2024-2025学年新教材高中化学专题5微观结构与物质的多样性第三单元从微观结构看物质的多样性第1课时同素异形现象同分异构现象学生用书苏教版必修第一册

第三单元从微观结构看物质的多样性第1课时同素异形现象同分异构现象课程目标1．以碳、氧元素的同素异形体为例，相识同素异形现象。2．以C4H10和C2H6O为例，相识同分异构现象。3．了解一些物质的微观结构。图说考点学业基础——自学·思记·尝试[新知预习]1．同素异形现象(1)同素异形现象：同一种________能够形成几种不同的________的现象。如碳元素可形成的单质有________、________、足球烯等。(2)同素异形体：同一种元素能够形成几种不同的单质，这种现象称为同素异形现象。这些单质之间互称为该元素的同素异形体。如氧的同素异形体有________、________。(3)常见的同素异形体①碳的同素异形体单质金刚石石墨C60结构特点每个碳原子与相邻的________个碳原子以共价键结合，形成空间________结构层状结构，每一层内碳原子排列成平面________，一个个六边形排成平面网状结构，层间存在分子间作用力由60个碳原子形成的封闭笼状分子、形似足球，人们又称它为“________”作用力碳原子间全部通过______结合每一层内碳原子间通过________结合，层间存在________C60分子间存在分子间作用力，C60分子内碳原子与碳原子之间通过________结合，有C—C和C=C物理性质颜色状态无色透亮的正八面体固体灰黑色、有金属光泽、不透亮、细鳞片状固体棕黑色固体硬度很________质________很小熔、沸点很高很高低导电性不导电________半导体化学性质相像转化②氧的同素异形体单质颜色状态气味化学性质转化氧气(O2)无色气体无味相像氧化性：O3>O23O22O3臭氧(O3)______色气体鱼腥味2.同分异构现象(1)同分异构现象：化合物具有________的分子式，但具有________结构的现象，称为同分异构现象。(2)同分异构体：________相同而________不同的________互称为同分异构体。如正丁烷和异丁烷。(3)正丁烷和异丁烷比较名称正丁烷异丁烷分子式________________结构式________________沸点－0.5℃－11.7℃(4)乙醇和二甲醚比较乙醇二甲醚分子式________________结构式________________沸点________－23℃[即时自测]1．推断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)18O和16O互称为同素异形体。()(2)碳单质的同分异构体有金刚石、石墨和C60。()(3)(4)CH3CH=CH2与互为同分异构体。()(5)足球烯和石墨烯的转化属于化学改变。()(6)同分异构体肯定具有相同的相对分子质量。()(7)同分异构体之间物理性质肯定不同，化学性质肯定相同。()2．下列物质中互为同素异形体的是()①C60和石墨②白磷和红磷③H2O和D2O④N2和N60⑤6⑥CH2=CH—CH2—CH3和CH3—CH=CH—CH3A．①②④⑥B．②③④C.①③⑤⑥D．①②④3．下列各对物质中，属于同分异构体的是()A.1H、2H、3HB.干冰和CO24．科学家用O2和18O2+制造出了一种新型氧分子O4A.16O、18B.O2、O2+、OC.O4是新型的氧化物D.制造O4的反应是氧化还原反应核心素养——合作·探究·共享提升点1同素异形体的推断例1下列各项描述的推断正确的是()描述结论A由同种元素组成的物质肯定是纯净物正确B科学家最近合成了一种新型的化合物N4正确C红磷转化为白磷是物理改变错误D纳米泡沫碳和金刚石是同素异形体错误状元随笔(1)纯净物与混合物的区分：纯净物——由同种分子(或同种成分)构成的物质；而由同一元素组成的物质可能为纯净物，如O2；也可能为混合物，如O2与O3。(2)同素异形体之间是不同的物质，其相互转化为化学改变。[提升1]C(石墨)一定条件C(金刚石)，该过程属于________改变，________(填“有”或“无”)化合价改变，________(填“是”或“不是”)氧化还原反应。关键实力同素异形现象(1)产生同素异形现象的缘由①组成分子的原子个数不同，如氧气(O2)和臭氧(O3)。②晶体中原子的成键方式和排列方式不同，如金刚石和石墨。(2)同素异形体的“同”“异”的含义①“同”——指元素相同；②“异”——指形成单质不同，结构不同，性质有差异。(3)同素异形体的“结构确定性质”①同素异形体的结构不同，性质存在差异。②物理性质不同，化学性质有的相像，有的相差较大。(4)有单质参与或有单质生成的反应不肯定为氧化还原反应，如3O22O3。提升点2同分异构现象例2(1)互为同分异构体的物质肯定具有的是________，肯定不会具有的是________。A．相同的分子式B．相同的结构C．相像的化学性质D．相同的相对分子质量(2)下列物质中与异戊烷属于同分异构体的是________。A．CH3—CH2—CH2—CH2—CH3状元随笔分子式相同是推断是否为同分异构体的前提。[提升2]下列各组物质中，两者互为同分异构体的是()①CuSO4·5H2O和CuSO4·3H2O②NH4CNO与CO(NH2)2③④A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④关键实力四角度相识同分异构体(1)从物质看：互为同分异构体的物质只能是化合物。它们之间的转化属于化学改变，若共存则为混合物。(2)从分子式看：互为同分异构体的化合物，其分子式相同，相对分子质量也相同，但相对分子质量相同的化合物分子式不肯定相同，如甲酸(HCOOH)和乙醇(CH3CH2OH)的相对分子质量均为46。(3)从结构看：互为同分异构体的化合物，空间结构不同。(4)从性质看：互为同分异构体的化合物，物理性质不同，化学性质可能相像。学考评价——夯实·测控·演练1.(双选)下列说法正确的是()A．一种元素不肯定只组成一种单质B．一种单质可以由几种元素组成C．同种元素组成的不同单质性质是不完全相同的D．由碳元素组成的单质都是黑色的2．下列叙述中，说明金刚石和石墨是同素异形体的是()A．它们都是熔、沸点很高的晶体B．它们都是不溶于水的单质C．二者是不同的单质，在肯定条件下能相互转化D．二者的结构不同，但化学性质相同3．澳大利亚探讨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，它外形类似海绵，密度微小，并且有磁性。纳米泡沫碳与金刚石的关系是()A．同一物质B．同分异构体C．同位素D．同素异形体4．(双选)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，结构与石墨相像。下列叙述正确的是()A．黑磷与白磷互为同素异形体B．黑磷能导电C．白磷转化为黑磷是物理改变D．黑磷能在空气中自燃5．下列叙述正确的是()A．具有相同的相对分子质量和不同结构的现象，称为同分异构现象B．具有相同的相对分子质量的物质肯定具有相同的分子式C．相对分子质量相同而结构不同的物质互称为同分异构体D．互为同分异构体的物质是不同的物质6．下列二者之间是同分异构体关系的是()A．B．金刚石和石墨C．D．O3和O27．下列物质中，互为同分异构体的有________；互为同素异形体的有________；属于同位素的有________；属于同一种物质的有________。练后感悟有关同分异构体的“三组肯定和不肯定”(1)分子式相同，肯定有相同的相对分子质量，反之不肯定成立。(2)分子式相同，肯定有相同的最简式，反之不肯定成立。(3)分子式相同，肯定有相同的元素的质量分数，反之不肯定成立。第三单元从微观结构看物质的多样性第1课时同素异形现象同分异构现象学业基础新知预习元素单质金刚石石墨O2O34网状六边形eq\o(□,\s\up1(10))足球烯eq\o(□,\s\up1(11))共价键eq\o(□,\s\up1(12))共价键eq\o(□,\s\up1(13))分子间作用力eq\o(□,\s\up1(14))共价键eq\o(□,\s\up1(15))大eq\o(□,\s\up1(16))软eq\o(□,\s\up1(17))导电eq\o(□,\s\up1(18))淡蓝eq\o(□,\s\up1(19))相同eq\o(□,\s\up1(20))不同eq\o(□,\s\up1(21))分子式eq\o(□,\s\up1(22))结构eq\o(□,\s\up1(23))化合物eq\o(□,\s\up1(24))C4H10eq\o(□,\s\up1(25))C4H10eq\o(□,\s\up1(26))eq\o(□,\s\up1(27))eq\o(□,\s\up1(28))C2H6Oeq\o(□,\s\up1(29))C2H6Oeq\o(□,\s\up1(30))eq\o(□,\s\up1(31))eq\o(□,\s\up1(32))78℃即时自测1．答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)√(7)×2．解析：同素异形体是同一元素形成的不同单质之间的互称。答案：D3．解析：和属于同一种物质。答案：D4．解析：18O2+不是原子而是一种离子，与16O不是氧元素的同位素，A错误；O2+不是单质，B错误；含有两种元素，其中一种是氧元素的化合物才是氧化物，C错误；O2+和答案：D核心素养例1【解析】氧气和臭氧都是由氧元素组成的单质，它们的混合气体属于混合物，A错；N4只含有一种元素，是一种新单质，不属于化合物，B错；红磷和白磷属于同素异形体，同素异形体之间的转化均是化学改变，C正确；纳米泡沫碳和金刚石是由碳元素组成的不同种单质，互为同素异形体，D错。【答案】C提升1解析：石墨与金刚石互为同素异形体，二者转化属于化学改变，反应中元素化合价不变，不是氧化还原反应。答案：化学无不是例2【解析】(1)同分异构体分子式相同，故相对分子质量相同，结构不相同，化学性质可能相像也可能不同。(2)同分异构体分子式应相同，故C错误；同分异构体结构应不相同，而D选项中的物质与异戊烷结构相同，属于同一物质。【答案】(1)ADB(2)AB提升2解析：分子式必需相同而结构不同的物质才互称为同分异构体。①中化学式不同，CuSO4为离子化合物，并无分子存在。②③④各组中，两者分子式相同，但结构不同，故两者互为同分异构体。答案：B学考评价1．答案：AC2．答案：C3．答案：D4．解析：黑磷也是磷元素