《同素异形现象》学案

第三单元   微观结构与物质的多样性

同素异形现象

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【学习目标】

知识与技能目标：

从金刚石、石墨、足球烯等碳的同素异形体以及C₄H₁₀、C₂H₆O等同分异构体为例认识同素异形现象和同分异构体的概念，进而认识由于微观结构不同而导致的物质的多样性。

过程与方法：

运用多媒体图片展示、教师讲解和学生的讨论和动手实践等方法认识同素异形现象和同分异构现象。

情感态度与价值观：

通过学习，激发学生从微观角度探究化学本质问题的学习兴趣，同时认识物质世界的多样性，形成正确的世界观。

【教学重点】以金刚石、石墨以及C₄H₁₀、C₂H₆O等同分异构体为例认识由于微观结构的不同从而导致的同素异形现象和同分异构现象共价键的形成及特征。

【教学难点】同素异形体、同分异构体、同位素三个概念的辨析。

【自主学习】

【引入】前面我们刚刚学习了元素周期表，知道人类已经发现的元素只有         种，可是物质世界是极其丰富多彩、纷繁复杂的，已知的物质已经有数千万种之多，那么到底一百多种的元素是怎么样形成数千万种不同的物质的呢？

【思考】

同种元素有不同的           ――互称为            ；

同种元素可以和        的元素形成        的化合物――氯化钠与            ；

同种元素可以与其它同种元素形成比例      的化合物――氧化纳与           等）

【过渡】除了以上这些情况，今天我们还要学习另外两种对于物质世界的多样性有着巨大贡献的情况。

【思考】1、金刚石、石墨、C₆₀，你们能说说这几种物质的异同点吗？

2、为什么同种元素组成的不同种单质的性质相差这么大呢？

3、请同学们认真观察三种物质结构模型，思考金刚石、石墨、C₆₀的微观结构如何不同以致形成的单质性质相差这么大？

一、同素异形现象：

1、同素异形现象：         元素能够形成          的        ，这种现象就叫做同素异形现象。

2、同素异形现体：具有同素异形现象的            互称为同素异形体。

3、常见的同素异形体：

①碳的同素异形体：

金刚石：具有                结构，每个碳原子和       个碳原子形成          ，结构稳定，故硬度          ，熔点            。

石墨：具有       结构，每层中的碳原子通过           形成一个个的          形，层与层之间则通过                 结合，故硬度           ，可以做           。

以上三种物质的物理性质差别很大，是由于碳原子的          和           不同造成的；但是它们的化学性质相似，完全燃烧的产物都是                 。

②氧的同素异形体：

氧气和臭氧之间相互转化：                                      （方程式）

③磷元素的同素异形素：

红磷和白磷化学性质          ，完全燃烧都生成                    。

【过渡】同种元素形成的单质不一定是同一种物质，那么分子式相同的物质一定是同一种物质吗?

【自己动手】学生自己进行模型拼插：C₄H₁₀和C₅H₁₂

【思考】你们可以作出几种不同的分子结构模型？

对比两个模型,找找它们的联系?

二、同分异构现象：

1、同分异构现象：                                                   的现象叫做同分异构现象，这些化合物之间互称为                         。

2、几种化合物的同分异构体：

①    C₄H₁₀ ：正丁烷结构式                     异丁烷结构式                               

②    C₅H₁₂ ：正戊烷结构式                     异戊烷结构式                               

         新戊烷结构式                               

③    C₂H₆O：乙醇结构式                ，甲醚结构式：                  

【强调】1、同分异构体的研究对象是                  ，这种现象不仅存在于有机物之间，也存在于              。

2、互为同分异构体的不同化合物物理性质            ，而化学性质可能        ，也可能             。

【总结】

【随堂反馈】

1. 下列两种物质之间属于同素异形体关系的是(         )

A. 石墨和C₆₀        B. 水和重水   C. 正丁烷和异丁烷          D. ¹²C 和¹³C

2. 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，常温下能将银、汞等较不活泼的金属氧化

B. 臭氧是比氯水更好的消毒剂，因为它在消灭细菌后变成O₂ ，无污染

C. 臭氧和活性炭一样，能够吸附有机色素，是种很好的漂白剂

D. 臭氧和氧气在一定条件下可以相互转化

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. 化学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

4. 根据同分异构体的概念，判断下列物质互为同分异构体的是(       )

A. CH₃-CH₂-CH₃ 和 CH₃-CH₂-CH₂-CH₃      B. NO和CO

C. CH₃-CH₂OH和 CH₃-O-CH₃              D. 红磷和白磷

5. 白磷和红磷可以相互转化，它们在氧气中燃烧后都生成五氧化二磷，这一事实说明了白磷和红磷互为(          )

A. 同一单质      B. 同位素     C. 同素异形体      D. 同分异构体

6. 下列说法正确的是(         )

A. 互为同素异形体的物质的性质完全相同

B. 互为同素异形体的物质之间不可能发生相互转化

C. 氧气和臭氧之间的转化是物理变化

D. 氧气和臭氧之间的转化是化学变化

7. 下列各种微粒中：金刚石、H₂O、D、¹²C、 H₂O₂ 、甲醚、D₂O、 H、T、¹³C、、石墨、乙醇，

属于同位素的是                              ，

属于同素异形体的是                           ，

属于同分异构体的是                           。

【课后预习】第三单元“不同类型的晶体”的相关内容。