高中化学苏教版 (2019)必修 第一册第三单元 从微观结构看物质的多样性课堂教学课件ppt

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自主预习·新知导学
一、同素异形现象1.同素异形现象。碳单质有金刚石、石墨、富勒烯(包括C60、C70和单层或多层的纳米碳管)等。同一种元素能够形成几种不同的单质的现象称为同素异形现象。2.同素异形体。具有同素异形现象的不同单质互称为该元素的同素异形体。
3.常见的同素异形体。(1)碳元素的同素异形体。
(2)氧元素的同素异形体。
(3)磷元素的同素异形体。
二、同分异构现象1.同分异构现象和同分异构体。
2.实例。(1)正丁烷和异丁烷。同—分子式相同,均为C4H10异—分子结构不同,结构式分别为
物理性质不同,化学性质几乎相同。
(2)乙醇和二甲醚。同—分子式相同,均为C2H6O异—分子结构不同,结构式分别为
物理性质不同,化学性质不同。
【自主思考1】 Na和Na+是同素异形体吗?提示:不是。同素异形体是指同种元素组成的不同种单质,Na+不是单质。【自主思考2】 C3H8有同分异构体吗?提示:没有。3个碳原子只有一种连接方式。
【效果自测】 1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)12C、14C互为同素异形体。(　　)(2)碳单质的同分异构体有金刚石、石墨、C60。(　　)(3)CH3—CH═CH2与 互为同分异构体。(　　)(4)同分异构体的化学性质一定相同。(　　)
2.下列说法正确的是(　　)。A.红磷转化为白磷发生了氧化还原反应B.石墨导电,金刚石不导电,故两者不互为同素异形体C.O2和O3的分子式不同,但结构相同D.S2、S4、S8都是硫的同素异形体答案:D
解析:同素异形体之间的转化为非氧化还原反应,A错误;同素异形体的物理性质一般不同,B错误;O2和O3的结构不同,C错误;S2、S4、S8均为硫元素的不同单质,它们互为同素异形体。
合作探究·释疑解惑
探究任务1 同素异形体的判断
问题引领澳大利亚研究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,它的外形类似海绵,密度极小,并且有磁性。1.纳米泡沫碳与金刚石之间是什么关系?提示:纳米泡沫碳与金刚石是碳元素形成的不同单质,两者互为同素异形体。
2.互为同素异形体的物质的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?提示:互为同素异形体的物质的分子构成或原子排列方式不同,所以物理性质不同,化学性质有可能会相似。同素异形体的结构不同,它们之间的转化有化学键的断裂和形成,属于化学变化。
归纳提升同素异形体的理解1.同素异形体的研究对象是单质,不是同位素和核素,也不是化合物。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。
3.产生同素异形现象的原因:(1)构成分子的原子个数不同,如氧气(O2)和臭氧(O3)。(2)原子的排列方式不同,如金刚石和石墨。4.由于分子构成或原子排列方式不同,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,有些相差很大,但是存在活泼性的差异。如:金刚石硬度很大、不能导电,而石墨硬度较小,层与层之间能滑动、导电性能好。
对同素异形体的理解:(1)同素异形体有两个“相同”和三个“不同”——组成元素相同,同为单质;结构不同,不同种物质,性质不同。(2)同素异形体的性质差别是由物质结构的差别所决定的。(3)同素异形体之间的转化是化学变化,但不是氧化还原反应。
典型例题【例题1】 下列各组物质中,属于同素异形体的是(　　)。A.16O和18OB.红磷、白磷C.二氧化硫、三氧化硫D.二氧化碳、干冰答案:B解析:16O和18O是质子数相同、中子数不同的两种氧原子,互为同位素;白磷和红磷是磷的两种不同单质,互为同素异形体;二氧化硫和三氧化硫都是化合物,不互为同素异形体;二氧化碳和干冰是同种物质,不可互称为同素异形体。
【变式训练1】 下列关于碳元素的同素异形体的叙述正确的是(　　)。A.碳元素形成的各种单质称为碳元素的同素异形体B.碳元素的同素异形体结构虽然不同,但性质差别不大C.碳元素的同素异形体性质不同,其用途相同D.碳元素的同素异形体只有金刚石、石墨和C60答案:A
解析:碳元素形成的不同单质的原子间的排列方式不同,物理性质差别较大,化学性质相似,用途不同,如金刚石和石墨;金刚石、石墨和C60只是三种主要的碳单质。
探究任务2 同分异构现象
问题引领1.怎样正确理解同分异构体?提示: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。同分异构体中的“异构”指的是结构不同,即分子中原子的连接方式不同。“体”是指化合物。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.相对分子质量相等而结构不同的两种物质是否互为同分异构体?提示:相对分子质量相等,分子式并不一定相同(如N2、CO、C2H4),不一定互为同分异构体。
归纳提升同分异构体概念的理解:(1)分子式相同。①同分异构体的相对分子质量必相同,反之不成立。如NO和C2H6。②不一定属于同一类物质。如 与CH2═CHCH3。(2)结构不同。①原子或原子团的连接顺序不同。②原子的空间排布不同。
同位素、同素异形体和同分异构体的比较:
典型例题【例题2】 下列关于同分异构体的叙述正确的是(　　)。A.相对分子质量相同而结构不同的化合物互称为同分异构体B.分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体C.同分异构体之间由于分子组成相同,所以它们的性质相同D.只有少数的有机物之间存在同分异构现象答案:B
解析:同分异构体是指分子式相同而结构不同的化合物,互为同分异构体的物质分子式相同,则相对分子质量相同,而相对分子质量相同的物质,分子式不一定相同,A项错误;同分异构体的结构不同,性质也不同,C项错误;有机物之间普遍存在同分异构现象,D项错误。
【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CuSO4·3H2O②NH4CNO与CO(NH2)2③CH3CH2OH和CH3—O—CH3
A.①②③B.②③C.①④D.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中两种物质的分子式不同。②③组中,两物质的分子式相同,但结构不同,故两者互为同分异构体。