【名师一号】14-15化学(苏教)必修二课件：1-3-1同素异形现象和同分异构现象(1)

第 1 课时
同素异形现象和同分异构现象
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金刚石、石墨在氧气中完全燃烧均只生成 二氧化碳 气体， 它们在一定条件下能相互转化，说明它们都是 碳 元素的单质。 1．定义：同一种元素能够 形成几种不同的单质 的现象。 2．同素异形体 (1)定义：同一种元素形成的几种不同 单质 的互称。 (2)碳、氧、磷等元素的同素异形体。
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
课程标准
明确学习目标 促进自我发展
内容标准 1.认识同素异形现象的涵义。
学习要求 1.认识同素异形现象的涵义。 2.能举例说明同素异形体。
2.举例说明有机化合物的同分 3.举例说明有机化合物(限于含5个碳原子以下 异构现象。 3.知道晶体的类型及物理性质 的特点。 的分子)的同分异构现象。 4.知道四种晶体类型及物理性质的特点。
解析 由碳元素的单质组成的物质不一定为纯净物，也可能 为混合物，如石墨、金刚石、C60混合，A项排除；金刚石和石墨 中的碳原子排列方式不同，因此其物理性质不同，化学性质相 似，B选项正确；同素异形体之间的转化，虽然有单质生成，但 碳元素的化合价未发生变化，故不属于氧化还原反应，排除C选 项；C60属于单质而不是化合物，D项排除。
叫结构简式。如正丁烷的结构简式为： CH3—CH2—CH2—CH3或CH3CH2CH2CH3。为了书写方便， 有机物常用结构简式表示。
典例剖析
一 同素异形体及应用
【例1】
石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图 如图所示)，可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下列说法 正确的是( )
特别提示
①C60、C70等这种形式的单质碳，称为富勒
烯，这一类物质的分子组成可以表示为Cn(n为28到540之间的 整数值)，在这些分子中，碳原子与另外三个碳原子形成两个 单键和一个双键。 ②因为臭氧具有极强的氧化性，它在灭菌消毒品中名列榜 首，成就了它的四大功用：灭菌、氧化、脱色、除味。
3．同分异构体的特点 (1)分子式相同，相对分子质量相同。但相对分子质量相同的 化合物不一定是同分异构体，因为相对分子质量相同时分子式不 一定相同，如CO和乙烯(C2H4)的相对分子质量都是28，但由于它 们的分子式不相同，它们不是同分异构体。同分异构体的最简式 (分子组成中原子的最简整数比的表达式，如C4H10的最简式为 C2H5)相同，但最简式相同的化合物不一定是同分异构体，因为最 简式相同时分子式不一定相同，如乙烯和环己烷(C6H12)的最简式 都是CH2，但它们的分子式不相同，它们不是同分异构体。
(2)结构不同，即分子中原子的连接方式不同。同分异构体可 以是同一类物质，也可以是不同类物质。当为同一类物质时，化 学性质相似，而物理性质不同，如正丁烷和异丁烷；当为不同类 物质时，化学性质不同，物理性质也不同，如乙醇和二甲醚。 4．书写有机物的结构式(或结构简式)必须遵循的原理
“价键数守恒”原理：在有机物分子中碳原子的价键数为4， 氧原子的价键数为2，氢原子的价键数为1，不足或超过这些价键 数的结构都是不存在的，都是错误的。如：CH3CH3CH2CH3(第2 个碳原子形成5个价键是不可能的)。 特别提示 把结构式中的单键部分省略或全部省略的表达式
0.01×6.02×1023＝6.02×1021个碳原子，B项错误；有机物通常 指含碳元素的化合物，而石墨烯是由碳原子构成的单质，C项 错误；石墨烯是由石墨剥离而成，即是石墨中的一层，碳原子 间以共价键结合，D项正确。
答案
D
互动训练1
下列叙述中，正确的是(
)
A．由碳元素的单质组成的物质一定是纯净物 B．金刚石和石墨具有相似的化学性质 C．金刚石转化为石墨，有单质生成，该反应属于氧化还原 反应 D．C60是新发现的一种碳的化合物
不同结构 2．化合物具有相同的分子式 ________，但具有___________ 的现
象，称为同分异构现象。分子式相同而结构 ___________不同的化合物互称为
有机化合物 同分异构体。同分异构现象是__________________ 种类繁多的原
因之一。
3．分子式为C2H6O的有机化合物有两种，分别叫 乙醇、二甲醚 ________________ ，其结构式分别为
(2)性质不同主要是指物理性质不同，化学反应活性有差 异。性质不同的根本原因是原子的成键方式和排列方式或组成 不同。如：金刚石是空间网状结构，每个碳原子以共价键结合 4个碳原子，而石墨是层状结构，每个碳原子以共价键结合3个 碳原子，各层间碳原子是以分子间作用力结合。氧气和臭氧分 子分别由2个和3个氧原子组成，且氧原子的成键方式不同，O3 的氧化性比O2的强。
A．石墨烯与石墨互为同位素 B．0.12 g石墨烯中含6.02×1022个碳原子 C．石墨烯是一种有机物 D．石墨烯中碳原子间以共价键结合
解析 石墨烯与石墨均是碳元素形成的单质，互为同素异 形体，而同位素是同一元素不同原子间的互称，A项错误； 0.12 g石墨烯中含有 0.12 g － 12 g· mol 1 ＝0.01mol碳原子，即
乙醇＞二甲醚 ________________________________，沸点：________________
(填名称)。
课堂互动探究
培养探究精神 掌握学习方法
名师讲解
1.同位素、同素异形体两个概念的对比如下表
2.同素异形体的特点 (1)组成元素相同，所属物质类型相同(单质)，在相同条件 下燃烧所得产物也相同。如红磷和白磷在氧气中充分燃烧产物 都是五氧化二磷。
无来自百度文库
共价 灰黑
层状
光泽
4
空间网状 较软
共价键 平面六边形
分子间作用力 封闭笼状
足球烯
无
淡蓝
无
鱼腥
2O3
氧化
个数
成键方式
蜡状
自燃 冷水
稳定
红棕
二、同分异构现象
两 种，分别叫 1．分 子 式 为C4H10的 有 机 化 合物有___
正丁烷、异丁烷 _________________，其结构式分别为
_____________________________________，沸点： 正丁烷＞异丁烷 ______________________ (填名称)。