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5.3從微觀結構看物質的多樣性(教學課件)(共37張PPT)—高中化學蘇教版(2019)必修第一冊高一上學期

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5.3從微觀結構看物質的多樣性(教學課件)(共37張PPT)—高中化學蘇教版(2019)必修第一冊高一上學期

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(共37張PPT)
第三單元
從微觀結構看
物質的多樣性
CONTENTS
目錄
晶體與非晶體
03
同素異形體
01
同分異構體現象
02
01
同素異形體
思考:石墨和金剛石都是由碳元素形成的單質,為什么它們的性質有如此大的區別?
金剛石和石墨的結構不同,所以導致性質不同。
同素異形現象
概念:同一種元素能夠形成幾種不同的單質,這種現象稱為同素異形現象
同素異形體
概念:同一種元素可形成不同單質,這些單質互稱為該元素的同素異形體
同素 異形 體
指的是元素相同
指的是結構不同
指的是單質
常見的同素異形體
(1)碳的同素異形體
金剛石、石墨、還有富勒稀(包括C60、C70和單層或多層的納米碳)、石墨烯等。
①碳的同素異形體
②碳的同素異形體的結構
單質 結構特征 結構模型
金剛石 每個碳原子與相鄰的4個碳原子以共價鍵結合,形成空間網狀結構
單質 結構特征 結構模型
石墨 層狀結構,層內碳原子間以共價鍵結合,每一層內碳原子排列成平面六邊形,一個個六邊形形排列成平面網狀結構,層間碳分子間存在分子間作用力。
C60 由60個碳原子形成的封閉籠狀分子,形似足球,人們又稱它為“足球稀”
單質 結構特征 結構模型
石墨烯 由碳原子構成的二維層狀結構,是構成其他石墨烯材料的基本單元
③碳的同素異形體的性質和用途
單質 主要性質 主要用途
金剛石 無色透明、有光澤、硬度大 裝飾品、切割玻璃、花崗巖等
石墨 灰黑色、質地較軟、能導電 可做潤滑劑和電極等
石墨烯 具有優異的光學、電學、力學特征 用于材料學、能源、生物醫學等
(2)氧的同素異形體
氧氣的常見同素異形體有氧氣(O2)、臭氧(O3);兩者分子中氧原子個數和氧原子的成鍵方式各不相同,因此性質也不完全相同。
(3)磷的同素異形體
磷的常見同素異形體有白磷和紅磷;兩者分子中磷原子個數和結構各不相同,因此性質也不完全相同。
總結 加深對同素異形體的理解
項目 分析
組成元素 只含有一種元素
物質類型 互為同素異形體的物質只能是單質
性質關系 同素異形體之間的物理性質有差異,但化學性質性質
相互轉化 同素異形體之間的轉化屬于化學變化,因為轉化過程中有化學鍵的斷裂與形成
下列各組中,互稱為同素異形體( )
A.12C和14C
B.水和冰
C.CO和CO2
D.斜方硫(S8,又稱α-硫)和單斜硫(S8-又稱β-硫)
D
解析:A項,12C、14C互為同位素;B項,水和冰是同一種物質的不同狀態;C項,CO如和CO2是化合物而不是單質;D項,由題給信息知,斜方硫和單斜硫是硫元素形成的不同單質,互為同素異形體。
02
同分異構體現象
實驗探究
用不同顏色的小球代表碳、氫原子,用塑料棒代表原子間形成的共價鍵,依據碳、氫原子形成共價鍵的特征,制作分子式為C4H10的有機化合物的分子結構模型。你可以制作出幾種不同的分子結構模型
名稱
分子式 C4H10 C4H10
沸點 -0.5℃ -11.7℃
結構式
結構簡式 CH3CH2CH2CH3 CH3CH(CH3)CH3
球棍模型
正丁烷
異丁烷
同分異構現象和同分異構體
(1)同分異構現象
(2)同分異構體
化合物具有相同的分子式,但具有不同結構的現象,稱為同分異構現象
分子式相同而結構不同的化合物互稱為稱為同分異構體
同分 異構 體
指的是分子式相同
指的是結構不同
指的是化合物
觀察思考
名稱 乙醇 二甲醚
分子式 C2H6O C2H6O
沸點 78℃ -23℃
結構式
球棍模型
由此可知,兩者的分子結構不同,沸點不同
注意:
項目 分析
組成元素 兩種或兩種以上元素
物質類型 互為同分異構體的物質只能是化合物
性質關系 同分異構體之間的性質有差異,有的差異小,有的差異大
(1)判斷是否屬于同分異構體一定要滿足三個條件:
一是分子式相同;二是結構不同;三是化合物。
總結 加深對同分異構體的理解
(2)不僅有機物中存在同分異構現象,無機物中也有,只是無機物當中同分異構體想象較少,有機物當中同分異構想象普遍存在。
下列關于同分異構體說法正確的是( )
A.分子式相同、結構不同的物質一定屬于同分異構體
B.互為同分異構體的物質的相對分子質量一定相同
C.12H2O和13H2O屬于同分異構體
D.NH4CNO是無機物,CO(NH2)2是有機物,兩者不互為同分異構體
解析:A項,這里沒有說明物質是不是化合物,如果是單質,則為同素異形體,錯誤;B項,同分異構體的分子式相同,因此相對分子質量一定相同,正確;C項,兩者的結構相同,錯誤;D項,兩者的分子式相同,結構不同,互為同分異構體,錯誤。
B
03
晶體與非晶體
晶體
概念:具有規則的幾何外形和固定的熔點的固體。
晶體的結構與性質
結構
性質
①有規則的幾何外形
②晶體內部,微粒在空間呈有規則的重復排列
①晶體具有固定的熔、沸點
②不同類型的晶體性質不同
非晶體
概念:不具有規則的幾何外形和固定的熔點的固體。
晶體的類型
(1)離子晶體
①概念
離子化合物中的陰、陽離子按一定的方式有規則地排列形成的晶體
②實例---NaCl的晶體結構如圖所示
(2)分子晶體
①概念
由分子構成的物質所形成的晶體。分子晶體是分子之間依靠分子間作用力按一定規則排列所形成的。
②實例---干冰晶體結構如圖所示
(3)共價晶體
①概念
原子間以共價鍵結合并以一定方式有規則排列成空間網狀結構的晶體。
②實例---石英晶體結構如圖所示
(4)金屬晶體
①概念
金屬陽離子和自由電子通過強烈的作用結合形成的晶體。
②性質---有金屬光澤,能導電,傳熱,具有延展性等。
1、科學家發現C60后,近年又合成了許多球形分子(富勒烯),如C50、C70、C120、C540等,它們互稱為( )
A.同一種物質
B.同分異構體
C.同素異形體
D.同位素
解析:C60與C50、C70、C120、 C540均是由碳元素組成的不同單質,互為同素異形體,所以C項正確。
C
2、下列各項描述的結論正確的是( )
選項 描述 結論
A 由同種元素組成的物質一定是純凈物 正確
B 科學家合成了一種新型的化合物N4 正確
C 紅磷轉化為白磷是物理變化 錯誤
D 納米泡沫碳和金剛石是同素異形體 錯誤
解析:A項,氧氣和臭氧都是由氧元素組成的單質,它們的混合氣體屬于混合物;B項,N4只含有一種元素,是一種新單質,不屬于化合物;C項,紅磷和白磷屬于同素異形體,同素異形體之間的轉化均是化學變化;D項,納米泡沫碳和金剛石是由碳元素組成的不同種單質,互為同素異形體。
C
(1)明確同素異形體“同”“異”和“體”的含義
①“同”-----指元素相同。
②“異”----指形成 單質不同,結構不同,性質有差異。
③“體”---- 指單質。
總結提升
(2)明確產生同素異形現象的原因
①組成分子的原子個數不同,如氧氣(O2)和臭氧(O3)。
②晶體中原子的成鍵方式和排列方式不同,如金剛石和石墨。
(3)明確同素異形體的“結構決定性質“
①同素異形體的結構不同,性質存在差異。
②物理性質不同,化學性質有的相似,有的相差較大。
3、下列關于同分異構體的描述正確的是( )
A.16O和18O互為同分異構體
B.有機物與無機物之間可以存在同分異構現象
C.同分異構體的性質相同
D.組成元素相同,相對分子質量相同的化合物一定屬于同分異構體
解析:A項,16O和18O互為同位素,錯誤;B項,無機物和無機物、無機物和有機物、有機物和有機物之間均可能存在同分異構現象,正確;C項,結構不同,因此同分異構體的性質不同,錯誤;D項,C2H6O和CH2O2的組成元素相同,相對分子質量均為46,但兩者分子式不同,因此不屬于同分異構體,錯誤。
B
4、在化學中,每種物質都有自己對應的化學式,但往往同一化學式可能表示不同的物質。下列化學式中,只表示一種純凈物的是( )
A.C
B. CH4
C. C2H6O
D. C4H10
解析:A項,C可能是金剛石、石墨,錯誤;B項,CH4沒有同分異構體,只表示一種純凈物,正確;C項,C2H6O可能是乙醇、二甲醚,錯誤;D項,C4H10可能是正丁烷、異丁烷,錯誤。
B
1.考查角度
此類題目主要有兩種考查角度:一是概念的分析判斷;二是圍繞題給具體物質分析判斷。
2.考查點
此類題目主要考查兩個方面:一是同分異構體的判斷;二是同分異構體結構與性質的分析。
總結提升
3.具體要求
(1)明確同分異構體“同”“異”和“體”的含義
①“同”一指分 子式相同。
②“異”一 指結構不同,性質有差異。
③“體”一指化合 物。
(2)明確產生同分異構現象的原因
各原子的連接方式不同。
(3)明確同分異構體的“結構決定性質”
①同分異構體的結構不同,性質存在差異。
②物理性質不同,化學性質有的相似,有的相差較大。
(4)明確有關同分異構體的三組“一定”和“不一定”
①分子式相同,一定有相同的相對分子質量,反之不一定成立。如C2H6O和CH2O2相對分子質量相同,但分子式不同。
②分子式相同,一定有相同的元素的質量分數,反之不一定成立。如C2H4和C3H6分子中C、H的質量分數均相同,但分子式不同。
③分子式相同,一定有相同的原子個數比,反之不一定成立。如C2H4和C3H6分子中C、H的原子個數比均為1:2,但分子式不同。
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