第三单元 从微观结构看物质的多样性优秀公开课教案

教师

授课时间

学生

授课课题

从微观结构看物质的多样性

年级

授课类型

高一

复习课

1、（1）从同素异形现象认识物质的多样性与微观结构的关系，能例举C、O元素的常见同素异形体；

（2）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；

（3）了解碳的同素异形体在社会发展中的重要意义，通过臭氧空洞的形成与保护，激发学好化学，保护环境的责任感。

教学目标

2、（1）会比较同素异形体和同分异构体及同位素之间的概念；

（2）掌握常见的集中同分异构体的性质；

（3）以正丁烷和异丁烷，乙醇和二甲醚为例认识有机物的同分异构体。

3、（1）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；

（2）认识不同的物质可以形成不同的晶体，不同类型的晶体的结构、构成微粒、物理性质不尽相同，各有特点。

1、重点：（1）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。(2)不同类型的晶体的结构、构成微粒、物理性质等特征。

2、难点：（1）同素异形体、同分异构体、同位素三个概念的辨析。（2)判断晶体类型、构成微粒。

教学重点与难点

参考资料

课本

教学过程

复习巩固

新课导入

授课内容分析、推导(突出教学内容要点，采用的教学方法等，要求简明扼要，若有与教材中相同的文字、表格、例题等不要在教案上照抄，可注明教材页码。

)

一、同素异形现象和同分异构现象

知识回顾

（一）同素异形现象

1、金刚石和石墨是同一种单质吗？__________ 2、金刚石和石墨在氧气中完全燃烧只生成二氧化碳，说明了什么？

_________________________________________ 3、什么是同素异形现象？__________________________________ 4、定义：_____________________________，这种现象称为同素异形现象。

（二）同素异形体

常见的同素异形体：_____________________________（注意：同素异形体是指单质，化合物不可互称为同素异形体。如：H2O和H2O2，不是同素异形体。）

1、碳的同素异形体

项目

结构特点

主要物理性质

金刚石

石墨

主要化学性质

用途

转化

2、氧的同素异形体

项目

主要物理性质

主要化学性质

存在

用途

转化

3、磷的同素异形体

项目

主要物理性质

溶解性

主要化学性质

毒性

着火点

转化

氧气

臭氧

白磷

红磷

（三）同分异构体

同分异构现象的定义：_____________________________________ 同分异构体:分子式相同而结构式不同的____________互称同分异构体。

理解：（1）同系物结构相似，必为同一类物质，所以性质相似；而同分异构体可能是同类物质或不同类物质，所以性质可能相似或不同。

（2）同分异构体的结构不同是指：①碳链骨架不同；②官能团在碳链上的位置不同；③官能团的种类不同。

（3）同分异构体的熔、沸点高低与支链（取代基）的多少有关，一般支链越多熔沸点越低，如沸点：戊烷＞2-甲基丁烷＞2,2-二甲基丙烷。

（四）同分异构体的书写

书写时遵循的一般规律：先写碳链异构，再写官能团位置异构，最后考虑类别异构。

(1)碳链异构：由碳原子的排列顺序不同而产生的异构现象。注意：烷烃的同分异构是所有其他烃及烃的衍生物的碳链异构的骨架，必须熟练掌握。要记住从甲烷到己烷的异构体数目为“1，1，1，2，3，5”，并能熟练写出其碳骨架。

（2)官能团位置异构：由官能团在碳链或碳环上的位置不同而产生的异构现象。

(3)类别异构：由于官能团的种类不同而形成的异构现象。常见的类别异构有：

①分子式CnH2n(n≥3)：单烯烃与环烷烃。

②分子式CnH2n –2(n≥4)：炔烃、二烯烃（重点学习）与环烯烃*。

③分子式CnH2n +2O(n≥2)：饱和一元醇与醚。

④分子式CnH2nO(n≥3)：饱和一元醛与酮。

⑤分子式CnH2nO2(n≥2)：饱和一元羧酸与酯。（重点学习）

⑥分子式CnH2n –6O(n≥7)：苯酚的同系物、芳香醇（重点学习）与芳香醚*。

⑦*分子式CnH2n +1O2N(n≥2)：氨基酸与硝基化合物

*(4)判断一些不熟悉或不常见的有机物是否为同分异构体，还是应该根据分子式是否相同而结构是否不同来进行判断，即尽量写出它们的分子式，再进行判断。

（五）同位素、同素异形体、同分异构体三者之间的比较：

概念

同位素

同素异形体

同分异构体

研究对象

结构

物理性质

化学性质

判断规律

举例

小练习

1、下列四种说法：（1）只有一种元素组成的物质一定是纯净物（2）只有C2H6O组成的物质一定是纯净物（3）有单质参加的反应一定是氧化还原反应（4）同素异形体之间的相互转化属于化学反应，其中错误的组合是 （ ）

A、只有（1）（2） B、只有（3）（4） C、只有（1）（2）（3） D、（1）（2）（3）（4）全错

2、安全火柴盒的侧面涂有红磷和三硫化二锑的混合物，用红磷比用白磷安全，理由是（ ）

A、红磷是原子晶体，白磷是分子晶体，所以红磷比白磷更稳定；

B、白磷在空气中会自燃，而红磷的着火点比白磷的着火点高；

C、白磷有毒，红磷无毒； D、白磷和红磷都是分子晶体，红磷的熔点比白磷高。

3、据报道，国外科学家用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，再用射频电火花喷射氮气，此时碳氮原子结合成碳氮化合物的薄膜，据称此化合物可能比金刚石更坚硬，究其原因可能是 （ ）

A、碳、氮原子构成网状结构的晶体； B、碳氮键比金刚石中碳碳键更短；

C、氮原子最外层电子数比碳原子最外层电子数多；D、碳、氮单质的化学性质均不活泼。

124、最近科学家研究出一种新的分子，它具有类似足球的空心结构，分子式为C60，下列有关说法正确的是 （ ）

A、C60是一种新型化合物； B、C60和石墨是碳的同素异形体；

1212C、C60具有离子键； D、C60的摩尔质量是720。

D、自然界中存在多种由A、B、C、D四种元素组成的化合物。

5、下列各组微粒的化学式中能真实表示分子组成的是 （ ）

A、CsCl B、SiO2 C、S D、P4 6、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

7、1995年，美国教授Lagow宣称，他们制得了碳的第四种同素异形体——链式炔碳：

…—C≡C—C≡C—C≡C—C≡C—…（300～500个碳原子）该物质很活泼。它的熔点估计比金刚石 （填“高”或“低”），其原因是 。

8．大气层外的臭氧层的作用是 （ ）

A．吸收CO2 B．分解补充O2 C．吸收红外线 D．吸收紫外线

9．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Ag、Hg等较不活泼的金属氧化

B．臭氧可以杀死许多细菌，是一种良好的消毒剂

C．臭氧和活性炭一样，能够吸附有机色素，是一种很好的脱色剂

D．臭氧和氧气一定条件下可以相互转化

10．下列各组物质属同素异形体的是

（ ）

1618A．O和O B．金刚石、石墨和C60 C． O2和O3 D．H2O和H2O2

11．下列化学式中，只表示一种纯净物的是 （ ）

A．C B．CH4 C．C2H6O D．C4H10 12．当今化学界关注的热点之一的C60，它可以看成是金刚石的 （ ）

A．同素异形体 B．同分异构体 C．同位素 D．同系物 13．下列各组物质中互为同分异构体的是 （ ）

12A．H与H B．O2与O3 C．甲烷与正丁烷 D．正丁烷与异丁烷

14．属于同分异构体的是： （ ）

A．O2和O3

B．H2和H2

231212

C．H2O与H2O2

D．C2H5COOH与CH3COOCH3 15．农业及城市生活污水中含磷。对于处理污水时要不要除去磷，有以下几种意见，你认为正确的是 （ ） A.磷是生物的营养元素，不必除去

B.含磷的污水是很好的肥料，不必处理

C.磷对人无毒，除去与否都无关紧要

D.含磷的污水排到自然水体中能引起澡类增殖，使水变质，必须除去

16．同素异形体由________元素形成的不同的________叫这种元素的同素异形体。常见的同素异形体有：_____________、_____________、_____________。

17．填写下表:

颜色

气味

水溶性

密度

氧化性

漂白性

O2

O3

稳定性

转化

相互关系

二、不同类型的晶体

（一）晶体

1、晶体的定义：具有_______________________的固体叫晶体。如：_______、________、_________、_________等。

2、自然界固态物质的分类：_________和___________。

3、晶体有规则几何外形的原因：晶体规则几何外形是内部构成微粒_____________的结果。

分析表格中的物质和数据，思考回答问题：

物质

冰

NaCl SiO2

KI 白磷

44.1℃

CsCl 645℃

干冰

-56.6℃

金刚石

3550℃

熔点

0℃

801℃

1723℃

686℃

从上表中你可以看出晶体具有的一点性质吗？

4、晶态物质具有固定的__________。

比较上表中各种不同晶体的熔点差异，说明了什么问题？

5、构成晶体的微粒可以是__________、__________、___________。

（二）晶体的类型

1、离子晶体

（1）定义：离子化合物中的___________按一定方式有规则地排列形成离子晶体。

（2）说明 ①构成微粒：___________②形成晶体作用力：_________________ （3）离子晶体的特点： ①无单个分子存在；NaCl不表示分子式。

②熔沸点较高，硬度较大。③水溶液或者熔融状态下能导电。

（4）物质范围或实例：强碱、部分金属氧化物、部分盐。

2、分子晶体

（1）定义：___________之间依靠_____________作用力按一定规则排列形成的晶体

（2）说明 ①构成微粒：___________ ②形成晶体作用力：_________________ （3）分子晶体的特点： ①熔沸点较低，硬度较小。

②分子晶体以及其液态时不导电，分子晶体溶于水时，水溶液有的能导电，

如HCl溶于水能导电，而乙醇（C2H5OH）溶于水不能导电。

（4）物质范围或实例：大多数共价化合物和大多数非金属单质、稀有气体。

3、原子晶体

（1）定义：相邻的_______间以____________结合形成____________结构的晶体。

（2）说明 ①构成微粒：___________ ②形成晶体作用力：_________________ （3）原子晶体的特点： ①无单个分子存在；如SiO2不表示分子式。

②原子晶体一般具有很高的熔点和沸点，并难溶于水。

③原子晶体的硬度大，一般不能导电。

④原子间键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔沸点越高。

如：比较金刚石、SiC、硅三者熔沸点的高低？

（4）物质范围或实例：金刚石、晶体硅、石英、SiC（金刚砂）

4、金属晶体

：

（1）定义：金属离子与自由电子通过金属键形成的单质晶体

（2）说明：①构成微粒：___________②形成晶体作用力：_________________ （3）金属晶体的特点：

①具有良好的导电、导热性。 ②一般具有延展性

（4）物质范围或实例：金属、合金

分析下表，尝试对四种类型的晶体进行比较

构成微粒

作用力

性质

熔、沸点

硬度

晶体

离子晶体

阴、阳离子

离子键

分子晶体

分子

分子间作用力

原子晶体

原子

共价键

金属晶体

金属阳离子、自由电子

金属键

导

电熔融状态

性

水溶液

熔化时克服的作用力

典型实例

【晶体类型的判断规律总结】

1、含离子键的化合物可形成离子晶体

2、只含共价键的单质、化合物多数形成分子晶体，少数形成原子晶体如金刚石、晶体硅、二氧化硅等。

3、金属一般可形成金属晶体

4、重要经验规律及特殊规律

（1）物质中有阴离子必有阳离子，但有阳离子不一定有阴离子（如合金及金属）。

（2）共价化合物中一定无离子键，离子化合物中不一定无共价键。

（3）离子、原子晶体中一定无分子存在，亦无范德华力，只有分子晶体中存在范德华力，唯一无共价键的是稀有气体晶体。

（4）非金属元素间一般不能形成离子化合物，但铵盐却是离子化合物。

（5）构成分子的稳定性与范德华力无关，由共价键强弱决定。分子的熔沸点才与范德华力有关，且随着分子间作用力增强而增高。

（6）原子晶体的熔沸点不一定比金属高，金属的熔沸点也不一定比分子晶体高。

小练习

1、下列各组物质的晶体中,化学键类型相同、晶体类型也相同的是 A、SO2和SiO2

B、CO2和H2O C、NaCl和HCl D、CCl4和KCl

2、下列物质的晶体中，不存在分子的是 A、二氧化碳

B、二氧化硫

C、二氧化硅

D、二硫化碳

3、下列晶体熔化时，不需要破坏化学键的是 A、金刚石 B、干冰 C、食盐 D、晶体硅

4、实现下列变化时，需克服相同类型作用力的是 A、水晶和干冰的熔化

B、食盐和冰醋酸熔化

C、液溴和液汞的气化 D、纯碱和烧碱的熔化

5、下列晶体中，不属于原子晶体的是： A、干冰 B、水晶 C、晶体硅 D、金刚石

6、处于固体状态的下列物质，其晶体类型正确的一组是 离子晶体 分子晶体 原子晶体 A、 KOH SO3 Ar B、 H2SO4 硫磺 石墨

C、 CH3COONH4 H2O 水晶

D、 Ba(OH)2 玻璃 金刚石

7、氮化硅(Si3N4)是一种新型的耐高温耐磨材料，

在工业上有广泛用途，它属于

Ａ、原子晶体 Ｂ、分子晶体 Ｃ、金属晶体 Ｄ、离子晶体

8、下列每组物质发生状态变化所克服的微粒间的相互作用属于同类型的是

A、食盐和蔗糖熔化 B、钠和硫熔化

C、碘和干冰升华 D、二氧化硅和氧化钠熔化

小结

作业/思考题

课后反思（体会、得失分析、改进）

学生对于本次课的评价：

○

特别满意 ○

满意

○

一般 ○

差

学生签字：

教师评定：

1、

学生上次作业评价：

○

好 ○

较好

○

一般 ○

差

2、

学生本次上课情况评价：

○

好

○

较好

○

一般 ○

差

教师签字：

主任签字:

日期