2019高中化学 专题1 第三单元 第1课时 同素异形现象与同分异构现象导学案 苏教版必修2

1、第1课时同素异形现象与同分异构现象知识条目1.同素异形体与同素异形现象2.同分异构体与同分异构现象必考要求aa加试要求bb1.以碳元素的几种单质为例，认识同素异形现象。2.以正丁烷和异能力要求丁烷、乙醇和二甲醚为例，认识有机物的同分异构现象。3.以同素异形现象和同分异构现象为例，认识物质的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。一、同素异形现象1碳元素能形成多种单质。根据教材内容和你熟悉的知识，填写下表空格：物理单质颜色状态硬度、熔点金刚石无色透明固体坚硬、熔点很高石墨灰黑色固体质软、熔点高足球烯(C60)灰黑色固体硬度小、熔点低性质导电性不导电导电不导电微观结构差异分析

2、碳原子的成键方式和排列方式不同2.氧元素能形成O2和O3两种单质。填写下表：单质物理性质化学性质氧气(O2)无色无味气体有强氧化性臭氧(O3)有鱼腥味，淡蓝色气体氧化性比氧气更强转化差异分析O2在放电时转化成O3，O3在催化剂存在时又可分解为O2分子中氧原子个数和氧原子的成键方式不同3由以上分析可知：(1)同一种元素形成几种不同单质的现象叫做同素异形现象。(2)同一元素可形成不同单质，这些单质互称为这种元素的同素异形体。-1-(3)同一元素的不同单质化学性质相似，物理性质差异很大，这是因为不同单质中，原子排列情况不同的缘故。同素异形体的理解(1)互为同素异形体的物质是由同一种元素形成的结构不同

3、、性质不同的单质。(2)同素异形体之间在一定条件下可以相互转化，其转化属于化学变化。1下列各组物质中，属于同素异形体的是()A16O和18OC二氧化硫、三氧化硫答案BB红磷、白磷D二氧化碳、干冰解析16O和18O是质子数相同、中子数不同的两种氧原子，互为同位素；白磷和红磷是磷的两种不同单质，互为同素异形体；二氧化硫和三氧化硫都是化合物，并非单质，不是同素异形体；二氧化碳和干冰是同种物质，不可互称为同素异形体。2下列关于碳元素的同素异形体的叙述正确的是()A碳元素形成的各种单质称为碳元素的同素异形体B碳元素的同素异形体结构虽然不同，但性质差别不大C碳元素的同素异形体性质不同，其用途相同D碳元素的

4、同素异形体只有金刚石、石墨和C60答案A解析碳元素形成的不同单质原子间的排列方式不同，物理性质差别较大，化学性质相似，用途不同，如金刚石和石墨；金刚石、石墨和C60只是三种主要的碳单质。二、同分异构现象1根据正丁烷和异丁烷的结构式，填写下表空格：物质正丁烷异丁烷结构式结构简式分子式CH3CH2CH2CH3C4H10C4H10-2-沸点差异分析0.511.7原子的连接方式不同，化学键类型相同，物质类别相同2.由以上分析可知：(1)化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，称为同分异构现象。(2)分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体。(3)同分异构现象主要表现在有机物中。同分异构体的理

5、解(1)两化合物互为同分异构体的必备条件有两点：两者的分子式应相同；两者的结构应不同。(2)两化合物互为同分异构体，则两化合物的相对分子质量及各元素的组成(含量)必然相同。(3)相对分子质量相同的两化合物不一定互为同分异构体(如CO和C2H4不互为同分异构体)。3关于同分异构体的叙述正确的是()A相对分子质量相同而结构不同的化合物互称为同分异构体B分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体C同分异构体之间由于分子组成相同，所以它们的性质相同D只有少数的有机物之间存在同分异构现象答案B解析同分异构体是指分子式相同而结构不同的化合物，同分异构体之间分子式相同，则相对分子质量相同，而相对分子质量相

6、同的物质，分子式不一定相同，A项错误；同分异构体的结构不同，性质也不同，C项错误；有机物之间同分异构现象普遍存在，D项错误。4下列各组物质中，两者互为同分异构体的是()CuSO45H2O和CuSO43H2ONH4CNO与CO(NH2)211CH3CH2OH和CH3OCH32H2O和3H2OACBD答案B解析分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体。中两种物质的分子式不同。组中，两者的分子式相同，但结构不同，故两者互为同分异构体。中水分子的结构相同，不互为同分异构体。-3-1O2与O3在一定条件下可以相互转化，这一变化属于()A物理变化C氧化还原反应B化学变化D以上都不是答案B2下列各组物质

7、中，不互为同素异形体的是()A金刚石和C60CO2和O3B红磷和P4D干冰与冰答案D663下列说法不正确的是()A.12C和14是一种核素B红磷和白磷互为同素异形体CCH3COOCH2CH3和CH3CH2COOCH3是不同物质DCH3CH2OH可看成是由C2H5和OH两种基团组成答案A66解析本题考查同位素、同素异形体、同分异构体的概念。12C和14C属于同一种元素，但为不同的核素，A项错误；红磷和白磷均为磷的单质，互为同素异形体，B项正确；CH3COOCH2CH3和CH3CH2COOCH3的分子式相同，但结构不同，是不同种物质，两者互为同分异构体，C项正确；CH3CH2OH可以看成是由C2H

8、5和OH两种基团组成的，D项正确。4最近医学界通过放射性14C标记的C60，发现有一种C60的羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂DNA杀死细胞，从而抑制艾滋病(AIDS)。有关14C的叙述正确的是()A14C与C60中碳原子的化学性质不同B14C与14N含的中子数相同C14C与C60是同素异形体D14C与12C互为同位素答案D解析14C是碳元素的一种原子，与其他碳原子的化学性质相同，A、C项错误；14C的中子数为8,14N的中子数为7，二者的中子数不同，B项错误；14C和12C的质子数相同，中子数不同，二者互为同位素，D项正确。5下列物质中，互为同分异构体的有_；互为同素异形体的有_；属于同位素

9、的有_；属于同一种物质的有_。-4-二氧化碳金刚石干冰氢溴酸溴水液溴12C石墨14C答案和、和和和和、和解析烷烃中每个碳原子都形成空间的四面体结构。分别与互为同分异构体；和互为同素异形体；和属于同位素；和、和分别属于同一种物质。基础过关题组一同素异形体1一瓶气体经化验分析只含有一种元素，则该气体是()A一种单质B一种化合物C化合物和单质的混合物D既可能是一种单质，又可能是几种单质的混合物答案D解析该气体可能是一种单质，也可能是这种元素组成的几种单质的混合物，不能确定为纯净物或混合物。2据报道，碳纳米管是碳原子形成的大分子，其导电性是铜的1万倍；N5可用作烈性炸药。下列说法不正确的是()A金刚石

10、与碳纳米管互为同素异形体BN5与N2互为同素异形体C14C的质子数为14DC原子半径比N原子半径大答案C解析同素异形体是同种元素形成的不同单质。金刚石和碳纳米管、N5和N2都是互为同素异形-5-体；14C的质子数为6；C原子半径大于N原子半径。3下列各组物质中，属于同素异形体的是()AS2、S4CH、DB碘晶体、碘蒸气8D.16O2、18O2答案A解析S2和S4是硫元素形成的不同单质，互为同素异形体，A项属于同素异形体；碘蒸气和碘晶体是碘的不同状态，属于同一物质，B项不属于同素异形体；H和D是氢元素的两个同位素，C项不属于同素异形体；D是同一种物质，结构和性质是相同的，D项不属于同素异形体。题

11、组二同分异构体4下列说法中正确的是()ASO2、SO3互为同分异构体B两种化合物的组成元素相同，且各元素的质量分数也相同，则二者一定互为同分异构体C相对分子质量相同的几种化合物互称为同分异构体D组成元素的质量分数相同、相对分子质量也相同的不同化合物互为同分异构体答案D解析SO2和SO3分子式不同，A项错误；若两种化合物的组成元素相同，各元素的质量分数也相同，则它们的最简式必定相同，最简式相同的化合物可能是同分异构体，也可能不是同分异构体，B项错误；相对分子质量相同的物质有很多，如无机物中的H2SO4和H3PO4，有机物中的C2H6O(乙醇)和CH2O2(甲酸)，这些物质都具有相同的相对分子质量

12、，但由于它们的分子式不同，所以它们不互为同分异构体，C项错误；当不同化合物组成元素的质量分数相同，相对分子质量也相同时，其分子式一定相同，因此这样的不同化合物互为同分异构体，D项正确。5下列物质互为同分异构体的是()A35Cl和37ClBCH3CH2OH和CH3OCH3CCH3CH3和CH3CH2CH3DH2O和H2O2答案B解析A项互为同位素；B项互为同分异构体；D项是两种不同的化合物。6科学家发现铂的两种化合物a和b，二者的结构简式分别为A同分异构体C同一种物质a有抗癌作用，而b没有，二者的关系为()B同素异形体D同位素答案A解析a有抗癌作用，而b没有，说明二者属于不同的物质，且二者分子式

13、相同，结构不同，故二-6-者互为同分异构体。题组三同素异形体、同分异构体的比较7下列各组中的物质互为同素异形体的是()A金刚石与石墨C乙醇与二甲醚BCH4与CH3CH3D12C与14C答案A解析CH4与CH3CH3分子式不相同，两种不同的化合物不互为同素异形体；乙醇与二甲醚互为同分异构体；12C与14C互为同位素。8下列各项描述的判断正确的是()选项ABCD描述由同种元素组成的物质一定是纯净物科学家最近合成了一种新的化合物N4红磷转化为白磷是物理变化纳米泡沫碳和金刚石是同素异形体结论正确正确错误错误答案C解析由同种元素组成的物质不一定是纯净物，如氧气和臭氧的混合气体为混合物，A项判断不正确；N

14、4属于单质，B项判断正确；红磷和白磷属于不同的物质，其转化为化学变化，C项判断正确；纳米泡沫碳和金刚石是由碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，D项判断不正确。9下列说法中，正确的是()A液溴、溴蒸气是同素异形体B同素异形体是同种元素的不同单质CSO2、SO3互为同分异构体D同分异构体的分子组成相同，分子结构不同答案B解析同素异形体是同种元素形成的性质不同的单质，可知A错，B对；同分异构体是分子式相同但结构不同的化合物，不是分子组成相同，C、D错误。10氰酸铵(NH4CNO)与尿素CO(NH2)2()A都是共价化合物C互为同分异构体B都是离子化合物D互为同素异形体答案C解析氰酸铵是离子化合物，

15、尿素是共价化合物，它们的分子式相同，结构不同，是同分异构体的关系，因此C正确。能力提升11根据以下叙述，回答下列问题。-7-大气中的臭氧层可滤除大量的紫外光，保护地球上的生物。氟利昂(如CCl2F2)可在光的作用下分解，产生Cl原子，Cl原子会对臭氧层产生长久的破坏作用，臭氧的分子式为O3。有关反应为光光O3=O2OClO3=ClOO22OClO=ClO2总反应为2O3=3O。(1)在上述臭氧变成氧气的过程中，Cl原子是_(填字母，下同)。A反应物C中间产物(2)O3和O2是_。A同一种物质C氧的同位素B生成物D催化剂B同素异形体D同一种元素答案(1)D(2)B解析(1)根据催化剂的定义知，C

16、l原子是催化剂，由此可见催化剂并不是不参加反应，只不过是反应前后的质量和化学性质保持不变。(2)由同种元素组成的不同单质叫作同素异形体。O3和O2是由氧元素组成的两种不同的单质，所以O3和O2属于同素异形体。12有下列几组物质：126C与136C石墨与富勒烯硝基丙烷(CH3CH2CH2NO2)与丙氨酸CH3CH2CH2CH3和天然气的主要成分与沼气的主要成分HF与HCl。对各组物质的性质异同点进行分析，请用数字序号回答问题：(1)互为同素异形体的是_；(2)互为同分异构体的是_；(3)互为同位素的是_；(4)属于同一化合物的是_。答案(1)(2)(3)(4)解析126C与136C的质子数相同，

17、而中子数不同，是碳元素的两种核素，互称为同位素；石墨与富勒烯都是由碳元素形成的不同单质，都属于碳元素的同素异形体；硝基丙烷与丙氨酸的分子式都为C3H7NO2，CH3CH2CH2CH3和的分子式都为C4H10，但是结构不同，所以都互为同分异构体；天然气与沼气的主要成分都是CH4，属于同一种物质；HF和HCl属于不同的分子。13今有原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素。已知A、C、F三种原子的最外层共有11个电子，且这三种元素的最高价氧化物的水化物之间两两皆能反应，且均能生成盐和水。D和E的电子层结构见下表：元素最外层电子数次外层电子数-8-DExx1x4x4在一般情况下，B

18、元素的单质不能与A、C、D、E元素的单质化合。请按要求填空：(1)写出下列各元素的元素符号：A_，B_，C_，D_，E_，F_。(2)D的氢化物的化学式为_，E的氢化物的化学式为_，两者的稳定性：_。(3)原子序数介于E和F之间的元素R能形成R2、R8等几种单质，这几种单质之间的关系是_。答案(1)NaMgAlSiPCl(2)SiH4PH3PH3SiH4(3)互为同素异形体解析由x48可知x4，D、E分别为Si、P元素；由性质信息推测C的氢氧化物具有两性，C为Al元素，则A为Na元素，由“A、C、F三种原子最外层共有11个电子”可知F为Cl元素。由“原子序数依次增大”可知B为Mg元素。14硫通常是一种淡黄色晶体。有橙色、无色、红棕色三种颜色的硫蒸气，它们都是硫的单质，但每个分子中硫原子的个数不同，可用Sx表