（渝冀闽）2018-2019版高中化学 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 第1课时 同素异形现象 同分异构现象学案 苏教版必修2

1、第1课时同素异形现象同分异构现象一、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(1)碳的同素异形体金刚石石墨C60结构特点空间网状结构层状结构封闭笼状分子，形似足球成键特点每个碳原子与相邻的4个碳原子以共价键结合层内碳原子间以共价键结合成平面六边形，层间以分子间作用力结合60个碳原子以共价键结合性质差异原因晶体中原子的成键方式和排列方式不同(2)氧的同素异形体O2O3性质区别无色无味气体淡蓝色气体，有鱼腥味，氧化性极强转化关系3O22O3差异原因分子中氧原子的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对同素异形体的理解(1)组成元素：只含有一种元素。(2)物质类别：互为同素异形体的只能是单质。(3)性质关系：同素异形体之间的物理性质有差异，但化学性质相似。(4)相互转化：同素异形体之间的转化属于化学变化，因为转化过程中有化学键的断裂与

2、形成。(5)同素异形体之间的转化既有单质参加，又有单质生成，但由于没有涉及化合价的变化，一般认为这种转化属于非氧化还原反应。例1意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子结构如图所示，下列说法正确的是()AN4属于一种新型化合物BN4转化为N2属于物理变化CN4的摩尔质量为56DN4与N2互为同素异形体考点同素异形现象题点同素异形体的相关综合答案D解析N4是一种单质，与N2互为同素异形体，二者之间的转化属于化学变化，N4的摩尔质量为56 gmol1。例2下列关于碳元素的同素异形体的叙述正确的是()A碳元素形成的各种单质称为碳元素的同素异形体B碳元素的同素异形体结构虽然不同，但性质差别不大C碳元素的同素异形体性质不同，其用途相同D碳元素的同素异形体只有金刚石、石墨和C60考点同素异形现象题点碳的同素异形体答案A解析碳元素形成的不同单质原子间的排列方式不同，物理性质差别较大，化学性质相似，用途不同，如金刚石和石墨；金刚石、石墨和C60只是三种主要的碳单质。二、同分异构现象1同分异构现象和同分异构体(1)化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现

3、象，称为同分异构现象。(2)分子式相同而结构不同的化合物，互称为同分异构体。(3)同分异构现象主要表现在有机化合物中。2实例(1)正丁烷和异丁烷名称正丁烷异丁烷分子式C4H10分子结构结构式结构简式CH3CH2CH2CH3球棍模型结论分子结构不同沸点0.5 11.7 差异分析原子的连接方法不同，化学键的类型相同，物质类别相同(2)乙醇和二甲醚名称乙醇二甲醚分子式C2H6O分子结构结构式结论分子结构不同性质沸点78 23 物理性质不同，化学性质不同四角度认识同分异构体(1)从物质看：互为同分异构体的物质只能是化合物。它们之间的转化属于化学变化，若共存则为混合物。(2)从分子式看：互为同分异构体的化合物，其分子式相同，相对分子质量也相同，但相对分子质量相同的化合物分子式不一定相同，如甲酸(HCOOH)和乙醇(CH3CH2OH)的相对分子质量均为46。(3)从结构看：互为同分异构体的化合物，空间结构不同。(4)从性质看：互为同分异构体的化合物，物理性质不同，化学性质可能相似。例3下列关于同分异构体的叙述正确的是()A相对分子质量相同而结构不同的化合物互称为同分异构体B分子式相同而结构不同的化

4、合物互称为同分异构体C同分异构体之间由于分子组成相同，所以它们的性质相同D只有少数的有机物之间存在同分异构现象考点同分异构现象题点同分异构体的概念答案B解析同分异构体是指分子式相同而结构不同的化合物，同分异构体之间分子式相同，则相对分子质量相同，但相对分子质量相同的物质，分子式不一定相同，A项错误；同分异构体的结构不同，性质也不同，C项错误；有机物之间同分异构现象普遍存在，D项错误。思维启迪(1)两化合物互为同分异构体，则两化合物的相对分子质量及各元素的组成(含量)必然相同。(2)相对分子质量相同的两化合物不一定互为同分异构体(如CO和C2H4不互为同分异构体)。例4下列各组物质中，属于同分异构体的是()A白磷和红磷B干冰和CO2C和D和考点同分异构现象题点同分异构体的判断答案D解析A项互为同素异形体；B项是同一种物质的不同状态；C项是同一种物质；D项符合同分异构体概念。1(2017镇江高一检测)美国和墨西哥研究人员将普通纳米银微粒分散到纳米泡沫碳(碳的第五种单质形态)中，得到不同形状的纳米银微粒，该纳米银微粒能有效杀死艾滋病病毒。纳米泡沫碳与金刚石的关系是()A同素异形体 B同分异构

5、体C同一种物质 D同位素考点同素异形现象题点同素异形体的判断答案A解析纳米泡沫碳与金刚石都是碳的不同单质，二者属于同素异形体。2造成金刚石和石墨性质差异的主要原因是()A碳原子种类不同B同体积两种物质中碳原子个数不同C碳原子成键方式不同D物质状态不同考点同素异形现象题点碳的同素异形体答案C3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CH3OCH3H2O和H2OA B C D考点同分异构现象题点同分异构体的判断答案B解析分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体。中两种物质的分子式不同。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。4下列关于同分异构体的说法错误的是()具有相同相对分子质量和不同结构的化合物互称为同分异构体互称为同分异构体的物质一定不是同种物质同分异构体之间物理性质一定不同，化学性质一定相同同分异构体一定具有相同的相对分子质量A B C D考点同分异构现象题点同分异构体的概念答案C解析N2与CO具有相同的相对分子质量和不同的结构，但不是

6、同分异构体，错误；同分异构体之间的化学性质不一定相同(如乙醇与二甲醚)，错误。5下列物质中，互为同分异构体的有_；互为同素异形体的有_；属于同位素的有_；属于同一种物质的有_。二氧化碳金刚石干冰氢溴酸溴水液溴12C石墨14C考点“四同”的概念与判断题点“四同”的判断答案、与和和和、和解析烷烃中每个碳原子都形成空间的四面体结构。分别与互为同分异构体；和互为同素异形体；和属于同位素；和、和分别属于同一种物质。 对点训练题组一同素异形体1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：白磷黑磷，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考点同素异形现象题点磷的同素异形体答案B解析黑磷也是磷元素组成的单质，A错误；类比石墨的导电性知B正确；白磷、黑磷是不同的物质，C错误；黑磷性质稳定，D错误。2(2017黄山高一检测)硫可以形成分子式为S2、S4、S6、S8的单质，其中S8的分子结构如图所示。下列有关说法正确的是()AS2、S4、S6、S8互为同位素BS2的摩尔质量为32 gmol1C

7、硫的单质在足量的空气中完全燃烧可以生成SO3D1 mol S8单质中含有的SS键个数为8NA考点同素异形现象题点硫单质的相关综合答案D解析S2、S4、S6、S8都是由硫元素形成的单质，互为同素异形体，在空气中燃烧只能生成SO2，而不能生成SO3，A和C选项错误；S2的摩尔质量为64 gmol1，B选项错误；由图可知，1个S8分子中含有8个SS键，D选项正确。3科学家们最近发现一种新分子，具有空心类似足球状的结构，其化学式为C70。下列说法不正确的是()AC70是一种化合物B它的相对分子质量为840C它的化学性质和金刚石相似DC70和金刚石、石墨一样，都是由碳元素组成的单质考点同素异形现象题点碳的同素异形体的判断答案A解析依题意，C70是一种分子，从其化学式可知，一个C70分子由70个碳原子构成，C70应是碳的单质，不属于化合物。4下列各项描述的判断正确的是()选项描述结论A由同种元素组成的物质一定是纯净物正确B科学家最近合成了一种新型的化合物N4正确C红磷转化为白磷是物理变化错误D纳米泡沫碳和金刚石是同素异形体错误考点同素异形现象题点同素异形体的相关综合答案C解析氧气和臭氧都是由氧元素

8、组成的单质，它们的混合气体属于混合物，A错误；N4只含有一种元素，是一种新单质，不属于化合物，B错误；红磷和白磷属于同素异形体，同素异形体之间的转化均是化学变化，C正确；纳米泡沫碳和金刚石是由碳元素组成的不同种单质，互为同素异形体，D的结论错误。题组二同分异构体5科学家发现铂的两种化合物a和b，二者的结构式分别为和，a有抗癌作用，而b没有，二者的关系为()A同分异构体 B同素异形体C同一种物质 D同位素考点同分异构现象题点同分异构体的判断答案A解析a有抗癌作用，而b没有，说明二者属于不同的物质，且二者分子式相同，结构不同，故二者互为同分异构体；互为同素异形体的必须是单质，互为同位素的必须是质子数相同，中子数不同的核素(如C与C，Cl与Cl等)。6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考点同分异构现象题点同分异构体的概念答案B解析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结构不同，但其化学性质可能相似。7下列判断中，正确的是()ACH3COONH4与H2NCH2COOH是同分异构体BCH3CH2Cl与CH2ClCH3是同分异构体CH2NCH2COOH与CH3CH2NO2是同分异构体D与CH3CHO不是同分异构体考点同分异构现象题点同分异构体的判断答案C解析分子式相同而结构不同的化合物互为同分

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