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【名师一号】14-15化学(苏教)必修二课件：1-3-1同素异形现象和同分异构现象(1)

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苏教版高中化学必修二课件1.3.1《从微观结构看物质的多样性》——同素异形现象课件

苏教版高中化学必修二课件1.3.1《从微观结构看物质的多样性》——同素异形现象课件

也不溶于二硫化碳，着火点 246OC、416OC升华
臭氧（O3）与氧气（O2）
化学式 通常状态 气味 固 沸 熔 态 点 点 O3 淡蓝色气体 刺激性臭味 紫黑色 -112.4℃ -251℃
O2
无色气体 无味 雪花状淡蓝色 -183℃ -218℃
化学性质
臭氧比氧气活泼
金刚石和石墨物理性质的差异，主要是 由于碳原子排列方式不同引起的
第1课时
同素异形现象
人类已发现的元素仅100多种，而这 些种类有限的元素却构成数千万种不同 的物质，你们知道这是为什么吗？
同素异形现象 同分异构现象
问题1
同种元素形成的单质一定是
同一种物质吗?
只含有一种元素的物质一定
是纯净物吗？
碳元素的单质
金ห้องสมุดไป่ตู้石
石墨
金刚石与石墨物理性质比较
金刚石
原子结构 颜色状态 硬度 熔点
+6 2 4
石墨
无色透明，光彩夺目， 黑色，有金属光泽，不 正八面体晶体 透明，细鳞片状固体
天然、最硬物质
最软矿物之一
很高 不导电
很高 导电
导电性
金刚石、石墨的用途：
白磷与红磷（自学）
白磷：白色或浅黄色蜡状固体，剧毒。 不溶于水，易于二硫化碳，着 火点是40OC，熔点44OC， 红磷： 暗红色粉末，无毒，不溶于水
C60
金刚石
石墨
问题4：同素异形体之间可以相互转 化吗？
• 若可以，那么这种相互转化是物理 变化还是化学变化？
高温、高压、催化剂
石墨 隔绝空气加热到1000℃
放电
金刚石
3 O2
隔绝空气加热到260℃
2 O3
白磷 隔绝空气加热到416℃迅速冷却红磷
【苏教版】化学必修二：1.3.1《同素异形现象、同分异构现象》ppt课件(51页)

【苏教版】化学必修二：1.3.1《同素异形现象、同分异构现象》ppt课件(51页)

16
[新知探究] 探究 1 甲烷(CH4)和乙烷(C2H6)的组成元素相同， 二者互为同分异构体吗？ 提示：甲烷和乙烷的分子式不同，二者不属 于同分异构体。
17
探究 2 C4H10 有几种结构？试分别写出它们的结构 式。
提示：2 种，其结构式分别为
18
探究 3 同分异构体的分子式相同，同分异构体间 的性质相同吗？
32
2．常见的同素异形体 (1)碳：金刚石、石墨、足球烯 (2)氧：氧气(O2)、臭氧(O3) (3)磷：白磷(P4)、红磷
33
1 ． C( 石 墨 ) 一―定―条→件 C( 金 刚 石 ) ， 该 过 程 属 于 _____________变化，________(填“有”或“无”)化合 价变化，__________(填“是”或“不是”)氧化还原反 应。
答案：(1)√ (2)× (3)√
14
2．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，它外形类似海绵，密度极小，
并且有磁性。纳米泡沫碳与金刚石的关系是( )
A．同一物质
B．同分异构体
C．同位素
D．同素异形体
15
解析：选 D 纳米泡沫碳与金刚石是碳元素的不同 单质，二者互为同素异形体。
30
1．同素异形体 (1)同素异形体是指单质，而不是指原子或化合物。 (2)互为同素异形体的不同单质是由同一元素形成的。 (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。
31
(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；石墨的化学性质较金刚石活泼，但两者化 学性质相似(与 O2 反应、具有还原性等)。
苏教版高中化学必修二课件：专题1 第三单元 1.3.1同素异形现象和同分异构现象(共23页)

苏教版高中化学必修二课件：专题1 第三单元 1.3.1同素异形现象和同分异构现象(共23页)


实例1： 氧元素的不同单质 1、氧气与臭氧的分子结构：
氧气 O2 臭氧 O3
2、氧气与臭氧的性质比较：
物质 臭氧 氧气 化学式 气体颜色
淡蓝色
气味
鱼腥味
氧化性
极强
O3
O2
无色
无味
强
3、氧气与臭氧之间的转化
3O2 == 2O3
一定条件
实例2：
白磷与红磷的性质对比
红磷
白磷
白色蜡状固体 有剧毒 易自燃
讨论：有机物种类繁多的原因有哪些？
⑴碳原子数不确定:有机物中可含一个 碳原子,也可含成千上万个碳原子。 ⑵成键多样化:碳原子之间可有碳碳单 键、碳碳双键、碳碳叁键，有链状也 可有环状结构。 ⑶同分异构现象大量存在。
比较同素异形体、同分异构体、同位素三个概念
同素异形体 同分异构体 同位素
相同点
同一种元 素组成
少量保存在水中
色态
红棕色粉末固体 无毒
稳定存在 一般试剂瓶
毒性
稳定性 保存 转化
隔绝空气加热到260℃
红磷
隔绝空气加热到416℃迅速冷却
白磷
小结：同素异形现象
1、同素异形体的概念：
同一种元素形成的几种不同的单质。
2、同素异形体间性质异同
物理性质有较大差异,化学性质基本相同
3、同素异形体的成因
原子间排列方式或成键方式不同
3
CH3CHCH2CH3
CH3 －C－CH3 CH3
A （1）互为同位素的是________ B （2）互为同素异形体的是________ CD （3）互为同分异构体的是________
小试牛刀
2下列化学式中，只表示一种物质的是( B) A. C B.CH4 C.C2H6O D.C5H12
苏教版高中化学必修二课件专题1-第3单元-第1课时

苏教版高中化学必修二课件专题1-第3单元-第1课时


CH3CH2CH2CH2OH(丁醇) ⑥CH3CH2CH3和CH3CH2OH
【解析】 ①是质子数相同、中子数不同的同一元素 的不同原子，属于同位素；②是同一元素组成的不同单 质，属于同素异形体；③与②相同；④⑥是分子式不同的 化合物，属于不同种分子；⑤是分子式相同、分子结构不 同的物质，属于同分异构体。
CH3—CH2—CH2CH3和
两种分子结构，上
述这些物质之间关系是什么？结构和性质有什么差异，本课 时将探讨相关知识。
●教学流程设计
演示结束
课标解读
重点难点
1.了解同素异形现象和同素异 1.同素异形体和同分异构体的
形体。
判断。(重点)
2.了解同分异构现象和同分异 2.O3的性质和金刚石、石
A．同一种物质 B．同分异构体 C．同位素D．同素异形体 【解析】 纳米泡沫碳和金刚石都是碳单质。 【答案】 D
2．(双选)下列说法中正确的是( )
A．SO2、SO3互为同分异构体 B．碘晶体、碘蒸气是同素异形体
C．乙醇和二甲醚互为同分异构体
D．同素异形体是同种元素构成的不同单质
【解析】 均为I2。
【解析】 先将比较容易找到的找出：①与④为同一物 质，⑨和⑩互为同位素，③和⑩互为同素异形体；然后对有 机物先找同一物质，②与⑦同碳原子数，且结构相同，为同 一种物质；再找同分异构体：⑤⑧⑫同碳原子数，而⑤与⑫ 为同一物质，因此，⑤和⑧或⑧和⑫互为同分异构体。
【答案】 ⑤与⑧或⑧与⑫ ③与⑩ ⑨与⑪ ①与 ④、②与⑦、⑤与⑫
同位素是同一元素形成多种核素的现象的原因，同素异 形体是同一元素形成多种单质的现象的原因，同分异构体是 同分子式形成多种结构的现象的原因，这些事实是形成物质 多样性的原因，同时高考命题也常有涉及。
苏教版化学必修2课件：专题1 第3单元 第1课时 同素异形现象与同分异构现象

苏教版化学必修2课件：专题1 第3单元 第1课时 同素异形现象与同分异构现象


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【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。
【答案】 D
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【规律方法】 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。
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3．常见的同素异形体 (1)碳的同素异形体 ①金刚石、石墨性质的差异
a．物理性质 金刚石 颜色 熔点 导电性 石墨
无色 透明
很高
灰黑色
很高
不导电
导电
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b.化学性质：几乎相同。 ②金刚石、石墨、C60的结构差异 金刚石 结构模型 属层状结构。层内C原 每个C原子与相邻 子以 共价键 结 的 4 个碳原子以 合，每一层内C原子排 结构特点 共价键结合，形 成平面六边形，形成 成空间网状结构 平面网状结构。层间 存在 分子间作用力
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(4)由于分子构成或晶体结构不同，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； 石墨的化学性质较金刚石活泼，但两者化学性质相似(与O2反应、具有还原性 等)。
。
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(3)磷的同素异形体
【名师一号】14-15化学(苏教)必修二课件：1-3-2不同类型的晶体

【名师一号】14-15化学(苏教)必修二课件：1-3-2不同类型的晶体


解析
AlCl3的沸点比熔点低，所以加热易升华；SiCl4的熔、
沸点比较低，一定是分子晶体；未知物X熔、沸点很高，有可能 是原子晶体；AlCl3是共价化合物，且其熔、沸点较低，是分子晶 体。
答案 D
误区警示 关于晶体类型的判断 原子晶体熔、沸点高，硬度大，但是利用物理性质判断晶体 类型时，熔沸点高，硬度大的晶体不一定是原子晶体，也可能为 金属晶体。区分离子晶体、分子晶体，不能只看其溶于水能否导 电，而是看熔融状态下能否导电。
解析
A项中由稀有气体分子构成的分子晶体中不含共价
键；B项中铵盐晶体虽然是离子晶体但不含金属元素；D项中 金属晶体中只有金属阳离子和自由电子，不含有阴离子；只有 C项正确，在原子晶体中原子与原子间只有共价键。
答案
C
互动训练1 类型也相同的是(
下列各组物质中，化学键类型相同，形成晶体的 ) B．NaBr和HBr D．Cl2和KCl
3．离子晶体 ①离子化合物中的 阴、阳离子 按一定的方式有 规则 地 排列形成。 ②熔点较高 ，硬度 较大 。 4．分子晶体 ①干冰、冰等由分子构成的物质所形成的晶体是分子晶 体，分子晶体是分子之间依靠 分子间作用力 按一定规则排列 形成的。 ②熔点较低 ，硬度 较小 。
5．原子晶体 ①在石英晶体中，硅原子和相邻的氧原子以共价键 结合， 每个硅原子和相邻的 四 个氧原子结合，每个氧原子和相邻的
两 个硅原子结合，向空间伸展，形成彼此连接的 空间网状 结
构，因此石英晶体中不存在 单个分子。金刚石晶体中每个碳原 子与相邻的四个碳原子也以 共价键结合形成 空间网状 结构。 像金刚石、石英这样的晶体称为 原子 晶体。 ②熔点 高 ，硬度 大 。
6．金属晶体有共同的物理特性，如有金属光泽、能 导电 和 传热 、具有 延展性 等。
苏教版高中化学必修二 1.3.1 同素异形体和同分异构体 课件 (共23张PPT)

苏教版高中化学必修二 1.3.1 同素异形体和同分异构体 课件 (共23张PPT)


同；②相对分子质量相 子 结构
CH3OCH3；正
同的物质不一定是同分 丁烷与异丁
构物 式
异构体，如HCOOH和 烷
体
CH3CH2OH
运用拓展 下列物质中互为同分异构体的有_⑤_与_⑧__或__⑫_，
互 为 同 素 异 形 体 的 有 _③_ 与⑩__ ， 互 为 同 位 素 的 有
___⑨_与__⑪__，是同一物质的有__①_和__④___。
象同
注意点
实例
①由于结构不同，化
同 元
学性质也有差异，如 C60、C70
素
、金刚
单素
白磷比红磷活泼；
异
结构
石、石
质种 形
类
②H2、D2、T2的关系 不是同素异形体，也
墨；O2
体
不是同位素
、O3
课堂小结
对相 相异
象同
注意点
实例
①因分子式相同，故组
同
分化 分
成和相对分子质量也相 CH3CH2OH与
异
合
(从研究对象、异同点、注意点、实例角度)
对相相 象同异
注意点
实例
①由于存在同位素，原
子的种类比元素的种类
同 位 素
原 子
质 子 数
中 子 数
多；②同位素的化学性 质几乎相同；③天然存 在的某种元素中，不论 是游离态还是化合态，
16O、17O 、18O；H 、D、T
各种同位素原子的含量
不变
课堂小结
对相 相异
1．同分异构现象
化合物具有相同的分子式，不同结构的现象。
2．同分异构体
(1)概念： 分子式相同而结构不同的化合物互称同分异构体。
131同素异形、同分异构现象-浙江省温州人文高级中学高中化学苏教版必修2课件(共24张PPT)

131同素异形、同分异构现象-浙江省温州人文高级中学高中化学苏教版必修2课件(共24张PPT)

A.①②③ B.④⑤⑥ C.④⑥ D.⑤⑦
作业本题目分析
每日一题
物质中微粒间的作用力的类型与物质性 质有密切关系。请同学讨论下列问题，加深 对物质结构与性质关系的认识。
1．氯化钠在熔化状态或水溶液中具有导 电性，而液态氯化氢却不具有导电性。这是 为什么?
2．氯化氢溶于水能否导电，为什么?
3.设计一个可靠的实验，判别氯化铝是离
同分异构体的是:
E 、 CH3 CH F 、CH3 CH2
CH CH
CCH2H3 C5N4HO82 CH2 C4H8
B和C E和F
G 、 CH3 CH2 CH2 CH3C4H10
CH3 CH3
H、 CH2 CH2
C4H10 G和H同一物质
练习：
1、判断下面哪些是同素异形体（
哪些是同位素（
）
），
A.红磷、白磷 B.水、重水
规律：有机化合物中C原子数越多,同分
异构体的数目就 越多
观察与思考
H
H
H C Cl 和 H C H
H
Cl
是同分异构体吗?
观察与思考
那么
H
Cl C Cl 和
H H C Cl
H
Cl
是同分异构体吗?
二氯甲烷没有同分异构体
(1)乙醇 (2)二甲醚
1.根据球棍模型写出 乙醇和二甲醚的分 子式、结构式和结 构简式。
子化合物还是共价化合物。你设计的实验 是 在其熔融状态下，试验其是否导电.，
若不导电则证明氯化铝是共价化合物。
2\9
2、最近，科学家研制得一种新的分子，它具有空
心的类似足球状结构，分子式为C60。下列说法正
确的是（
）
A、C60是一种新型的化合物 B、C60和石墨都是碳的同素异形体 C、C60中含离子键 D、C60的相对分子质量是720
高中化学苏教版必修2课件：1.3.1同素异形现象 同分异构现象

高中化学苏教版必修2课件：1.3.1同素异形现象 同分异构现象


3 新课堂· 互动探究 探究点一 同素异形现象 1．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)晶体中原子的成键方式和排列方式不同，如金刚石和石墨。 2．同素异形体的“同”、“异”的含义： (1)“同”——指元素相同； (2)“异”——指形成单质不同，结构不同，性质有差异。
探究点二 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 质子数相同， 中子数 同种元素组成的不 分子式相同，结构 定义 不同的同种元素的 同单质 不同的化合物 原子 研究对 原子 单质 化合物 象 用原子符号表示不 用同种元素符号表 化学式 相同 同的原子 示不同的分子组成 化学性质相同， 物理 化学性质相似，物 化学性质不一定相 性质 性质不同 理性质不同 同，物理性质不同 O2、O3；红磷、白 举例 H、D、T 正丁烷和异丁烷 磷；金刚石、石墨
你问我答 慎思 2 CH3CH2CH3 与 CH4 的物理性质不同，化学性质相似， 二者互为同分异构体吗？
【答案】 不是。二者分子式不同，不是同分异构体。
[教材栏目答疑] [你知道吗] 教材 P18
【解答】 金刚石和石墨的物理性质差别如此之大的原因是金 刚石和石墨晶体中碳原子的成键方式和排列方式不同，即结构不 同。
2．常见的同素异形体 (1)碳的同素异形体： ①金刚石、石墨性质的差异： a．物理性质： 金刚石 石墨 颜色 无色透明 灰黑色 熔点 很高 很高 导电性 不导电 导电 b.化学性质：几乎相同。
②金刚石、石墨、C60 的结构差异：
金刚石 结构 模型 属层状结构。层内 C 每个 C 原子与相邻的 原子以共价键结合， 由 60 个 C 原子形成 结构 4 个碳原子以共价键 每一层内 C 原子排成 封闭笼状分子， 形似 特点 结合，形成空间网状 平面六边形，形成平 足球，又称“足球 结构 面网状结构。层间存 烯” 在分子间作用力。 石墨 C60
【名师一号】14-15化学(苏教)必修二课件：3-1-2石油炼制 乙烯

【名师一号】14-15化学(苏教)必修二课件：3-1-2石油炼制 乙烯


)
D．将石油中的烷烃、环烷烃和芳香烃分开
解析 石油分馏的主要目的是将石油按沸点范围不同加以分 离，得到不同的石油产品，A项正确；石油主要由饱和烃混合而 成，分馏得不到不饱和烃，B项不正确；因为产品是一系列物 质，所以烃分子中含碳原子数可能多，也可能少，C项不正确； 烃的沸点高低主要取决于相对分子质量的大小，与烃的种类无 关，D项不正确。
(3)为了提高汽油等轻质油的产量和质量，用 石油分馏 产 品为原料，在加热 、加压和催化剂存在下，使相对分子质量较 大、沸点较高的烃断裂为 相对分子质量 较小、 沸点 较低的 烃，这种方法称为石油的催化裂化。
催化剂 C16H34 ――→ C8H18＋C8H16 加热，加压 十六烷的裂化反应为： 。
催化剂 CH2＝CH2＋H2O ――→ CH3CH2OH
。
3．乙炔 (1)乙炔的分子式 C2H2 ，结构式 C―H≡C―H ，乙炔分 子中4个原子处于同一 直线 上。 (2)乙炔与足量溴的四氯化碳发生 加成 反应，反应方程式 为：CH≡CH＋2Br2―→CHBr2CHBr2 。
乙炔还可以与HCl发生 加成 反应，如HC≡CH＋HCl―→
答案 A
二
乙烯的性质
例2
化学课外兴趣小组学生在实验室里制取的乙烯中常
混有少量的二氧化硫，老师启发他们并由他们自己设计了下列 实验图以确认上述混合气体中有C2H4和SO2。回答下列问题：
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ装置可盛放的试剂是Ⅰ________； Ⅱ________；Ⅲ________；Ⅳ________(将下列有关试剂的序 号填入空格内)。 A．品红溶液 C．浓硫酸 B. NaOH溶液 D．酸性KMnO4溶液
乙炔 酸性KMnO4溶 液褪色 燃烧火焰明 亮，带浓烈黑 烟 Br2水褪色或酸 性KMnO4溶液 褪色
苏教版高中化学必修二1.3.1 同素异形现象 同分异构现象.doc

苏教版高中化学必修二1.3.1 同素异形现象 同分异构现象.doc

高中化学学习材料唐玲出品1.3.1 同素异形现象同分异构现象【典例导悟】【典例1】（2010·昆明模拟）白磷在高压下隔绝空气加热后急速冷却，可得钢灰色固体——黑磷，其转化过程如下：，黑磷性质稳定，结构与石墨相似。

下列叙述正确的是A．黑磷与白磷互为同位素B．黑磷能导电C．白磷转化为黑磷是物理变化D．黑磷能在空气中自燃【规范解答】选B。

解答本题要先从概念入手，判断白磷和黑磷之间的相互关系，然后结合题中所给的信息和已学过的白磷的性质进行类比和推断。

【互动探究】白磷在高压下如果不隔绝空气加热后急速冷却，能否得到黑磷？提示：不能。

若不隔绝空气，则加热时白磷会燃烧生成白色的五氧化二磷固体。

【思路点拨】解答本题需要明确如下三点：（1）同素异形体、同位素、同分异构体的概念。

（2）原子结构中各个微粒之间的关系。

（3）微粒半径的比较规律。

【变式训练】下列物质，肯定为纯净物的是（）A．只由一种元素组成的物质B．只由一种原子组成的物质C．只由一种分子组成的物质D．只由一种元素的阳离子跟另一种元素的阴离子组成的物质【学业达标训练】1．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【解析】选B。

互为同分异构体的物质的分子式相同，其相对分子质量也相同；互为同分异构体的物质的结构不同，其化学性质可能相似，也可能不同。

3．（2010·百色高一检测）下列五组物质互为同素异形体的是（）①16O2和18O2②H2SiO3和H4SiO4③O2和O3④H2O和H2O2⑤金刚石、石墨和C60 ⑥红磷和白磷A.只有②③⑤B.只有③⑤⑥C.只有①③⑤D.只有①②④⑥【解析】选B。

同素异形体是由同种元素形成的不同单质，金刚石、石墨和C60都是碳元素形成的单质，O2和O3都是氧元素形成的单质，红磷和白磷都是磷元素形成的单质，它们都互为同素异形体。

4．下列物质中与CH3—CH2—CH2—CH3互为同分异构体的是（）【解析】选C。

苏教版高中化学必修二 1.3.1 同素异形体和同分异构体 课件 (共25张PPT)

相同点 同一种元素 分子式相同 质子数相同
不同点 结构不同 结构不同 中子数不同
研究对象 单质
化合物
原子
1、O2和O3
1、C4H10
11H、12H、13H
2、金刚石、石 正丁烷 异丁烷
墨、富勒烯
2、C2H6O
3、红磷、白磷 乙醇、二甲醚
• 有下列各组物质: A、 163C与162C
B、金刚石与石墨 D、 CH3
C4H10 可能的结构模型
HHHH HCC CCH
HHHH
正丁烷
HHH
HCC CH HH HCH H 异丁烷
共同点:
不同点:
分子式相同 结构不同
同分 异构
二、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。
同分异构体
具有相同的分子式，但具有不同结构 的的化合物
同分异构体间的物理性质差异
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 液态密度/g·cm-3 结论：
正丁烷
-138.4 -0.5
0.5788
异丁烷
-159.6 -11.7 0.557
C2H6O
分子式
球棍模型
C2H6O
结构式
名称 沸点
乙醇 78 ℃
C2H6O
二甲醚 －23℃
比较 同素异形体、同分异构体、同位素 三个概念
同素异形体 同分异构体 同位素
B．CO2和H2O D．CCl4和KCl
( B)
4．氮化硅(Si3N4)是一种新型的耐高温耐磨材料，
在工业上有广泛用途，它属于
( A)
A．原子晶体 B．分子晶体
C．金属晶体 D．离子晶体
5．下列每组物质发生状态变化所克服的微粒间

苏教版高中化学必修2《同素异性现象》名师课件


一、 同素异形现象
1、同素异形现象：由同种元素形成性质不同单质 的现象，叫同素异形现象。
2、同素异形体：由同种元素形成的性质不同的单 质，互称为同素异形体。 例如： C元素的同素异形体有：金刚石、石墨、富勒烯（C60、 C70、单层或多层纳米碳管） O元素的同素异形体有：O2、O3， P元素的同素异形体有：红磷、白磷
状“笼形管”。它非常微小，5万个并排起来才有人的一
根头发丝宽，实际上是长度和直径之比很高的纤维。
实例：
氧元素的不同单质 ①氧气与臭氧的物理性质比较：
化学式 颜色 （气态）
气味
氧气 O2 臭氧 O3Fra bibliotek无色 淡蓝色
无味 鱼腥味
②氧气与臭氧的分子结构：
沸点 ℃
－183 －112.4
溶解性
0.030 >O2
观察：1980-1991年“臭氧洞”的变化
拓展视野 磷元素的不同单质比较：
[总结]同素异形体的性质差异很大，主要表现为物理性 质，而化学性质往往比较接近
(1)C + O2
点燃
=== CO2
金刚石、石墨在氧气中完全燃 烧均只生成CO2气体。
(2)氧气和臭氧都具有强氧化性，臭氧的氧化性更强。
O3常用消毒杀菌剂、漂白剂等。
……
1. 下列关于臭氧性质的叙述中，不正确的是 C
A. 臭氧比氧气的氧化性更强，常温下能将银、汞等较 不活泼的金属氧化 B. 臭氧是比氯水更好的消毒剂，因为它在消灭细菌后 变成O2 ，无污染 C. 臭氧和活性炭一样，能够吸附有机色素，是种很好 的漂白剂 D. 臭氧和氧气在一定条件下可以相互转化
2. 下列说法正确的是 D
思考：为什么同种元素组成的不同种单质的性质相差这么大呢？ 结构决定性质
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A．石墨烯与石墨互为同位素 B．0.12 g石墨烯中含6.02×1022个碳原子 C．石墨烯是一种有机物 D．石墨烯中碳原子间以共价键结合
解析 石墨烯与石墨均是碳元素形成的单质，互为同素异 形体，而同位素是同一元素不同原子间的互称，A项错误； 0.12 g石墨烯中含有 0.12 g － 12 g· mol 1 ＝0.01mol碳原子，即
特别提示
①C60、C70等这种形式的单质碳，称为富勒
烯，这一类物质的分子组成可以表示为Cn(n为28到540之间的 整数值)，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。 ②因为臭氧具有极强的氧化性，它在灭菌消毒品中名列榜 首，成就了它的四大功用：灭菌、氧化、脱色、除味。
3．同分异构体的特点 (1)分子式相同，相对分子质量相同。但相对分子质量相同的 化合物不一定是同分异构体，因为相对分子质量相同时分子式不 一定相同，如CO和乙烯(C2H4)的相对分子质量都是28，但由于它 们的分子式不相同，它们不是同分异构体。同分异构体的最简式 (分子组成中原子的最简整数比的表达式，如C4H10的最简式为 C2H5)相同，但最简式相同的化合物不一定是同分异构体，因为最 简式相同时分子式不一定相同，如乙烯和环己烷(C6H12)的最简式 都是CH2，但它们的分子式不相同，它们不是同分异构体。
0.01×6.02×1023＝6.02×1021个碳原子，B项错误；有机物通常 指含碳元素的化合物，而石墨烯是由碳原子构成的单质，C项 错误；石墨烯是由石墨剥离而成，即是石墨中的一层，碳原子 间以共价键结合，D项正确。
答案
D
互动训练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 D．C60是新发现的一种碳的化合物
(2)结构不同，即分子中原子的连接方式不同。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，如正丁烷和异丁烷；当为不同类 物质时，化学性质不同，物理性质也不同，如乙醇和二甲醚。 4．书写有机物的结构式(或结构简式)必须遵循的原理
“价键数守恒”原理：在有机物分子中碳原子的价键数为4， 氧原子的价键数为2，氢原子的价键数为1，不足或超过这些价键 数的结构都是不存在的，都是错误的。如：CH3CH3CH2CH3(第2 个碳原子形成5个价键是不可能的)。 特别提示 把结构式中的单键部分省略或全部省略的表达式
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项排除；金刚石和石墨 中的碳原子排列方式不同，因此其物理性质不同，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项排除。
叫结构简式。如正丁烷的结构简式为： CH3—CH2—CH2—CH3或CH3CH2CH2CH3。为了书写方便， 有机物常用结构简式表示。
典例剖析
一 同素异形体及应用
【例1】
石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图 如图所示)，可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下列说法 正确的是( )
不同结构 2．化合物具有相同的分子式 ________，但具有___________ 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
有机化合物 同分异构体。同分异构现象是__________________ 种类繁多的原
因之一。
3．分子式为C2H6O的有机化合物有两种，分别叫 乙醇、二甲醚 ________________ ，其结构式分别为
第 1 课时
同素异形现象和同分异构现象
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课堂互动探究
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金刚石、石墨在氧气中完全燃烧均只生成 二氧化碳 气体， 它们在一定条件下能相互转化，说明它们都是 碳 元素的单质。 1．定义：同一种元素能够 形成几种不同的单质 的现象。 2．同素异形体 (1)定义：同一种元素形成的几种不同 单质 的互称。 (2)碳、氧、磷等元素的同素异形体。
乙醇＞二甲醚 ________________________________，沸点：________________
(填名称)。
课堂互动探究
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名师讲解
1.同位素、同素异形体两个概念的对比如下表
2.同素异形体的特点 (1)组成元素相同，所属物质类型相同(单质)，在相同条件 下燃烧所得产物也相同。如红磷和白磷在氧气中充分燃烧产物 都是五氧化二磷。
(2)性质不同主要是指物理性质不同，化学反应活性有差 异。性质不同的根本原因是原子的成键方式和排列方式或组成 不同。如：金刚石是空间网状结构，每个碳原子以共价键结合 4个碳原子，而石墨是层状结构，每个碳原子以共价键结合3个 碳原子，各层间碳原子是以分子间作用力结合。氧气和臭氧分 子分别由2个和3个氧原子组成，且氧原子的成键方式不同，O3 的氧化性比O2的强。
无
共价 灰黑
层状
光泽
4
空间网状 较软
共价键 平面六边形
分子间作用力 封闭笼状足球烯无淡蓝源自无鱼腥2O3
氧化
个数
成键方式
蜡状
自燃 冷水
稳定
红棕
二、同分异构现象
两 种，分别叫 1．分 子 式 为C4H10的 有 机 化 合物有___
正丁烷、异丁烷 _________________，其结构式分别为
_____________________________________，沸点： 正丁烷＞异丁烷 ______________________ (填名称)。
专题 1 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
课程标准
明确学习目标 促进自我发展
内容标准 1.认识同素异形现象的涵义。
学习要求 1.认识同素异形现象的涵义。 2.能举例说明同素异形体。
2.举例说明有机化合物的同分 3.举例说明有机化合物(限于含5个碳原子以下 异构现象。 3.知道晶体的类型及物理性质 的特点。 的分子)的同分异构现象。 4.知道四种晶体类型及物理性质的特点。