2024_2025年新教材高中化学专题5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第一册.docVIP

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从微观结构看物质的多样性

eq\a\vs4\al([素养发展目标])

1．以同素异形现象、同分异构现象为例，相识物质的多样性与微观结构有关。

2．相识物质的结构确定物质的性质，性质的特点体现了结构的特点。

3．利用结构模型，探讨物质的微观结构。

eq\a\vs4\al(同素异形现象)

1．基本概念

(1)同一种元素能够形成几种不同单质的现象称为同素异形现象。

(2)同一元素可形成不同的单质，这些单质之间互称为该元素的同素异形体。

2．常见的同素异形体

(1)碳元素的同素异形体

单

质

结构模型

结构特征

主要

性质

主要

用途

金刚石

每个碳原子与相邻的eq\a\vs4\al(4)个碳原子以共价键结合，形成空间网状结构

无色透亮，有光泽，硬度高

做装饰品，切割玻璃、花岗岩，做石油勘探的钻头等

石墨

层状结构，层内碳原子间以共价键结合，每一层内碳原子排列成平面六边形，一个个六边形排列成平面网状结构，层间存在分子间作用力

灰黑色，质地较软，能导电

可做润滑剂和电极等

石墨烯

由碳原子构成的二维层状的碳材料

具有优异的光学、电学、力学特性

在材料学、能源、生物医学和药物传递等方面具有广泛的应用前景

C60

由60个碳原子形成的封闭笼状分子，形似足球，人们又称它为“足球烯”

—

—

(2)氧元素的同素异形体

单质

O2

O3

性质

无色无味气体

淡蓝色气体，有鱼腥味，氧化性极强

结构

臭氧分子和氧气分子中氧原子的个数和氧原子的成键方式不同

相互转化

3O2eq\o(=====,\s\up7(放电))2O3

(3)磷元素的同素异形体

单质

白磷

红磷

性质

蜡状固体，有剧毒，在空气中能自燃，应保存在冷水中

红棕色固体，在空气中能稳定存在，在加热或点燃时也能燃烧

结构

白磷分子和红磷分子中磷原子的个数和磷原子的成键方式不同

1．同素异形体的组成

(1)同素异形体是指单质，不是指同位素和核素，也不是指化合物。

(2)互为同素异形体的不同单质是由同一种元素形成的，构成它们的原子的核电荷数相同，中子数可以相同，也可以不相同。

2．产生同素异形现象的缘由

(1)组成分子的原子个数不同。如氧气(O2)和臭氧(O3)。

(2)晶体中原子的排列方式不同。如金刚石和石墨。

3．同素异形体的性质

由于分子组成或晶体结构不同，同素异形体的性质存在区分，即物理性质差异很大，而化学性质有些相像，有些相差很大，但是存在活泼性的差异。如金刚石硬度很大，不能导电，而石墨硬度较小，层与层之间能滑动，导电性能好；但两者化学性质相像(与O2反应、具有还原性等)。

1．闪电时空气中有臭氧生成。下列说法正确的是()

A．O3和O2互为同位素

B．O2比O3稳定

C．等体积O3和O2含有相同质子数

D．O3与O2的相互转变是物理改变

解析：选BO2与O3都是由氧元素形成的单质，互称同素异形体；O3的氧化性更强；不知温度和压强，等体积O3和O2的物质的量无法推断；O3与O2的相互转变生成了新物质，属于化学改变。

2．下列叙述正确的是()

A．由碳元素的单质组成的物质肯定是纯净物

B．金刚石和石墨具有相像的化学性质

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是新发觉的一种碳的化合物

解析：选B碳元素的单质有多种，由碳元素的单质组成的物质可能是纯净物，也可能是混合物，A错误；金刚石和石墨组成元素相同，具有相像的化学性质，B正确；金刚石转化为石墨，元素价态不变，该反应属于非氧化还原反应，C错误；C60是单质，D错误。

3．科学家发觉的C60是一种新的分子，它是空心的，具有类似足球的结构，被称为“分子足球”。最近日本科学家确认世界上还存在一种“分子足球”N60，它与C60的结构相像，而且在高温或机械撞击后，其中积蓄的巨大能量会在一瞬间释放出来。对于N60，下列说法中正确的是()

A．N60是化合物，不是单质

B．N60与14N都是氮的同位素

C．N60没有同素异形体

D．N60的发觉开拓了能源世界的新天地，N60将会成为较好的火箭燃料

解析：选DN60是单质，同位素的探讨对象是原子，N60与N2互为同素异形体。

4．德国闻名行业杂志《应用化学》上刊登文章介绍：某中德联合探讨小组设计制造了一种“水瓶”，用富勒烯(C60)的球形笼子作“瓶体”，一种磷酸盐作“瓶盖”，恰好可将一个水分子关在里面。下列说法正确的是()

A．水、双氧水、盐酸都是纯净物

B．石墨和C60互为同位素

C．磷酸钙中所含的元素都是短周期元素

D．肯定条件下石墨转化为C60是化学改变

解析：选D水、双氧水都是纯净物，盐酸是氯化氢的水溶液，属于混