2019高中化學(xué)第1部分第三單元第一課時同素異形現(xiàn)象同分異構(gòu)現(xiàn)象講義（含解析）蘇教版.docx

同素異形現(xiàn)象同分異構(gòu)現(xiàn)象1你知道由碳元素形成的單質(zhì)有哪些嗎？提示：碳元素形成的單質(zhì)有金剛石、石墨、焦炭、活性炭、炭黑等。2形成南極上空“臭氧空洞”的原因是什么？你能寫出臭氧的化學(xué)式嗎？提示：氟利昂是造成臭氧層被破壞的主要原因，臭氧的化學(xué)式是O3。3氧氣和臭氧之間的轉(zhuǎn)化是物理變化還是化學(xué)變化？提示：化學(xué)變化。新知探究探究1金剛石和石墨的組成元素相同嗎？二者屬于何種關(guān)系？提示：相同，均由碳元素組成。二者互為同素異形體。探究2金剛石硬度大，用于鉆探鉆頭，石墨質(zhì)地較軟，能導(dǎo)電，你知道二者的性質(zhì)為什么有如此大的差異嗎？提示：金剛石晶體中每個碳原子與相鄰的4個碳原子以共價鍵結(jié)合成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故硬度較大；石墨晶體為層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)碳原子以共價鍵結(jié)合，而層間以分子間作用力結(jié)合，故質(zhì)地較軟。探究3氧氣能否轉(zhuǎn)化成臭氧？若能，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示：能；3O22O3必記結(jié)論1同素異形現(xiàn)象和同素異形體2常見的同素異形體(1)碳的同素異形體：金剛石、石墨性質(zhì)的差異：a物理性質(zhì)：金剛石石墨顏色無色透明灰黑色熔點很高很高導(dǎo)電性不導(dǎo)電導(dǎo)電b.化學(xué)性質(zhì)：幾乎相同。金剛石、石墨、C60的結(jié)構(gòu)差異：金剛石石墨C60結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)特點每個C原子與相鄰的4個碳原子以共價鍵結(jié)合，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)屬層狀結(jié)構(gòu)。層內(nèi)C原子以共價鍵結(jié)合，每一層內(nèi)C原子排成平面六邊形，形成平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。層間存在分子間作用力由60個C原子形成封閉籠狀分子，形似足球，又稱“足球烯”(2)氧的同素異形體：物理性質(zhì)：O2O3顏色無色淡藍(lán)色沸點O2O3氣味無味魚腥味化學(xué)性質(zhì)：a化學(xué)性質(zhì)相似，均有氧化性，但O3氧化性更強。b相互轉(zhuǎn)化：3O22O3。(3)磷的同素異形體：物質(zhì)色態(tài)毒性穩(wěn)定性保存白磷白色蠟狀固體有劇毒易自燃冷水中紅磷紅棕色固體無毒加熱或點燃可燃燒直接存放在廣口瓶中成功體驗1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)。(1)O2與O3互為同素異形體。()(2)水和冰互為同素異形體。()(3)金剛石、石墨、C60互為同素異形體。()答案：(1)(2)(3)2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，它外形類似海綿，密度極小，并且有磁性。納米泡沫碳與金剛石的關(guān)系是()A同一物質(zhì)B同分異構(gòu)體C同位素 D同素異形體解析：選D納米泡沫碳與金剛石是碳元素的不同單質(zhì)，二者互為同素異形體。新知探究探究1甲烷(CH4)和乙烷(C2H6)的組成元素相同，二者互為同分異構(gòu)體嗎？提示：甲烷和乙烷的分子式不同，二者不屬于同分異構(gòu)體。探究2C4H10有幾種結(jié)構(gòu)？試分別寫出它們的結(jié)構(gòu)式。提示：2種，其結(jié)構(gòu)式分別為探究3同分異構(gòu)體的分子式相同，同分異構(gòu)體間的性質(zhì)相同嗎？提示：同分異構(gòu)體間的物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)不一定相同。必記結(jié)論1同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體化合物具有相同的分子式，但具有不同的結(jié)構(gòu)2典型實例(1)正丁烷和異丁烷：(2)乙醇和二甲醚：成功體驗3互為同分異構(gòu)體的物質(zhì)一定不可能具有()A相同的分子式B相同的結(jié)構(gòu)C相似的化學(xué)性質(zhì)D相同的相對分子質(zhì)量解析：選B互為同分異構(gòu)體的物質(zhì)的分子式相同，其相對分子質(zhì)量也相同；互為同分異構(gòu)體的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同，其化學(xué)性質(zhì)不一定相似。4屬于何種關(guān)系？答案：二者的分子式相同，但結(jié)構(gòu)不同，二者互為同分異構(gòu)體。關(guān)鍵語句小結(jié)1“二同”概念：(1)同素異形體：同一種元素能夠形成幾種不同的單質(zhì)互稱同素異形體；(2)同分異構(gòu)體：分子式相同而結(jié)構(gòu)不同的化合物互稱同分異構(gòu)體。2“三組”常見的同素異形體：(1)金剛石和石墨；(2)O2和O3；(3)紅磷和白磷。3有關(guān)同分異構(gòu)體的“三組一定和不一定”：(1)分子式相同，一定有相同的相對分子質(zhì)量，反之不一定成立；(2)分子式相同，一定有相同的最簡式，反之不一定成立；(3)分子式相同，一定有相同的元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，反之不一定成立。例1下列各項描述的判斷正確的是()描述結(jié)論A由同種元素組成的物質(zhì)一定是純凈物正確B科學(xué)家最近合成了一種新型的化合物N4正確C紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是物理變化錯誤D納米泡沫碳和金剛石是同素異形體錯誤解析：選C氧氣和臭氧都是由氧元素組成的單質(zhì)，它們的混合氣體屬于混合物，A錯；N4只含有一種元素，是一種新單質(zhì)，不屬于化合物，B錯；紅磷和白磷屬于同素異形體，同素異形體之間的轉(zhuǎn)化均是化學(xué)變化，C的判斷正確；納米泡沫碳和金剛石是由碳元素組成的不同種單質(zhì)，互為同素異形體，D的結(jié)論錯誤。1同素異形體(1)同素異形體是指單質(zhì)，而不是指原子或化合物。(2)互為同素異形體的不同單質(zhì)是由同一元素形成的。(3)產(chǎn)生同素異形現(xiàn)象的原因：組成分子的原子個數(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)由于分子組成或晶體結(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，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)。2常見的同素異形體(1)碳：金剛石、石墨、足球烯(2)氧：氧氣(O2)、臭氧(O3)(3)磷：白磷(P4)、紅磷1C(石墨)C(金剛石)，該過程屬于_變化，_(填“有”或“無”)化合價變化，_(填“是”或“不是”)氧化還原反應(yīng)。解析：石墨與金剛石互為同素異形體，二者轉(zhuǎn)化屬于化學(xué)變化，反應(yīng)中元素化合價不變，不是氧化還原反應(yīng)。答案：化學(xué)無不是例2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)2ABCD解析：選B分子式相同而結(jié)構(gòu)不同的物質(zhì)才互稱為同分異構(gòu)體。中化學(xué)式不同，CuSO4為離子化合物，并無分子存在；各組中，兩者的分子式相同，但結(jié)構(gòu)不同，故兩者互為同分異構(gòu)體。2相對分子質(zhì)量相同的兩種不同化合物是否互為同分異構(gòu)體？提示：不一定；如CO2和C3H8的相對分子質(zhì)量均為44，但二者不屬于同分異構(gòu)體。1O2與O3在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，這一變化屬于()A物理變化B化學(xué)變化C氧化還原反應(yīng) D以上都不是解析：選B同素異形體間轉(zhuǎn)化屬于化學(xué)變化，但不是氧化還原反應(yīng)。2下列各組物質(zhì)中，不互為同素異形體的是()A金剛石和C60 B紅磷和P4CO2和O3 D干冰與冰解析：選D干冰是固態(tài)CO2，冰為固態(tài)水，二者不屬于同素異形體。3雙選下列敘述正確的是()A由碳元素的單質(zhì)組成的物質(zhì)一定是純凈物B金剛石和石墨具有相同的化學(xué)組成C石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸粚儆诨瘜W(xué)變化DC60是一種碳的單質(zhì)解析：選BD由同種元素組成的物質(zhì)可能是純凈物，也可能是混合物。由碳元素組成的單質(zhì)有石墨、金剛石和C60。若將它們混合在一起，則該物質(zhì)雖為只含碳元素的單質(zhì)，但屬于混合物，故A項錯誤。石墨和金剛石都是碳元素形成的碳的不同單質(zhì)，化學(xué)組成相同，B正確。石墨和金剛石的物理性質(zhì)不相同，化學(xué)性質(zhì)也不完全相同，因而是兩種物質(zhì)，石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是化學(xué)變化，C項錯誤。C60是一種單質(zhì)，D正確。4有一種磷的結(jié)構(gòu)式是，有關(guān)它的敘述不正確的是()A它完全燃燒的產(chǎn)物是P2O5B它不溶于水C它在常溫下是固體D它與白磷互為同分異構(gòu)體解析：選D根據(jù)磷的同素異形體白磷和紅磷的性質(zhì)類推，可知其不溶于水，常溫下為固體，完全燃燒產(chǎn)物是P2O5，它的分子式為P4n與白磷(P4)不同。5有下列各組物質(zhì)6C與6C，與，金剛石與石墨，乙醇(CH3CH2OH)與二甲醚()。(1)互為同位素的是_(填序號，下同)。(2)互為同素異形體的是_。(3)互為同分異構(gòu)體的是_。解析：6C與6C互為同位素，兩者相同的是原子的核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、核外電子數(shù)，不同的是原子核內(nèi)中子數(shù)，兩者的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，但是密度等物理性質(zhì)不同。金剛石與石墨互為同素異形體，互為同素異形體的物質(zhì)的組成元