课件28张PPT。第三单元 从微观结构看物质的多样性同素异形现象
同分异构现象专题1 微观结构与物质的多样性灰黑色固体最硬的，无色
透明的晶体深灰色、不透明、质软、易导电的片状固体思考：为什么同种元素组成的不同种单质的性质相差这么大呢？结构决定性质石墨的结构金刚石的结构C60的结构(足球烯）纳米碳管结构模型 纳米碳管非常微小,5万个并起来才有人的一根头发丝宽,是长度和直径之比很高的纤维。
利用纳米碳管可以制成高强度碳纤维材料和复合材料，其强度为钢的100倍，重量只有钢的1/6，被科学家称为未来的“超级纤维”；在航天事业中，利用碳纳米管制造人造卫星的拖绳，不仅可以为卫星供电还可以耐受很高的温度而不被烧毁；利用碳纳米管制成极好的发光、发热、发射电子的准点光源，制成平面显示器等，使壁挂电视成为可能。碳纳米管同素异形体：由同种元素组成的性质不同的单质互称例如：
C元素的同素异形体有：金刚石、石墨、C60，
O元素的同素异形体有：O2、O3，
P元素的同素异形体有：红磷、白磷同素异形现象：同种元素形成的单质性质不同的现象一、 同素异形现象3、1H与1H互为什么关系？21思考：1、钠原子(Na)和钠离子(Na+)都是同一种元素----钠元素形成的，它们是同素异形体吗？2、Fe2O3和Fe3O4的组成元素完全相同，它们是同素异型体吗？同素异形体与同位素的区别同一种元素的不同单质互称同素异形体同一元素的不同核数互称为同位素单 质核素或原子O2、O31H与1H121实例：氧元素的不同单质①氧气与臭氧的物理性质比较：②氧气与臭氧的分子结构：观察：1980-1991年“臭氧洞”的变化磷元素的不同单质比较：
拓展视野阅读课本P20——《拓展视野》后回答：
1.红磷与白磷是否为同素异形体？
2.红磷和白磷在一定条件下可以相互转化， 这一变化属于（ ）
A.物理变化 B.化学变化
C.氧化还原反应 D.非氧化还原反应BD思考：同素异形体的化学性质基本相同 (2)氧气和臭氧都具有强氧化性，
臭氧的氧化性更强。一、 同素异形现象同素异形体之间可以转化一、 同素异形现象(3) 1小结：同素异形现象1、同素异形体的概念：
2、同素异形体间性质异同
3、同素异形体的成因
4、同素异形体间的相互转化
同一种元素形成的几种不同的单质。物理性质有较大差异,化学性质基本相同原子间排列方式或成键方式不同属于化学变化练习11、据报道，最近科学家在宇宙中发现了H3分子，则H2和H3属于( )
A. 同位素 B. 同素异形体
C. 同分异构体 D. 同种物质B2、下列过程中,发生了化学变化的是 ( ),这些性质分别应用了金刚石和石墨的那些特性?
A.用金刚石切割大理石 B.石墨碳棒导电
C.用铅笔写字 D.金刚石燃烧得到CO2
D苏教版 化学21练习21、下列互称为同素异形体的是（ ）
A、H D T B、CO CO2
C、液氧与氧气 D、O2 O3D分子式相同的物质一定是同一种物质吗?[讨论 ]动手并思考:制作C4H10可能的结构模型正丁烷 异丁烷 问题1:对比两个模型,找找它们的联系?共同点:不同点:分子式相同结构不同同分异构二、同分异构现象同分异构体化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称
同分异构体。问题2:同分异构体间性质有无差异?
同分异构体间的物理性质差异1P21观察与思考 观察下图中两种有机物分子的球棍模型，分析二者间的异同 。乙醇二甲醚有机物种类繁多的原因
⑴有机物中可以含一个碳原子,也可成千上万个碳原子。
⑵碳原子之间可有单键、双键、三键，也可有环状结构。
⑶大量存在同分异构现象。比较同素异形体、同分异构体、同位素三个概念同一种元素组成结构不同分子式相同分子结构不同质子数相同的同种元素中子数不同单质化合物原子O2O3白磷红磷C4H1011H12H13H有下列各组物质: A、 6C与6 C
B、金刚石与石墨 C、乙醇与二甲醚
D、
（1）互为同位素的是________
（2）互为同素异形体的是________
（3）互为同分异构体的是________12 13第3单元 课时1
同素异形现象 同分异构现象
教学设计
一、学习目标
1．从金刚石、石墨、足球烯等碳的同素异形体以及C4H10、C2H6O等同分异构体为例认识同素异形现象和同分异构体的概念，进而认识由于微观结构不同而导致的物质的多样性。
2．运用多媒体图片展示、教师讲解和学生的讨论和动手实践等方法认识同素异形现象和同分异构现象
3．通过学习，激发学生从微观角度探究化学本质问题的学习兴趣，同时认识物质世界的多样性，形成正确的世界观
二、教学重、难点
重难点：以金刚石、石墨以及C4H10、C2H6O等同分异构体为例认识由于微观结构的不同从而导致的同素异形现象和同分异构现象。
难点：同素异形体、同分异构体、同位素三个概念的辨析
三、设计思路
本节课围绕着为什么自然界中的已知元素仅有一百多种，而形成的物质却有上千万种这一问题而展开。首先让学生根据已有的知识讨论总结出同种元素可以与不同的元素化合，且化合的比例不同，形成的物质不同。然后再展示出碳元素的几种同素异形现象，让学生观察它们的结构差异，回忆初中学习过的它们的性质差异，体会同素异形现象和同素异形体的概念。再列举氧气和臭氧、红磷和白磷等例子让学生体会同素异形现象的普遍性，并指出同素异形体之间的性质差异。
在讲解同分异构现象时，让学生动手连接丁烷的两种同分异构体，再观察乙醇和二甲醚的同分异构现象，并结合前面学习的碳原子形成的共价键的多样性，使学生了解物质的多样性。
本节课的重要内容是让学生认识物质的多样性，但对于几个概念的掌握也是十分很需要的，所以本节课的最后小结了常见的几个容易混淆的概念。
四、教学过程
[引入]前面我们刚刚学习了元素周期表。我们知道人类已经发现的元素只有一百多种，可是物质世界是极其丰富多彩、纷繁复杂的，到底一百多种的元素是怎么样形成数千万种不同的物质的呢？
[讨论]（生：同种元素有不同的核素――同位素的概念；
同种元素可以和不同的元素形成不同的化合物――氯化钠 氢氧化钠；
同种元素可以与其它同种元素形成比例不同的化合物――氧化纳 过氧化钠等）
[讲述]同学们说的都很好，不过除了你们所说的这些情况，今天我们还要介绍另外两种对于物质世界的多样性有着巨大贡献的情况。请看一组图片：金刚石、石墨、富勒烯等。
[问题1]你们能说说这几种物质的异同点吗？
（生：都是由碳元素构成的。金刚石是最硬、无色透明的；石墨是深灰色、不透明、质软、易导电的片状固体；C60灰黑色固体）（ppt：2）
[问题2]为什么同种元素组成的不同种单质的性质相差这么大呢？（ppt：3）
（生：结构决定性质）
展示金刚石、石墨模型ppt同时示出金刚石、石墨、C60结构模型
[问题3]请同学们认真观察思考金刚石、石墨、C60的微观结构如何不同以致形成的单质性质相差这么大？
（生：构成金刚石的微粒是C原子，C原子以共价键相连，结合成空间网状结构，金刚石的基本结构单元是正四面体；
构成石墨的微粒是C原子，C原子以共价键相连，在石墨的每一层，每个C原子与周围3个C原子以共价键相连，排列成平面六边行，无数平面六边行形成平面网状结构，石墨的不同层之间存在分子间作用力；
C60是60个碳原子形成的封闭笼状分子，形似足球；
还有碳纳米管也是由碳原子构成的，是由石墨碳原子层卷曲而成的碳管，管直径一般为几个纳米到几十个纳米，管壁厚度仅为几个纳米，像铁丝网卷成的一个空心圆柱状“笼形管”。它非常微小，5万个并排起来才有人的一根头发丝宽，实际上是长度和直径之比很高的纤维。）
[小结]同学们说得非常好，由于原子的微观排列不同，使得形成的单质性质差异很大，这种现象称为同素异形现象，而这样形成的不同单质互称为同素异形体。（ppt：5）
[过渡]实际上同素异形现象在自然界中是很普遍的，比如同学们早在初中就学过的氧气和臭氧、红磷和白磷。现在请大家阅读课本相关内容，讨论一下氧气和臭氧、红磷和白磷他们的性质有哪些不同。
学生讨论最后教师小结（ppt：6）
?
化学式
颜色
（气态）
气味
沸点
℃
溶解度
氧气
O2
无色
无味
－183
0.030
臭氧
O3
淡蓝色
鱼腥味
－112.4
>O2
[拓展视野]（ppt：8）
[总结]同素异形体的性质差异很大，主要表现为物理性质，那而化学性质往往比较接近。（ppt：9）
（1）C+O2 == CO2
（2）氧气和臭氧都具有强氧化性，
臭氧的氧化性更强。
[师]同素异形体之间还能相互转化。（ppt：10）
[过渡]通过刚才的学习我们知道物质世界丰富多彩的一个原因是同种元素能形成不同的单质。同种元素形成的单质不一定是同一种物质，那么分子式相同的物质一定是同一种物质吗?（ppt：11）
[活动]根据碳、氢原子形成共价键的特征，我们动手制作组成为C4H10的有机化合物的分子结构模型。
（学生思考并动手）
[小结]你们可以作出几种不同的分子结构模型？（两种。）（ppt：12）
对比两个模型,找找它们的联系? （分子式相同，结构不同。）
像这样，化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象
具有同分异构现象的化合物互称同分异构体。（ppt：13）
[提问]同分异构体间性质有无差异?（ppt：14）
[过渡]再看另一个例子分子式为C2H6O的有机物可以有两种不同的结构形成不同的化合物：乙醇和二甲醚（ppt：15）
[讲述]同分异构现象在有机物中是普遍存在的，这是有机化合物种类繁多的原因之一。大家回忆一下，在我们学习共价键时学习了碳原子之间不同的连接方式，那么现在能不能总结一下有机物种类繁多的原因是什么呢？（ppt：16）
学生讨论回答最后教师小结
[小结] （1）有机物中可以含一个碳原子,也可成千上万个碳原子。
（2）碳原子之间可有单键、双键、三键，也可有环状结构。
（3）大量存在同分异构现象。
[课堂小结]物质世界丰富多彩原因很多：1.同种元素有不同的核素――同位素；2.同种元素可以形成不同的单质――同素异形现象；3. 同种元素可以和不同的元素形成不同的化合物――氯化钠 氢氧化钠；4.同种元素可以与其它同种元素形成比例不同的化合物――氧化纳 过氧化钠；5分子式相同的化合物存在同分异构现象。
这里我们要重点区分同素异形体、同分异构体、同位素三个概念。（ppt：17）
同素异形体
同分异构体
同位素
相同点
同种元素构成
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
[练习]
答案：（1）A （2）B （3）C，D
第3单元 课时1
同素异形现象 同分异构现象
补充习题
一、选择题
1. 下列两种物质之间属于同素异形体关系的是
A. 石墨和C60 B. 水和重水
B. 正丁烷和异丁烷 D. 12C 和13C
2. 下列关于臭氧性质的叙述中，不正确的是
A. 臭氧比氧气的氧化性更强，常温下能将银、汞等较不活泼的金属氧化
B. 臭氧是比氯水更好的消毒剂，因为它在消灭细菌后变成O2 ，无污染
C. 臭氧和活性炭一样，能够吸附有机色素，是种很好的漂白剂
D. 臭氧和氧气在一定条件下可以相互转化
3. 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. 化学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
4. 根据同分异构体的概念，判断下列物质互为同分异构体的是
A. CH3-CH2-CH3 和 CH3-CH2-CH2-CH3 B. NO和CO
C. CH3-CH2OH和 CH3-O-CH3 D. 红磷和白磷
5. 白磷和红磷可以相互转化，它们在氧气中燃烧后都生成五氧化二磷，这一事实说明了白磷和红磷互为
A. 同一单质 B. 同位素 C. 同素异形体 D. 同分异构体
6. 下列说法正确的是
A. 互为同素异形体的物质的性质完全相同
B. 互为同素异形体的物质之间不可能发生相互转化
C. 氧气和臭氧之间的转化是物理变化
D. 氧气和臭氧之间的转化是化学变化
二、填空题
7. 已知臭氧具有比氧气更强的氧化性，如它与KI溶液能迅速反应：
2KI+O3+H2O==2KOH+I2 +O2 将臭氧通入KI溶液后，再通过实验证明反应的产物。
（1）可向反应后的溶液中滴入 ，溶液变为 色，可证明有I2生成。
（2）若向反应后的溶液滴入 ，溶液变为 色，可证明有KOH生成
（3）在该反应中氧化剂是 ，还原剂是 。
8. 下列各种微粒中：H2O、 H2O2 、D2O、 H、D、T、 12C、 13C、 金刚石、石墨、乙醇、甲醚，属于同位素的是 ，属于同素异形体的是
，属于同分异构体的是 。
参考答案：
1. A 2. C 3.B 4. C 5.C 6. D
7.（1）淀粉，蓝 （2）酚酞，红 （3）臭氧，KI
8. H、D和T，12C和 13C属于同位素，金刚石和石墨属于同素异形体，甲醚和乙醇属于同分异构体。
