江苏省徐州市高中化学专题1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导学案苏教版必修2

第三单元 从微观结构看物质的多样性

第1课时 同素异形现象与同分异构现象

【目标导航】

1.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。 【自主学习】 一、同素异形现象 1．基本概念

(1)同一种元素形成几种不同单质的现象叫做________________________。 (2)同一元素可形成不同单质，这些单质互称为这种元素的____________。 2．常见的同素异形体 (1)碳元素的同素异形体

单质 结构特征 每个碳原子与相邻的____色透明，______金刚石 ______个碳原子以共价键光泽、硬度____ 结合，形成________结构 ______结构，层内碳原子间以________结合成平面六边形，一个个六边形排石墨 列成平面网状结构，层间碳原子间存在____________ 由____个碳原子形成的封C60 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 性质 O2 无色无味气体 ______ O3 ______色气体，有鱼腥味，氧化性 软，______导电 ______色，质地较______等 等 花岗岩、做勘探钻头主要性质 主要用途 装饰品，切割玻璃、1 / 16

结构 相互转化 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______ 放电3O2=====2O3 (3)磷元素的同素异形体 单质 性质 中能____，应保存在______中 结构 [议一议] 1. 金刚石和石墨都是由碳元素组成的，为何存在物理性质的差异？

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？

3．C、C、C60互为同素异形体吗？

二、同分异构体 1．基本概念

(1)同分异构现象：________________________________的现象。

(2)同分异构体：____________________________________________________________互称。 2. 几种常见的简单有机物的同分异构体

(1)正丁烷和异丁烷：分子式均为____________，其结构式分别为_______________________ _________________________________________________。

(2)乙醇和二甲醚：分子式均为____________，其结构式分别为_________________________ _______________________________________________。 [议一议]

1．对比正丁烷和异丁烷、乙醇和二甲醚的结构式，简述同分异构体形成的原因。

2．相对分子质量相等的两种物质是否为同分异构体？

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白磷 ______固体，有剧毒。白磷在空气红磷 ____色固体，在空气中能稳定存在，在加热或点燃时也能燃烧 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______ 2 / 16

【难点突破】

一、同素异形体判断

1．同素异形体的含义

(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。 2．产生同素异形现象的原因

(1)组成分子的原子个数和成键方式不同。如氧气(O2)和臭氧(O3)。 (2)晶体中原子的排列方式不同。如金刚石和石墨。 3．同素异形体性质不同的原因

(1)由于分子组成或晶体结构不同，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，但是存在活泼性的差异，有些相差很大。 (2)同素异形体之间的转化属于化学变化，但不是氧化还原反应。 例1 下列各组物质中，属于同素异形体的是( ) A．O和O B．红磷、白磷 C．二氧化硫、三氧化硫 D．二氧化碳、干冰

变式训练1 下列叙述中，正确的是( ) A．由碳元素的单质组成的物质一定是纯净物 B．金刚石和石墨具有相似的化学性质

C．金刚石转化为石墨，有单质生成，该反应属于氧化还原反应 D．C60是新发现的一种碳的化合物

解题反思 由同一种元素组成的物质可能是纯净物，也可能是混合物；同素异形体间的转化属于化学变化；同素异形体的物理性质不同，化学性质可能相似，也可能不同；同素异形体之间的转化是非氧化还原反应。

二、同分异构体

同位素、同素异形体和同分异构体的比较

概念 同位素 具有相同质子数和不同素异形体 由同种元素形成的不同分异构体 分子式相同，但结构16

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同的中子数的同一元素的原子 适用对象 同 结构 异 类不同 原子 质子数相同 中子数不同，原子种同单质 不同的化合物 单质 元素种类相同 分子内原子个数不化合物 分子式相同 分子内原子的连接方同，或原子结合方式式不同 不同 不同 基本相同 12物理性质 化学性质 不同 相似 金刚石、石墨、C60；红磷、白磷；O2、O3等 不同 不一定相似 C、C、C； H、H、H等 231314实例 1正丁烷、异丁烷等

关键提醒 同分异构体混合或同素异形体混合形成的是混合物；不同同位素原子形成的物质，如果组成和结构相同，属于同一物质，如H2和D2视为同一物质。

例2 下列各组物质中，互为同分异构体的是________，互为同素异形体的是________，互为同位素的是________。

①Cl和Cl ②C60和金刚石 ③O3和O2 ④CCl4和CHCl3 ⑤

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和

⑥CH3CH2CH3和CH3CH2OH

解题反思 注意理解同分异构体的“同”和“异”。“同”是指分子式相同；“异”是指结构不同。

变式训练2 下列各组物质中，两者互为同分异构体的是( ) ①CuSO4·5H2O和CuSO4·3H2O ②NH4CNO与CO(NH2)2 ③CH3CH2OH和CH3—O—CH3 ④21H2O和31H2O

A．①②③ B．②③ C．①③④ D．②③④

解题反思 有机物分之间存在同分异构现象，无机物之间、无机物与有机物之间也存在同分异构现象。 【当堂过关】

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