，C错误；黑磷性质稳定，D错误。同素异形体的理解(1)同素异形体有两个“相同”和三个“不同”组成元素相同，同为单质；结构不同，不同种物质，性质不同。(2)同素异形体的性质差别是由物质结构的差别所决定的。(3)同素异形体之间的转化是化学变化，但不是氧化还原反应。题组2同分异构体的理解与判断3正丁烷和异丁烷互为同分异构体的依据是()A具有相似的化学性质B具有相同的物理性质C分子具有相同的空间结构D分子式相同，但分子内碳原子的结合方式不同D4下列各对物质中属于同分异构体的是()CA项，两原子属于同位素；B项，两物质属于同素异形体；C项，两物质的分子式相同，结构不同，属于同分异构体；D项，两种物质的分子式相同，结构也相同(各原子的连接顺序和排列方式均相同)，它们属于同一种物质。题组3同素异形体、同分异构体、同位素辨析5下列物质之间的相互关系错误的是()ACH3CH2NO2和H2NCH2COOH互为同分异构体BO2和O3互为同素异形体CH和T互为同位素D冰和干冰为同一种物质D (1)互为同素异形体的是_。(2)互为同位素的是_。(3)互为同分异构体的是_。(4)同一种物质的是_。【解析】同素异形体是由同种元素组成的不同种单质，O2和O3、石墨和足球烯属于同素异形体；同位素是质子数相