最新2019版高中化学 专题1第三单元第1课时 同素异形现象 同分异构现象学案 苏教版必修2（考试专用）

第1课时 同素异形现象 同分异构现象

一、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

结构特点 金刚石 空间网状结构 每个碳原子与相邻石墨 层状结构 层内碳原子间以共价键结合成平面六C60 封闭笼状分子，形似足球 成键特点 的4个碳原子以共边形，层间以分子间价键结合 作用力结合 60个碳原子以共价键结合 性质差异原因

(2)氧的同素异形体

晶体中原子的成键方式和排列方式不同 性质区别 转化关系 差异原因

(3)磷的同素异形体

O2 无色无味气体 O3 淡蓝色气体，有鱼腥味，氧化性极强 放电3O2=====2O3 分子中氧原子的个数和氧原子的成键方式不同 1

物质 白磷 红磷

色态 白色蜡状固体 红棕色固体 毒性 有剧毒 无毒 稳定性 易自燃 加热或点燃可燃烧 保存 冷水中 直接存放在广口瓶中

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。

例1 意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子结构如图所示，下列说法正确的是( )

A．N4属于一种新型化合物 B．N4转化为N2属于物理变化 C．N4的摩尔质量为56 D．N4与N2互为同素异形体 考点 同素异形现象

题点 同素异形体的相关综合 答案 D

解析 N4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 g·mol。

例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

2

－1

B．碳元素的同素异形体结构虽然不同，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 考点 同素异形现象 题点 碳的同素异形体 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．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 分子式 正丁烷 C4H10 异丁烷 结构式 分子结构 结构简式 CH3CH2CH2CH3 球棍模型 结论 沸点 差异分析 －0.5 ℃ 分子结构不同 －11.7 ℃ 原子的连接方法不同，化学键的类型相同，物质类别相同 3

(2)乙醇和二甲醚

名称 分子式 乙醇 C2H6O 二甲醚 结构式 分子结构 结论 沸点 性质 物理性质不同，化学性质不同

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。 例3 下列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 考点 同分异构现象 题点 同分异构体的概念 答案 B

解析 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

4

分子结构不同 78 ℃ －23 ℃ 分子质量相同，但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。 思维启迪

(1)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。 (2)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)。 例4 下列各组物质中，属于同分异构体的是( ) A．白磷和红磷 B．干冰和CO2

C．和

D．

考点 同分异构现象 题点 同分异构体的判断 答案 D

和

解析 A项互为同素异形体；B项是同一种物质的不同状态；C项是同一种物质；D项符合同分异构体概念。

1．(2017·镇江高一检测)美国和墨西哥研究人员将普通纳米银微粒分散到纳米泡沫碳(碳的第五种单质形态)中，得到不同形状的纳米银微粒，该纳米银微粒能有效杀死艾滋病病毒。纳米泡沫碳与金刚石的关系是( ) A．同素异形体 C．同一种物质 考点 同素异形现象

5

B．同分异构体 D．同位素

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