第三单元 从微观结构看物质的多样性
第一课时 同素异形和同分异构
目标要求
1、掌握同素异形现象和同素异形体的判断。 2、掌握同分异构现象和同分异构体的书写。 课堂互动 【课前准备】
1．化学键包括＿＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿，其中离子键存在于＿＿＿＿＿＿中；共价键存在于＿＿＿＿＿＿＿＿中；金属键存在于＿＿＿＿＿＿中；另外由分子组成的物质中一般存在＿＿＿＿＿＿力，这种力只能影响物质的＿＿＿＿性质。
2．同素异形体
（1）同一种元素形成的多种单质的现象叫＿＿＿现象，这些单质互为＿＿体。
（2）碳的同素异形体有＿＿＿＿、＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿等，碳的这些同素异形体中原子的排列方式不同。请简述石墨和C60的结构特点。
(3)氧的同素异形体有＿＿和＿＿二种，请填表对比二者的性质 状态 液态 固态 沸点 熔点 化学性质
(4)磷的同素异形体常见的有＿＿＿和＿＿二种，请填表比较它们的性质
状态 颜色 毒性 着火点 与氧气 白磷 红磷 O3 O2 （5）同素异形体之间的物理性质不同，化学性质基本相同，同素异形体之间的变化属于＿＿＿＿变化。
3． 同分异构现象
（1）物质具有相同＿＿＿＿＿和不同＿＿＿＿＿的现象叫同分异构现象，这些化合物互称为＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）同分异构现象是有机化合物种类繁多的主要原因。请根据C的化合价为－4，H的化合价为＋1，写出C4H10可能的结构组合。
【学法指导】
1
比较同素异形体、同分异构体、同位素三个概念的异同： 同 同素异形体 同一种元素 分子中含有的原子个数或结构 单质 O2和O3、红磷和白磷、石墨 金刚石和C60等 同分异构体 分子式相同 同位素 质子数相同或在元素周期表中的位置相同 中子数 原子 12异 研究对象 举例 分子的结构 化合物 正丁烷和异丁烷、 乙醇和二甲醚等 C和14C和、 1H和 2H等 【经典范例】
例1． 下列叙述不属于同素异形体的是（ ） A ．红磷和白磷 B．金刚石和石墨
D．氧气和臭气 E．H2O和D2O
[分析]知识点是同素异形体，如果选E漏选C，说明同素异形体和同位素概念不清。C是同种元素不同种原子之间的关系，属同位素，而E则是两种化合物之间的关系，不合题意。故本题答案为C。 [答案] C
例2．白磷的分子结构如下图所示。有关白磷(P4)分子的下列叙述不正确的是( ) A．正四面体分子,键角为109°28/ B．正四面体分子,键角为60° C．分子中共用电子对数为4 D．分子中孤对电子对数为4
[分析] 白磷分子的空间结构为内空的正四面体.
如图所示,6个P—P键即构成了正四面体的6条棱,故键与键之间的夹角即正三角形的夹角,即为60°.所以A、B中B是对的.
又P原子最外层共有5个电子,其中三个是未成对电子,两个成为一对孤对电子.每个P分别拿出3个未成对电子分别与3个P形成P—P共价键,故分子中共用电子对数即共价键数为6.每个P原子上各有1对孤对电子,P4分子中有4对孤对电子. [答案]A、C
例3 写出2至3种存在同分异构现象的有机物，分别说明各种分子式对应的同分异构体之间的异同。 [分析]同分异构现象在自然界广泛存在，由于碳原子能形成4个共价键，不仅可以形成单键，还可以形成双键或叁键，不仅可以成链还可以成环，不仅可以是直链还可以有支链，还可以与其他元素原子如氧原子、氢原子等直接相连，还可以形成不同的连接方式，所以使得同分异构现象在有机物中尤其常见。 [答案]乙醇和二甲醚，分子式均为C2H6O；正丁烷和异丁烷，分子式均为C4H10。 乙醇和二甲醚 正丁烷和异丁烷的性质差异
物质 沸点（101KPa）/C 状态（常温常压） 分子式 o乙醇 78 液态 C2H6O 二甲醚 -23 气态 正丁烷 -0．5 气态 C4H10 异丁烷 -11．7 气态 【追踪训练】 1．下列物质中，互为同素异形体的是（ ） A．
和 B．白磷和红磷
2
C．磷酸和偏磷酸 D．NO2和N2O4（ ）
2．下列叙述中正确的是
A．白磷转化成红磷是物理变化 B．白磷和红磷是同素异形体 C．白磷的分子式为P
D．白磷、红磷的着火点不同，燃烧产物却相同
3．下列各组物质属于同分异构体的是 ；属于同素异形体的是 ；属于同位素的是 ；属于同一物质的是 。
ClF C A．氧气与臭氧 B．红磷与白磷 C．Cl C F 与 Cl FF
D．氕与氘 E． 12C 与C60 F．NH4CNO和CO（NH2）2 G．H2O与D2O 4．下列化学式中，只表示一种纯净物的是 （ ）
A．C B．CH4 C．C2H6O D．C4H10
5．当今化学界关注的热点之一的C60，它可以看成是金刚石的 （ ）
A．同素异形体 B．同分异构体 C．同位素 D．同系物
6．属于同分异构体的是： （ ） A．O2和O3 C．H2O与H2O2
【高考链接】
23592U
B．2H2和3H2
D．C2H5COOH与CH3COOCH3
是重要的核工业原料，在自然界的丰度很低。23592U的浓缩一直为国际社会关注。下列有关23592U
23592U23592U
说法正确的是
A
原子核中含有92个中子 B
C 与23892U互为同位素 D 【课时练习】 [基础训练] 1．据报到，日本科学家确认世界上存在一种与C60的结构非常相似的具有空心类似足球结构的分子N60，它在高温下其积蓄的巨大能量会在一瞬间释放出来，N60的发现，开辟了世界能源的新领域，它可能成为一种最好的火箭燃料，N60属于（ ）
A．化合物 B．混合物 C．单质 D．有机物 2．据报道，最近科学家在宇宙中发现H3分子，则H3和H2属于（ ）
A．同位素 B．同一种物质 C．同素异形体 D．以上都不是 3．下列各组物质既不属于同位素，也不属于同素异形体的是（ ）
A．16O和18O B．金刚石、石墨和富勒烯（C60） C．O2和O3 D．H2O和H2O2
4．下列各组物质中互为同分异构体的是（ ）
A．1H2、2H2与3H2 B．冰与干冰
23592U原子核外有143个电子 23523892U与92U互为同素异形体
HOCOH
OHCHH
C．乙烯与乙炔 D．HCH与
HCO5．大气层外的臭氧层的作用是（ ）
A．吸收CO2 B．分解补充氧气 C．吸收紫外线 D．吸收红外线
3
P6．有一种磷的分子结构是PPP，有关它的叙述不正确的（ ）
A．它完全燃烧生成P2O5 B．常温下是蜡状固体，有剧毒 C．常温下是红棕色的固体 D．通常保存在冷水中 7．下列化学式中只能表示一种物质的是（ ）
A．CH4 B．C2H6O C．C4H10 D．C5H12
8．某物质经分析后，只含一种元素，此物质（ ）
A．一定是纯净物 B．一定是一种单质
C．一定是混合物 D．可能是纯净物也可能是混合物
[能力提高]
9．最近发现了一种新的氧微粒O4,对于这种微粒，下列说法正确的是（ ） A．它是氧的一种新的同位素 B．它的摩尔质量为64 C．它是氧的一种新的同素异形体 D．它的氧化性比O3差
10．据报道，科学家已成功合成了少量N4，有关N4的说法正确的是（ ） A．N4是N2的同素异形体 B．N4是N2的同分异构体
C．相同质量的N4和N2所含原子个数比为1:2 D．N4的摩尔质量是56g
11．冰箱制冷剂氟氯甲烷在高空中受紫外线辐射产生Cl原子，并进行下列反应： Cl?O3 Cl?OO2；ClO?OCl?O2。下列说法不正确的是（ ）
A．反应过程中将O3转变为O2 B．Cl原子是总反应的催化剂
C．氟氯甲烷是总反应的催化剂 D．Cl原子反复起分解O3的作用
12．人们日常生活中经常跟化学试剂打交道，请写出人类生存最离不开而且大量存在的氧化物的化学式： ，宴会上必不可少的酒的主要成分是一种熟悉的有机物的化学式 。并写出这种物质的同分异构体。
13．城市饮用水的消毒剂有多种：液氯、漂白粉、二氧化氯等。臭氧作为一种理想的消毒剂，杀菌能力强且不会影响水质，这是利用了臭氧的 。
臭氧是一种有点腥气味的淡蓝色气体，它具有比氧气更强的氧化性。已知臭氧能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，反应中有氧气生成，则反应的化学方程式是 ；反应中氧化产物是 ，还原产物是 。
第三单元 从微观结构看物质的多样性
同素异形和同分异构
【追踪训练】
1、B；2、BD；3、F；AB；D；C；4、B；5、A；6、D。 【高考链接】 C
【解析】本题考查的是元素及原子结构知识，对于原子ZX，Z表示的是质子数，A表示的是质量数（质子数+中子数＝质量数），故A选项错误；对于原子而言，质子数等于核外电子数，故B错误；同种元素的不同核素互称为同位素，故C正确，D错误。
4
A
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