專題1時(shí)　同素異形現(xiàn)象與同分異構(gòu)現(xiàn)象

1、第三單元從微觀結(jié)構(gòu)看物質(zhì)的多樣性第1課時(shí)同素異形現(xiàn)象與同分異構(gòu)現(xiàn)象學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.以碳元素、氧元素的幾種單質(zhì)為例，認(rèn)識(shí)同素異形現(xiàn)象。2.以正丁烷和異丁烷、乙醇和二甲醚為例，認(rèn)識(shí)有機(jī)物的同分異構(gòu)現(xiàn)象。3.認(rèn)識(shí)物質(zhì)多樣性與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系，學(xué)會(huì)同素異形體、同分異構(gòu)體的判斷方法。自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知一、同素異形現(xiàn)象1同素異形現(xiàn)象碳單質(zhì)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(zhì)的現(xiàn)象稱為同素異形現(xiàn)象。2同素異形體具有同素異形現(xiàn)象的不同單質(zhì)互稱為該元素的同素異形體。3常見(jiàn)的同素異形體(1)碳元素的同素異形體單質(zhì)結(jié)構(gòu)特征主要性質(zhì)主要用途金剛石每個(gè)

2、碳原子與相鄰的4個(gè)碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)無(wú)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(jié)構(gòu)，層內(nèi)碳原子間以共價(jià)鍵結(jié)合，每一層內(nèi)碳原子排列成平面六邊形，一個(gè)個(gè)六邊形排列成平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，層間碳原子間存在分子間作用力灰黑色，質(zhì)地較軟，能導(dǎo)電可做潤(rùn)滑劑和電極等C60由60個(gè)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(zhì)O2O3性質(zhì)無(wú)色無(wú)味氣體淡藍(lán)色氣體，有魚腥味，氧化性極強(qiáng)結(jié)構(gòu)臭氧分子和氧氣分子中氧原子的個(gè)數(shù)和氧原子的成鍵方式不同相互轉(zhuǎn)化3O22O3(3)磷元素的同素異形體單質(zhì)白磷紅磷性質(zhì)蠟狀固體，有劇毒。白磷在空氣中能自燃

3、，應(yīng)保存在冷水中紅棕色固體，在空氣中能穩(wěn)定存在，在加熱或點(diǎn)燃時(shí)也能燃燒結(jié)構(gòu)白磷分子和紅磷分子中磷原子的個(gè)數(shù)和磷原子的成鍵方式不同微點(diǎn)撥：同素異形體之間的轉(zhuǎn)化是化學(xué)變化，但不是氧化還原反應(yīng)。二、同分異構(gòu)現(xiàn)象1同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體2實(shí)例(1)正丁烷和異丁烷物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)幾乎相同。(2)乙醇和二甲醚物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)不同?；A(chǔ)自測(cè)1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)(1)12C、14C互為同素異形體。()(2)碳單質(zhì)的同分異構(gòu)體有金剛石、石墨、C60。()(3)CH3CH=CH2與互為同分異構(gòu)體。()(4)同分異構(gòu)體化學(xué)性質(zhì)一定相同。()【答案】(1)(2)(3)(4)2下列說(shuō)法

4、正確的是()A紅磷轉(zhuǎn)化為白磷發(fā)生了氧化還原反應(yīng)B石墨導(dǎo)電，金剛石不導(dǎo)電，故二者不是同素異形體CO2和O3分子式不同，但結(jié)構(gòu)相同DS2、S4、S8都是硫的同素異形體D同素異形體之間的轉(zhuǎn)化為非氧化還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；同素異形體的物理性質(zhì)一般不同，B錯(cuò)誤；O2和O3的結(jié)構(gòu)不同，C錯(cuò)誤；S2、S4、S8均為硫元素的不同單質(zhì)，它們互為同素異形體。3下列各組物質(zhì)中，兩者互為同分異構(gòu)體的是()CuSO45H2O和CuSO43H2ONH4CNO與CO(NH2)2CH3CH2OH和CH3OCH3H2O和H2OABCDB互為同分異構(gòu)體的物質(zhì)的分子式相同，其相對(duì)分子質(zhì)量也相同；互為同分異構(gòu)體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，但其化學(xué)性

5、質(zhì)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(fā)出被稱為第五形態(tài)的固體碳，這種新的碳結(jié)構(gòu)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(guān)系？【提示】納米泡沫碳與金剛石是碳元素形成的不同單質(zhì)，二者互為同素異形體。(2)同素異形體之間物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)是否相同？同素異形體之間的相互轉(zhuǎn)化是化學(xué)變化還是物理變化？【提示】同素異形體物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)可能相似。同素異形體之間的轉(zhuǎn)化屬于化學(xué)變化。同素異形體的理解(1)同素異形體是指單質(zhì)，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(zhì)是由同一種元素形成的

6、，構(gòu)成它們的原子的核電荷數(shù)相同，中子數(shù)可以相同，也可以不相同。(3)產(chǎn)生同素異形現(xiàn)象的原因：構(gòu)成分子的原子個(gè)數(shù)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(gòu)成或晶體結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致它們的性質(zhì)存在區(qū)別，即物理性質(zhì)差異很大，而化學(xué)性質(zhì)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(dǎo)電，而石墨硬度較小，層與層之間能滑動(dòng)、導(dǎo)電性能好；石墨的化學(xué)性質(zhì)較金剛石活潑，但兩者化學(xué)性質(zhì)相似(與O2反應(yīng)、具有還原性等)。同分異構(gòu)體的判斷背景材料思考交流(1)怎樣正確理解同分異構(gòu)體？【提示】“同分”是指分子式相同，“異構(gòu)”是指結(jié)構(gòu)不同，“體”是指

7、化合物。(2)相對(duì)分子質(zhì)量相等結(jié)構(gòu)不同的兩種物質(zhì)是否為同分異構(gòu)體？【提示】相對(duì)分子質(zhì)量相等，分子式并不一定相同(如N2、CO、C2H4)，不一定是同分異構(gòu)體。同分異構(gòu)體概念的理解(1)分子式相同同分異構(gòu)體的相對(duì)分子質(zhì)量必相同，反之不成立。如NO和C2H6。不一定屬于同一類物質(zhì)。如與CH2=CHCH3。(2)結(jié)構(gòu)不同原子或原子團(tuán)的連接順序不同。原子的空間排布不同。當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基題組1同素異形體的分析判斷1下列六組物質(zhì)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(zhuǎn)化過(guò)程如下：白磷黑磷，黑磷性質(zhì)穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)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(dǎo)電C白磷轉(zhuǎn)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(zhì)，A錯(cuò)誤；黑磷結(jié)構(gòu)與石墨相似，類比石墨的導(dǎo)電性，B正確；白磷、黑磷是不同的物質(zhì)，C錯(cuò)誤；黑磷性質(zhì)穩(wěn)定，D錯(cuò)誤。同素異形體的理解(1)同素異形體有兩個(gè)“相同”和三個(gè)“不同”組成元素相同，同為單質(zhì)；結(jié)構(gòu)不同，不同種物質(zhì)，性質(zhì)不同。(2)同素異形體的性質(zhì)差別是由物質(zhì)結(jié)構(gòu)的差別所決定的。(3)同素異形體之間的轉(zhuǎn)化是化學(xué)變化，但不是氧化還原反應(yīng)。題組2同分異構(gòu)體的理解與判斷3正丁烷和異丁烷互

9、為同分異構(gòu)體的依據(jù)是()A具有相似的化學(xué)性質(zhì)B具有相同的物理性質(zhì)C分子具有相同的空間結(jié)構(gòu)D分子式相同，但分子內(nèi)碳原子的結(jié)合方式不同D4下列各對(duì)物質(zhì)中屬于同分異構(gòu)體的是()CA項(xiàng)，兩原子屬于同位素；B項(xiàng)，兩物質(zhì)屬于同素異形體；C項(xiàng)，兩物質(zhì)的分子式相同，結(jié)構(gòu)不同，屬于同分異構(gòu)體；D項(xiàng)，兩種物質(zhì)的分子式相同，結(jié)構(gòu)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(zhì)。題組3同素異形體、同分異構(gòu)體、同位素辨析5下列物質(zhì)之間的相互關(guān)系錯(cuò)誤的是()ACH3CH2NO2和H2NCH2COOH互為同分異構(gòu)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(zhì)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(gòu)體的是_。(4)同一種物質(zhì)的是_?！窘馕觥客禺愋误w是由同種元素組成的不同種單質(zhì)，O2和O3、石墨和足球烯屬于同素異形體；同位素是質(zhì)子數(shù)相