1、第三單元從微觀結構看物質的多樣性第1課時同素異形現象與同分異構現象學習目標：1.以碳元素、氧元素的幾種單質為例，認識同素異形現象。2.以正丁烷和異丁烷、乙醇和二甲醚為例，認識有機物的同分異構現象。3.認識物質多樣性與微觀結構的關系，學會同素異形體、同分異構體的判斷方法。自 主 預 習探 新 知一、同素異形現象1同素異形現象碳單質有金剛石、石墨、富勒烯(包括C60、C70和單層或多層的納米碳管)等。同一種元素能夠形成幾種不同的單質的現象稱為同素異形現象。2同素異形體具有同素異形現象的不同單質互稱為該元素的同素異形體。3常見的同素異形體(1)碳元素的同素異形體單質結構特征主要性質主要用途金剛石每個

2、碳原子與相鄰的4個碳原子以共價鍵結合，形成空間網狀結構無色透明，有光澤、硬度大裝飾品，切割玻璃、花崗巖，做勘探鉆頭等石墨層狀結構，層內碳原子間以共價鍵結合，每一層內碳原子排列成平面六邊形，一個個六邊形排列成平面網狀結構，層間碳原子間存在分子間作用力灰黑色，質地較軟，能導電可做潤滑劑和電極等C60由60個碳原子形成的封閉籠狀分子，形似足球，人們又稱它為“足球烯”(2)氧元素的同素異形體單質O2O3性質無色無味氣體淡藍色氣體，有魚腥味，氧化性極強結構臭氧分子和氧氣分子中氧原子的個數和氧原子的成鍵方式不同相互轉化3O22O3(3)磷元素的同素異形體單質白磷紅磷性質蠟狀固體，有劇毒。白磷在空氣中能自燃

3、，應保存在冷水中紅棕色固體，在空氣中能穩定存在，在加熱或點燃時也能燃燒結構白磷分子和紅磷分子中磷原子的個數和磷原子的成鍵方式不同微點撥：同素異形體之間的轉化是化學變化，但不是氧化還原反應。二、同分異構現象1同分異構現象和同分異構體2實例(1)正丁烷和異丁烷物理性質不同，化學性質幾乎相同。(2)乙醇和二甲醚物理性質不同，化學性質不同。基礎自測1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)(1)12C、14C互為同素異形體。()(2)碳單質的同分異構體有金剛石、石墨、C60。()(3)CH3CH=CH2與互為同分異構體。()(4)同分異構體化學性質一定相同。()【答案】(1)(2)(3)(4)2下列說法

4、正確的是()A紅磷轉化為白磷發生了氧化還原反應B石墨導電，金剛石不導電，故二者不是同素異形體CO2和O3分子式不同，但結構相同DS2、S4、S8都是硫的同素異形體D同素異形體之間的轉化為非氧化還原反應，A錯誤；同素異形體的物理性質一般不同，B錯誤；O2和O3的結構不同，C錯誤；S2、S4、S8均為硫元素的不同單質，它們互為同素異形體。3下列各組物質中，兩者互為同分異構體的是()CuSO45H2O和CuSO43H2ONH4CNO與CO(NH2)2CH3CH2OH和CH3OCH3H2O和H2OABCDB互為同分異構體的物質的分子式相同，其相對分子質量也相同；互為同分異構體的物質結構不同，但其化學性

5、質可能相似。合 作 探 究攻 重 難同素異形體的判斷背景材料澳大利亞研究人員開發出被稱為第五形態的固體碳，這種新的碳結構稱作納米泡沫，它的外形類似海綿，密度極小，并且有磁性。思考交流(1)納米泡沫碳與金剛石之間是什么關系？【提示】納米泡沫碳與金剛石是碳元素形成的不同單質，二者互為同素異形體。(2)同素異形體之間物理性質和化學性質是否相同？同素異形體之間的相互轉化是化學變化還是物理變化？【提示】同素異形體物理性質不同，化學性質可能相似。同素異形體之間的轉化屬于化學變化。同素異形體的理解(1)同素異形體是指單質，不是指同位素和核素，也不是指化合物。(2)互為同素異形體的不同單質是由同一種元素形成的

6、，構成它們的原子的核電荷數相同，中子數可以相同，也可以不相同。(3)產生同素異形現象的原因：構成分子的原子個數不同。如氧氣(O2)和臭氧(O3)。晶體中原子的排列方式不同。如金剛石和石墨。(4)由于分子構成或晶體結構不同，導致它們的性質存在區別，即物理性質差異很大，而化學性質有些相似，有些相差很大，但是存在活潑性的差異。如：金剛石硬度很大、不能導電，而石墨硬度較小，層與層之間能滑動、導電性能好；石墨的化學性質較金剛石活潑，但兩者化學性質相似(與O2反應、具有還原性等)。同分異構體的判斷背景材料思考交流(1)怎樣正確理解同分異構體？【提示】“同分”是指分子式相同，“異構”是指結構不同，“體”是指

7、化合物。(2)相對分子質量相等結構不同的兩種物質是否為同分異構體？【提示】相對分子質量相等，分子式并不一定相同(如N2、CO、C2H4)，不一定是同分異構體。同分異構體概念的理解(1)分子式相同同分異構體的相對分子質量必相同，反之不成立。如NO和C2H6。不一定屬于同一類物質。如與CH2=CHCH3。(2)結構不同原子或原子團的連接順序不同。原子的空間排布不同。當 堂 達 標固 雙 基題組1同素異形體的分析判斷1下列六組物質互為同素異形體的是()16O2和18O2H2SiO3和H4SiO4O2和O3H2O和H2O2金剛石、石墨和C60紅磷和白磷A只有B只有C只有D只有B2白磷在高壓下隔絕空氣加

8、熱后急速冷卻，可得鋼灰色固體黑磷，其轉化過程如下：白磷黑磷，黑磷性質穩定，結構與石墨相似。下列敘述正確的是()A黑磷與白磷互為同位素B黑磷能導電C白磷轉化為黑磷是物理變化D黑磷能在空氣中自燃B黑磷也是磷元素組成的單質，A錯誤；黑磷結構與石墨相似，類比石墨的導電性，B正確；白磷、黑磷是不同的物質，C錯誤；黑磷性質穩定，D錯誤。同素異形體的理解(1)同素異形體有兩個“相同”和三個“不同”組成元素相同，同為單質；結構不同，不同種物質，性質不同。(2)同素異形體的性質差別是由物質結構的差別所決定的。(3)同素異形體之間的轉化是化學變化，但不是氧化還原反應。題組2同分異構體的理解與判斷3正丁烷和異丁烷互

9、為同分異構體的依據是()A具有相似的化學性質B具有相同的物理性質C分子具有相同的空間結構D分子式相同，但分子內碳原子的結合方式不同D4下列各對物質中屬于同分異構體的是()CA項，兩原子屬于同位素；B項，兩物質屬于同素異形體；C項，兩物質的分子式相同，結構不同，屬于同分異構體；D項，兩種物質的分子式相同，結構也相同(各原子的連接順序和排列方式均相同)，它們屬于同一種物質。題組3同素異形體、同分異構體、同位素辨析5下列物質之間的相互關系錯誤的是()ACH3CH2NO2和H2NCH2COOH互為同分異構體BO2和O3互為同素異形體CH和T互為同位素D冰和干冰為同一種物質D(1)互為同素異形體的是_。(2)互為同位素的是_。(3)互為同分異構體的是_。(4)同一種物質的是_。【解析】同素異形體是由同種元素組成的不同種單質，O2和O3、石墨和足球烯屬于同素異形體；同位素是質子數相