专题5 第3单元 从微观结构看物质的多样性 （Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学必修第一册（苏教版）江苏专版

本讲义聚焦“从微观结构看物质的多样性”，系统梳理同素异形体（以碳单质等为例）、同分异构体（如正丁烷与异丁烷）、晶体类型（离子、分子、共价、金属晶体）核心知识点，以“微观结构差异→物质性质不同”为脉络，构建“结构决定性质”的学习支架。 资料通过表格对比（如同位素、同素异形体、同分异构体辨析）、微观模型（金刚石空间网状结构等）及思考题引导（如“同素异形体转化是否为氧化还原反应”），培养科学思维的对比分类与证据推理能力，强化化学观念中物质多样性与结构关系。课中辅助教师系统授课，课后练习题及解析助力学生巩固，查漏补缺。

第三单元　从微观结构看物质的多样性 [学习目标]　 1.以碳元素的几种单质为例，认识同素异形现象。 2.以正丁烷和异丁烷、乙醇和二甲醚为例，认识同分异构现象。 3.知道晶体的类型及分类依据，初步了解晶体类型与物质性质的关系。 [对应学生用书P144] 知识点一　同素异形体 1．同素异形现象 概念：__同一种元素能够形成几种不同的单质__，这种现象称为同素异形现象。 2．同素异形体 (1)概念：同一种元素可形成几种__单质__，这些__单质__之间互称为该元素的同素异形体。 (2)特点：①同一种元素；②不同结构；③物理性质不同，化学性质相似；④可以相互转化。 3．几种常见的同素异形体 (1)碳的同素异形体 物质 金刚石 石墨 足球烯 微观结构 结构 模型 结构 特点 金刚石晶体中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 石墨晶体为__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__，一个个六边形列成平面网状结构，层间存在__分子间作用力__ C60是由60个碳原子形成的封闭笼状分子，形似足球，又称为“足球烯” 结构 差异 碳原子的__成键方式__和__排列方式__不同 物理性质 颜色状态 无色透明固体 灰黑色固体 灰黑色固体 硬度熔点 坚硬、熔点高 质软、熔点高 硬度小、熔点低 导电性 不导电 导电 不导电 (2)氧气和臭氧 物质 O2 O3 物理性质 颜色 无色 淡蓝色 气味 无色 鱼腥味 状态 气体 气体 化学性质 O3的氧化性比O2的氧化性强 相互转化 3O22O3 差异分析 分子中氧原子的个数和氧原子的成键方式不同 1．同一种元素组成的物质一定是纯净物吗？ 提示　不一定，可能是混合物。如碳元素组成的物质可能是金刚石、石墨和C60，也可能是它们的混合物。 2．H2、D2和T2是同素异形体吗？ 提示　不是。它们分子结构相同，是同一种物质。 3．同素异形体之间的转化是氧化还原反应吗？ 提示　不是。元素的化合价在反应前后没有改变，均为0价。 1．同素异形体的含义 (1)同素异形体是指单质，不是指同位素和核素，也不是指化合物。 (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。 2．产生同素异形现象的原因 (1)组成分子的原子个数和成键方式不同。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。 3．同素异形体性质不同的原因 (1)由于分子组成或晶体结构不同，导致它们的性质存在区别，即物理性质差异很大，而化学性质有些相似。 (2)同素异形体之间的转化属于化学变化，但不是氧化还原反应。 1．关于金刚石、石墨、C60的下列说法中，不正确的是(　　) A．它们都是碳元素组成的单质 B．它们都是电的良导体 C．它们原子的排列方式各不相同 D．它们的化学性质几乎相同 解析　金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，它们都是碳元素的同素异形体；由于其结构中各原子的排列方式不同，而使其物理性质差异性较大，如金刚石不导电，石墨能导电等。但它们的化学性质几乎完全相同，如都能在一定条件下与O2完全反应生成二氧化碳。 答案　B 2．下列说法中，正确的是(　　) A．互为同素异形体的物质不仅可以是单质也可以是化合物 B．互为同素异形体的单质是同一种元素，因此它们之间的相互转化是物理变化 C．互为同素异形体的物质必须是单质 D．同种元素组成的单质其物理性质和化学性质一定是相同的 答案　C 知识点二　同分异构体 1．同分异构现象 概念：化合物具有相同的__分子式__，但具有不同__结构__的现象，称为同分异构现象。 2．同分异构体 (1)概念：分子式相同而结构不同的__化合物__，互称为同分异构体。 (2)特点：①分子式相同；②不同结构；③物理性质不同，化学性质可能相似。 3．几种常见的同分异构体 (1)正丁烷和异丁烷 物质 正丁烷 异丁烷 分子式 C4H10 C4H10 结构式 球棍 模型 沸点 －0.5 ℃ －11.7 ℃ 差异 分析 原子的连接方法__不同__，化学键类型__相同__，物质类别__相同__ (2)乙醇和二甲醚 物质 乙醇 二甲醚 分子式 C2H6O C2H6O 结构式 球棍 模型 沸点 78 ℃ －23 ℃ 1．互为同分异构体的化合物，其分子式相同，相对分子质量相同，但相对分子质量相同的化合物分子式相同吗？ 提示　不一定。如甲酸(HCOOH)和乙醇(CH3CH2OH)的相对分子质量均为46。 2．互为同分异构体的化合物，物理性质不同，化学性质一定不同吗？ 提示　不一定。可能相同，也可能不同。如正丁烷和异丁烷的化学性质相似，而乙醇和二甲醚的化学性质差异性较大。 同位素、同素异形体、同分异构体的区别 名称 同位素 同素异形体 同分异构体 定义 质子数相同，中子数不同的同种元素的不同原子称为同位素 同一种元素可形成几种单质，这些单质之间互称为该元素的同素异形体 分子式相同而结构不同的化合物，互称为同分异构体 研究对象 原子 单质 化合物 化学式 用原子符号表示不同原子 用同种元素符号表示不同的分子组成 相同 性质 化学性质相同，物理性质不同 化学性质相似，物理性质不同 化学性质不一定相同，物理性质不同 举例 H、D、T 金刚石、石墨；O2、O3；白磷、红磷 正丁烷、异丁烷；乙醇、二甲醚 1．下列各组物质中，互为同素异形体的是(　　) A．O2和O3 B．CO2和CO C．H2O2和H2O D．Mg和Mg 答案　A 2．下列各组物质中，关系不正确的是(　　) A．H2和D2互为同素异形体 B．Pt和Pt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 解析　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。 答案　A 知识点三　晶体与非晶体 一、晶体 1．晶体 (1)概念：具有__规则的几何外形__和固定的__熔点__的固态物质。 (2)构成晶体的微粒：__离子、分子、原子__。 (3)晶体分类：__离子晶体__、__分子晶体__、__共价晶体__和金属晶体。 2．晶体的结构和性质特点 (1)结构：有规则的__几何外形__；晶体内部，构成晶体的微粒在空间呈有规则的重复排列。 (2)性质：晶体有固定的__熔点__；不同类型的晶体性质不同。 二、离子晶体 1．概念：由__阴、阳离子__按一定方式__有规则__地排列形成的晶体。 2．性质： (1)熔点__较高__，硬度__较大__。 (2)在固态时不导电，在熔融状态下或水溶液中能够__导电__。 3．实例——NaCl的晶体结构 　 氯化钠晶体及其中的离子排列方式 构成氯化钠晶体的微粒是__Na＋、Cl－__，微粒间的相互作用力是__离子键__。 三、分子晶体 1．概念：由分子构成的物质所形成的晶体。 2．性质：(1)熔、沸点较低；(2)硬度较小；(3)不能导电。 3．实例——干冰 干冰晶体及其中的二氧化碳分子排列方式 (1)构成干冰晶体的微粒是__二氧化碳分子__；微粒间的作用力是__分子间作用力__。 (2)干冰汽化时只需要克服分子间作用力，对其分子内部的共价键无影响。 四、共价晶体 1．概念：原子间以__共价键__结合并以一定方式有规则排列成__空间网状结构__的晶体。 2．性质：熔点__高__，硬度__大__，不能导电。 3．实例—石英晶体 (1)构成石英晶体的微粒是__硅原子__和__氧原子__。微粒的作用力是__共价键__。 (2)石英晶体的空间结构是以__共价键__结合的空间网状结构。 (3)在石英晶体中，不存在SiO2分子，SiO2表示的意义是晶体中的硅原子和氧原子的个数比为__1∶2__。 五、金属晶体 1．概念：由金属阳离子和自由电子通过强烈的作用结合形成的晶体。 2．性质：有金属光泽，能导电和传热，有延展性等。 1．如何用实验来证明某固态物质是晶体？ 提示　用X射线进行衍射实验，若构成固态物质的微粒在空间呈有规则的重复排列，则该物质是晶体。 2．决定晶体性质的因素有哪些？ 提示　晶体的性质如状态、熔点、沸点、硬度等与构成晶体的微粒及微粒间的作用力大小有关。 3．如何简单的判别晶体类型？ 提示　通常能导电的是金属晶体；熔融状态下能导电的是离子晶体，熔、沸点低的是分子晶体；熔、沸点很高，硬度大，不导电的是共价晶体。 四种晶体结构和性质的比较 晶体类型 离子晶体 分子晶体 共价晶体 金属晶体 结构 构成晶体 的微粒 阴、 阳离子 分子 原子 金属离子、 自由电子 微粒间 作用力 离子键 分子间 作用力 共价键 金属键 性质 熔、沸点 较高 低 很高 高或低 硬度 较大 小 很大 大或小 溶解性 大部分易 溶于水 在水中溶解度有很大差异 不溶于大 多数溶剂 不溶于水 导电性 晶体 不导电 不导电 不导电 不导电 熔融液 导电 不导电 不导电 导电 溶液 导电 一部分溶于水可以导电 不导电 导电 熔化时克服 的作用力 离子键 分子间作用力 共价键 金属键 实例 食盐 干冰、硫磺 金刚石、石英、晶体硅 钠、镁、铝 1．在下列有关晶体的叙述中，错误的是(　　) A．离子晶体中一定含有离子键 B．共价晶体中，只存在共价键 C．构成分子晶体的物质中不存在共价键 D．稀有气体的原子易形成分子晶体 解析　如含有离子键的晶体一定是离子晶体，A正确；共价晶体只存在共价键，B正确；分子晶体中可能存在共价键，如干冰，也可能不存在共价键，如稀有气体，C错误；稀有气体是单原子分子，易形成分子晶体，D正确。 答案　C 2．下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是(　　) A．金刚石＞晶体硅＞二氧化硅＞碳化硅 B．CI4＞CBr4＞CCl4＞CF4 C．MgO＞O2＞N2＞H2O D．金刚石＞生铁＞纯铁＞钠 解析　A中同属共价晶体，熔、沸点高低主要看共价键强弱，显然晶体硅＜碳化硅，错误；B中都是组成结构相似的分子晶体，熔、沸点高低取决于相对分子质量的大小，正确；C中水在常温下是液体，很明显H2O＞O2＞N2，错误；D中生铁为铁合金，熔点低于纯铁，错误。 答案　B [对应学生用书P148] 1．下列各组物质中，不互为同素异形体的是(　　) A．金刚石和C60　　　 B．红磷和P4 C．O2和O3　 D．干冰与冰 答案　D 2．下列各组物质中属于同分异构体的是(　　) A．N和N B．白磷和红磷 答案　D 3．意大利科学家用O2和18O制造出了一种新型氧分子O4，下列叙述正确的是(　　) A．16O、18O都是氧元素的同位素 B．O2、O、O4都是氧元素的同位素 C．O4是新型的氧化物 D．制造O4的反应是氧化还原反应 答案　D 4．下列有关晶体的说法中，正确的是(　　) A．分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 B．共价晶体中共价键越强，其熔点越高 C．冰融化时，水分子中的共价键发生断裂 D．氯化钠熔化时离子键没被破坏 答案　B 5．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__________；属于同一种物质的有____________。 ①二氧化碳　②　③金刚石 ④干冰　⑤氢溴酸　⑥溴水　⑦液溴 ⑧　⑨12C　⑩石墨　⑪14C　⑫ 答案　⑧、⑫与②　③和⑩　⑨和⑪　①和④、⑧和⑫ 学科网（北京）股份有限公司 $