1、课前自主学习课堂互动探究第三单元 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课前自主学习课堂互动探究学习目标核心素养建构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。课前自主学习课堂互动探究一、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_。知 识 梳 理同素异形现象同素异形体课前自主学习课堂
2、互动探究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主要性质主要用途金刚石每个碳原子与相邻的_个碳原子以共价键结合，形成_结构_色透明，_光泽、硬度_装饰品，切割玻璃、花岗岩，做勘探钻头等石墨_ 结 构，层 内 碳 原 子 间 以_结合，每一层内碳原子排列成平面六边形，一个个六边形排列成平面网状结构，层间碳原子间存在_色，质地_，_导电可做_等C60由_个碳原子形成的封闭笼状分子，形似足球，人们又称它为“足球烯”4空间网状无有高层状共价键分子间作用力灰黑较软能润滑剂和60 电极课前自主学习课堂互动探究(2)氧元素的同素异形体单质O2O3性质无色无味气体_色气体，有鱼腥味，氧化性_结构
3、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_相互转化3O2=放电 2O3淡蓝极强不同课前自主学习课堂互动探究(3)磷元素的同素异形体单质白磷红磷性质_固体，有剧毒。白磷在空气中能_，应保存在_中_色固体，在空气中能稳定存在，在加热或点燃时也能燃烧结构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_蜡状自燃冷水红棕不同课前自主学习课堂互动探究【自主思考】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？提示 金刚石和石墨晶体中碳原子的成键方式和排列方式不同。212C、14C、C60互为同素异形体，对吗？提示 不对，同素异形体指的是同种元素组成的不同单质之间，而12C、14C是
4、原子，不是单质。课前自主学习课堂互动探究二、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。化合物具有相同的分子式但具有不同结构分子式相同而结构不同的化合物的课前自主学习课堂互动探究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：_。C4H10 课前自主学习课堂互动探究(2)乙醇和二甲醚：分子式均为_，其结构式分别为：_。C2H6O 课前自主学习课堂互动探究【自主思考】3对比正丁烷和异丁烷、乙醇和二甲醚的结构式，概述同分异构体形成的原因。提示 分子中原子的成键方式和连接顺序的不同，造成了同分异构现象。课前自主学习课堂互
5、动探究效 果 自 测1判断(1)18O 和 16O 互称为同素异形体。()(2)碳单质的同分异构体有金刚石、石墨和 C60。()(3)二者互为同分异构体。()(4)CH3CHCH2 与互为同分异构体。答案(1)(2)(3)(4)课前自主学习课堂互动探究2下列物质之间的相互关系错误的是()ACH3CH2NO2和H2NCH2COOH互为同分异构体BO2和O3互为同素异形体CH和T互为同位素D冰和干冰为同一种物质解析 A项中给出的两种物质的结构虽然不同，但其分子式相同，所以两者属于同分异构体，A项正确；B项中给出的两种物质是由同一元素形成的不同单质，属于同素异形体，B项正确；C项中给出的两种微粒为同
6、一元素的不同原子，属于同位素，C项正确；干冰的成分是CO2，而冰的成分是H2O，D项错误。答案 D课前自主学习课堂互动探究【合作交流】1氕、氘、氚形成的氢气单质互称为同素异形体吗？提示 不是。因为形成的H2结构相同性质相同。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？提示(1)同素异形体的物理性质不同，化学性质相似。(2)不同的单质间的转化属于化学变化。探究一、同素异形体的判断课前自主学习课堂互动探究【点拨提升】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，
7、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)组成分子的原子个数不同。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。课前自主学习课堂互动探究4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，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；但两者化学性质相似(与O2反应、具有还原性等)。课前自主学习课堂互动探究【典题例证1】闪电时空气中有臭氧生成。下列说法正确的是()A.O3和O2互为同位素 B.O2比O3稳定 C.等体积O3和O2含有相同质子
8、数 D.O3与O2的相互转变是物理变化 解析 O2和O3互为同素异形体，A不正确；不知道温度、压强，不能确定O2、O3的物质的量，也就是不能确定质子数，C不正确；同素异形体之间的转化属于化学变化，D不正确。答案 B课前自主学习课堂互动探究【学以致用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DC60是新发现的一种碳的化合物课前自主学习课堂互动探究解析 由碳元素的单质组成的物质不一定为纯净物，也可能为混合物，如石墨、金刚石、C60混合，A排除；金刚石和石墨中的碳原子排列方式不同，因此其物理
9、性质不同，化学性质相似，B选项正确；同素异形体之间的转化，虽然有单质生成，但碳元素的化合价未发生变化，故不属于氧化还原反应，排除C选项；C60属于单质而不是化合物，D排除。答案 B课前自主学习课堂互动探究【合作交流】3同位素和同素异形体研究对象有什么区别？提示 同位素研究核素而同素异形体研究单质。4相对分子质量相等结构不同的两种物质是否为同分异构体？提示 相对分子质量相同的两化合物不一定是同分异构体(如CO和C2H4不是同分异构体)。探究二、同分异构体课前自主学习课堂互动探究【点拨提升】同位素、同素异形体和同分异构体的比较同位素同素异形体同分异构体定义原子里具有相同质子数和不同的中子数的同一元
10、素的不同原子互称同位素由同种元素形成的不同单质叫做这种元素的同素异形体分子式相同，但结构不同的化合物互称为同分异构体相同点质子数相同，皆为原子元素种类相同，皆为单质分子式相同，皆为化合物课前自主学习课堂互动探究同位素同素异形体同分异构体不同点中子数不同，原子种类不同分子内原子个数不同，或原子结合方式不同分子内原子的连接方式不同研究对象原子单质化合物实例12C、13C、14C；1H、2H、3H等金刚石、石墨、C60；红磷、白磷；O2、O3等正丁烷、异丁烷等课前自主学习课堂互动探究【典题例证 2】将下列物质进行分类：A.白磷和红磷 B.35Cl 和 37Cl C.O2 和 O3 D.H2O 与 D
11、2O E.CH3CH2CH2CH3 和F.CH3CH2OCH2CH3(乙醚)和CH3CH2CH2CH2OH(正丁醇)。课前自主学习课堂互动探究(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_。解析 H2O与D2O分子结构相同，均由两个HO键构成的三原子分子，不属于同分异构体。答案(1)B(2)AC(3)EF课前自主学习课堂互动探究【学以致用 2】下列各组物质中，两者互为同分异构体的是()CuSO45H2O 和 CuSO43H2ONH4CNO 与 CO(NH2)2CH3CH2OH 和 CH3OCH321H2O 和31H2OABCD课前自主学习课堂互动探究解析 分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体。中化学式不同且无分子存在。组中，两者的分子式相同，但结构不同，故两者互为同分异构体。中水分子的结构相同，不互为同分异构体。答案 B
