5.3 从微观结构看物质的多样性 学案（含答案）高中化学 苏教版（2019） 必修 第一册
文档属性
| 名称 | 5.3 从微观结构看物质的多样性 学案（含答案）高中化学 苏教版（2019） 必修 第一册 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-12-17 08:04:47 | ||
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文档简介
第三单元 从微观结构看物质的多样性
1. 了解同素异形现象与同素异形体概念。
2. 知道有机化合物存在同分异构现象，了解同分异构与同分异构体概念。
3. 了解不同的晶体类型的性质。以不同类型的晶体为例，认识物质的多样性与微观结构的关系。
研究证明，金刚石和石墨在氧气中完全燃烧产物都只有二氧化碳，一定条件下，金刚石和石墨能相互转化，由此可以说明，它们都是由同一种元素形成的不同的单质，化学上把由同一种元素能形成几种不同单质的现象称为同素异形现象，这几种单质互称为同素异形体。
1. 碳的几种单质性质比较。
碳的同素 异形体 物理性质 化学性质
结构 硬度 熔点
金刚石 正四面体结构
石墨 层状结构
足球烯 笼状分子 较小 较低
2. 同素异形现象。
观察下表。
名称 正丁烷 异丁烷
分子式 C4H10 C4H10
沸点 －0.5 ℃ －11.7 ℃
结构式
球棍模型
1. 找出正丁烷与异丁烷的结构组成上的异同和性质差异，正丁烷和异丁烷是否是同一种物质？
2. 同分异构现象。
3. 乙醇（沸点为78 ℃）和二甲醚（沸点为－23 ℃）互为同分异构体，它们的分子式都是C2H6O。观察它们的分子结构模型，分析两者间结构有什么差异。
乙醇 二甲醚
4. 列表比较同素异形体、同分异构体、同位素。
同素异形体 同分异构体 同位素
相同点
不同点
研究对象
下图是生活中常见的晶体：
金刚石 水晶 氯化钠 雪花
1. 它们外观上有何特点？晶体外观为什么有这种特点？
2. 不同类型的晶体构成的微粒有哪几种？
3. 固态物质都是晶体吗？
4. 人们把晶体分为离子晶体、分子晶体、共价晶体、金属晶体的依据是什么？
1. 观察氯化钠晶体的结构。
(1) 氯化钠是离子化合物，属于离子晶体，其构成微粒是什么？ 离子晶体中微粒间作用力是什么？
(2) 离子晶体中有无单个分子？讨论其熔、沸点高低、导电性。
2. 观察干冰晶体和晶胞结构。
(1) 干冰的构成微粒是什么？靠什么作用力形成晶体？干冰属于什么晶体？
(2) 分子晶体的构成微粒是什么？分子间结合成晶体的作用力是什么？一般有哪些相似的物理性质？
3. 右图是石英晶体结构，观察其晶体模型。
(1) 石英晶体中原子间通过共价键结合成空间网状结构，属于共价晶体，写出该晶体的化学式。该晶体中含分子吗？构成微粒是什么？原子靠什么作用力结合形成晶体？
(2) 共价晶体中构成的微粒是什么？作用力是什么？有哪些共同的物理性质？
(3) 还有哪些晶体属于共价晶体，举例说明。
4. 学习教材关于金属晶体和液晶的描述，回答下列问题。
(1) 金属固态时均为金属晶体，金属晶体有哪些共同的性质？
(2) 液晶是一种介于晶体和液体之间的一种中间态物质，有什么特殊性质和应用？
1. [2025盐城东台期末]雷雨天气时空气中会发生反应3O22O3。下列关于O2和O3之间的关系正确的是( )
A. 同位素 B. 同素异形体 C. 同分异构体 D. 同种物质
2. [2024连云港期末改编]碳原子成键的多样性、同分异构现象等是有机化合物种类繁多的原因。乙醇和二甲醚的结构式如图所示。下列关于上述两种物质的说法正确的是( )
A. 分子式不同
B. 各1 mol分子中共用电子对数目不同
C. 各1 mol分子中碳氧键(C—O)数目相同
D. 性质有差异因分子结构不同
3. [2025扬州高邮月考]AlCl3常用作水处理剂，180 ℃时会发生升华，推测其晶体类型最可能为( )
A. 离子晶体 B. 分子晶体 C. 共价晶体 D. 金属晶体
4. （2023徐州邳州期末]下列说法正确的是( )
A. 石墨烯、金刚石和C70互为同素异形体 B. 16O2与 18O2互为同位素
C. 92U、92U、92U是同一种核素 D. 相同条件下，HD、HT、H2密度相同
5. [2025连云港期末]碳及其化合物的多样性是构成物质多样性的重要原因。下列说法正确的是( )
A. 乙醇和二甲醚互为同位素 B. 富勒烯、金刚石化学性质相似
C. 碳纳米管、石墨烯互为同分异构体 D. 12C、13C、14C互为同素异形体
6. SiCl4的分子结构与CCl4类似，对其做出如下推测，其中错误的是( )
A. SiCl4晶体是分子晶体 B. 常温常压下SiCl4是气体
C. SiCl4的分子内部原子以共价键结合 D. SiCl4的熔点比CCl4的高
7. 下列叙述正确的是( )
A. 14C中含有14个中子 B. 1H、2H、3H是同一种核素
C. H2O与D2O互称同位素 D. C60、金刚石、石墨均为碳的同素异形体
8. [徐州期末]下列有关说法正确的是( )
A. 二氧化硅和干冰都属于共价晶体
B. C60和C70是具有相同质子数的不同核素
C. 冰和氧化钠熔化时克服相同类型的化学键
D. H2NCH2COOH和CH3CH2NO2互为同分异构体
9. 下列物质中，互为同分异构体的有 （填序号，下同）；互为同素异形体的有 ；属于同位素的有 。
①CO2 ② ③O2 ④ ⑤O3 ⑥16O ⑦CO ⑧18O
10. [2024淮安期末]元素周期表与元素周期律有助于我们从相似性和递变性两个角度研究元素化合物的相关性质。下表列出了①～⑦七种元素在元素周期表中的位置，回答下列问题（涉及相关元素时须用对应元素符号或该元素对应的物质的化学式表示）。
(1) 原子序数为32的元素在周期表中的位置是第四周期 族。
(2) ③④⑤⑥四种元素形成的简单离子中半径最小的是 。
(3) ①和②形成的化合物可用作催化剂，②在该化合物中显最低负价，则该化合物的化学式为 ；载人航天器内，常用①的氢氧化物而很少用⑦的氢氧化物吸收系统中的CO2，其原因是 ；③的化合物中，可用作载人航天器中供氧剂的是 。
(4) 饮用水的质量是关系人类健康的重要问题。为了让浑浊的井水变澄清，可向井水中投入含有④⑦两种元素的一种盐，该盐俗称 。
(5) 任写一个化学方程式证明⑥的非金属性强于⑤：_____________________
_____________________________________。???
第三单元 从微观结构看物质的多样性
【活动方案】
活动一：
1. 大 高 小 高 相似，都能在氧气中燃烧
2. 元素 单质 互称 金刚石 石墨 足球烯 O2 O3 红磷 白磷
活动二：
1. 组成相同，分子式相同，结构不同，沸点不同，正丁烷与异丁烷不属于同一种物质。
2. 化合物 分子式 结构 互称 正丁烷 异丁烷 乙醇 二甲醚
3. 两者分子中的氧原子连接的原子不同，乙醇中含 C—OH，二甲醚中含有C—O—C，所以两者分子式相同，结构不同，属于同分异构体。
4.
同素异形体 同分异构体 同位素
相同点 同种元素组成 分子式相同 质子数相同的同种元素
不同点 结构不同 结构不同 中子数不同
研究对象 单质 化合物 原子
活动三：
1. 具有规则的几何外形，是因为内部的构成微粒呈有规则的重复排列。
2. 有的晶体构成微粒是原子、有的是分子、有的是离子。
3. 不是，自然界的固态物质有晶体和非晶体之分。
4. 晶体分为四种不同类型，依据是构成晶体的基本微粒和作用力不同。
活动四：
1. (1) 氯化钠的构成微粒是钠离子和氯离子。离子晶体中离子间通过离子键结合。
(2) 无单个分子存在，NaCl不表示分子式。离子晶体一般熔、沸点较高，硬度较大，水溶液或者熔融状态下均导电，固态时不导电。
2. (1) 干冰的构成微粒是CO2分子。通过分子间作用力使CO2分子聚集形成干冰，属于分子晶体。
(2) 分子晶体的构成微粒是分子，通过分子间作用力形成晶体。分子晶体一般熔、沸点均较低，由于不存在离子，固、液态时均不导电。
3. (1) 化学式为SiO2，该晶体中不含分子，构成微粒是硅原子和氧原子，靠共价键构成共价晶体。
(2) 共价晶体中构成的微粒是原子，作用力是共价键，共价晶体一般熔、沸点高，硬度大。
(3) 金刚石、单晶硅、碳化硅等均为共价晶体，都具有空间网状结构。
4. (1) 金属晶体一般有金属光泽，能导电和传热，具有延展性。
(2) 兼有液体和晶体的某些特点，表现出一些独特的性质，液晶广泛应用于数码显示、电光学快门、图像显示等方面，在信息技术领域占有重要的地位。
【课堂反馈】
1. B O2与O3均为氧元素的单质，二者互为同素异形体，B正确。
2. D 两者分子式均为C2H6O，A错误；两者共用电子对数目均为8NA，B错误；1 mol C2H5OH中C—O数目为NA，1 mol CH3OCH3中C—O数目为2NA，C错误。
3. B AlCl3在180 ℃时会发生升华，则其沸点低，可能为分子晶体， B正确。
4. A 石墨烯、金刚石、C70均为碳的单质，互为同素异形体，A正确； 16O2与 18O2为单质，不是原子，不互为同位素，B错误；U、U、U为U元素的三种核素，互为同位素，C错误；三者相对分子质量不同，相同条件下密度不同，D错误。
5. B 乙醇和二甲醚互为同分异构体，A错误；富勒烯和金刚石都是碳元素形成的单质，二者化学性质相似，B正确；碳纳米管、石墨烯都是碳元素形成的单质，二者互为同素异形体，C错误；12C、13C、14C互为同位素，D错误。
6. B SiCl4与CCl4结构相似，CCl4属于分子晶体，则SiCl4晶体是分子晶体，A正确；SiCl4与CCl4结构相似，都可以形成分子晶体，前者相对分子质量较大，其分子间作用力较大，常温常压下CCl4是液体，则SiCl4是液体，B错误；SiCl4分子中，硅原子与氯原子形成共价键，C正确；分子晶体的相对分子质量越大，熔点越高，则SiCl4的熔点比CCl4的高，D正确。
7. D
8. D 干冰是固态CO2，属于分子晶体，A错误；C60、C70为碳的单质，不是核素，B错误；冰熔化时克服的氢键和分子间作用力，氧化钠熔化时克服的是离子键，C错误。
9. ②④ ③⑤ ⑥⑧
10. (1) ⅣA (2) Al3+ (3) Li3N 等质量的LiOH比等质量的KOH吸收的CO2多 Na2O2 (4) 明矾 (5) Cl2＋H2S===S＋2HCl(合理即可)
1. 了解同素异形现象与同素异形体概念。
2. 知道有机化合物存在同分异构现象，了解同分异构与同分异构体概念。
3. 了解不同的晶体类型的性质。以不同类型的晶体为例，认识物质的多样性与微观结构的关系。
研究证明，金刚石和石墨在氧气中完全燃烧产物都只有二氧化碳，一定条件下，金刚石和石墨能相互转化，由此可以说明，它们都是由同一种元素形成的不同的单质，化学上把由同一种元素能形成几种不同单质的现象称为同素异形现象，这几种单质互称为同素异形体。
1. 碳的几种单质性质比较。
碳的同素 异形体 物理性质 化学性质
结构 硬度 熔点
金刚石 正四面体结构
石墨 层状结构
足球烯 笼状分子 较小 较低
2. 同素异形现象。
观察下表。
名称 正丁烷 异丁烷
分子式 C4H10 C4H10
沸点 －0.5 ℃ －11.7 ℃
结构式
球棍模型
1. 找出正丁烷与异丁烷的结构组成上的异同和性质差异，正丁烷和异丁烷是否是同一种物质？
2. 同分异构现象。
3. 乙醇（沸点为78 ℃）和二甲醚（沸点为－23 ℃）互为同分异构体，它们的分子式都是C2H6O。观察它们的分子结构模型，分析两者间结构有什么差异。
乙醇 二甲醚
4. 列表比较同素异形体、同分异构体、同位素。
同素异形体 同分异构体 同位素
相同点
不同点
研究对象
下图是生活中常见的晶体：
金刚石 水晶 氯化钠 雪花
1. 它们外观上有何特点？晶体外观为什么有这种特点？
2. 不同类型的晶体构成的微粒有哪几种？
3. 固态物质都是晶体吗？
4. 人们把晶体分为离子晶体、分子晶体、共价晶体、金属晶体的依据是什么？
1. 观察氯化钠晶体的结构。
(1) 氯化钠是离子化合物，属于离子晶体，其构成微粒是什么？ 离子晶体中微粒间作用力是什么？
(2) 离子晶体中有无单个分子？讨论其熔、沸点高低、导电性。
2. 观察干冰晶体和晶胞结构。
(1) 干冰的构成微粒是什么？靠什么作用力形成晶体？干冰属于什么晶体？
(2) 分子晶体的构成微粒是什么？分子间结合成晶体的作用力是什么？一般有哪些相似的物理性质？
3. 右图是石英晶体结构，观察其晶体模型。
(1) 石英晶体中原子间通过共价键结合成空间网状结构，属于共价晶体，写出该晶体的化学式。该晶体中含分子吗？构成微粒是什么？原子靠什么作用力结合形成晶体？
(2) 共价晶体中构成的微粒是什么？作用力是什么？有哪些共同的物理性质？
(3) 还有哪些晶体属于共价晶体，举例说明。
4. 学习教材关于金属晶体和液晶的描述，回答下列问题。
(1) 金属固态时均为金属晶体，金属晶体有哪些共同的性质？
(2) 液晶是一种介于晶体和液体之间的一种中间态物质，有什么特殊性质和应用？
1. [2025盐城东台期末]雷雨天气时空气中会发生反应3O22O3。下列关于O2和O3之间的关系正确的是( )
A. 同位素 B. 同素异形体 C. 同分异构体 D. 同种物质
2. [2024连云港期末改编]碳原子成键的多样性、同分异构现象等是有机化合物种类繁多的原因。乙醇和二甲醚的结构式如图所示。下列关于上述两种物质的说法正确的是( )
A. 分子式不同
B. 各1 mol分子中共用电子对数目不同
C. 各1 mol分子中碳氧键(C—O)数目相同
D. 性质有差异因分子结构不同
3. [2025扬州高邮月考]AlCl3常用作水处理剂，180 ℃时会发生升华，推测其晶体类型最可能为( )
A. 离子晶体 B. 分子晶体 C. 共价晶体 D. 金属晶体
4. （2023徐州邳州期末]下列说法正确的是( )
A. 石墨烯、金刚石和C70互为同素异形体 B. 16O2与 18O2互为同位素
C. 92U、92U、92U是同一种核素 D. 相同条件下，HD、HT、H2密度相同
5. [2025连云港期末]碳及其化合物的多样性是构成物质多样性的重要原因。下列说法正确的是( )
A. 乙醇和二甲醚互为同位素 B. 富勒烯、金刚石化学性质相似
C. 碳纳米管、石墨烯互为同分异构体 D. 12C、13C、14C互为同素异形体
6. SiCl4的分子结构与CCl4类似，对其做出如下推测，其中错误的是( )
A. SiCl4晶体是分子晶体 B. 常温常压下SiCl4是气体
C. SiCl4的分子内部原子以共价键结合 D. SiCl4的熔点比CCl4的高
7. 下列叙述正确的是( )
A. 14C中含有14个中子 B. 1H、2H、3H是同一种核素
C. H2O与D2O互称同位素 D. C60、金刚石、石墨均为碳的同素异形体
8. [徐州期末]下列有关说法正确的是( )
A. 二氧化硅和干冰都属于共价晶体
B. C60和C70是具有相同质子数的不同核素
C. 冰和氧化钠熔化时克服相同类型的化学键
D. H2NCH2COOH和CH3CH2NO2互为同分异构体
9. 下列物质中，互为同分异构体的有 （填序号，下同）；互为同素异形体的有 ；属于同位素的有 。
①CO2 ② ③O2 ④ ⑤O3 ⑥16O ⑦CO ⑧18O
10. [2024淮安期末]元素周期表与元素周期律有助于我们从相似性和递变性两个角度研究元素化合物的相关性质。下表列出了①～⑦七种元素在元素周期表中的位置，回答下列问题（涉及相关元素时须用对应元素符号或该元素对应的物质的化学式表示）。
(1) 原子序数为32的元素在周期表中的位置是第四周期 族。
(2) ③④⑤⑥四种元素形成的简单离子中半径最小的是 。
(3) ①和②形成的化合物可用作催化剂，②在该化合物中显最低负价，则该化合物的化学式为 ；载人航天器内，常用①的氢氧化物而很少用⑦的氢氧化物吸收系统中的CO2，其原因是 ；③的化合物中，可用作载人航天器中供氧剂的是 。
(4) 饮用水的质量是关系人类健康的重要问题。为了让浑浊的井水变澄清，可向井水中投入含有④⑦两种元素的一种盐，该盐俗称 。
(5) 任写一个化学方程式证明⑥的非金属性强于⑤：_____________________
_____________________________________。???
第三单元 从微观结构看物质的多样性
【活动方案】
活动一：
1. 大 高 小 高 相似，都能在氧气中燃烧
2. 元素 单质 互称 金刚石 石墨 足球烯 O2 O3 红磷 白磷
活动二：
1. 组成相同，分子式相同，结构不同，沸点不同，正丁烷与异丁烷不属于同一种物质。
2. 化合物 分子式 结构 互称 正丁烷 异丁烷 乙醇 二甲醚
3. 两者分子中的氧原子连接的原子不同，乙醇中含 C—OH，二甲醚中含有C—O—C，所以两者分子式相同，结构不同，属于同分异构体。
4.
同素异形体 同分异构体 同位素
相同点 同种元素组成 分子式相同 质子数相同的同种元素
不同点 结构不同 结构不同 中子数不同
研究对象 单质 化合物 原子
活动三：
1. 具有规则的几何外形，是因为内部的构成微粒呈有规则的重复排列。
2. 有的晶体构成微粒是原子、有的是分子、有的是离子。
3. 不是，自然界的固态物质有晶体和非晶体之分。
4. 晶体分为四种不同类型，依据是构成晶体的基本微粒和作用力不同。
活动四：
1. (1) 氯化钠的构成微粒是钠离子和氯离子。离子晶体中离子间通过离子键结合。
(2) 无单个分子存在，NaCl不表示分子式。离子晶体一般熔、沸点较高，硬度较大，水溶液或者熔融状态下均导电，固态时不导电。
2. (1) 干冰的构成微粒是CO2分子。通过分子间作用力使CO2分子聚集形成干冰，属于分子晶体。
(2) 分子晶体的构成微粒是分子，通过分子间作用力形成晶体。分子晶体一般熔、沸点均较低，由于不存在离子，固、液态时均不导电。
3. (1) 化学式为SiO2，该晶体中不含分子，构成微粒是硅原子和氧原子，靠共价键构成共价晶体。
(2) 共价晶体中构成的微粒是原子，作用力是共价键，共价晶体一般熔、沸点高，硬度大。
(3) 金刚石、单晶硅、碳化硅等均为共价晶体，都具有空间网状结构。
4. (1) 金属晶体一般有金属光泽，能导电和传热，具有延展性。
(2) 兼有液体和晶体的某些特点，表现出一些独特的性质，液晶广泛应用于数码显示、电光学快门、图像显示等方面，在信息技术领域占有重要的地位。
【课堂反馈】
1. B O2与O3均为氧元素的单质，二者互为同素异形体，B正确。
2. D 两者分子式均为C2H6O，A错误；两者共用电子对数目均为8NA，B错误；1 mol C2H5OH中C—O数目为NA，1 mol CH3OCH3中C—O数目为2NA，C错误。
3. B AlCl3在180 ℃时会发生升华，则其沸点低，可能为分子晶体， B正确。
4. A 石墨烯、金刚石、C70均为碳的单质，互为同素异形体，A正确； 16O2与 18O2为单质，不是原子，不互为同位素，B错误；U、U、U为U元素的三种核素，互为同位素，C错误；三者相对分子质量不同，相同条件下密度不同，D错误。
5. B 乙醇和二甲醚互为同分异构体，A错误；富勒烯和金刚石都是碳元素形成的单质，二者化学性质相似，B正确；碳纳米管、石墨烯都是碳元素形成的单质，二者互为同素异形体，C错误；12C、13C、14C互为同位素，D错误。
6. B SiCl4与CCl4结构相似，CCl4属于分子晶体，则SiCl4晶体是分子晶体，A正确；SiCl4与CCl4结构相似，都可以形成分子晶体，前者相对分子质量较大，其分子间作用力较大，常温常压下CCl4是液体，则SiCl4是液体，B错误；SiCl4分子中，硅原子与氯原子形成共价键，C正确；分子晶体的相对分子质量越大，熔点越高，则SiCl4的熔点比CCl4的高，D正确。
7. D
8. D 干冰是固态CO2，属于分子晶体，A错误；C60、C70为碳的单质，不是核素，B错误；冰熔化时克服的氢键和分子间作用力，氧化钠熔化时克服的是离子键，C错误。
9. ②④ ③⑤ ⑥⑧
10. (1) ⅣA (2) Al3+ (3) Li3N 等质量的LiOH比等质量的KOH吸收的CO2多 Na2O2 (4) 明矾 (5) Cl2＋H2S===S＋2HCl(合理即可)