必修2第一章第三节从微观结构看物质的多样性.doc

2010-2011学年第二学期化学必修2第一章第三节 知识归纳、典型例题及课时练习知识点1：同素异形现象、同素异形体（1）概念：一种元素形成几种单质的现象，叫同素异形现象2）表现：同素异形现象表现为一种元素具有几种单质，这几种单质都是这种元素的同素异形体. （3）同素异形体的性质：①构成同素异形体的原子数目和成键方式都不同，所以表现出的物理性质有很大的差别如氧气和臭氧：氧气是无色、无味的气体，而臭氧是淡蓝色有鱼腥味的气体；②同素异形体在一定条件下能互相转化，这是化学变化，如氧气转化为臭氧，石墨转化为金刚石，红磷转化为白磷等等4）常见的同素异形体：①碳元素的同素异形体：金刚石、石墨和富勒烯（包括C60、C70和单层或多层的纳米碳管等）都是碳元素的重要单质；②氧元素的同素异形体：氧气和臭氧都是氧元素的单质；③磷元素的同素异形体：磷元素可以形成多种单质，白磷和红磷是磷元素常见的两种单质④硫元素的同素异形体：硫元素可以形成多种单质，S2、S4、S6、S8等，S6和S8是硫元素常见的同素异形体特别说明：同素异形体是一种元素形成的不同单质，既不是由相同元素组成的不同化合物，也不是同种元素形成的几种原子，更不是形态不同的同一物质。

例如：①都由碳氧两种元素组成的CO和CO2；②都由SiO2组成的石英和水晶；③都由氢元素形成的三种原子氕、氘，氚等；④气态氢和液态氢，二氧化碳和干冰；⑤冰和水等都不是同素异形体 【典型例题】例1. 以下各组物质中互为同素异形体的是（ ）A. 金刚石与石墨 B. 氕、氘和氚C. 二氧化碳和干冰 D. 石灰石和生石灰【解析】A 点拨：本题主要考查同素异形体的概念以及对同素异形体的理解，同素异形体是同一元素形成的不同单质，为单质，应该与同一物质、同位素和同分异构体区分开来金刚石和石墨是碳元素的两种不同单质，A选项正确；氕、氘和氚是氢元素的三种不同原子，不是氢元素的单质，故B选项错误：二氧化碳和干冰是同一物质，故C选项错误；石灰石的主要成分为碳酸钙，生石灰的主要成分为氧化钙，是两种不同的化合物，故D选项错误例2. 下列物质中互为同素异形体的是（ ）A. O2和O3 B. H2O和D2O C. H2和HD D. 红磷和白磷【解析】AD本题应从同素异形体的概念着手有同学易错选C，C中是同一物质同素异形体中原子的结构方式数目有所不同。

例3. 下列说法正确的是 （ ）A. C60不是金刚石的同素异形体B. 硫也存在同素异形现象C. 臭氧的氧化性比氧气要弱得多D. 白磷的着火点较高，所以可以暴露在空气中【解析】 C60与金刚石都是碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，所以A不正确；臭氧的氧化性比氧气要强，白磷的着火点较低，在空气中易自燃，所以C、D都不正确；利用排除法得出B选项是正确的 答案：B知识点2：同分异构现象、同分异构体： 详解：（1）定义：化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构式的现象，叫同分异构现象具有相同分子式而结构不同的化合物互称为同分异构体. （2）表现：同分异构现象表现在分子式相同（组成相同），分子结构不同，即一个分子式有多种结构的物质之间这几种物质互称为同分异构体，如丁烷是异丁烷的同分异构体，异丁烷是丁烷的同分异构体3）同分异构体普遍存在于有机化合物中，同类的，如丁烷和异丁烷；不同类的，如甲醚和乙醇，乙酸和甲酸甲酯等等4）和同素异形现象的区别：二者是研究对象不同的概念，它们的区别见下表概念内涵比较对象实例同素异形体一种元素形成的不同单质单质金刚石和石墨同分异构体具有相同分子式，而结构式不同的化合物化合物甲醚和乙醇【典型例题】例1. 下列叙述中正确的是（ ）A. 分子式相同，各元素质量分数也相同的物质是同种物质B. 通式相同的不同物质一定是同分异构体C. 分子式相同的不同物质一定是同分异构体D. 相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体【解析】C。

点拨：分子式相同，结构不一定相同，所以不一定是同种物质；通式相同的不同物质不一定是同分异构体，也可能是同系物或是其他关系；相对分子质量相同，分子式不一定相同，如NO和C2H6等例2. 下列物质是同分异构体的是（ ）A. CH3CH2CH2CH3 B. CH3CH2CH（CH3）CH3C. CH3CH（CH3）CH2Cl D. CH3CH2CH2CH 2Cl【解析】C、D本题考查对同分异构体的概念的理解同分异构体即是分子式相同，结构式不同的物质的互称例3. 下列各对物质互为同分异构体的是（ ）A. 613 C与612 C B. O2与O3 【解析】错解：A或B或C 错解分析：①对同位素与同分异构体缺乏认识导致错选A项；②对同素异形体与同分异构体没有掌握而误选B项；③不能根据结构式准确判断同种物质，仅从化学式判断而误选C项A项表示碳的两种同位素，B项代表氧元素的两种同素异形体，C项中两结构简式表示的是同一种物质CH3—CH2—CH3，只有D项属于同分异构体，所以正确选项为D正解：D 例4. 下列各组物质中，互为同分异构体的是 ，互为同素异形体的是 ，互为同位素的是 。

①35Cl和37Cl ②C60和金刚石 ③O3和O2 ④CCl4和CHCl3 ⑤CH3CH2CH2CH2CHCH3和CH3CH2CH2CHCH2CH3 ｜ ｜ CH3 CH3⑥CH3CH2CH3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相似；④是分子式不同的化合物，属于不同种分子；⑤组物质是分子式相同、分子结构不同的物质，属于同分异构体答案：⑤ ②③ ①例5. 下列说法正确的是 （ ）A. SO2和SO3互为同分异构体 B. 碘晶体与碘蒸气是同素异形体C. 同分异构体是分子式相同、分子结构不同的化合物D. 冰和水是由同种分子构成的，因此，它们所有的性质都相同【解析】SO2和SO3的分子式不同，不属于同分异构体；碘晶体与碘蒸气都由I2构成，是碘元素组成的同种单质，不属于同素异形体；C符合同分异构体的定义，所以C项正确；冰和水是同种分子构成的，但它们的物理性质不同。

答案：C【思考题1】在迄今为止已知的3700多万种化合物中，有机化合物已超过3000万种从结构角度分析，有机物种类繁多的原因是什么？【答案】由于碳原子成键的多样性，使有机化合物的结构表现出多样性①有机化合物分子中都含有碳原子，由于碳原子的最外层有四个电子，可以与其他原子形成四个共价键；②碳原子还可以彼此间以共价键的形式构成碳链或碳环；③碳原子之间可以是单键、双键、叁键可见，有机物分子中碳原子数越多，同分异构体数目也越多亦即，由于C与C之间通过不同的方式成键，导致了有机化合物种类繁多思考题2】分析正丁烷比异丁烷沸点高的原因答案】从教科书中正丁烷和异丁烷球棍模型的比较可知，正丁烷分子比较整齐，分子间容易靠近；而异丁烷分子不规则，所占空间较大，使分子之间因存在大空间阻碍而无法靠近这样，正丁烷分子间的作用力较异丁烷大，因而具有较高的沸点知识点3：晶体物质有三态：固态、液态和气态固体物质又可以分为晶体和非晶体，大多数的物质为晶体. 有些物质看似不是晶体，但它们都是由微小晶粒组成的，它们也是晶体，如磨细的食盐表面看来是白色粉末，不是晶体，但实质是晶体1）概念：在结晶过程中形成的，具有规则几何外形的固体叫晶体。

2）分类：分子晶体，离子晶体，原子晶体、金属晶体3）性质：①离子晶体：阴、阳离子间通过静电作用形成的晶体离子晶体的熔沸点较高；②分子晶体：分子间通过分子间作用力结合形成的晶体叫做分子晶体分子晶体的熔沸点较低，这主要是因为构成分子晶体的作用力是较弱的分子间作用力；③原子晶体：原子间通过共价键结合形成空间网状结构的晶体叫做原子晶体原子晶体的熔沸点很高；④金属晶体：金属阳离子与自由电子以金属键结合形成的晶体叫做金属晶体有些金属晶体的熔沸点很低，有些金属晶体的熔沸点很高4）各种晶体的结构及性质比较见下表：晶体类型离子晶体分子晶体原子晶体构成微粒阴离子、阳离子分子原子微粒间作用力离子键范德华力共价键决定微粒间作用力大小的因素离子半径离子所带电荷数结构相似、相对分子质量大小原子半径作用力和以上因素的关系半径小、电荷数多，作用力大相对分子质量大，范德华力大半径小，作用力大熔沸点高低较高低高硬度大小较大小大拓展：液晶是介于晶体和液体之间的一类中间态物质，由于它结构的特殊性决定了它既具有晶体和液体的某些性质，又具有晶体和液体所没有的某些特性这些特性是现代信息技术的应用中所必不可少的，现在正兴起的液晶电视、液晶显示器等都应用了液晶态物质。

【典型例题】例1. 下列各组物质各自形成的晶体，都是分子晶体的化合物是（ ）A. H2O、HD、C３H８ B. P2O5、CO2、H3PO4 C. SO2、SiO2、CS2 D. CCl4、(NH4)2S、H2O2 【解析】A、B两组都是分子晶体，但A组中的HD为单质而非化合物；C组中的SiO2为原子晶体；D组中的(NH4)2S为离子化合物；所以B符合题意例2. 由短周期元素构成的某离子化合物中，一个阳离子和一个阴离子的核外电子数之和为20，且阴、阳离子所带电荷相等下列说法中正确的是（ ）A. 晶体中阳离子和阴离子数一定相等B. 晶体中一定只有离子键而没有共价键C. 所含元素一定不在同一周期也不在第一周期D. 晶体中阳离子半径一定大于阴离子半径 答案：A例3. 下列各组物质的晶体中，化学键类型相同、晶体类型也相同的是（ ）A. SO2和SiO2 B. CO2和H2O C. NaCl和HCl D. CCl4和KCl【解析】BA项中两种化合物分子均只含共价键，但SO2形成分子晶体，SiO2为原子晶体。

B项中两种分子均为共价键结合的分子，且均形成分子晶体C项中NaCl中含离子键，HCl为共价键结合的分子，前者是离子晶体后者是分子晶体D项中CCl4为共价键结合的分子晶体；KCl中含离子键，为离子晶体归纳提示：此类问题主要考查对化学键类型、晶体类型及晶体类型与化学键类型关系的判断例4. 自然界中的CaF2又称萤石，是一种难溶于水的固体，属于典型的离子晶体下列实验一定能说明CaF2是离子晶体的是（ ）A. CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱B. CaF2的熔沸点较高、硬度较大C. CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电D. CaF2在有机溶剂（如苯）中的溶解度极小【解析】C证明某化合物是否为离子化合物，通常可以根据其熔融状态下能否导电进行判断例5. 下图是NaCl晶体的一个晶胞结构模型KO2的晶体结构与NaCl相似，K。