4.2碳-同素异形体之习题
4．2（1） 碳 同素异形体习题
一、选择题
1．北约空袭南联盟期间，曾使用“石墨炸弹”使南联盟的高压输变电线路短路，这是利用了石墨的（ ）
A 、 可燃性
B 、还原性
C 、导电性
D 、润滑性
2．纳米是一个长度单位，1nm ＝10－
9m ，纳米科技开辟了人类认识世界的新纪元。纳米材料是纳米科技最基本的组成部分。把固体物质加工到纳米级（1nm —100nm ）的超细粉末，即可得到纳米材料。该过程属于（ ）
A 、物理变化
B 、物理变化和化学变化
C 、化学变化
D 、既不是物理变化也不是化学变化 ３．下列各组物质中，属于同素异形体的是（ ）
Ａ、冰和水 Ｂ、一氧化碳和二氧化碳 Ｃ、木炭和活性炭 Ｄ、红磷和白磷
@
４．由一种元素组成的物质（ ）
Ａ、一定是一种单质 Ｂ、一定是一种混合物 Ｃ、一定是一种纯净物 Ｄ、无法确定
5．最近科学家研制出一种新的物质，它的化学式为C 60，下列说法中，正确的是（ ）
①它是一种新型化合物 ②C 60是金刚石的同素异形体 ③C 60式量是720 ④C 60是一种单质
Ａ、①③ Ｂ、 ②③ Ｃ、③④ Ｄ、②③④ 6．碳的化学性质是（ ）
A ． 不活泼
B 、较活泼
C 、 常温下不活泼，高温下较活泼
D 、常温下不活泼，高温下不活泼
)
7．下列物质中，有一种物质能跟其余三种物质反应的是（ ）
A 、氧气
B 、二氧化碳
C 、活性炭
D 、氧化铜
8．对于反应 2CuO + C ??→
?高温
2Cu +CO 2↑,下列说法不正确的是（ ） A 、CuO 是氧化剂 B 、C 被氧化，CuO 被还原 C 、C 是还原剂 D 、Cu 是还原剂，CO 2是氧化剂 二、填空题
9．自然界里游离态的碳主要有____________和___________以及 ，其中__________是天然物质里最硬的物质之一；___________是最软的矿物之一。
10．金刚石和石墨的__________（填物理或化学）性质差异很大，这是因为____________________________而引起的。
11．金刚石可用于切割玻璃和大理石，这是利用了它的________,同理还可作采矿用钻探机的钻头。
12．石墨用作干电池和高温电炉里的电极，这是利用了它的_______ ；石墨还可用作高温润
滑剂，这是利用了它具有__________性和__________性质；石墨用作电车顶上导电杆与电线接触处的滑块，这是因为它具有_________性和__________性。
'
13．木炭具有很强的吸附能力，这是因为它具有______________的结构，因此跟气体或溶液接触的表面积就______，吸附能力就______。
14．净水器和防毒面具中都用到了____________，这时因为它具有____________________。15．古代用墨写的字或画，年久至今而不褪色，这是因为___________________________。16．含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做__________。
17．将______色的氧化铜和______色的木炭粉混合后加强热，反应一段时间后，看到___色的氧化铜逐渐转变为_____色，同时产生的气体能是澄清的石灰水_______。
三、简答题
18．阅读下表数据，回答有关问题。
（1）活性炭的吸附能力主要跟气体的___________（填沸点或相对分子质量）密切相关。
（2）活性炭用于防毒面具里作滤毒剂，可除去氯气、二氧化硫等有毒气体，这是因为
_________________________________________________________________________
计算所需相对原子质量：C-12 O-16 Cu-64 Fe-56 Ca-40
19．实验室用24克木炭还原氧化铜，问共可制得多少摩尔的铜
，
20．现用一定量的焦炭还原氧化铁16克，并将生成的二氧化碳通入澄清石灰水，可得到多少摩尔的沉淀
同素异形体教案
新课标（苏教版）化学2 第三单元从微观结构看物质的多样性 同素异形现象（1课时） 漳州二中化学组黄凌燕 【教学设计思路概述】 本课与同分异构现象、不同类型的晶体共同构成一单元，帮助学生认识物质的多样性与微观结构的关系，为《化学2》中的有机化合物的知识、选修《物质结构与性质》及《有机化学基础》的学习打好基础。教材以碳的同素异形体为例，帮助学生认识金刚石与石墨中碳原子间的结合方式、作用力和空间排列方式的不同，并简要介绍了氧和磷的同素异形体，丰富了学生对同素异形体的认识，故而在设计课堂教学环节时，碳的同素异形现象及同素异形体是重点，从学生熟悉的金刚石和石墨入手，从“同”和“异”两个角度帮助学生认识自然界的同素异形现象，本堂课中，碳、氧、磷三种元素的同素异形体就如同语文中的排比句式，但尤为突出碳的同素异形体，从学生熟悉的物质到新鲜的物质，符合学生认知规律。【教学目标】 1、知识与技能 从同素异形现象认识物质的多样性与微观结构的关系； 以金刚石、石墨、富勒烯等碳的同素异形体为例，认识由于微观结构不同而导致的同素异形现象 2、过程与方法 以生活中熟悉的两种碳的同素异形体——金刚石和石墨性质的“异”“同”为切入点，从“同素”和“异形”两个角度帮助学生认识同素异形现象和同素异形体。 3、情感态度价值观 学生在认识同素异形体的过程中加深了对原子不同连接方式的印象，从中体会到化学学习的趣味性和科学性，使学生在丰富的教学活动中深刻认识到“物质的性质决定性质，性质体现结构”这一观点。 【教学重点】同素异形现象、同素异形体 【教学难点】同素异形体的判断、同位素与同素异形体的辨别 【教学过程】 多媒体展示铅笔芯、钻石图片 引导学生思考比较：金刚石与石墨物理性质的差异
碳的同素异形体
碳的同素异形体 同素异形体，是相同元素组成，不同形态的单质。如碳元素就有金钢石、石墨、无定形碳等同素异形体。同素异形体由于结构不同，彼此间物理性质有差异；但由于是同种元素形成的单质，所以化学性质相似。 同素异形体的化学性质相似。 例如氧气是没有颜色、没有气味的气体，而臭氧是淡蓝色、有鱼腥味的气体；氧气的沸点-183℃，而臭氧的沸点-111．5℃；氧气比臭氧稳定，没有臭氧的氧化性强等。一定要是单质.比如氧气和臭氧,一个是O2一个是O3 同素异形体 金刚石和石墨,都是碳 同素异形体之间的转化不一定属于化学变化（例如：单斜硫和斜方硫）。 形成方式 有三种： 1．组成分子的原子数目不同，例如：氧气O2和臭氧O3 2．晶格中原子的排列方式不同，例如：金刚石和石墨和C60 3．晶格中分子排列的方式不同，例如：正交硫和单斜硫 4. 还有红磷和白磷 性质特点 化学性质：相似或略有差异 物理性质：差别很大 示例 碳的同素异形体 （1）碳的同素异形体有金刚石、石墨和碳60等富勒烯，它们的不同性质是由微观结构的不同所决定的。 金刚石呈正四面体空间网状立体结构，碳原子之间形成共价键。当切割或熔化时，需要克服碳原子之间的共价键，金刚石是自然界已经知道的物质中硬度最大的材料，它的熔点高。上等无暇的金刚石晶莹剔透，折光性好，光彩夺目，是
人们喜爱的饰品，也是尖端科技不可缺少的重要材料。颗粒较小、质量略为低劣的金刚石常用在普通工业方面，如用于制作仪器仪表轴承等精密元件、机械加工、地质钻探等。钻石在磨、锯、钻、抛光等加工工艺中，是切割石料、金属、陶瓷、玻璃等所不可缺少的；用金刚石钻头代替普通硬质合金钻头，可大大提高钻进速度，降低成本；镶嵌钻石的牙钻是牙科医生得心应手的工具；镶嵌钻石的眼科手术刀的刀口锋利光滑，即使用1000倍的显微镜也看不到一点缺陷，是摘除眼睛内白内障普遍使用的利器。金刚石在机械、电子、光学、传热、军事、航天航空、医学和化学领域有着广泛的应用前景。 石墨是片层状结构，层内碳原子排列成平面六边形，每个碳原子以三个共价键与其它碳原子结合，同层中的离域电子可以在整层活动，层间碳原子以分子间作用力（范德华力）相结合。石墨是一种灰黑色、不透明、有金属光泽的晶体。天然石墨耐高温，热膨胀系数小，导热、导电性好，摩擦系数小。石墨被大量用来做电极、坩埚、电刷、润滑剂、铅笔等。具有层状结构的石墨在适当条件下使某些原子或基团插入层内与C原子结合成石墨层间化合物。这些插入化合物的性质基本上不改变石墨原有的层状结构，但片层间的距离增加，称为膨胀石墨，它具有天然石墨不具有的可绕性，回弹性等，可作为一种新型的工程材料，在石油化工、化肥、原子能、电子等领域广泛应用。 （2）碳60 1985年，美国德克萨斯洲罗斯大学的科学家们制造出了第三种形式的单质碳C60，C60是由60个碳原子形成的封闭笼状分子，形似足球，C60为黑色粉末，易溶于二硫化碳、苯等溶剂中。人们以建筑大师 B.富勒的名字命名了这种形式的单质碳，称为富勒烯（fullarene）。这是因为富勒设计了称为球状穹顶的建筑物，而某些富勒烯的结构正好与其十分相似。C60曾又被称足球烯、巴基球等，它属于球碳族，这一类物质的分子式可以表示为Cn，n为28到540之间的整数值，有C50、C70、C84、C240等，在这些分子中，碳原子与另外三个碳原子形成两个单键和一个双键，它们实际上是球形共轭烯。 富勒烯分子由于其独特的结构和性质，受到了广泛的重视。人们发现富勒烯分子笼状结构具有向外开放的面，而内部却是空的，这就有可能将其他物质引入到该球体内部，这样可以显著地改变富勒烯分子的物理和化学性质。例如化学家已经尝试着往这些中空的物质中加进各种各样的金属，使之具有超导性，已发现C60和某些碱金属化合得到的超导体其临界温度高于近年研究过的各种超导体，科学家预言C540有可能实现室温超导；也有设想将某些药物置入C60球体空腔内，成为缓释型的药物，进入人体的各个部位。在单分子纳米电子器件等方面有着广泛的应用前景，富勒烯已经广泛地影响到物理、化学、材料科学、生命及医药科学各领域。 （3）碳纳米管 碳纳米管可分单层及多层的碳纳米管，它是由单层或多层同心轴石墨层卷曲而成的中空碳管，管直径一般为几个纳米到几十个纳米，多层碳纳米管是管壁的石墨层间距为0.34纳米，与平面石墨层的间距一样，不论是单层还是多层碳纳米管，前后末端类似半圆形，结构基本上与碳六十相似，使整个碳管成为一个封闭结构，故纳米碳管也是碳族的成员之一。碳纳米管非常微小，5万个并排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。 碳纳米管强度高具有韧性、重量轻、比表面积大，性能稳定，随管壁曲卷结构不同而呈现出半导体或良导体的特异导电性，场发射性能优良。自1991年单
4.2碳_同素异形体之习题
4．2（1） 碳 同素异形体习题 一、选择题 1．北约空袭南联盟期间，曾使用“石墨炸弹”使南联盟的高压输变电线路短路，这是利用了石墨的（ ） A 、 可燃性 B 、还原性 C 、导电性 D 、润滑性 2．纳米是一个长度单位，1nm ＝10－ 9m ，纳米科技开辟了人类认识世界的新纪元。纳米材料是纳米科技最基本的组成部分。把固体物质加工到纳米级（1nm —100nm ）的超细粉末，即可得到纳米材料。该过程属于（ ） A 、物理变化 B 、物理变化和化学变化 C 、化学变化 D 、既不是物理变化也不是化学变化 ３．下列各组物质中，属于同素异形体的是（ ） Ａ、冰和水 Ｂ、一氧化碳和二氧化碳 Ｃ、木炭和活性炭 Ｄ、红磷和白磷 ４．由一种元素组成的物质（ ） Ａ、一定是一种单质 Ｂ、一定是一种混合物 Ｃ、一定是一种纯净物 Ｄ、无法确定 5．最近科学家研制出一种新的物质，它的化学式为C 60，下列说法中，正确的是（ ） ①它是一种新型化合物 ②C 60是金刚石的同素异形体 ③C 60式量是720 ④C 60是一种单质 Ａ、①③ Ｂ、 ②③ Ｃ、③④ Ｄ、②③④ 6．碳的化学性质是（ ） A ． 不活泼 B 、较活泼 C 、 常温下不活泼，高温下较活泼 D 、常温下不活泼，高温下不活泼 7．下列物质中，有一种物质能跟其余三种物质反应的是（ ） A 、氧气 B 、二氧化碳 C 、活性炭 D 、氧化铜 8．对于反应 2CuO + C ??→?高温 2Cu +CO 2↑,下列说法不正确的是（ ） A 、CuO 是氧化剂 B 、 C 被氧化，CuO 被还原 C 、C 是还原剂 D 、Cu 是还原剂，CO 2是氧化剂 二、填空题 9．自然界里游离态的碳主要有____________和___________以及 ，其中__________是天然物质里最硬的物质之一；___________是最软的矿物之一。 10．金刚石和石墨的__________（填物理或化学）性质差异很大，这是因为____________________________而引起的。 11．金刚石可用于切割玻璃和大理石，这是利用了它的________,同理还可作采矿用钻探机的钻头。 12．石墨用作干电池和高温电炉里的电极，这是利用了它的_______ ；石墨还可用作高温润滑剂，这是利用了它具有__________性和__________性质；石墨用作电车顶上导电杆与电线接触处的滑块，这是因为它具有_________性和__________性。
碳有三种同素异形体
碳有三种同素异形体，即金刚石、石墨和无定形碳。无定形碳有炭黑、木炭、焦炭、骨炭、活性炭等。统称黑碳。这三种同素异形体的物理性质差别很大。但在氧气里燃烧后的产物都是二氧化碳。 1.金刚石的晶体结构 金刚石是典型的原子晶体，在这种晶体中的基本结构粒子是碳原子。每个碳原子都以sp3 杂化轨道与四个碳原子形成共价单键，键长为1.55×10-10 m，键角为109°28′，构成正四面体。每个碳原子位于正四面体的中心，周围四个碳原子位于四个顶点上，在空间构成连续的、坚固的骨架结构。因此，可以把整个晶体看成一个巨大的分子。由于C—C键的键能大(为347 kJ/mol)，价电子都参与了共价键的形成，使得晶体中没有自由电子，所以金刚石是自然界中最坚硬的固体，熔点高达3 550 ℃，并且不导电。 2.石墨的晶体结构 石墨晶体是属于混合键型的晶体。石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合，形成正六角形蜂巢状的平面层状结构，而每个碳原子还有一个2p轨道，其中有一个2p电子。这些p轨道又都互相平行，并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面，形成了大π键。因而这些π电子可以在整个碳原子平面上活动，类似金属键的性质。而平面结构的层与层之间则依靠分子间作用力(范德华力)结合起来，形成石墨晶体.石墨有金属光泽，在层平面方向有很好的导电性质。由于层间的分子间作用力弱，因此石墨晶体的层与层之间容易滑动，工业上用石墨作固体润滑剂。 3.无定形碳 所谓无定形碳是指其内部结构而言。实际上它们的内部结构并不是真正的无定形体，而是具有和石墨一样结构的晶体，只是由碳原子六角形环状平面形成的层状结构零乱而不规则，晶体形成有缺陷，而且晶粒微小，含有少量杂质。 无定形碳包括： 炭黑木炭焦炭活性炭骨炭糖炭 无定形碳跟少量砂子、氧化铁催化剂混合，在约3500℃中加热，使产生的碳蒸气凝聚，可得人造石墨。 1
碳精品教案教学目标1
4.2碳 教学目标：1，掌握碳的三种单质（金刚石，石墨，C60） 2，理解同素异形现象，同素异形体 3，木炭，活性炭的吸附作用 难点，重点：难点：理解碳的三种单质的性质差异 判断同素异形体 重点：金刚石，石墨，C60的物性与用途 教具，媒体：讲解，演示，讨论 板书设计：引入→碳，同素异形体→金刚石与石墨的性质与用途 →C60→思考1，2→引出：同素异形现象与同素异形体→无定型碳→吸附作用；作业布置：精练与博览 教学过程：导入：光彩夺目的钻石对于我们来说，肯定不陌生，可这种昂贵的物品都与我们铅笔盒中的某一件东西有着同样的元素组成，它就是铅笔蕊。铅笔蕊中含 有大量的石墨，而钻石则是由金刚石经过琢磨而制成的。这节课我们就来 学习自然界中存在的碳的丙种单质――金刚石与石墨的性质与用途。 板书一、碳同素异形体 讲述：碳是组成物质的重要元素，自然界中含有碳元素的单质化合物占物质总数的90%以上，例如：金刚石与石墨，都是由碳元素组成的单质，那么， 这两种物质的性质与用途是否相同呢？ 板书1，金刚石与石墨的性质与用途 演示：P99 动手作实验 学生归纳：实验现象 讲述：通过刚才的实验可知：铅笔芯（主要成分是石墨）有滑腻感，而且很软，具有导电性；金刚石没有导电性，而且它是天然物质中最硬的物质。利用 它的坚硬，金刚石可用来切割玻璃，用于钻探机得钻头等，并且由于它的 光彩夺目，还可做装饰品，如钻石。石墨除了用软和滑腻感的特性来做铅 笔芯外，高温下还可作润滑剂，还可利用它的导电性来做电极。 板书：小结 讲述：除了金刚石和石墨外，其实还有一种碳的单质――碳60（C60）又称富勒烯或足球烯，它是由60个碳原子构成了一个分子，其结构类似足球的三 维空心球状结构。 板书2，碳的另一单质――C60（富勒烯或足球烯） 特性：有金属光泽，能抗辐射，耐高压，抗化学腐蚀。 思考1：在电车顶上的两根导线杆，根电线接处处分别装上一块石墨制成的滑块，以保证行驶时供电。为什么运用石墨来供电？ ①熔点高，易导电②有滑腻感，可作润滑剂
碳的同素异形体
碳的同素异形体 王法泽F0611004班5061109114 摘要：归纳总结了碳的四种同素异形体，并从结构和性质方面进行简要地比较，从而体现结构决定性质的化学思想。 关键词：同素异形体、富勒烯、碳纳米管。 碳是最早被发现和利用的元素之一。长期以来人们以为单质碳的同素异形体有金刚石、石墨和无定形碳三种，1985年C60的发现将人类领入认识碳的全新领域——富勒烯，美国科学家Curl和Smalley教授及英国科学家Kroto教授为此获得1996年诺贝尔化学奖。从平面低对称性分子到全对称的球形分子，从简单分子到富勒烯笼内包原子的超分子，从一维超导到三维超导，从平面的石墨到一维管状的碳纳米管，富勒烯已经广泛地影响到物理、化学、材料科学、生命及医药科学各领域，极大地丰富和提高了科学理论，同时也显示出巨大的潜在应用前景。 图1各种结构的碳：金刚石，C60，石墨，（10，10）型纳米碳管 （From Nanotube image gallery at Rice University） 下面简单介绍几种同素异形体的结构和性质： （1）金刚石的结构和性质：
在金刚石中，C原子以sp3杂化轨道形成四面体的键，每个碳原子均以四个 按四面体分布的键与相邻的四个碳原子结合成庞大的分子。在金刚石中C原子 的所有外层电子都参与成键，所以高纯而完整的金刚石晶体是绝缘体。金刚石的 晶体结构除通常见到的立方晶体外还有六方晶体。 由于C—C键贯穿整个晶体，使晶体解离困难，因此金刚石是天然存在最硬 的物质。它的抗压强度高，耐磨性能好，熔点高，而且具有抗腐蚀、抗辐射等优 良性能。 （2）石墨的结构和性质： 石墨为层型结构，层中每个C原子以sp2杂化轨道与三个相邻的碳原子形成 三个等距离的σ键，由此形成C原子的无限平面层。而各个碳原子垂直于该平 面的Pz轨道，彼此相互重叠形成离域π键，使层中C原子间距离变为141．5pm， 较C—C单键短，其键级相当于 4/3 。石墨晶体主要有六方晶系和三方晶系两种 对称性。 这种结构使石墨的力学性质显示出鲜明的各向异性，在和层平等的方向上显 示出完整的解离性，层间易于滑动，所以石墨很软，是良好的固体润滑剂。 （3）无定形碳的结构和性质： 无定形碳是由石墨层型结构的分子碎片互相大致平等地无序堆积，间或有碳 按四面体成键方式互相键连，而形成无序结构。在无定形碳中，以四面体成键的 碳有多有少，多则形成比较坚硬的无定形碳如焦Array炭、玻璃态碳等。焦炭、木炭、炭黑和玻璃态碳 等是无定形碳的主要存在形式，而煤和碳纤维等 的结构则介于石墨和无定形碳之间。 （4）C60的结构与特性 C60的结构研究表明，C60是一个由12个五元 环和20个六元环组成的球形32面体，它的外形 酷似足球。六元环的每个碳原子均以双键与其他 碳原子结合，形成类似苯环的结构，它的σ键不 同于石墨中sp2杂化轨道形成的σ键，也不同于金刚石中sp3杂化轨道形成的σ 键，是以sp2.28杂化轨道（s成分为30％，p成分为70％）形成的σ键。C60的л
同素异形体
同素异形体 同素异形体:是指由同样的单一化学元素组成，因排列方式不同，而具有不同性质的单质。 同素异形体之间的性质差异主要表现在物理性质上，性质差异的原因是结构不同。 化学性质上也有着活性的差异。 例如磷的两种同素异形体，红磷和白磷，它们的着火点分别是240和40摄氏度，但是充分燃烧之后的产物都是五氧化二磷； 白磷有剧毒，可溶于二硫化碳， 红磷无毒，却不溶于二硫化碳。 同素异形体之间在一定条件下可以相互转化，这种转化是一种化学变化，但不属于氧化还原反应。 例如:氧气是没有颜色、没有气味的气体，而臭氧是淡蓝色、有鱼腥味的气体；氧气的沸点为-183℃，而臭氧的沸点为-112.4℃。 同素异形体的存在不是个别的孤立的现象，而是非金属元素（也包括周期表上对角线附近的少数金属）的最外层电子数较多，成键方式多样的宏观反映。稀有气体元素由于原子结构的稳定性，氢及卤素由于成键方式的单一性，都难以形成同素异形体。 同素异形体的化学性质相似。以熟知的金刚石与石墨为例，金刚石每个碳原子与相邻的四个碳原子以共价键连接，形成四面体结构，是一种原子晶体。而石墨中，碳原子呈层状排列，每一层的碳原子以共价键连接形成平面六边形，因此相对稳定，但层与层只见仅依靠微弱的分子间作用力连接，易发生相对滑动，因此石墨的化学性质与金刚石相比更为活泼，物理性质差异更加明显，金刚石是无色透明的晶体，熔点与硬度远大于石墨。而石墨是深灰色、质软、不透明，易导电的片状固体。 生活中最常见的同素异形体: 1\碳的同素异形体：金刚石、石墨、富勒烯、碳纳米管、石墨烯和石墨炔； 2\磷的同素异形体：白磷和红磷； 3\氧的同素异形体：氧气、臭氧、四聚氧和红氧。 4\硫的同素异形体：有许多同素异形体,最常见的是晶状的单斜硫和斜方硫 适用对象-----单质 形成方式-----原子排列方式与数目 化学式-----元素符号相同，分子式可以不同 物理性质-----有差异 化学性质-----有差异 ※※与同分异构体关系 ※※与同位素关系 (一) 形成方式 1．组成分子里原子个数不同， 如：氧气（O?）和臭氧（O?）。 2．晶体， 如：金刚石(正四面体空间网状结构的原子晶体)、石墨 (层状结构的混合型晶体)和C??(存在单个分子的分子晶体)。 3．晶体里分子的排列方式不同; 如：斜方硫和单斜硫。
同位素,同素异形体,同分异构体,同系物的概念
同位素的表示符号 同位素是具有相同原子序数的同一化学元素的两种或多种原子之一，在元素周期表上占有同一位置，化学行为几乎相同，但原子质量或质量数不同，从而其质谱行为、放射性转变和物理性质(例如在气态下的扩散本领)有所差异。同位素的表示是在该元素符号的左上角注明质量数，例如碳14，一般用14C而不用C14。 自然界中许多元素都有同位素。同位素有的是天然存在的，有的是人工制造的，有的有放射性，有的没有放射性。 同一元素的同位素虽然质量数不同，但他们的化学性质基本相同（如：化学反应和离子的形成），物理性质有差异[主要表现在质量上（如：熔点和沸点）]。自然界中，各种同位素的原子个数百分比一定。 同位素是指具有相同核电荷但不同原子质量的原子（核素）称为同位素。在19世纪末先发现了放射性同位素，随后又发现了天然存在的稳定同位素，并测定了同位素的丰度。大多数天然元素都存在几种稳定的同位素。同种元素的各种同位素质量不同，但化学性质几乎相同。 同素异形体，是相同元素组成，不同形态的单质。如碳元素就有金钢石、石墨、无定形碳等同素异形体。同素异形体由于结构不同，彼此间物理性质有差异；但由于是同种元素形成的单质，所以化学性质相似。 同分异构体： 化学上，同分异构体是一种有相同化学式，有同样的化学键而有不同的原子排列的化合物。简单地说，化合物具有相同分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象；具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体。很多同分异构体有相似的性质。 同系物定义 化学上，我们把结构相似，组成上相差1个或者若干个某种原子团的化合物互称为同系物。多用于有机化合物。 旧定义（在比较旧的化学书上可能存在这个概念）化学上，我们把结构、化学性质、通式相似，组成上相差1个或者若干个CH2原子团(系差)具有相同官能团的化合物统称为同系物。 烷烃中的甲烷、乙烷、丁烷等，他们相差n个CH2，互为同系物。 又比如（假设存在，只是为了说明）CH2O、C2H4O2、C3H6O3，他们相差n个CH2O，也互为同系物
高中化学同素异形体教案
同素异形现象 设计课时：1课时 课的类型：新授课 【教学理念】 美国心理学家奥苏贝尔认为，影响学习的最重要因素是学生已知的内容，学生只有进行有意义的学习才有价值。有意义的学习是内发的、主动的，是整体性的质变过程。结合现代教学理念，高中化学课堂教学要围绕“收获者”即学生为中心展开，体现“以学生为主体，教师为主导”的教学理念。 基于以上思想，本节教学设计将充分体现学生的主体性，积极性引导学生参与到教学活动当中，让学生亲历科学探究过程，从而学会学习、乐于学习。 【教材分析】 本节课选自苏教版化学2专题一第三单元，本节课旨在通过几种常见的同素异形体的微观结构，理解微观结构与物质多样性的关系，进一步加深结构与性质的关系，本节课学习的微观结构知识，既是化学键及结构决定性质等知识的初步应用，也为后面《不同的晶体类型》和选修模块《物质的结构与性质》的学习奠定了基础。 《普通高中化学课程标准》对于本课的要求：以碳元素为例认识同素异形现象，从微观结构了解物质形态的多样性的要求。 知识与技能： 1、以金刚石石墨等碳的同素异形体为例，认识由于微观结构的不同而导致的同素异形现象 2、从同素异形现象认识物质的多样性与微观结构的关系 3、能例举碳氧元素的常见同素异形体 教材内容、地位及作用 1 教学目标 2
过程与方法：通过金刚石与石墨等微观结构模型的比较，分析金刚石与石墨等物质的性 质了解模型法在化学研究中的重要作用。 情感、态度与价值观：通过臭氧层的形成与臭氧空洞的危害，体会臭氧对人类的重要性， 激发学习化学的兴趣，树立保护环境的责任感。 教学重点：以金刚石、石墨为例认识由于微观结构的不同从而导致的同素异形现象 突出方法：小组讨论法 教学难点：金刚石、石墨、和纳米管道的结构 突破方法：小组讨论法 【学情分析】 学生的差异是客观存在的，教师只有全面了解学生情况，才可能因材施教，有的放矢。本 节教学设计主要针对普通中学的高一学生。从知识的起点上看，学生对碳的单质的性质了解并 不多，但多数学生在生活中与金刚石与石墨有过接触，对其物理性质有感性认识，但并不知道 这两种碳单质性质及性质差异的原因，另外在前一节中，学生学习了化学键的基础知识，已经 具备通过模型简单分析金刚石与石墨的结构差异能力，可为本节课打下良好的基础。从思维角 度看，高一年级的学生思维敏捷、活跃，但不够严谨，未学习过立体几何，空间现象力较差， 对金刚石石墨等空间结构了解将存在一定困难。 【教法阐述】 【教具】 教 法 方 法 使 用 发现教学法 教师不直接把现成的知识传授给学生，而是通过在教师事先精心设 计，组织安排的一系列活动中，让学生像科学家一样去发现科学事实， 获取科学知识，本节课主要是让学生通过观察和讨论物质的微观结 构，从而理解同分异构体间的本质区别，学会用科学的方法去思考和 研究问题。 媒体类型 媒体来源 媒体使用 媒体效果 教学重、难点 3