1 第三单元 从微观结构看物质的多样性
第一课时
同素异形现象 同分异构现象
[课标要求]
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。
1．“二同”概念：
(1)同素异形体：同一种元素能够形成几种不同的单质互称同素异形体；
(2)同分异构体：分子式相同而结构不同的化合物互称同分异构体。
2．“三组”常见的同素异形体：
(1)金刚石、石墨和足球烯；
(2)O2和O3；
(3)红磷和白磷。
3．有关同分异构体的“三组一定和不一定”：
(1)分子式相同，一定有相同的相对分子质量，反之不一定成立；
(2)分子式相同，一定有相同的最简式，反之不一定成立；
(3)分子式相同，一定有相同的元素的质量分数，反之不一定成立。
同素异形现象
1．同素异形现象和同素异形体
(1)同一种元素能够形成几种不同的单质的现象叫做同素异形现象。
(2)同一种元素可形成不同单质，这些单质互称为这种元素的同素异形体。
2．常见的同素异形体
2 (1)碳的同素异形体
物质
金刚石 石墨 足球烯(C60)
物理性质 颜色状态 无色透明固体 灰黑色固体 灰黑色固体
硬度熔点 坚硬、熔点很高 质软、熔点高 硬度小、熔点低
导电性 不导电 导电 不导电
微观结构
差异分析 碳原子的成键方式和排列方式不同
(2)氧的同素异形体
物质 O2 O3
颜色 无色 淡蓝色
沸点 O2＜O3
气味 无味 鱼腥味
相互转化 3O2=====放电2O3
差异分析 分子中氧原子个数和氧原子的成键方式不同
(3)磷的同素异形体
物质 色态 毒性 稳定性 保存
白磷 白色蜡状固体 有剧毒 易自燃 冷水中
红磷 红棕色固体 无毒 加热或点燃可燃烧 直接存放在广口瓶中
3．对同素异形体的理解
1 同素异形现象 同分异构现象
踩点训练
1．只含有一种元素的物质( )
A．可能是纯净物也可能是混合物
B．可能是单质也可能是化合物
C．一定是纯净物
D．一定是一种单质
【解析】 此题考查了同素异形体的知识，同一种元素有可能组成不同性质的各种单质。如碳有金刚石、石墨等；磷有红磷、白磷等。故C、D两项错误。同一种元素不可能形成化合物，故B项错误。
【答案】 A
2．(双选)下列叙述正确的是( )
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同的化学组成
C．石墨转变为金刚石不属于化学变化
D．C60是新发现的一种碳的单质
【解析】 考查同素异形体的概念以及转化关系。由同种元素组成的物质不一定是一种物质，因此，由同种元素形成的物质可能是纯净物，也可能是混合物。由碳元素组成的单质有石墨、金刚石和C60。若将它们混合在一起，则该物质虽为只含碳元素的单质，但属于混合物，故A项错。石墨和金刚石都是碳元素形成的碳的不同单质，但二者的化学组成相同，都由碳元素组成，所以B项正确。石墨和金刚石的物理性质不相同而化学性质也不尽相同，因而是两种物质，石墨转化为金刚石是化学变化，故C项错。C60只含有一种元素，故是单质，D项正确。
【答案】 BD
3．意大利科学家使用氧分子和带正电的氧离子作用，合成出新型氧分子O4，它可能具有长方形结构。下列说法中，错误的是( )
A．O4与O2、O3都是氧的同素异形体
B．合成O4的反应可以看做核聚变反应
C．O4分子是通过共价键结合的
D．O4密度比O2大，可用作更强力的火箭燃料氧化剂
【解析】 O4与O2、O3都是由氧元素形成的不同单质，O4分子内形成共价键，密度比O2大，可用作更强力的火箭燃料氧化剂。
【答案】 B
4．互为同分异构体的物质一定不可能具有( )
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
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“同素异形现象”教学设计
作者：徐宇峰
来源：《化学教学》2010年第10期
文章编号:1005-6629(2010)10-0036-02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
1教材分析
同素异形现象是构成物质多样性的主要形式之一。苏教版必修Ⅱ增加了“同素异形现象”的内容,有助于学生认识物质多样性的本质原因,关注社会环境问题和科技发展。《学科教学指导意见》对本课教学内容的基本要求是: (1)从微观结构了解物质形态的多样性; (2)以碳、氧的同素异形体为例认识同素异形现象。
通过必修Ⅰ及周期表的学习,学生已经积累了一些关于物质多样性与微观结构的感性认识,但对性质与结构的关系认识不够深刻,通过本节内容的学习,学生能初步形成“物质多样性和微观结构有关”的认识,进一步加深对结构与性质的理解。本节学习的微观结构知识既是化学键及结构决定性质等知识的初步应用,也可为后面“不同的晶体类型”和选修模块“物质结构与性质”的学习奠定基础。
2学情分析
初中《科学》教材中未涉及碳及其单质的性质,但多数学生在生活中对金刚石和石墨都有过接触,对两者的物理性质也积累了一些感性认识,绝大多数学生都知道金刚石和石墨是碳的两种单质,但是学生不知道他们的性质特点及性质差异的原因。学生已经学习过化学键的基础知识,并具备了通过模型简单分析金刚石和石墨结构差异的能力,但是学生没有学过立体几何,空间想象能力较差,对了解金刚石和石墨的微观结构存在一定困难。
3教学目标
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3.1知识与技能
(1)了解金刚石和石墨的微观结构特点。
(2)理解同素异形现象的概念。
(3)了解同素异形现象与物质多样性的关系。
3.2过程与方法
. . . .
.... . §1.3.2同分异构现象
课型：新授课
课时：一课时
【教学理念】
结合新课改要求，始终贯彻“以学生为主体，教师为主导”的教学理念，教师是学生学习的促进者，教师的“教”是为学生的“学”服务。激发学生的求知欲，将大量的思考空间留给学生。让课堂成为学生探索世界的窗口，从而使学生学会学习，而且也乐于学习。
【教材分析】
本节容选自教版化学必修二专题一第三单元第小节。本节课是在学生学习了同素异形现象之后，了解同分异构现象，为后面有机物的学习打下了基础，体现了知识的循序渐进和螺旋式上升的特点。同时，本节课将以活动与探究的形式让学生自主得出同分异构现象，体现了以学生为主体的教育理念。
【学情分析】
学生之间的差异是客观存在的，教师只有全面的了解学生的情况，才能结合实际，有的放矢。本节教学设计主要针对普通高中高一学生。从知识的起点上看，学生已经了解了同位素、同素异形体等相似概念，知道了结构决定性质。从思维的起点上看，高一的学生思维活跃，好奇心强。因此，本节课将引导学生进行自主探究，以学生为主体，让学生自己得出同分异构现象的概念
【教学目标】
知识与技能：1、了解同分异构体，同分异构现象的概念
2、掌握分子式为C4H10和C2H6O的同分异构体及其性质比较
3、能对同位素、同素异形体、同分异构体进行区分
过程与方法：通过讨论探究得出含有4个碳原子的碳氢化合物，发现同分异构
现象
情感态度与价值观：通过本节课的学习，培养发现问题，解决问题的能力
