苏教版 (2019)必修 第一册专题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教学ppt课件

这是一份苏教版 (2019)必修 第一册专题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教学ppt课件，共36页。PPT课件主要包含了内容索引，课前篇素养初探，课堂篇素养提升，素养目标，答案C等内容，欢迎下载使用。

1.了解同素异形体的概念。2.以金刚石、石墨、足球烯等碳的同素异形体为例,认识由于微观结构不同而导致的同素异形现象。3.知道同分异构现象,认识物质的多样性与微观结构有关系,了解同分异构现象普遍存在于有机化合物的意义。4.以正丁烷和异丁烷、乙醇和二甲醚为例,探究模型的组装和旋转,培养学生的模型认知和科学探究的核心素养。
【知识铺垫】1.同种元素形成的纯净物为单质,如氧元素形成的纯净物O2为单质,O3也是氧元素形成的单质。2.金刚石和石墨都是碳元素形成的单质,二者完全燃烧的产物都是 二氧化碳气体,金刚石和石墨是碳元素形成的不同单质。3.乙醇和二甲醚的分子式均为C2H6O,你认为乙醇和二甲醚是同一种物质吗?提示 不是。
【必备知识】1.同素异形现象同一种元素形成几种不同单质的现象称为同素异形现象,同一种元素形成的不同单质互称为该元素的同素异形体。2.碳的同素异形体
3.同分异构现象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。分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体。4.几种简单有机物的同分异构体(1)分子式同为C4H10的正丁烷和异丁烷结构式分别
(2)分子式同为C2H6O的乙醇和二甲醚的结构式分别为
【正误判断】判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)同种元素形成的物质是单质。(　　)(2)金刚石和石墨都是碳元素的单质,由于二者物理性质、化学性质完全不同,故互为同素异形体。(　　)(3)金刚石和石墨晶体中的碳原子的成键方式和排列方式均不相同。(　　)(4)金刚石晶体中的碳原子形成空间网状结构,石墨晶体为层状结构。(　　)(5)石墨烯是碳原子构成的二维层状的碳材料。(　　)(6)相对分子质量相同但结构不同的物质互为同分异构体。(　　)
【问题探究】1.金刚石、石墨和足球烯的结构、性质有哪些异同?
相似,在氧气中充分燃烧生成二氧化碳
2.举例说明什么是同分异构现象。提示 正丁烷与异丁烷、乙醇和二甲醚都是分子式相同而结构不同的物质,分子式相同而结构不同的现象称为同分异构现象,分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体。
【深化拓展】1.同素异形体的描述对象是单质,不是指核素,也不是指化合物。互为同素异形体的不同单质是由同一种元素形成的,构成它们的原子核电荷数相同,中子数可以相同,也可以不相同。“异形”包括分子中原子数不同,如氧气分子和臭氧分子;也包括空间结构不同,如金刚石是空间网状结构,而石墨是层状结构,同一层内的碳原子形成平面六边形结构,层与层之间靠分子间作用力结合,二者结构不同,因此性质不同。H2、D2是由不同的原子形成的单质,由于其分子结构相同,因此二者不属于同素异形体。
2.同素异形体由于分子组成或晶体结构不同,导致它们的物理性质差异很大,化学性质有相似性,但存在活泼性的差异。3.碳的同素异形体金刚石呈空间网状结构,碳原子之间形成共价键。当切割或熔化时,需要克服碳原子之间的共价键,金刚石是自然界已知物质中硬度最大的材料,它的熔点高。石墨是层状结构,层内碳原子排列成平面六边形,每个碳原子以三个共价键与其他碳原子结合,层间存在分子间作用力。石墨是一种灰黑色、不透明、有金属光泽的晶体。天然石墨耐高温,热膨胀系数小,导热、导电性好,摩擦系数小。
富勒烯(fullarene)C60又被称为足球烯,它属于球碳族,这一类物质的分子式可以表示为Cn,n为28到540之间的整数值,有C50、C70、C84、C240等,在这些分子中,碳原子与另外三个碳原子形成两个单键和一个双键。碳纳米管可分单层及多层的碳纳米管,它是由单层或多层同心轴石墨层卷曲而成的中空碳管,管直径一般为几纳米到几十纳米,多层碳纳米管管壁的石墨层间距为0.34纳米,与平面石墨层的间距一样,不论是单层还是多层碳纳米管,前后末端类似半圆形,结构基本上与碳六十相似,使整个碳管成为一个封闭结构。
【素能应用】典例1重水(D2O)是重要的核工业原料,下列说法错误的是(　　)A.氘(D)原子核外有1个电子B.1H与D互称同位素C.H2O与D2O互称同素异形体答案 C解析 氘(D)原子核外有1个电子,A项说法正确;1H与D互称同位素,B项说法正确;同素异形体的描述对象是单质,不是化合物,C项说法错误; 的相对分子质量都是20,D项说法正确。
方法点拨解答类似问题要准确把握这些概念所对应的描述对象。同素异形体是指同种元素形成的不同单质;同位素是指同种元素的不同核素。
变式训练 1-1下列各对物质中,互为同素异形体是(　　)
A.①②③B.①③C.④⑤D.④⑤⑥
变式训练 1-2下列叙述正确的是(　　)A.14C中含有14个中子B.1H、2H、3H是同一种核素C.H2O与D2O互称同位素D.C60、金刚石、石墨均为碳的同素异形体答案 D解析 14C原子核中含有8个中子,A错误;1H、2H、3H质子数相同为同种元素,质量数不同为不同原子,是氢元素的三种不同核素,B错误;H2O与D2O(重水)是化合物,不是同位素,C错误;C60、金刚石、石墨是同种元素组成的不同单质,均为碳的同素异形体,D正确。
【问题探究】1.观察下表,比较正丁烷与异丁烷在结构、组成和性质上的异同,正丁烷和异丁烷是不是同一种物质?
提示 正丁烷与异丁烷分子式相同,分子结构不同,沸点不同。正丁烷与异丁烷不是同一种物质。
2.比较乙醇与二甲醚在组成、结构上的异同,二者是什么关系?提示 乙醇和二甲醚的分子式相同,分子中原子的连接顺序不同。二者互为同分异构体。
【深化拓展】1.同分异构体中的“同分”与“异构”(1)同分异构体中的“同分”指的是分子式相同,而不是指相对分子质量相同。分子式相同的物质其相对分子质量一定相同,但相对分子质量相同的物质其分子式不一定相同,如H2SO4与H3PO4相对分子质量均为98,但二者不互为同分异构体。(2)同分异构体中的“异构”指的是分子结构不同,即分子中原子的连接次序不同。同分异构体可以是同一类物质,也可以是不同类物质。当为同一类物质时,化学性质相似,而物理性质不同;当为不同类物质时,化学性质不同,物理性质也不同。
2.同分异构体是造成有机物种类繁多的原因之一,但并不意味着只有有机物存在同分异构现象,无机物与无机物之间以及无机物与有机物之间也有同分异构现象,例如:雷酸银(AgOCN)和氰酸银(AgCNO);氰酸铵(NH4CNO)与尿素[CO(NH2)2]等。
3.同位素、同素异形体与同分异构体的比较
【素能应用】典例2下列各组物质中互为同分异构体的是(　　)①CuSO4·5H2O和CuSO4·3H2O　②NH4CNO与CO(NH2)2　③CH3CH2OH和CH3—O—CH3　A.①②③B.②③C.①③④D.②③④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。①中化学式不同且无分子存在;②③组中的两种物质的分子式分别相同,但结构不同,两者互为同分异构体;④中水分子的结构相同,不互为同分异构体。
易错警示 不仅有机物中存在同分异构现象,无机物中也存在同分异构现象。同素异形体的描述对象是单质,不能互称为同分异构体。
变式训练 2下列各组物质互为同分异构体的是(　　)
答案 D解析 CO与CO2分子式不同,A错误;S2与S8分子式不同,B错误 互为同位素,C错误;D组中两种物质的分子式相同但结构不同,互为同分异构体,D正确。
1.N4是一种极具理论研究意义的气体分子。N4分子结构如图所示,下列说法正确的是(　　)A.N4与N2互为同分异构体B.N4分子中只含有共价键C.1 ml N4分子所含共价键数为4NAD.N4沸点比P4(白磷)高答案 B解析 N4是一种只由N元素组成的单质,N4和N2互为同素异形体,A错误;N4和P4均为共价分子,后者相对分子质量大,沸点高,B正确,D错误;从N4分子的结构图可以看出,1 ml N4分子中所含共价键数为6NA,C错误。
2.科学家发现C60后,近年又合成了许多球形分子(富勒烯),如C50、C70、C120、C540等,它们互称为(　　)A.同种物质B.同分异构体C.同素异形体D.同位素答案 C解析 C60与C50、C70、C120、C540等都是碳元素形成的性质不同的单质,都属于碳元素的同素异形体。
3.互为同分异构体的物质不可能具有(　　)A.相同的分子式B.相同的结构C.相似的化学性质D.相同的相对分子质量答案 B解析 互为同分异构体的物质分子式相同,其相对分子质量也相同,互为同分异构体的物质的分子结构不同。若互为同分异构体的物质属于同一类物质时,其化学性质相似,若属于不同类别的物质时,其化学性质不同。
4.将下列物质进行分类:A.白磷和红磷　B.35Cl和37Cl　C.O2和O3D.H2O和D2O　E.CH3—CH2—CH2—CH3和　 F.CH3—CH2—O—CH2—CH3(乙醚)和CH3—CH2—CH2—CH2—OH(正丁醇)(1)互为同位素的是　　　　　(填字母,下同)。 (2)互为同素异形体的是　　　　　。 (3)互为同分异构体的是　　　　　。 答案 (1)B　(2)AC　(3)EF解析 H2O与D2O分子结构相同,均是由两个H—O键构成的三原子分子,不互为同分异构体。