1、浙江专版高中化学专题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学案苏教版必修2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考试要求1同素异形体与同素异形现象(a/b)2同分异构体与同分异构现象(a/b)3金刚石、足球烯中微粒的空间排列方式及相互间作用力(a/a)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
2、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(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O2O3颜色无色淡蓝色
3、沸点O2O3气味无味鱼腥味相互转化3O22O3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)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。1(2016宁波
4、效实中学期中)下列各组中，互称为同素异形体的是()A12C和 14C B水和冰CC(金刚石)和C60 DCO和CO2解析：选C12C和 14C互为同位素；水和冰是同一物质的不同状态；C(金刚石)和C60互称为同素异形体；CO和CO2是碳元素常见的两种氧化物。2关于金刚石、石墨、C60的下列说法中，不正确的是()A它们都是由碳元素组成的单质B它们都是电的良导体C它们原子的排列方式各不相同D它们的化学性质几乎相同解析：选B金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，它们都是碳元素的同素异形体；由于其结构中各原子的排列方式不同，而使其物理性质差异较大，如金刚石不导电，石墨能导电等。但它们的化学性质几
5、乎完全相同，如都能在一定条件下与O2完全反应生成二氧化碳。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3.
6、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。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
7、同，但其结构不同，化学性质不一定相似。2下列各对物质中，属于同分异构体的是()A白磷和红磷B干冰和CO2解析：选D白磷和红磷两者属于同素异形体，A项不符合题意；干冰和CO2是同一种物质，只是状态不同，B项不符合题意；C项属于同一种物质，不符合题意；D项中两者的分子式均为C6H14，结构不同，属于同分异构体，符合题意。三级训练节节过关1科学家发现C60后，近年又合成了许多球形分子，如C50、C70、C120、C540等，它们互称为()A同一种物质 B同分异构体C同素异形体 D同位素解析：选CC60与C50、C70、C120、C540均是由碳元素组成的不同单质，互为同素异形体。2闪电时空气中有臭氧
8、生成。下列说法正确的是()AO3和O2互为同位素BO2比O3稳定C等体积O3和O2含有相同质子数DO3与O2的相互转变是物理变化解析：选BO2和O3互为同素异形体，A不正确；温度、压强不确定，不能确定O2、O3的物质的量，也就是不能确定质子数，C不正确；同素异形体之间的转化属于化学变化，D不正确。3下列各组物质中，不互为同素异形体的是()A金刚石和C60 B红磷和P4CO2和O3 D干冰与冰解析：选D干冰是固态CO2，冰为固态水，二者不属于同素异形体。4下列物质互为同分异构体的是()A氧气和臭氧 B正丁烷和异丁烷CCH4和C2H4 D1H和2H解析：选B氧气和臭氧是由同种元素形成的不同单质，互
9、称同素异形体，A项错误；正丁烷和异丁烷分子式相同，结构不同，互称同分异构体，B项正确；CH4和C2H4分子式不同，不可能是同分异构体，C项错误；1H和2H是质子数相同，中子数不同的原子，属于同位素，D项错误。5下面列出了几组物质或微粒，请将合适的序号填写在空格上。金刚石与“足球烯”(C60)；D与T；16O、17O和18O；氧气(O2)与臭氧(O3)；乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3)。(1)是同素异形体的_。(2)是同位素的_。(3)是同分异构体的_。解析：(1)由同一种元素形成的不同单质互为同素异形体，则是同素异形体的为金刚石与“足球烯”(C60)，氧气(O2)与臭氧(O3)
10、。(2)质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素，则是同位素的是D与T,16O、17O和18O。(3)分子式相同而结构不同的化合物互为同分异构体，则是同分异构体的为乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3)。答案：(1)(2)(3)1下列关于同分异构体的描述正确的是()A无机物之间不存在同分异构现象B有机物与无机物之间可以存在同分异构现象C同分异构体的性质相同D16O和18O互为同分异构体解析：选B无机物和无机物、无机物和有机物之间也可能存在同分异构现象，故A不正确，B正确；同分异构体的性质不同，16O和18O互为同位素，C、D不正确。2(2015浙江10月考试)下列说法不
11、正确的是()A核素H的中子数是0B12C和 14C互为同位素C金刚石、石墨和富勒烯互为同素异形体DCH3CH2OH和CH3OCH3互为同分异构体解析：选AH的中子数为211，A错误。3O2与O3在一定条件下可以相互转化，这一变化属于()A物理变化 B化学变化C氧化还原反应 D以上都不是解析：选B同素异形体间的转化属于化学变化，但不是氧化还原反应。4(2016杭州余杭中学第四校联考)氢元素有 1H(氕)、 2H(氘)、 3H(氚)三种原子，下列说法正确的是()A1H、 2H、 3H为同素异形体B1H、 2H、 3H互为同位素C1H、 2H、 3H的中子数相同D1H、 2H、 3H为同分异构体解析
12、：选B同位素的定义：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子，故选B。5下列各组中互为同素异形体关系的是()AH2与D2 BT2O与H2OC. K与K DS4与S8解析：选DH2与D2均是氢气分子，A项错误；T2O与H2O均是水分子，B项错误； K与K的质子数相同而中子数不同，互为同位素，C项错误；S4与S8均是硫元素形成的单质，二者互为同素异形体，D项正确。6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 BC D解析：选C
13、N2与CO具有相同的相对分子质量和不同的结构，但不是同分异构体，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。7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解析：选A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。8下列关于臭氧性质的叙述中不正确的是()A臭氧比氧气的氧化性更强，常温下能将Ag、Hg等较不活泼的金属氧化B臭氧可以杀死许多细菌，是
14、一种良好的消毒剂C臭氧和活性炭一样，能够吸附有机色素，是一种良好的脱色剂D臭氧和氧气在一定条件下可以相互转化解析：选C臭氧有很强的氧化性，能把有机色素氧化成无色物质。9有下列各组物质6C与6C，与，金刚石与石墨，乙醇(CH3CH2OH)与二甲醚(CH3OCH3)。(1)互为同位素的是_(填序号，下同)。(2)互为同素异形体的是_。(3)互为同分异构体的是_。解析： 6C与6C互为同位素，两者相同的是原子的核电荷数、质子数、核外电子数，不同的是原子核内中子数。金刚石与石墨互为同素异形体，互为同素异形体的物质的组成元素相同，但物质的结构不同，与、乙醇与二甲醚互为同分异构体，互为同分异构体的物质分子
15、组成即分子式相同，但分子内原子的连接方式不同，各原子的连接顺序和空间排列方式不同。答案：(1)(2)(3)、101982年两位日本科学家在南极拍摄到南极上空臭氧空洞的照片。(1)1995年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧层被破坏问题的三位环境化学家。氟利昂(如CF2Cl2)可在光的作用下分解，产生Cl原子，Cl原子会对臭氧层产生长久破坏作用，有关反应为O3O2O、ClO3=ClOO2、ClOO=ClO2上述变化的总反应是_。在上述变化中，Cl是_。A反应物 B生成物C中间产物 D催化剂O2和O3是_。A同分异构体 B同一种物质C氧的同素异形体 D氧的同位素(2)超音速飞机排放的氮的氧化物(NO和
16、NO2)也会破坏臭氧层，它们和O3及O原子发生如下反应：O3NO=NO2O2、ONO2=NOO2，这两个反应反复循环，其总反应式为_，氮的氧化物在破坏臭氧层过程中起了_作用。(3)臭氧除可吸收紫外线外，又由于臭氧具有极强的氧化性，工业上可用臭氧进行_。解析：将(1)中三个化学方程式相加，消去中间产物，可得到总反应方程式：2O3=3O2。Cl作催化剂，O2与O3属于同种元素形成的不同单质，属于同素异形体。把(2)中的两个化学方程式相加可得O3O=2O2，其中氮的氧化物作催化剂。答案：(1)2O3=3O2DC(2)O3O=2O2催化(3)漂白、杀菌、消毒1(2016绍兴一中期中)下列各组互为同素异
17、形体的是()A35Cl和 37ClBO2和O3CCH3CH2CH2CH3和DHO和H2O解析：选B由同种元素组成的性质不同的单质互称为同素异形体；A选项两者互为同位素，C选项两者互为同分异构体，D选项两者属于同种物质。2下列各组物质中，两者互为同分异构体的是()CuSO45H2O和CuSO43H2ONH4CNO与CO(NH2)2A BC D解析：选B分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体。组中分子式不同；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；组中水分子的结构相同，不互为同分异构体。3下列各组物质中，不互为同素异形体的是()A红磷和黄磷 B斜方硫和单斜硫CSi60和晶体
18、硅 DH2O和H2O2解析：选DA项，红磷和黄磷应是磷元素的两种单质；B项，斜方硫和单斜硫应是硫元素的两种单质；C项，Si60是分子晶体与晶体硅，是硅元素的两种单质；D项，H2O和H2O2为化合物，不能成为同素异形体。4在化学中，每种物质都有自己对应的化学式，但往往同一化学式，可能表示不同的物质。下列化学式中，只表示一种纯净物的是()AC BCH4CC2H6O DC4H10解析：选BA可能是金刚石、石墨，C可能是乙醇、二甲醚，D可能是正丁烷、异丁烷。所以符合题意的只有B项。5现代无机化学对硫氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。(SN)n是迄今唯一已知的具有超导性质的链状无机高分子。有关如右图所
19、示的硫氮化合物的分子结构的说法中，正确的是()A该物质的分子式为SNB该物质与化合物S2N2互为同分异构体C该物质是电的良导体D1 mol该分子中含有的共价键数目为86.021023解析：选C根据分子结构可知，该物质的分子中含有4个S、4个N，所以它的分子式是S4N4，A项错误；同分异构体是指分子式相同、结构不同的化合物，所以S4N4与S2N2不互为同分异构体，B项错误；由于硫氮化合物具有超导性质，故在一定条件下为电的良导体，C项正确；图示分子中有8个SN键，1个SS键，故1 mol分子中，共价键数目为96.021023，D项错误。6意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论
20、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互为同素异形体解析：选DN4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。7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解析：选B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，
21、D错误。8科学家发现铂的两种化合物a和b，二者的结构式分别为，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同位素解析：选Aa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)。9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CH3C(CH3)2CH2CH3金刚石干冰氢溴酸溴水液溴12C14CCH3CH(CH3)CH(CH3)CH3石墨解析：与互为同分异构
22、体；和互为同素异形体；和属于同位素；和属于同一种物质。答案：与和和和10硫通常是一种淡黄色晶体。有橙色、无色、红棕色三种颜色的硫蒸气，它们都是硫的单质，但每个分子中硫原子的个数不同，可用Sx表示。对三种蒸气测定结果是：(1)橙色蒸气密度折算到标准状况后是11.34 gL1，则它的化学式是_。(2)红棕色蒸气的质量是相同状况下同体积空气的6.62倍，则它的化学式是_。(3)无色蒸气对氢气的相对密度是64，则它的化学式是_。此事实说明硫有_。解析：由题意知：(1)中硫蒸气的相对分子质量为M11.3422.4254，其单质的分子式为S8；(2)中硫蒸气的相对分子质量为M296.62192，其单质的分
23、子式为S6；(3)中硫蒸气的相对分子质量为M642128，其单质的分子式为S4。综上分析，可知硫元素有多种同素异形体。答案：(1)S8(2)S6(3)S4多种同素异形体第二课时不同类型的晶体 考试要求1NaCl、干冰、石英中微粒的空间排列方式及相互间作用力(a/a)2离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体的形成方式(a/a)3离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体的主要特性(/a)1四种晶体的含义：(1)离子晶体：阴、阳离子按一定的方式有规则地排列形成的晶体；(2)分子晶体：由分子构成的物质所形成的晶体；(3)原子晶体：原子间通过共价键结合而成的空间网状结构的晶体；(4)金属晶体：由金属单质或
24、合金形成的晶体。2四种晶体的判断：由离子化合物形成的晶体为离子晶体；由金属单质及合金形成的晶体为金属晶体；常见原子晶体有金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅等，除此以外为分子晶体。3四种晶体的熔、沸点高低的比较：原子晶体离子晶体分子晶体。金属晶体熔点差别较大。离子晶体与分子晶体1晶体2晶体的结构与性质特点3离子晶体(1)概念：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的晶体。(2)性质：熔点较高、硬度较大。固态时不导电，在熔融状态下或水溶液中能够导电。(3)实例NaCl的晶体结构：构成氯化钠晶体的微粒是Na+和Cl-，微粒间的相互作用力是离子键，晶体类型是离子晶体。4分子晶体(1)概念：
25、由分子构成的物质所形成的晶体。分子晶体是分子之间依靠分子间作用力按一定规则排列所形成的。(2)性质：熔、沸点较低、硬度较小，不能导电。(3)实例干冰晶体的结构：构成干冰晶体的微粒是CO2分子，微粒间的相互作用力是分子间作用力，晶体类型是分子晶体。干冰汽化时只需克服分子间作用力，对其分子内的共价键无影响。1下列说法一定正确的是()A其水溶液导电的一定是离子晶体B熔融态导电的一定是离子晶体C共价化合物形成的晶体一定是分子晶体D固态不导电、熔融态导电的一定是离子晶体解析：选D部分分子晶体的水溶液也能导电，如HCl晶体，A错误；金属单质在熔融态导电，但不是离子晶体，B错误；共价化合物形成的晶体可能是分
26、子晶体，如干冰，也可能是原子晶体，如石英晶体，C错误；固态不导电、熔融态导电是离子晶体区别其他晶体的性质，D正确。2(2016东阳中学期末)下列说法正确的是()AMgCl2晶体中的化学键是离子键B某物质在熔融态能导电，则该物质中一定含有离子键C分子中所有的化学键都是共价键的物质是共价化合物D干冰是分子晶体，其溶于水生成碳酸的过程只需克服分子间作用力解析：选AA选项正确，MgCl2晶体是离子晶体，化学键是离子键；B选项错误，某物质在熔融态能导电，则该物质中可能含有离子键，还可能是金属，不含离子键；C选项错误，分子中所有的化学键都是共价键的物质可能是共价化合物还可能是单质，如金刚石，氮气等；D选项
27、错误，干冰是分子晶体，其溶于水生成碳酸的过程需克服分子间作用力和共价键。原子晶体与金属晶体1原子晶体(1)概念：原子间以共价键结合并以一定方式有规则排列成空间网状结构的晶体。(2)性质：熔点高、硬度大、不能导电。(3)实例石英晶体的结构构成石英晶体的微粒是硅原子和氧原子。微粒间的相互作用力是共价键，晶体类型是原子晶体。石英晶体的空间结构是正四面体型的空间网状结构。在石英晶体中，不存在SiO2分子，SiO2表示的意义是晶体中硅原子与氧原子的个数比为12。2金属晶体(1)概念：金属阳离子和自由电子通过强烈的作用结合形成的晶体。(2)性质：有金属光泽、能导电、传热，具有延展性等。3常见晶体的物理性质晶体氯化钠氯化钡金刚石二氧化硅硫白磷钠钨熔点/8011 5603 5501 723112.844.197.83 410硬度较硬较硬很硬硬而脆脆软柔软硬晶体类型离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体晶体特性(选考
