2019高中化学 专题1 第三单元 第1课时 同素异形现象与同分异构现象导学案 苏教版必修2.doc

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1、- 1 -第第 1 1 课时课时 同素异形现象与同分异构现象同素异形现象与同分异构现象知识条目必考要求加试要求1.同素异形体与同素异形现象ab2.同分异构体与同分异构现象ab能力要求1.以碳元素的几种单质为例，认识同素异形现象。2.以正丁烷和异丁烷、乙醇和二甲醚为例，认识有机物的同分异构现象。3.以同素异形现象和同分异构现象为例，认识物质的多样性与微观结构的关系，学会同素异形体、同分异构体的判断方法。一、同素异形现象1碳元素能形成多种单质。根据教材内容和你熟悉的知识，填写下表空格：单质金刚石石墨足球烯(C60)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、

2、熔点低物理性质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.氧元素能形成 O2和 O3两种单质。填写下表：单质氧气(O2)臭氧(O3)物理性质无色无味气体有鱼腥味，淡蓝色气体化学性质有强氧化性氧化性比氧气更强转化O2在放电时转化成 O3，O3在催化剂存在时又可分解为 O2差异分析分子中氧原子个数和氧原子的成键方式不同3由以上分析可知：(1)同一种元素形成几种不同单质的现象叫做同素异形现象。- 2 -(2)同一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。(3)同一元素的不同单质化学性质相似，物理性质差异很大，这是因为不同单质中，原子排列情况不同的缘故。同素异

3、形体的理解(1)互为同素异形体的物质是由同一种元素形成的结构不同、性质不同的单质。(2)同素异形体之间在一定条件下可以相互转化，其转化属于化学变化。1下列各组物质中，属于同素异形体的是( )A16O 和18O B红磷、白磷C二氧化硫、三氧化硫 D二氧化碳、干冰答案 B解析 16O 和18O 是质子数相同、中子数不同的两种氧原子，互为同位素；白磷和红磷是磷的两种不同单质，互为同素异形体；二氧化硫和三氧化硫都是化合物，并非单质，不是同素异形体；二氧化碳和干冰是同种物质，不可互称为同素异形体。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

4、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根据正丁烷和异丁烷的结构式，填写下表空格：物质正丁烷异丁烷结构式- 3 -结构简式CH3CH2CH2CH3分子式C4H10C4H10沸点0.5 11.7 差异分析原子的连接方式不同，化学键类型相同，物质类别相同2.由以上分析可知：(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)

5、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物中。同分异构体的理解(1)两化合物互为同分异构体的必备条件有两点：两者的分子式应相同；两者的结构应不同。(2)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。(3)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)。3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答案 B解

6、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，而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。4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 CH3OCH3 H2O 和 H2O2 13 1- 4 -A B C D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

7、分子的结构相同，不互为同分异构体。1O2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以上都不是答案 B2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干冰与冰答案 D3下列说法不正确的是( )A.C 和是一种核素12 614 6B红磷和白磷互为同素异形体CCH3COOCH2CH3和 CH3CH2COOCH3是不同物质DCH3CH2OH 可看成是由C2H5和OH 两种基团组成答案 A解析 本题考查同位素、同素异形体、同分异构体的概念。C 和C 属于同一种元素，但12 614 6为不同的核素，A 项错

8、误；红磷和白磷均为磷的单质，互为同素异形体，B 项正确；CH3COOCH2CH3和 CH3CH2COOCH3的分子式相同，但结构不同，是不同种物质，两者互为同分异构体，C 项正确；CH3CH2OH 可以看成是由C2H5和OH 两种基团组成的，D 项正确。4最近医学界通过放射性14C 标记的 C60，发现有一种 C60的羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂 DNA 杀死细胞，从而抑制艾滋病(AIDS)。有关14C 的叙述正确的是( )A14C 与 C60中碳原子的化学性质不同B14C 与14N 含的中子数相同- 5 -C14C 与 C60是同素异形体D14C 与12C 互为同位素答案 D解析 14C

9、 是碳元素的一种原子，与其他碳原子的化学性质相同，A、C 项错误；14C 的中子数为 8,14N 的中子数为 7，二者的中子数不同，B 项错误；14C 和12C 的质子数相同，中子数不同，二者互为同位素，D 项正确。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 答案 和、和 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。基础过关题组一 同素异形体1一瓶气体经化验分析只含有一种元素，则该气

10、体是( )A一种单质B一种化合物C化合物和单质的混合物D既可能是一种单质，又可能是几种单质的混合物答案 D解析 该气体可能是一种单质，也可能是这种元素组成的几种单质的混合物，不能确定为纯净物或混合物。- 6 -2据报道，碳纳米管是碳原子形成的大分子，其导电性是铜的 1 万倍；N5可用作烈性炸药。下列说法不正确的是( )A金刚石与碳纳米管互为同素异形体BN5与 N2互为同素异形体C14C 的质子数为 14DC 原子半径比 N 原子半径大答案 C解析 同素异形体是同种元素形成的不同单质。金刚石和碳纳米管、N5和 N2都是互为同素异形体；14C 的质子数为 6；C 原子半径大于 N 原子半径。3下列

11、各组物质中，属于同素异形体的是( )AS2、S4 B碘晶体、碘蒸气CH、D D.O2、O216 818 8答案 A解析 S2和 S4是硫元素形成的不同单质，互为同素异形体，A 项属于同素异形体；碘蒸气和碘晶体是碘的不同状态，属于同一物质，B 项不属于同素异形体；H 和 D 是氢元素的两个同位素，C 项不属于同素异形体；D 是同一种物质，结构和性质是相同的，D 项不属于同素异形体。题组二 同分异构体4下列说法中正确的是( )ASO2、SO3互为同分异构体B两种化合物的组成元素相同，且各元素的质量分数也相同，则二者一定互为同分异构体C相对分子质量相同的几种化合物互称为同分异构体D组成元素的质量分数

12、相同、相对分子质量也相同的不同化合物互为同分异构体答案 D解析 SO2和 SO3分子式不同，A 项错误；若两种化合物的组成元素相同，各元素的质量分数也相同，则它们的最简式必定相同，最简式相同的化合物可能是同分异构体，也可能不是同分异构体，B 项错误；相对分子质量相同的物质有很多，如无机物中的 H2SO4和 H3PO4，有机物中的 C2H6O(乙醇)和 CH2O2(甲酸)，这些物质都具有相同的相对分子质量，但由于它们的分子式不同，所以它们不互为同分异构体，C 项错误；当不同化合物组成元素的质量分数相同，相对分子质量也相同时，其分子式一定相同，因此这样的不同化合物互为同分异构体，D 项正确。5下列

13、物质互为同分异构体的是( )A35Cl 和37Cl- 7 -BCH3CH2OH 和 CH3OCH3CCH3CH3和 CH3CH2CH3DH2O 和 H2O2答案 B解析 A 项互为同位素；B 项互为同分异构体；D 项是两种不同的化合物。6科学家发现铂的两种化合物 a 和 b，二者的结构简式分别为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。题组三 同素异形体、同分异构体的比较7下列各组中的物质互为同素异形体的是( )A金刚石与石

14、墨 BCH4与 CH3CH3C乙醇与二甲醚 D12C 与14C答案 A解析 CH4与 CH3CH3分子式不相同，两种不同的化合物不互为同素异形体；乙醇与二甲醚互为同分异构体；12C 与14C 互为同位素。8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答案 C解析 由同种元素组成的物质不一定是纯净物，如氧气和臭氧的混合气体为混合物，A 项判断不正确；N4属于单质，B 项判断正确；红磷和白磷属于不同的物质，其转化为化学变化，C 项判断正确；纳米泡沫碳和金

15、刚石是由碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，D 项判断不正确。9下列说法中，正确的是( )- 8 -A液溴、溴蒸气是同素异形体B同素异形体是同种元素的不同单质CSO2、SO3互为同分异构体D同分异构体的分子组成相同，分子结构不同答案 B解析 同素异形体是同种元素形成的性质不同的单质，可知 A 错，B 对；同分异构体是分子式相同但结构不同的化合物，不是分子组成相同，C、D 错误。10氰酸铵(NH4CNO)与尿素CO(NH2)2( )A都是共价化合物 B都是离子化合物C互为同分异构体 D互为同素异形体答案 C解析 氰酸铵是离子化合物，尿素是共价化合物，它们的分子式相同，结构不同，是同分异构体的关

16、系，因此 C 正确。能力提升11根据以下叙述，回答下列问题。大气中的臭氧层可滤除大量的紫外光，保护地球上的生物。氟利昂(如 CCl2F2)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的破坏作用，臭氧的分子式为 O3。有关反应为O3O2O ClO3ClOO2=光=光OClO=ClO2 总反应为 2O3=3O2。(1)在上述臭氧变成氧气的过程中，Cl 原子是_(填字母，下同)。A反应物 B生成物C中间产物 D催化剂(2)O3和 O2是_。A同一种物质 B同素异形体C氧的同位素 D同一种元素答案 (1)D (2)B解析 (1)根据催化剂的定义知，Cl 原子是催化剂，由此可见催化

17、剂并不是不参加反应，只不过是反应前后的质量和化学性质保持不变。(2)由同种元素组成的不同单质叫作同素异形体。O3和 O2是由氧元素组成的两种不同的单质，所以 O3和 O2属于同素异形体。12有下列几组物质：6C 与6C 石墨与富勒烯 硝基丙烷(CH3CH2CH2NO2)与丙氨酸 1213- 9 -CH3CH2CH2CH3和 天然气的主要成分与沼气的主要成分 HF 与 HCl。对各组物质的性质异同点进行分析，请用数字序号回答问题：(1)互为同素异形体的是_；(2)互为同分异构体的是_；(3)互为同位素的是_；(4)属于同一化合物的是_。答案 (1) (2) (3) (4)解析 6C 与6C 的质

18、子数相同，而中子数不同，是碳元素的两种核素，互称为同位素；1213石墨与富勒烯都是由碳元素形成的不同单质，都属于碳元素的同素异形体；硝基丙烷与丙氨酸的分子式都为 C3H7NO2，CH3CH2CH2CH3和的分子式都为 C4H10，但是结构不同，所以都互为同分异构体；天然气与沼气的主要成分都是 CH4，属于同一种物质；HF 和HCl 属于不同的分子。13今有原子序数依次增大的 A、B、C、D、E、F 六种短周期主族元素。已知 A、C、F 三种原子的最外层共有 11 个电子，且这三种元素的最高价氧化物的水化物之间两两皆能反应，且均能生成盐和水。D 和 E 的电子层结构见下表：元素最外层电子数次外层

19、电子数Dxx4Ex1x4在一般情况下，B 元素的单质不能与 A、C、D、E 元素的单质化合。请按要求填空：(1)写出下列各元素的元素符号：A_，B_，C_，D_，E_，F_。(2)D 的氢化物的化学式为_，E 的氢化物的化学式为_，两者的稳定性：_。(3)原子序数介于 E 和 F 之间的元素 R 能形成 R2、R8等几种单质，这几种单质之间的关系是_。答案 (1)Na Mg Al Si P Cl (2)SiH4 PH3 PH3 SiH4 (3)互为同素异形体解析 由x48 可知x4，D、E 分别为 Si、P 元素；由性质信息推测 C 的氢氧化物具有两性，C 为 Al 元素，则 A 为 Na 元

20、素，由“A、C、F 三种原子最外层共有 11 个电子”可知 F为 Cl 元素。由“原子序数依次增大”可知 B 为 Mg 元素。14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- 10 -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_。 答案 (1)S8 (2)S6 (3)S4 多种同素异形体解析 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。