蘇教版必修第一冊(cè)專(zhuān)題5第三單元從微觀結(jié)構(gòu)看物質(zhì)的多樣性學(xué)案

第三單元從微觀結(jié)構(gòu)看物質(zhì)的多樣性學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)1.知道有機(jī)化合物存在同分異構(gòu)現(xiàn)象。2.結(jié)合常見(jiàn)的離子化合物和共價(jià)分子的實(shí)例,認(rèn)識(shí)物質(zhì)的構(gòu)成微粒、微粒間相互作用與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。3.借助分子晶體、共價(jià)晶體、離子晶體、金屬晶體等模型認(rèn)識(shí)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。1.以碳元素的幾種單質(zhì)為例,認(rèn)識(shí)同素異形現(xiàn)象。2.以正丁烷和異丁烷、乙醇和二甲醚為例,認(rèn)識(shí)有機(jī)物的同分異構(gòu)現(xiàn)象。3.能說(shuō)出晶體與非晶體的區(qū)別;能結(jié)合實(shí)例描述晶體中微粒排列周期性規(guī)律;能借助分子晶體、共價(jià)晶體、離子晶體、金屬晶體等模型說(shuō)明晶體中的微粒及微粒間的相互作用。素養(yǎng)解讀:1.宏觀辨識(shí)與微觀探析:從碳的同素異形現(xiàn)象認(rèn)識(shí)到碳單質(zhì)微觀結(jié)構(gòu);正丁烷與異丁烷的結(jié)構(gòu)不同導(dǎo)致宏觀性質(zhì)的差異。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知:以乙醇、二甲醚性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象為證據(jù),推理得知兩者微觀結(jié)構(gòu)的差異,存在同分異構(gòu)現(xiàn)象;建立晶體模型,解釋或分析一些典型物質(zhì)的性質(zhì)。知識(shí)點(diǎn)一同素異形現(xiàn)象1.同素異形現(xiàn)象同一種元素能夠形成幾種不同單質(zhì)的現(xiàn)象。2.同素異形體(1)概念:同一種元素形成的不同的單質(zhì)互稱(chēng)為該元素的同素異形體。(2)常見(jiàn)的同素異形體。①碳的同素異形體。單質(zhì)金剛石石墨足球烯(C60)物理性質(zhì)顏色狀態(tài)無(wú)色透明晶體灰黑色固體灰黑色固體硬度、熔點(diǎn)堅(jiān)硬、熔點(diǎn)很高質(zhì)軟、熔點(diǎn)高硬度小、熔點(diǎn)低導(dǎo)電性不導(dǎo)電導(dǎo)電不導(dǎo)電續(xù)表單質(zhì)金剛石石墨足球烯(C60)微觀結(jié)構(gòu)差異分析碳原子的成鍵方式和排列方式不同②氧的同素異形體。單質(zhì)O2O3顏色無(wú)色淡藍(lán)色沸點(diǎn)O2<O3氣味無(wú)味魚(yú)腥味相互轉(zhuǎn)化3O22O3差異分析分子中氧原子個(gè)數(shù)和氧原子的成鍵方式不同③磷的同素異形體。單質(zhì)白磷紅磷性質(zhì)蠟狀固體,有劇毒。白磷在空氣中能自燃,應(yīng)保存在冷水中紅棕色固體,在空氣中能穩(wěn)定存在,在加熱或點(diǎn)燃時(shí)也能在空氣中燃燒結(jié)構(gòu)白磷分子和紅磷分子中磷原子的個(gè)數(shù)和磷原子的成鍵方式不同說(shuō)明:同素異形體之間的轉(zhuǎn)化是化學(xué)變化,不是氧化還原反應(yīng)。對(duì)同素異形體的理解(1)組成元素:只含有一種元素。(2)物質(zhì)類(lèi)別:互為同素異形體的只能是單質(zhì)。(3)性質(zhì)關(guān)系:同素異形體之間的物理性質(zhì)有差異,但化學(xué)性質(zhì)相似。(4)相互轉(zhuǎn)化:同素異形體之間的轉(zhuǎn)化屬于化學(xué)變化,因?yàn)檗D(zhuǎn)化過(guò)程中有化學(xué)鍵的斷裂與形成。(5)同素異形體之間的轉(zhuǎn)化既有單質(zhì)參加,又有單質(zhì)生成,但由于沒(méi)有涉及化合價(jià)的變化,一般認(rèn)為這種轉(zhuǎn)化屬于非氧化還原反應(yīng)。1.某研究團(tuán)隊(duì)獲得了極具理論研究意義的N4分子。N4分子結(jié)構(gòu)如圖所示,下列說(shuō)法正確的是(C)A.N4屬于一種新型的化合物B.N4的相對(duì)分子質(zhì)量為56gC.N4與N2互為同素異形體D.N4轉(zhuǎn)化為N2屬于物理變化解析:N4中只有氮元素,因此N4屬于單質(zhì),A錯(cuò)誤;N4的相對(duì)分子質(zhì)量為56,沒(méi)有單位g,B錯(cuò)誤;N4與N2是N元素形成的不同性質(zhì)的單質(zhì),兩者互為同素異形體,C正確;N4與N2是兩種不同的分子,因此N4轉(zhuǎn)化為N2時(shí)有新物質(zhì)產(chǎn)生,發(fā)生的變化屬于化學(xué)變化,D錯(cuò)誤。2.下列關(guān)于金剛石、石墨、C60的說(shuō)法不正確的是(C)A.C60的摩爾質(zhì)量為720g/molB.石墨在一定條件下可轉(zhuǎn)化成金剛石C.三者的結(jié)構(gòu)不同,但性質(zhì)完全相同D.三者都是由碳元素組成的單質(zhì),都是碳元素的同素異形體解析:C60的摩爾質(zhì)量為60×12g/mol=720g/mol,故A正確;石墨在一定條件下可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成金剛石,故B正確;三者的結(jié)構(gòu)不同,物理性質(zhì)不同,如沸點(diǎn)不同,故C不正確;由同種元素組成的不同種單質(zhì)互為同素異形體,三者都是由碳元素組成的單質(zhì),都是碳元素的同素異形體,故D正確。知識(shí)點(diǎn)二同分異構(gòu)現(xiàn)象1.基本概念(1)同分異構(gòu)現(xiàn)象:化合物具有相同的分子式,但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。(2)同分異構(gòu)體:分子式相同而結(jié)構(gòu)不同的化合物。2.幾種常見(jiàn)的簡(jiǎn)單有機(jī)物的同分異構(gòu)體(1)正丁烷和異丁烷:分子式均為C4H10,其結(jié)構(gòu)式分別為、。(2)乙醇和二甲醚:分子式均為C2H6O,其結(jié)構(gòu)式分別為、。[想一想]結(jié)合正丁烷和異丁烷、乙醇和二甲醚的結(jié)構(gòu)式,思考同分異構(gòu)體形成的原因。提示:分子中原子的成鍵方式和連接順序的不同,造成了同分異構(gòu)現(xiàn)象。同分異構(gòu)體的正確理解1.從物質(zhì)看:互為同分異構(gòu)體的物質(zhì)只能是化合物。它們之間的轉(zhuǎn)化屬于化學(xué)變化,若共存則為混合物。2.從分子式看:互為同分異構(gòu)體的化合物,其分子式相同,相對(duì)分子質(zhì)量也相同,但相對(duì)分子質(zhì)量相同的化合物分子式不一定相同,如甲酸(HCOOH)和乙醇(CH3CH2OH)的相對(duì)分子質(zhì)量均為46。3.從結(jié)構(gòu)看:互為同分異構(gòu)體的化合物,空間結(jié)構(gòu)不同。4.從性質(zhì)看:互為同分異構(gòu)體的化合物,物理性質(zhì)不同,化學(xué)性質(zhì)可能相似。(以下選擇題有1個(gè)或2個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.下列關(guān)于同分異構(gòu)體的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(A)A.具有相同相對(duì)分子質(zhì)量和不同結(jié)構(gòu)的化合物互稱(chēng)為同分異構(gòu)體B.互稱(chēng)為同分異構(gòu)體的物質(zhì)一定不是同種物質(zhì)C.同分異構(gòu)體之間物理性質(zhì)一定不同,化學(xué)性質(zhì)不一定相同D.同分異構(gòu)體一定具有相同的相對(duì)分子質(zhì)量解析:N2與CO具有相同的相對(duì)分子質(zhì)量和不同的結(jié)構(gòu),但不互為同分異構(gòu)體,A錯(cuò)誤。2.下列各組物質(zhì)中,互為同分異構(gòu)體的是(D)A.612C和

C.甲烷與乙烷 D.正丁烷和異丁烷解析:612C和3.下列各組物質(zhì)中,關(guān)系不正確的是(AC)A.H2和D2互為同素異形體B.78202Pt和C.CH3CH2OH和CH3—O—CH3互為同素異形體D.水和冰是同一種物質(zhì)解析:A項(xiàng)H2和D2是由氫元素的不同核素形成的氫氣單質(zhì),既不是同位素也不是同素異形體;C項(xiàng)兩者互為同分異構(gòu)體。同位素、同素異形體與同分異構(gòu)體的比較項(xiàng)目同位素同素異形體同分異構(gòu)體對(duì)象原子單質(zhì)化合物特點(diǎn)質(zhì)子數(shù)相同,中子數(shù)不同同種元素組成分子式相同,結(jié)構(gòu)不同性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)相同化學(xué)性質(zhì)相似,物理性質(zhì)不同化學(xué)性質(zhì)不一定相似,物理性質(zhì)不同舉例H、D、T;12C、14CO2和O3;紅磷和白磷;金剛石和石墨正丁烷和異丁烷;乙醇和二甲醚知識(shí)點(diǎn)三晶體與非晶體一、晶體與非晶體1.晶體(1)概念:有規(guī)則的幾何外形和固定的熔點(diǎn)的固態(tài)物質(zhì),如氯化鈉、金剛石、干冰等物質(zhì)。(2)晶體具有規(guī)則幾何外形的原因:構(gòu)成晶體的微粒在空間呈有規(guī)則的重復(fù)排列。2.非晶體:沒(méi)有固定的熔點(diǎn),一般也不具備規(guī)則的幾何外形的固態(tài)物質(zhì),如石蠟、玻璃、橡膠等物質(zhì)。二、常見(jiàn)的幾類(lèi)晶體1.離子晶體(1)概念:離子晶體是由陰、陽(yáng)離子按一定方式有規(guī)則地排列形成的。(2)構(gòu)成粒子:陰、陽(yáng)離子。(3)作用力:離子鍵。(4)性質(zhì):①熔點(diǎn)較高、硬度較大;②固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電,在熔融狀態(tài)下或水溶液中能夠?qū)щ姟?.分子晶體(1)概念:分子晶體是由分子構(gòu)成的物質(zhì)所形成的晶體。(2)構(gòu)成微粒:分子。(3)作用力:分子間作用力。(4)性質(zhì):硬度小,熔、沸點(diǎn)低,晶體不導(dǎo)電。3.共價(jià)晶體(1)概念:共價(jià)晶體是由原子間通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。(2)構(gòu)成微粒:原子。(3)作用力:共價(jià)鍵。(4)性質(zhì):熔、沸點(diǎn)高,硬度大,一般不導(dǎo)電。4.金屬晶體:有金屬光澤,能導(dǎo)電和傳熱,具有延展性等。不同金屬的熔點(diǎn)、硬度差異大。[想一想1]氯化鈉、干冰、二氧化硅屬于哪類(lèi)晶體?構(gòu)成晶體的粒子是什么?提示:氯化鈉屬于離子晶體,由Na+和Cl-構(gòu)成;干冰是分子晶體,構(gòu)成微粒是CO2分子;二氧化硅是共價(jià)晶體,構(gòu)成粒子是O、Si。[想一想2]上述三種晶體熔化時(shí)需要克服何種作用力?提示:NaCl晶體熔化需克服離子鍵,CO2晶體熔化需克服分子間作用力,SiO2晶體熔化需克服共價(jià)鍵。晶體熔、沸點(diǎn)高低比較1.一般規(guī)律(不同晶體類(lèi)型物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)比較)共價(jià)晶體>離子晶體>分子晶體金屬晶體的熔、沸點(diǎn)有的很高,如鎢等,有的則很低,如汞等。2.同種晶體類(lèi)型的物質(zhì),晶體內(nèi)粒子間的作用力越大,熔、沸點(diǎn)越高。(1)共價(jià)晶體。一般來(lái)說(shuō),原子半徑越小,共價(jià)鍵越牢固,晶體的熔、沸點(diǎn)越高。如熔點(diǎn):金剛石(C)>水晶(SiO2)>晶體硅(Si)。(2)離子晶體。一般來(lái)說(shuō),陰、陽(yáng)離子電荷數(shù)越多,離子半徑越小,則熔、沸點(diǎn)越高。如熔點(diǎn):MgO>MgCl2,NaCl>CsCl。(3)分子晶體。組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,熔、沸點(diǎn)越高。1.下列各組物質(zhì)的晶體類(lèi)型相同的是(C)A.SiO2和SO3 B.I2和NaClC.Cu和Ag D.SiC和MgO解析:SiO2為共價(jià)晶體,SO3為分子晶體,晶體類(lèi)型不同,故A錯(cuò)誤;I2為分子晶體,NaCl為離子晶體,晶體類(lèi)型不同,故B錯(cuò)誤;Cu和Ag都為金屬晶體,晶體類(lèi)型相同,故C正確;SiC為共價(jià)晶體,MgO為離子晶體,晶體類(lèi)型不同,故D錯(cuò)誤。2.有A、B、C三種晶體,分別由C、H、Na、Cl四種元素中的一種或幾種形成,對(duì)這三種晶體進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下表所示。晶體熔點(diǎn)/℃硬度水溶性導(dǎo)電性水溶液與Ag+反應(yīng)A801較大易溶水溶液(或熔融)導(dǎo)電白色沉淀B3500很大不溶不導(dǎo)電不反應(yīng)C-114.2很小易溶液態(tài)不導(dǎo)電白色沉淀(1)晶體的化學(xué)式分別為A;C。

(2)晶體的類(lèi)型分別為A;B,C。

(3)A、B晶體中粒子間的作用力分別為、。

解析:A、B、C三種晶體,分別由C、H、Na、Cl四種元素中的一種或幾種形成。根據(jù)A的水溶液與Ag+反應(yīng)有白色沉淀,說(shuō)明A的水溶液中有Cl-,再根據(jù)其可以導(dǎo)電得A為NaCl或HCl,又因?yàn)槠溆捕容^大,熔點(diǎn)較高,所以A為NaCl;根據(jù)B的熔點(diǎn)很高、硬度很大、不導(dǎo)電、不溶于水,可判斷其應(yīng)該為共價(jià)晶體,所以B為金剛石;根據(jù)C的熔點(diǎn)很低、