专题5 第3单元 第1课时 同素异形现象与同分异构现象-【顶尖课课练】2025-2026学年高中化学必修第一册(苏教版)

接构成的物质,只存在分子间作用力.] 【课堂即时达标】 １．D　 [稀有气体中不存在化学键,A 项错 误;含有共价键的物质不一定是共价化合 物,如 NaOH,B项错误;由非金属元素组 成的化合物不一定是共价化合物,如氯化 铵,C项错误;两个非金属元素原子间不可 能形成离子键,D项正确.] ２．C　 [A 项中,NaCl只含有离子键,HCl、 H２O 只含有共价键,NaOH 既有离子键又 有共价键;B 项中,Cl２、HCl、SO２ 分子 中只有共价键,而 Na２S中只有离子键;D 项中,Na２O２ 既 有 离 子 键 又 有 共 价 键, H２O２、H２O、O３ 分子中只有共价键.] ３．C　 [COS与 CO２ 的分子结构相似,为直 线形分子,其电子式应为︰S ‥ ︰︰C︰︰O ‥ ︰,A、B项正确,S、O 的原子半径不相 等,C项错误.] ４．D 　 [H２O２ 催 化 分 解,２H２O２ MnO２ 􀪅􀪅􀪅􀪅 ２H２O＋O２↑,破坏了旧化学键形成新化学 键,干冰升华是物理变化,分子间间隔变 大,分子间作用力变小,A 项错误;NaF 是离子化合物,含有离子键,H２SO４ 是共 价化合物,只含共价键,B项错误;I２ 常温 下为固体,Br２ 常温下为液体,Cl２ 和F２ 常 温下为气体,则 F２、Cl２、Br２、I２ 熔沸点 逐渐升高,C 项错误;HCl气体溶于水破 坏的是共价键,NaOH 熔化破坏的是离子 键,D项正确.] 第三单元　从微观结构看物质的多样性 第１课时　同素异形现象与同分异构现象 【课前自主学习】 知识梳理 知识点一　１．(１)单质　 (２)单质　单质　 ２．(１)４　空间网状　无　硬　层状　共价 键　分子间作用力　深灰　较软　能　６０　 (２)淡蓝　极强　 (３)蜡状　自燃　冷水 　红棕 知识点二　１．(１)分子式　结构　 (２)分子 式　结构 ２．(１)C４H１０　 CH H H C H H C H H C H H H、 CH H H C H CH H H C H H H (２)C２H６O　 CH H H C H H O H、 CH H H O C H H H 问题探索 １􀆰产生同素异形现象的原因主要有三种: (１) 分子的组成不同.例如,氧气和臭氧,它们的 区别在于分子里原子的组成不同.(２)晶体里 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 原子的空间排列不同.例如,金刚石和石墨, 金刚石里碳原子形成空间网状结构,而石墨是 空间层状结构.(３)晶体里分子的空间排列不 同.例如,硫的同素异形体有单斜硫和斜方硫 等,都是由S８分子构成的,它们的区别在于S８ 分子在空间的排列不同.　２􀆰 无机物也存在同 分异构现象,只不过没有有机物那么普遍.例 如,１８２８年德国化学家维勒在实验室里蒸发无 机物氰酸铵 (NH４CNO)水溶液,得到有机物 尿素 (H２NCONH２),氰酸铵与尿素互为同分 异构体. 【课堂互动探究】 １．B　 [O２ 和 O３ 互为同素异形体,A 不正 确;３O２ 放电 􀪅􀪅２O３,变化前后氧元素化合物 都是０价,不是氧化还原反应,C不正确; 同素异形体之间的转化属于化学变化,D不 正确.] ２．D　 [白磷和红磷两者属于同素异形体,A 项不符合题意;干冰和CO２ 是同一种物质, 只是状态不同,B项不符合题意;C项属于 同一种物质,不符合题意;D项中两者的分 子式均为C６H１４,结构不同,属于同分异构 体,符合题意.] ３．解析　 (１)由同一种元素形成的不同单质 互称为同素异形体,属于同素异形体的为金 刚石与 “足球烯” (C６０),氧气 (O２)与臭 氧 (O３).(２)质子数相同而中子数不同的 核素互称为同位素,属于同位素的是 D 与 T,１６８O、１７８O与１８８O.(３)分子式相同而结构 不同的化合物互称为同分异构体,属于同分 异构 体 的 为 乙 醇 (CH３CH２OH)和 甲 醚 (CH３OCH３). 答案　 (１)①④　 (２)②③　 (３)⑤ 【课堂即时达标】 １．C　 [２３８９４Pu 与２３９９４Pu 的质子数相同,都是 ９４,中子数分别为１４４、１４５,互为同位素, A项正确,C 项错误;B项,２３８９４Pu与２３９９４Pu 具有相同的质子数,所以其核外电子数相 同,则具有相同的最外层电子数,正确;D 项,２３８９４Pu与２３９９４Pu的质子数相同,属于同种 元素,在同期表中位于同一位置,正确.] ２．D ３．A　 [H２ 和D２ 是由氢元素的不同同位素形 成的氢气单质,既不是同位素也不是同素异 形体.] ４．C　 [依题意可先确定 X 为碳 (C)元素, 再根据其他元素在周期表中的位置可确定 Y、Z、W、Q分别为氧 (O)、硅 (Si)、硫 (S)和氯 (Cl).Na与O可形成Na２O２,A 正确;Z与 Q 形成化合物SiCl４,是共价化 合物,B正确;S的得电子能力比 Cl弱,C 错误.] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 第三单元　从微观结构看物质的多样性 第１课时　同素异形现象与同分异构现象 学业要求 核心素养对接 １􀆰能举例说明同素异形体与同分异构体. ２􀆰能从微观上认识物质多样性原因. １􀆰宏观辨识与微观探析:能从微观上认识同素异 形现象与同分异构现象. ２􀆰变化观念与平衡思想:能从变化视角认识同分 异构体间的相互转化. 知识点一　同素异形现象 １􀆰基本概念 (１)同一种元素形成几种不同　单质　的现象, 叫作同素异形现象. (２)同 一 种 元 素 形 成 不 同 的 　单质　,这 些 　单质　之间互称为该元素的同素异形体. ２􀆰常见的同素异形体 (１)碳元素的同素异形体 单质 结构特征 主要性质 主要用途 金 刚 石 每个碳原子与相邻的 　４　　　 个 碳 原 子 以 共 价 键 结 合, 形 成 　空间网状　结构 　无　 色 透 明, 是 天 然 存 在 的 最 　 硬 　 的物质 装饰品,切 割玻璃、花 岗岩,做勘 探钻头等 续表　 单质 结构特征 主要性质 主要用途 石墨 　层状　　结构,层内 碳原子间以　共价键　 结合,每一层内碳原 子排列成平面六边形, 一个个六边形排列成 平面网状结构,层间 碳原子间存在　分子间 作用力　 　深灰　 色, 质 地 　 较 软 　, 　能　导电 可做润滑剂 和电极等 C６０ 由　６０　 个碳原子形 成的 封 闭 笼 状 分 子, 形似足球,人们又称 它为 “足球烯” — — 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰３０１􀅰 (２)氧元素的同素异形体 单质 氧气 (O２) 臭氧 (O３) 性质 无色无味 气体 　淡蓝　 色 气 体, 有 鱼 腥 味, 氧 化 性　极强　 结构 O􀪅O 结构较复杂 转化 ３O２ 放电 􀪅􀪅２O３ (３)磷元素的同素异形体 单质 白磷 (P４) 红磷 性质 　蜡状　 固 体, 有 剧 毒.着火点４０℃,在 空气中能　自燃　,应 保存在　冷水　中 　红棕　 色 固 体, 着 火 点 ２４０ ℃, 在空气中能稳定 存在,在加热或 点燃时能燃烧 结构 结构较复杂 知识点二　同分异构体 １􀆰基本概念 (１)同分异构现象:化合物具有相同的分子式, 但具有不同　结构　的现象. (２)同分异构体:　分 子 式　　相同而　结构　　 不同的化合物的互称. ２􀆰几种常见的简单有机物的同分异构体 (１)正丁烷和异丁烷:分子式均为 　C４H１０　, 其结构式分别为 　. (２)乙醇和二甲醚:分子式均为　C２H６O　,其 结构式分别为 　. １􀆰产生同素异形现象的原因有哪些? 产生同素异形现象的原因主要有三种: (１)分子的组成不同.例如,氧气和臭氧,它 们的区别在于分子里原子的组成不同. (２)晶体里原子的空间排列不同.例如,金刚 石和石墨,金刚石里碳原子形成空间网状结 构,而石墨是空间层状结构. (３)晶体里分子的空间排列不同.例如,硫的 同素异形体有单斜硫和斜方硫等,都是由S８分 子构成的,它们的区别在于S８分子在空间的排 列不同. ２􀆰有机物普遍存在同分异构现象,无机物是 否也存在同分异构现象? 无机物也存在同分异构现象,只不过没有有机 物那么普遍.例如,１８２８年德国化学家维勒 在实 验 室 里 蒸 发 无 机 物 氰 酸 铵 (NH４CNO) 水溶液,得到有机物尿素 (H２NCONH２),氰 酸铵与尿素互为同分异构体. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 同素异形现象和同分异构现象 宏观微观结合分析同素异形现象 [探究素材] １􀆰同素异形体研究的对象是单质,而不是同 位素和核素,更不是化合物. ２􀆰互为同素异形体的不同单质是由同一种元 素形成的,构成它们的原子的核电荷数相 同,中子数可以相同,也可以不相同. ３􀆰产生同素异形现象的原因 (１)组成分子的原子个数不同,如氧气(O２) 和臭氧(O３). (２)晶体中原子的排列方式不同,如金刚石和 石墨. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰４０１􀅰 ４􀆰由于分子组成或晶体结构不同,导致它们 的性质存在差异,即物理性质差异很大, 而化学性质有些相似,有些相差很大.如: 金刚石硬度很大,不能导电,石墨硬度较 小,层与层之间能滑动、导电性能好,但 两者化学性质相似 (与 O２ 反应、具有还原 性等). [探究题目] １􀆰闪电时空气中有臭氧生成.下列说法正确 的是 (B ) A􀆰O３ 和 O２ 互为同位素 B􀆰O２ 比 O３ 稳定 C􀆰O３ 与 O２ 的相互转变是氧化还原反应 D􀆰O３ 与 O２ 的相互转变是物理变化 宏观微观结合分析同分异构现象 [探究素材] 四个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,也可能 差异很大. [探究题目] ２􀆰下列各对物质中,属于同分异构体的是 (D ) A􀆰白磷和红磷 B􀆰干冰和CO２ C􀆰 CH２CH３ CH CH３ CH３ 和 　 CHCH３ CH３ CH２ CH３ D􀆰 CH２CH３ CH２ CH CH３ CH３ 和 　 CH２CH３ CH CH３ CH２ CH３ 同位素、同素异形体和同分 　　　　　　异构体 [探究素材] １􀆰区别 同位素、同素异形体和同分异构体的比较 同位素 同素异形体 同分异构体 定义 具有相同质子 数和不同中子 数的不同原子 互称为同位素 由同种元素形 成的不同单质 互称为同素异 形体 分子式相同, 但 结 构 不 同 的 化 合 物 互 称 为 同 分 异 构体 研究 对象 原子 单质 化合物 相同 点 原子的质子数 相同 元 素 的 种 类 相同 分子式相同 不同 点 中子 数 不 同, 或原子不同或 核素不同 构成分子的原 子个 数 不 同, 或原子在空间 上的结合方式 不同 分 子 内 原 子 的 连 接 方 式 不同 (或结构 不同) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰５０１􀅰 续表　 同位素 同素异形体 同分异构体 实例 １２ ６C、１３６C、１４６C, １ １H、２１H、３１H等 金刚石、石墨、 C６０;红磷、白 磷;O２、O３ 等 正 丁 烷、 异 丁烷等 ２􀆰联系 [探究题目] ３􀆰下面列出了几组物质或微粒,请将合适的 序号填写在空格上. ①金刚石和 “足球烯”(C６０)　②D和 T ③１６８O、１７８O和１８８O　④氧气 (O２)和臭氧 (O３) ⑤乙醇 (CH３CH２OH)和甲醚 (CH３OCH３) (１)同素异形体:①④　. (２)同位素:　②③　. (３)同分异构体:　⑤　. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １􀆰 “玉兔”号月球车用２３８９４Pu作为热源材料. 下列关于２３８９４Pu的说法不正确的是 (C ) A􀆰２３８９４Pu与２３９９４Pu互为同位素 B􀆰２３９９４Pu与２３８９４Pu具有相同的最外层电子数 C􀆰２３９９４Pu与２３８９４Pu具有相同的中子数 D􀆰２３８９４Pu与２３９９４Pu在周期表中位于同一位置 ２􀆰下列关于同分异构体的说法错误的是 (D ) A􀆰同分异构体一定具有相同的分子组成 B􀆰互称为同分异构体的物质一定不是同种 物质 C􀆰同分异构现象是有机物种类繁多的原因 之一 D􀆰具有相同相对分子质量和不同结构的化 合物互称为同分异构体 ３􀆰下列各组物质中,关系不正确的是 (A ) A􀆰 H２ 和D２ 互为同素异形体 B􀆰２０２７８Pt和１９８７８Pt互为同位素 C􀆰CH３CH２OH 和 CH３—O—CH３ 互为同 分异构体 D􀆰水和冰是同一种物质 ４􀆰短周期主族元素 X、Y、Z、W、Q 在元素 周期表的位置如下表所示,其中 X 元素的 原子内层电子数是最外层电子数的一半, 则下列说法不正确的是 (C ) X Y Z W Q A􀆰钠与 Y可能形成 Na２Y２ B􀆰由Z与 Q组成的是共价化合物 C􀆰 W 得电子能力比 Q强 D􀆰X与 Y均存在同素异形现象 提醒: 完成作业　专题５　第三单元　第１课时 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰６０１􀅰