高一化學必修2優(yōu)秀教案
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高一化學必修2優(yōu)秀教案
優(yōu)秀的地理教案是高一學生在課堂上的最佳指導。下面是學習啦小編為您帶來的高一化學必修2優(yōu)秀教案，希望是你所需要的資料。高一化學必修2優(yōu)秀教案：微粒間的作用力
【知識目標】1.認識化學鍵的涵義，知道離子鍵的形成;
2.初步學會用電子式表示簡單的原子、離子和離子化合物。
【能力目標】
1.通過分析化學物質(zhì)的形成過程，進一步理解科學研究的意義，學習研究科學的基本方法。
2.在分析、交流中善于發(fā)現(xiàn)問題，敢于質(zhì)疑，培養(yǎng)獨立思考能力幾與人合作的團隊精神。
【情感目標】發(fā)展學習化學的興趣，感受化學世界的奇妙與和諧。
【重點、難點】離子鍵、化學鍵
【教學方法】
討論、交流、啟發(fā)
【教學用具】PPT等
【教學過程】
講述：我們每天都在接觸大量的化學物質(zhì)，例如食鹽、氧氣、水等。我們知道物質(zhì)是由微粒構(gòu)成的，今天，我們要研究的是這些微粒是怎樣結(jié)合成物質(zhì)的?
問題：食鹽是由什么微粒構(gòu)成的?
食鹽晶體能否導電?為什么?
什么情況下可以導電?為
什么?
這些事實說明了什么?
學生思考、交流、討論發(fā)言。
多媒體展示圖片(食鹽的晶體模型示意圖及熔融氯化鈉和溶液導電圖)
解釋：食鹽晶體是由大量的鈉離子和氯離子組成。我們知道陰陽離子定向移動
才能形成電流，食鹽晶體不能導電，說明這些離子不能自由移動。
問題：為什么食鹽晶體中的離子不能自由移動呢?
學生思考、交流、回答問題。
闡述：這些事實揭示了一個秘密：鈉離子和氯離子之間存在著相互作用，而且很強烈。
問題：這種強
烈的相互作用是怎樣形成的呢?
要回答上述問題，請大家思考氯化鈉的形成過程。
學生思考、交流、發(fā)言。
板演氯化鈉的形成過程。
因為是陰陽離子之間的相互作用，所以叫離子鍵。鍵即相互作用。氯化鈉的形成是由于離子鍵將鈉離子與氯離子緊緊地團結(jié)在一起。
板書：離子鍵：使陰陽離子結(jié)合的相互作用。
問題：鈉離子與氯離子之間的離子鍵是不是只有吸引力?也就是說鈉離子與氯離子可以無限制的靠近?
學生思考、討論、發(fā)言
歸納：離子鍵是陰陽離子之間的相互作用，即有吸引力(陰陽離子之間的靜電引力)，也有排斥力(原子核與原子核之間、電子與電子之間)，所以陰陽離子之間的距離既不能太近也不能太遠。它們只能在這兩種作用力的平衡點震動。
如果氯化鈉晶體受熱，吸收了足夠的能量，陰陽離子的震動加劇，最終克服離子鍵的束縛，成為自由移動的離子。此刻導電也成為可能。
引申：自然界中是否存在獨立的鈉原子和氯原子?為什么?
說明：原子存在著一種“矛盾情緒”，即想保持電中性，又想保持
穩(wěn)定。二者必選其一時，先選擇穩(wěn)定，通過得失電子達到穩(wěn)定，同時原子變成了陰陽離子。陰陽離子通過靜電作用結(jié)合形成電中性的物質(zhì)。因此，任何物質(zhì)的形成都是由不穩(wěn)定趨向于穩(wěn)定。也正是原子有這種矛盾存在，才形成了形形色色，種類繁多的物質(zhì)。所以說：“矛盾往往是推動事物進步、
發(fā)展的原動力”。問題：還有哪些元素的原子能以離子鍵的方式結(jié)合呢?
這種結(jié)合方式與它們的原子結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系嗎?
學生思考、交流、討論
歸納總結(jié)：活潑金屬易失去電子變成陽離子，活潑非金屬易得到電子形成陰離子，它們之間最容易形成離子鍵。例如元素周期表中的Na、K、Ca、及F、Cl、、O、S等。由這些陰陽離子隨機組合形成的物質(zhì)有NaF、K2S、
CaO、MgCl2、Na2O等。
活動探究：分析氯化鎂的形成過程。
我們把通過離子鍵的結(jié)合成的化合物叫離子化合物。即含有離子鍵的化合物叫離子化合物。
板書：離子化合物：許多陰陽離子通過靜電作用形成的化合物。
講述：既然我們已經(jīng)認識了離子鍵和離子化合物，我們該用什么工具準確地表達出離子化合物呢?元素符號似乎太模糊了，不能表示出陰陽離子的形成;原子結(jié)構(gòu)示意圖可以表達陰陽離子的形成，但是太累贅，不夠方便。考慮到陰陽離子的形成主要與原子的最外層電子有關(guān)，我們?nèi)≡胤柵c其最外層電子作為工具，這種工具叫電子式。用點或叉表示最外層電子。例如原子的電子式：Na Mg Ca Al O S F Cl 陽離子的電子式：Na+ Mg2+ Ca2+ 陰離子的電子式：F- Cl- O2-S2-
離子化合物的電子式：NaF、 CaO、 MgCl2、 Na2O、 K2S
列舉兩個，其余由學生練習。
引申：我們由氯化鈉的形成發(fā)現(xiàn)了一類物質(zhì)即離子化合物。那么，其它物質(zhì)的情況又如何呢?
問題：氯氣、水是由什么微粒構(gòu)成的?
是不是它們的組成微粒間也存在著作用力呢?
學生思考、交流、發(fā)言。
說明：兩個氯原子之間一定是通過強烈的相互作用結(jié)合成氯氣分子的，水中的氫原子與氧原子之間一定也存在著很強烈的相互作用。而且這些強烈的相互作用力與離子鍵有些不一樣。我們將這種相互作用叫共價鍵。我們將在下一節(jié)課學習。
我們將物質(zhì)中這些直接相鄰原子或離子間的強烈的相互作用力統(tǒng)稱為化學鍵。
板書：化學鍵：物質(zhì)中直接相鄰原子或離子之間的強烈的相互作用。
總結(jié)：世界上物質(zhì)種類繁多，形態(tài)各異。但是我們目前知道的元素卻只有100多種，從組成上看正是100多種元素的原子通過化學鍵結(jié)合成千千萬萬種物質(zhì)。才有了我們這五彩斑斕的大千世界。而這些原子形成物質(zhì)的目的都是相同的，即由不穩(wěn)定趨向于穩(wěn)定。這是自然規(guī)律。
課后思考題：
1.認識了氯化鈉的形成過程，試分析氯化氫、氧氣的形成。
2.結(jié)合本課知識，查閱資料闡述物質(zhì)多樣性的原因。
二、共價鍵
1.概念：原子之間通過共用電子對所形成的相互作用，叫做共價鍵。
2.成鍵微粒：一般為非金屬原子。
形成條件：非金屬元素的原子之間或非金屬元素的原子與不活潑的某些金屬元素原子之間形成共價鍵。
分析：成鍵原因：當成鍵的原子結(jié)合成分子時，成鍵原子雙方相互吸引對方的原子，使自己成為相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)組成了共用電子對，成鍵原子的原子核共同吸引共用電子對，而使成鍵原子之間出現(xiàn)強烈的相互作用，各原子也達到了穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
板書：3.用電子式表示形成過程。
講解：從離子鍵和共價鍵的討論和學習中，看到原子結(jié)合成分子時原子之間存在著相互作用。這種作用不僅存在于直接相鄰的原子之間，也存在于分子內(nèi)非直接相鄰的原子之間。而前一種相互作用比較強烈，破壞它要消耗比較大的能量，是使原子互相聯(lián)結(jié)形成分子的主要因素。這種相鄰的原子直接強烈的相互作用叫做化學鍵。
板書：三、化學鍵
相鄰原子之間的強烈的相互作用，叫做化學鍵。
討論：用化學鍵的觀點來分析化學反應的本質(zhì)是什么?
教師小結(jié)：一個化學反應的的過程，本質(zhì)上就是舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成的過程。
作業(yè)：
板書設計：
二、共價鍵
略
三、化學鍵
相鄰原子之間的強烈的相互作用，叫做化學鍵。
高一化學必修2優(yōu)秀教案：從微觀結(jié)構(gòu)看物質(zhì)的多樣性
【教學目標】1、從同素異形現(xiàn)象認識物質(zhì)的多樣性
2、從金剛石、石墨、足球烯等碳的同素異形體為例，認識由于微觀結(jié)構(gòu)不同而導致的同素異形現(xiàn)象
【教材處理】
1、以生活中熟悉的兩種碳的同素異形體——金剛石和石墨性質(zhì)的“異”、“同”點為切入點，從“同素”和“異形”兩個角度幫助學生認識同素異形現(xiàn)象和同素異形體。幫助學生從微觀結(jié)構(gòu)角度認識兩種晶體中碳元素原子間的結(jié)合方式，作用力和空間排列方式的不同，認識它們性質(zhì)不同的原因。同時，通過介紹現(xiàn)代科學研究中的熱點：C60和碳納米管等知識來拓展學生的視野，增長學生的知識點。
2、運用電腦圖片，向?qū)W生展示“足球烯”、“納米碳管”等碳的不同單質(zhì)。
3、用三維空間結(jié)構(gòu)模型，學習金剛石、石墨的結(jié)構(gòu)知識。
【教學重點】 以金剛石、石墨為例認識由于微觀結(jié)構(gòu)的不同從而導致的同素異形現(xiàn)象
【教學難點】 金剛石、石墨、和納米管道的結(jié)構(gòu)
【教學過程】
[引入]人類已發(fā)現(xiàn)的元素僅百余種，可它們卻能形成數(shù)千萬種不同的物質(zhì)。這是什么原因呢?
[思考]金剛石和石墨都是C單質(zhì)，為什么它們的物理性質(zhì)卻有很大的區(qū)別?
[展示]金剛石與石墨的圖片和視頻資料，讓同學們從視覺上感受差異性。
[歸納] 同素異形體
定義： 。
強調(diào)：
實例： 。
[講述] 構(gòu)成金剛石的微粒是C原子，C原子以共價鍵相連，結(jié)合成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，金剛石的基本結(jié)構(gòu)單元是正四面體;
構(gòu)成石墨的微粒是C原子，C原子以共價鍵相連，在石墨的每一層，每個C原子與周圍3個C原子以共價鍵相連，排列成平面六邊行，無數(shù)平面六邊行形成平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，石墨的不同層之間存在分子間作用力。
[列表比較]
| 物理性質(zhì) | 金剛石 | 石墨 |
| 硬度 | ||
| 熔沸點 | ||
| 導電性 |
[介紹] 明星分子“足球烯”
[思考] 足球烯結(jié)構(gòu)和金剛石、始末、納米管道有何不同
1、 。
2、。
3、 。
[設問] Na和Na+是同素異形體嗎?
[講述] 除了C元素有同素異形體外，O、S、P元素也有同素異形現(xiàn)象
| O3 | O2 | |
| 色、味、態(tài) | ||
| 溶解度 | ||
| 熔點 | ||
| 沸點 | ||
| 相互轉(zhuǎn)化 |
| 白磷 | 紅磷 | |
| 狀態(tài) | ||
| 顏色 | ||
| 毒性 | ||
| 溶解性 | ||
| 著火點 | ||
| 相互轉(zhuǎn)化 |
[板書設計]
一、同素異形現(xiàn)象
1.同素異形體：
2.強調(diào)：①同種元素 ②不同結(jié)構(gòu)(性質(zhì)不同)③可以相互轉(zhuǎn)化
3.實例：
①金剛石與石墨
?、谘鯕馀c臭氧
③紅磷與白磷
[課后練習]
1、下列各組中互為同位素的是( )，互為同素異形體的是( )
A.O2和O3 B.H和H C.H2O和H2O2 D.O2-和O 2、最近醫(yī)學界通過用放射性14C標記C60，發(fā)現(xiàn)一種C60
的羧酸衍生物在特定條件下可通過斷裂DNA殺死細胞，從而抑制艾滋病(AIDS)，則有關(guān)14C的敘述正確的是 ( ) (A)與C60中普通碳原子的化學性質(zhì)不同
(B)與14N含的中子數(shù)相同
(C)是C60的同素異形體
(D)與12C互為同位素
3、1995年諾貝爾化學獎授予致力于研究臭氧層被破壞問題的三位環(huán)境科學家。大氣中的臭氧層可濾除大量的紫外光，保護地球上的生物。氟利昂可在光的作用下分解，產(chǎn)生Cl原子，Cl 原子會對臭氧層產(chǎn)生長久的破壞作用。有關(guān)反應為 。
根據(jù)以上敘述，回答1~2小題：
?、僭谏鲜龀粞踝兂裳鯕獾姆磻^程中，Cl 是 ;
?、贠2和O3是 。
[第二課時 同分異構(gòu)現(xiàn)象]
【課題二】同分異構(gòu)現(xiàn)象
【教學目標】
1、以同分異構(gòu)現(xiàn)象為例，認識物質(zhì)的多樣性與微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)系。
2、以正丁烷和異丁烷、乙醇和二甲醚為例，認識有機物的同分異構(gòu)現(xiàn)象
3、運用活動與探究方法，學習正丁烷和異丁烷的同分異構(gòu)現(xiàn)象
【教材處理】
1、運用活動與探究方法，學習正丁烷和異丁烷的同分異構(gòu)現(xiàn)象
2、運用三維空間結(jié)構(gòu)模型，學習正丁烷和異丁烷、乙醇和二甲醚的結(jié)構(gòu)知識
3、利用碳的成鍵特點與成鍵方式的知識，理解組成相同的分子由于原子間的成鍵方式、排列順序不同可以形成不同的物質(zhì)。
4、讓學生自己嘗試連接丁烷的分子結(jié)構(gòu)球棍模型，體驗和感知同分異構(gòu)現(xiàn)象。
【情感、態(tài)度和價值觀】
認識“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)”這一觀點。學生依照碳原子成鍵的可能方式動手實驗，探究原子的不同連接方式和連接順序，觀察原子在分子中的空間位置，將會對分子的空間結(jié)構(gòu)、同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體產(chǎn)生深刻的印象。
【教學重點】以正丁烷和異丁烷、乙醇和二甲醚為例，認識由于微觀結(jié)構(gòu)不同而導致的同分異構(gòu)現(xiàn)象
【教學難點】各種同分異構(gòu)現(xiàn)象
【教學過程】
[復習回顧]
1.同素異形體的定義： 。
2.常見的同素異形體有 、 、 。
[知識梳理]
依據(jù)碳原子和氫原子的價鍵規(guī)律，請你思考一下你可以拼成幾種分子式符合C4H10的結(jié)構(gòu)?請用結(jié)構(gòu)式表達出來。(可不填滿也可再加)
⑴
?、?br/> ?、?……
[課堂活動]P20制作分子結(jié)構(gòu)模型
[歸納總結(jié)]
1.同分異構(gòu)現(xiàn)象： 。
2.同分異構(gòu)體： 。
說明1：概念中的“結(jié)構(gòu)”所包含的內(nèi)容主要是：
?、僦麈溙紨?shù)不同——碳鏈異構(gòu)
②支鏈(或官能團)位置不同——位置異構(gòu)
?、酃倌軋F不同——類別異構(gòu)。
說明2：分子式相同，式量必相，但反之是不成立的，也就是說式量相同，并不表示分子式就一定相同。舉例說明。
說明3：分子式相同，組成元素質(zhì)量分數(shù)必相同，反之則不一定成立。舉例說明。
說明4：同分異構(gòu)體的最簡式必相同，但最簡式相同，則不一定是同分異構(gòu)體。
說明5：同分異構(gòu)體的熔沸點比較：支鏈越多，熔沸點越低。因為支鏈越多，分子就越不容易靠近，分子間距離越遠，分子間作用力也就越小，熔沸點越低。
3.寫出你所了解的同分異構(gòu)體的名稱及結(jié)構(gòu)式：
[例題]下列說法正確的是：
A. 相對分子質(zhì)量相同的物質(zhì)是同一種物質(zhì)
B. 相對分子質(zhì)量相同的不同有機物一定為同分異構(gòu)體
C. 金剛石和石墨是同分異構(gòu)體
D. 分子式相同的不同種有機物，一定是同分異構(gòu)體
[小結(jié)]“三同”的比別：
| 概念 | 描述對象 | 相同之處 | 不同之處 | |
| 同位素 | ||||
| 同素異形體 | ||||
| 同分異構(gòu)體 |
1、對于同位素的概念，下列敘述中正確的是 ( )
A.原子序數(shù)相等，化學性質(zhì)與質(zhì)量數(shù)不同
B.原子序數(shù)相等，并有相同的化學性質(zhì)和相同的質(zhì)量數(shù)
C.原子序數(shù)相等，化學性質(zhì)幾乎完全相同，則中子數(shù)不同
D.化學性質(zhì)相同，而質(zhì)量數(shù)與原子序數(shù)不同
2、818O、816O、O2—、O2、O3是 ( )
A.氧元素的五種不同微粒 B.五種氧元素
C.氧的五種同素異形體 D.氧的五種同位素
3、已知A、B、C、D四種短周期元素原子序數(shù)依次增大，并依C、D、 B、A順序原子半徑逐漸減小。且已知A、C同主族，B、D同主族;B、D兩原子核外電子數(shù)之和為A、C的原子核外電子數(shù)之和的兩倍;C元素與其它三種元素均能形成離子化合物。試回答下列問題。
?、艑懗鲇嘘P(guān)化學用語：①A的元素符號 ; ②B的原子結(jié)構(gòu)示意圖 ;
③C、D形成的化合物的電子式 。
⑵同時含有上述四種元素的化合物有多種，試寫出其中兩種的化學式(要求：其中有一種水溶液呈中性) 、 。
?、荴、Y、Z、W四種常見化合物分別由上述四種元素中的三種構(gòu)成，且各自組成元素均不完全相同。X、Y、W均為離子化合物;Z為共價化合物，且極易分解。在溶液中X、Y、Z兩兩之間均可反應，其中①Y和Z發(fā)生復分解反應可生成W;②X與過量Z發(fā)生氧化還原反應時可生成D的單質(zhì)。試寫出上述反應的離子方程式： 、
?、萢、b、c、d、e五種常見共價化合物分子分別由上述四種元素中的兩種構(gòu)成，其中只有a、c、d為三原子分子，c與e分子中原子核外電子數(shù)相同，且知a、e均具有漂白性，b、c兩分子以一定比例混合共熱可得a、d兩種分子，試寫出有關(guān)化學反應方程式：
?、賏+e ?、赽+c a+d 。
[第三課時 不同類型的晶體]
【教學目標】
1、以不同類型的晶體為例，認識物質(zhì)的多樣性與微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)系。
2、認識不同的物質(zhì)可以形成不同的晶體，不同類型的晶體的結(jié)構(gòu)、構(gòu)成微粒、物質(zhì)性質(zhì)不盡相同各有特點。
3、認識原子晶體、離子晶體、分子晶體的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)
【教材處理】
1、運用電腦圖片，向?qū)W生展示一些常見的晶體。
2、運用三維空間結(jié)構(gòu)模型，向?qū)W生展示一些晶體的微觀結(jié)構(gòu)。
3、運用列表對比的方法，比較不同類型晶體的結(jié)構(gòu)、構(gòu)成微粒、物理性質(zhì)等內(nèi)容。
【情感、態(tài)度與價值觀】
理解“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)”這一觀點。培養(yǎng)學生自覺的在事物的實質(zhì)和現(xiàn)象之間建立聯(lián)系，訓練透過現(xiàn)象看本質(zhì)的思維方式，培養(yǎng)高品質(zhì)的思維能力。
【教學重點】相關(guān)晶體的結(jié)構(gòu)、構(gòu)成微粒與物理性質(zhì)
【教學難點】相關(guān)晶體的結(jié)構(gòu)
【教學過程】
[知識回顧]
1.離子鍵、共價鍵、分子間作用力、氫鍵的定義
2.晶體的定義： 。
[知識梳理]
1.自然界中的固態(tài)物質(zhì)分為 和 ;
晶體具有規(guī)則的幾何外形的原因是________________________________ _。
2.構(gòu)成晶體的微粒有 。
[板書] 一.離子晶體
1)定義： 。
2)在NaCl晶體中
?、?每個Na+離子周圍同時吸引著個Cl-離子，每個Cl-離子周圍同時吸引著 個Na+離子;
?、?晶體中陰陽離子數(shù)目之比是 ;
③ 在NaCl晶體中是否有NaCl分子存在? ;
3)注意：一個晶胞中離子的四種位置
?、佟⒕О锏碾x子 ②、晶胞面上的離子
③、晶胞棱上的離子 ④、晶胞頂點上的離子
4)離子晶體的物理性質(zhì)
?、僖话阏f來，離子晶體硬度 ，密度 ，有較 的熔點和沸點;(為什么?)
?、陔x子晶體的導電 。
二.分子晶體
1)定義： 的晶體叫做分子晶體。
?、倥e例：______________________ __。
?、谂袛嗟姆椒ǎ嚎淳w的構(gòu)成微粒是否是分子。
2)物理性質(zhì)
?、俜肿泳w具有較 的熔沸點和較 的硬度，如CO的熔點為—199℃，沸點為—191.5℃。( 為什么?)
?、诜肿泳w 導電性。
3)常見的分子晶體
鹵素、氧氣、氫氣等多數(shù)非金屬單質(zhì)、稀有氣體、非金屬氫化物、多數(shù)非金屬氧化物、含氧酸、大多數(shù)有機物
4)二氧化碳的分子結(jié)構(gòu)
在二氧化碳的晶體中，每個二氧化碳的周圍有 個二氧化碳分子
三.原子晶體
1、 定義： 。
2、 構(gòu)成微粒 。
作用力 。
3、原子晶體物理性質(zhì)的特點：
A. 熔、沸點 B. 硬度 C. 溶解性
4、二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)：
在SiO2晶體中，每個Si原子和 個O原子形成 個共價鍵，每個Si原子周圍結(jié)合 個O原子;同時，每個O原子周圍和 個Si原子相結(jié)合成鍵。
[回顧]金剛石、石墨的晶體結(jié)構(gòu)
四.金屬晶體及其特點
[小結(jié)] 三種晶體的比較
| 晶體類型 | 微粒 | 作用力 | 熔沸點 | 事例 |
| 離子晶體 | ||||
| 分子晶體 | ||||
| 原子晶體 |
A.熔點是1070℃，易溶于水，水溶液能導電
B.熔點是10.31℃，液態(tài)不導電，水溶液能導電
C.能溶于CS2，熔點是112.8℃，沸點是444.6℃
D.熔點是97.80℃，質(zhì)軟、導電，密度是0.97g/cm3
2、下列晶體中不屬于原子晶體的是 ( )
A.干冰 B.金剛石 C.水晶 D.晶體硅
3、下列各組物質(zhì)的晶體中化學鍵類型相同，晶體類型也相同的是 ( )
A. SO2和SiO2 B. CO2和H2O
C. NaCl和HCl D. NaOH和Na2O2
4、設NaCl的摩爾質(zhì)量為M克/摩，食鹽晶體的密度為ρ克/厘米3，阿佛加德落常數(shù)為NA。則食鹽晶體中兩個距離最近的鈉離子中心間的距離為 厘米。(寫出計算過程)
5.下表中給出幾種氯化物的熔點和沸點
| NaCl | MgCl2 | AlCl3 | SiCl4 | |
| 熔點（℃） | 801 | 714 | 190 | —70 |
| 沸點（℃） | 1413 | 1412 | 180 | 57．57 |
?、俾然X在加熱時能升華，②四氯化硅在晶態(tài)時屬于分子晶體，③氯化鈉晶體中微粒間以分子間作用力結(jié)合，④氯化鋁晶體是典型的離子晶體，其中與表中數(shù)據(jù)一致的是：(依據(jù)晶體的性質(zhì)和題給數(shù)據(jù)來分析)
A.只有①② B.②③ C.①②③ D.②④
【教學參考資料】
1.碳的同素異形體
(1)碳的同素異形體有金剛石、石墨和碳60等富勒烯，它們的不同性質(zhì)是由微觀結(jié)構(gòu)的不同所決定的。
| 外觀 | 密度（g/cm3） | 熔點（K） | 沸點（K） | 莫氏硬度 | 導電、導熱性 | 燃燒熱（kJ/mol） | 化學活潑性 | |
| 金剛石 | 無色 透明 | 3．51 | >3823 | 5100 | 10 | 不導電 | 395．40 | 不活潑 |
| 石墨 | 灰黑色不透明 | 2．25 | 3925 | 5100 | 1 | 導電、導熱性好 | 393．50 | 比金剛石稍活潑 |
石墨是片層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)碳原子排列成平面六邊形，每個碳原子以三個共價鍵與其它碳原子結(jié)合，同層中的離域電子可以在整層活動，層間碳原子以分子間作用力(范德華力)相結(jié)合。石墨是一種灰黑色、不透明、有金屬光澤的晶體。天然石墨耐高溫，熱膨脹系數(shù)小，導熱、導電性好，摩擦系數(shù)小。石墨被大量用來做電極、坩堝、電刷、潤滑劑、鉛筆等。具有層狀結(jié)構(gòu)的石墨在適當條件下使某些原子或基團插入層內(nèi)與C原子結(jié)合成石墨層間化合物。這些插入化合物的性質(zhì)基本上不改變石墨原有的層狀結(jié)構(gòu)，但片層間的距離增加，稱為膨脹石墨，它具有天然石墨不具有的可繞性，回彈性等，可作為一種新型的工程材料，在石油化工、化肥、原子能、電子等領(lǐng)域廣泛應用。
(2)碳60
1985年，美國德克薩斯洲羅斯大學的科學家們制造出了第三種形式的單質(zhì)碳C60， C60是由60個碳原子形成的封閉籠狀分子，形似足球，C60為黑色粉末，易溶于二硫化碳、苯等溶劑中。人們以建筑大師B.富勒的名字命名了這種形式的單質(zhì)碳，稱為富勒烯(fullarene)。這是因為富勒設計了稱為球狀穹頂?shù)慕ㄖ?，而某些富勒烯的結(jié)構(gòu)正好與其十分相似。C60曾又被稱足球烯、巴基球等，它屬于球碳族，這一類物質(zhì)的分子式可以表示為Cn，n為28到540之間的整數(shù)值，有C50、C70、C84、C240等，在這些分子中，碳原子與另外三個碳原子形成兩個單鍵和一個雙鍵，它們實際上是球形共扼烯。
富勒烯分子由于其獨特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，受到了廣泛的重視。人們發(fā)現(xiàn)富勒烯分子籠狀結(jié)構(gòu)具有向外開放的面，而內(nèi)部卻是空的，這就有可能將其他物質(zhì)引入到該球體內(nèi)部，這樣可以顯著地改變富勒烯分子的物理和化學性質(zhì)。例如化學家已經(jīng)嘗試著往這些中空的物質(zhì)中加進各種各樣的金屬，使之具有超導性，已發(fā)現(xiàn)C60和某些堿金屬化合得到的超導體其臨界溫度高于近年研究過的各種超導體，科學家預言C540有可能實現(xiàn)室溫超導;也有設想將某些藥物置入C60球體空腔內(nèi)，成為緩釋型的藥物，進入人體的各個部位。在單分子納米電子器件等方面有著廣泛的應用前景，富勒烯已經(jīng)廣泛地影響到物理、化學、材料科學、生命及醫(yī)藥科學各領(lǐng)域。
(3)碳納米管
碳納米管可分單層及多層的碳納米管，它是由單層或多層同心軸石墨層卷曲而成的中空碳管，管直徑一般為幾個納米到幾十個納米，多層碳納米管是管壁的石墨層間距為0.34納米，與平面石墨層的間距一樣，不論是單層還是多層碳納米管，前后末端類似半圓形，結(jié)構(gòu)基本上與碳六十相似，使整個碳管成為一個封閉結(jié)構(gòu)，故納米碳管也是碳簇的成員之一。碳納米管非常微小，5萬個并排起來才有人的一根頭發(fā)絲寬，是長度和直徑之比很高的纖維。
碳納米管強度高具有韌性、重量輕、比表面積大，性能穩(wěn)定，隨管壁曲卷結(jié)構(gòu)不同而呈現(xiàn)出半導體或良導體的特異導電性，場發(fā)射性能優(yōu)良。自1991年單層碳納米管的發(fā)現(xiàn)和宏觀量的合成成功以來，由于具有獨特的電子結(jié)構(gòu)和物理化學性質(zhì)，碳納米管在各個領(lǐng)域中的應用已引起了各國科學家的普遍關(guān)注，已成為富勒烯和納米科技領(lǐng)域的研究熱點。
利用碳納米管可以制成高強度碳纖維材料和復合材料，如其強度為鋼的100倍，重量則只有鋼的1/6，被科學家稱為未來的“超級纖維”;在航天事業(yè)中，利用碳納米管制造人造衛(wèi)星的拖繩，不僅可以為衛(wèi)星供電，還可以耐受很高的溫度而不會燒毀;用金屬灌滿碳納米管，然后把碳層腐蝕掉，還可以得到導電性能非常好的納米尺度的導線;利用碳納米管做為鋰離子電池的正極和負極材料可以延長電池壽命，改善電池的充放電性能;利用碳納米管制成極好的發(fā)光、發(fā)熱、發(fā)射電子的準點光源，制成平面顯示器等，使壁掛電視成為可能;在電子工業(yè)上、用碳納米管生產(chǎn)的晶體管，體積只有半導體的1/10，用碳基分子電子裝置取代電腦芯片，將引發(fā)計算機的新的革命;碳納米管可以在較低的氣壓下存儲大量的氫元素，利用這種方法制成的燃料不但安全性能高，而且是一種清潔能源，在汽車工業(yè)將會有廣闊的發(fā)展前景;碳納米管還可作為催化劑載體和膜材料。 2.磷的
同素異形體
磷有多種的同素異形體，其中主要有白磷、紅磷、黑磷等。
固體白磷(P4)是白色的，遇光逐漸變成黃色，它難溶于水，易溶于二硫化碳。白磷有毒，誤食0.1g就能致死。白磷呈正四面體結(jié)構(gòu)。白磷性質(zhì)較活潑。它和空氣或潮氣接觸時發(fā)生緩慢氧化反應，部分能量以光的形式放出，這便是白磷在暗處發(fā)光的原因，叫做磷光現(xiàn)象。白磷的著火點為313K，在空氣中容易自燃。白磷要保存在水中。利用白磷的易燃性和生成物五氧化二磷能形成煙霧的特性，可制燃燒彈和煙霧彈。在工業(yè)上，白磷主要用在制造高純度的磷酸、磷酸鹽、農(nóng)藥、信號彈等的制造。
紅磷是一種暗紅色粉末，它難溶于水和二硫化碳，沒有毒性。紅磷的結(jié)構(gòu)可能為P4正四面體的一個P—P鍵斷裂后形成的長鏈狀。紅磷的化學性質(zhì)比白磷穩(wěn)定得多。紅磷要加熱到513K才燃燒，生成物也是五氧化二磷。紅磷用于火柴生產(chǎn)，火柴盒側(cè)面所涂的物質(zhì)就是紅磷與三硫化二銻等的化合物。
黑磷具有石墨狀片層結(jié)構(gòu)，有導電性，有“金屬磷”之稱。黑磷化學性質(zhì)最穩(wěn)定。
將白磷隔絕空氣加熱到在533K，就會轉(zhuǎn)化為紅磷，紅磷加熱到689K時升華，它的蒸氣冷卻后凝華為白磷。
白磷和紅磷的相互轉(zhuǎn)化實驗：取一支長約30厘米、直徑約1厘米的玻璃管，一端用橡皮塞塞緊。在玻璃管里放入兩粒黃豆大小的干燥紅磷，用細玻璃棒把它推到玻璃管的中部。把玻璃管平夾在鐵架臺上，在盛紅磷的部分微微加熱。開始時紅磷會著火燃燒，有白煙產(chǎn)生。但因玻璃管的一端已被塞住，空氣不能流通，火焰就熄滅了。不久在紅磷兩旁玻璃管的內(nèi)壁上各有一薄層白磷出現(xiàn)。把這支玻璃管取下，放在開有一個小孔的紙盒里。在暗處通過小孔觀察，可以看到白磷在發(fā)光，不久即熄滅。拔掉一端的塞子，輕輕搖動玻璃管使空氣流通，白磷又重行發(fā)光。
3.硫的同素異形體
硫有幾種同素異形體，最常見的是晶狀的斜方硫和單斜硫。斜方硫在369K以下穩(wěn)定，單斜硫在369K以上穩(wěn)定。
將單質(zhì)硫加熱到369K，斜方硫不經(jīng)熔化直接變成單斜硫。當它冷卻時，發(fā)生相反的變化。若把加熱到503K的熔融態(tài)的硫急速傾入冷水中，糾纏在一起的長鏈被固定下來，它就會快速冷卻形成一種軟橡膠狀、可以拉伸的彈性硫，經(jīng)放置后彈性硫會逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫盍颉?br/> 4.臭氧
(1)臭氧的化學性質(zhì)
臭氧是氧的同素異性體，為無色氣體，有特殊臭味。臭氧在常溫下分解緩慢，在高溫下分解迅速，形成氧氣。Ag、Hg等在空氣或氧氣中不易被氧化的金屬，可以與臭氧反應。臭氧在大氣污染中有著重要的意義，在紫外線的作用下，臭氧與烴類和氮氧化物的光化學反應，形成具有強烈刺激作用的有機化合物稱為光化學煙霧。臭氧在水中的溶解度比較高，是一種廣普高效消毒劑。
(2)臭氧對人體的危害
臭氧具有強烈的刺激性，對人體有一定的危害。它主要是刺激和損害深部呼吸道，并可損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)，對眼睛有輕度的刺激作用。當大氣中臭氧濃度為0.1mg/m3時，可引起鼻和喉頭粘膜的刺激;濃度在0.1-0.2mg/m3時，引起哮喘發(fā)作，導致上呼吸道疾病惡化，同時刺激眼睛，使視覺敏感度和視力降低。臭氧濃度在2mg/m3以上可引起頭痛、胸痛、思維能力下降，嚴懲時可導致肺氣腫和肺水腫。此外，臭氧還能阻礙血液輸氧功能，造成組織缺氧;使甲狀腺功能受損、骨骼鈣化，還可引起潛在性的全身影響，如誘發(fā)淋巴細胞染色體畸變，損害某些酶的活性和產(chǎn)生溶血反應。
(3)室內(nèi)空氣中臭氧的來源
臭氧主要來自室外的光化學煙霧。此外，室內(nèi)的電視機、復印機、激光印刷機、負離子發(fā)生器、紫外燈、電子消毒柜等在使用過程中也都能產(chǎn)生臭氧。室內(nèi)的臭氧可以氧化空氣中的其他化合物而自身還原成氧氣;還可被室內(nèi)多種物體所吸附而衰減，如橡膠制品、紡織品、塑料制品等。臭氧是室內(nèi)空氣中最常見的一種氧化型污染物。 三. 室內(nèi)空氣中臭氧濃度的限值
我國公共場所衛(wèi)生標準規(guī)定臭氧濃度不得大于0.1mg/m3。我國室內(nèi)空氣中臭氧衛(wèi)生標準規(guī)定，1H平均最高容許濃度為0.1mg/m3。(GB/T18202-2000)
5.固體的晶態(tài)和非晶態(tài)
晶態(tài)的固體稱為晶體，非晶態(tài)的固體稱為非晶體。
晶體是經(jīng)過結(jié)
晶過程而形成的具有規(guī)則的幾何外形的固體。晶體中的內(nèi)部構(gòu)成微粒都在空間呈有規(guī)則的三維重復排列而組成一定型式的晶格。這種排列稱為晶體結(jié)構(gòu)。晶體點陣是晶體粒子所在位置的點在空間的排列，相應地在外形上表現(xiàn)為一定形狀的幾何多面體，晶體具有固定的熔點，不同的晶體有不同的熔點，且在熔化過程中溫度保持不變。晶體還具有各向異性，即在各個不同的方向上具有不同的物理性質(zhì)，如力學性質(zhì)(硬度、彈性模量等等)、熱學性質(zhì)(熱膨脹系數(shù)、導熱系數(shù)等等)、電學性質(zhì)(介電常數(shù)、電阻率等等)光學性質(zhì)(吸收系數(shù)、折射率等等)。例如，外力作用在石墨上，垂直與石墨片層的方向很容易裂開，但在片層上裂開則非易事。在云母片上涂層薄石蠟，用燒熱的鋼針觸云母片，便會以接觸點為中心，逐漸化成橢圓形，說明云母在不同方向上導熱系數(shù)不同。
| 晶體共同的性質(zhì) | |
| 各向異性： | 晶體種不同的方向上具有不同的物理性質(zhì)。 |
| 固定熔點： | 晶體具有周期性結(jié)構(gòu)，熔化時，各部分需要同樣的溫度。 |
| 規(guī)則外形： | 理想環(huán)境中生長的晶體應為凸多邊形。 |
| 對稱性： | 晶體的理想外形和晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具有特定的對稱性。 |
多晶體由許多晶體(稱為晶料)構(gòu)成的物體，稱多晶體。一塊晶體是由許多小的晶粒聚合起來組成的。每一晶粒又由許多原子構(gòu)成。原子在每一晶粒中作有規(guī)則的整齊排列，各個晶粒中原子的排列方式都是相同的。但是在一塊晶體中，各個晶粒的取向彼此不同，晶粒與晶粒之間并沒有按照一定的規(guī)則排列。盡管每個晶粒內(nèi)部原子排列很整齊，但由于一塊晶體內(nèi)部各個晶粒的排列不規(guī)則，總的來看是雜亂無章的，這樣的多晶體不能用來制造晶體管。
非晶體是指組成它的原子或離子不是作有規(guī)律排列的固態(tài)物質(zhì)。由于內(nèi)部構(gòu)成微粒的不規(guī)則排列，非晶體的外觀不具有規(guī)則外形。如玻璃、松脂、瀝青、橡膠、塑料、人造絲等都是非晶體。非晶體沒有固定的熔點，隨著溫度升高，物質(zhì)首先變軟，然后由稠逐漸變稀，成為流體。具有一定的熔點是一切晶體的宏觀特性，也是晶體和非晶體的主要區(qū)別。非晶體具有各向同性。例如，若在玻璃上涂一薄層石蠟，用燒熱的鋼針觸及背面，則以觸點為中心，將見到熔化的石蠟成圓形。這說明導熱系數(shù)相同。
6. 同質(zhì)多晶現(xiàn)象和類質(zhì)同晶現(xiàn)象
同質(zhì)多晶現(xiàn)象
組成相同的物質(zhì),可以有不同是晶型，稱為同質(zhì)多晶現(xiàn)象。如氯化銫(CsCl)晶體,常溫下結(jié)構(gòu)類似于鎢晶體型,但在高溫下,卻可以轉(zhuǎn)變成類似于氯化鈉型。將硫加熱熔化，從室溫到95.50C時,硫(S8)從正交硫結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡绷蚪Y(jié)構(gòu)。
類質(zhì)同晶現(xiàn)象
有一些組成不同,但化學性質(zhì)類似的物質(zhì)能夠生成外形完全相同的晶體,稱為類質(zhì)同晶現(xiàn)象,例如,明礬 [KAl(SO4)2·12H2O]和鉻礬[KCr(SO4)2·12H2O]都形成八面體結(jié)晶，存在于同一溶液中的這類物質(zhì)能同結(jié)晶出來，生成完整均勻的混晶。這種現(xiàn)象能夠解釋元素在地殼中一定范圍內(nèi)的伴生現(xiàn)象。對礦物的開采具有指導價值。
7.晶體類型和物質(zhì)的物理性質(zhì)
常見的晶體可分離子晶體、分子晶體、原子晶體和金屬晶體等四類。四類晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及性質(zhì)特征歸納如下表。
| 晶體類型 | 離子晶體 | 原子晶體 | 分子晶體 | 金屬晶體 | |
| 實 例 | 氯化鈉、硫酸銅、氫氧化鈉 | 金剛石、二氧化硅 | 冰、干冰、甲烷 | 鈉、鎢、銅、汞 | |
| 內(nèi)部構(gòu)成微粒 | 陰、陽離子 | 原子 | 分子 | 原子、陽離子、自由電子 | |
| 微粒間作用力 | 離子鍵 | 共價鍵 | 分子間作用力 | 金屬鍵 | |
| 某些物理性質(zhì) | 熔、沸點 | 高 | 很高 | 低 | 差別很大 |
| 硬度 | 硬 | 很硬 | 軟 | ||
| 導電、導熱性 | 熔融態(tài)及其水溶液導電 | 非導體 | 不導電 | 是電和熱的良導體 | |
| 溶解性 | 易溶于水 | 不溶于水 | 能溶 | 不溶于水 | |
高一化學必修2優(yōu)秀教案：同分異構(gòu)現(xiàn)象
【課題二】同分異構(gòu)現(xiàn)象【教學目標】
1、以同分異構(gòu)現(xiàn)象為例，認識物質(zhì)的多樣性與微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)系。
2、以正丁烷和異丁烷、乙醇和二甲醚為例，認識有機物的同分異構(gòu)現(xiàn)象
3、運用活動與探究方法，學習正丁烷和異丁烷的同分異構(gòu)現(xiàn)象
【情感、態(tài)度和價值觀】
認識“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)”這一觀點。
學生依照碳原子成鍵的可能方式動手實驗，探究原子的不同連接方式和連接順序，觀察原子在分子中的空間位置，將會對分子的空間結(jié)構(gòu)、
同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體產(chǎn)生深刻的印象。
【教學重點】
以正丁烷和異丁烷、乙醇和二甲醚為例，認識由于微觀結(jié)構(gòu)不同而導致的同分異構(gòu)現(xiàn)象
【教學難點】各種同分異構(gòu)現(xiàn)象
【教學過程】略
【復習回顧】
1.同素異形體的定義： 。
2.常見的同素異形體有 、 、 。
【知識梳理】
依據(jù)碳原子和氫原子的價鍵規(guī)律，請你思考一下你可以拼成幾種分子式符合C4H10的結(jié)構(gòu)?請用結(jié)構(gòu)式表達出來。(可不填滿也可再加)
?、?br/> ?、?br/> ⑶ ……
【課堂活動】P20制作分子結(jié)構(gòu)模型
【歸納總結(jié)】 1.同分異構(gòu)現(xiàn)象：。
2.同分異構(gòu)體： 。
說明1：概念中的“結(jié)構(gòu)”所包含的內(nèi)容主要是：
?、僦麈溙紨?shù)不同——碳鏈異構(gòu)
②支鏈(或官能團)位置不同——位置異構(gòu)
?、酃倌軋F不同——類別異構(gòu)。說明2：分子式相同，式量必相，但反之是不成立的，也就是說式量相同，并不表示分子式就一定相同。舉例說明。說明3：分子式相同，組成元素質(zhì)量分數(shù)必相同，反之則不一定成立。舉例說明。說明4：同分異構(gòu)體的最簡式必相同，但最簡式相同，則不一定是同分異構(gòu)體。
說明5：同分異構(gòu)體的熔沸點比較：支鏈越多，熔沸點越低。因為支鏈越多，分子就越不容易靠近，分子間距離越遠，分子間作用力也就越小，熔沸點越低。
3.寫出你所了解的同分異構(gòu)體的名稱及結(jié)構(gòu)式：
【例題】下列說法正確的是：
A. 相對分子質(zhì)量相同的物質(zhì)是同一種物質(zhì)
B. 相對分子質(zhì)量相同的不同有機物一定為同分異構(gòu)體
C. 金剛石和石墨是同分異構(gòu)體
D. 分子式相同的不同種有機物，一定是同分異構(gòu)體
【小結(jié)】“三同”的比別：
| 概念 | 描述對象 | 相同之處 | 不同之處 | |
| 同位素 | ||||
| 同素異形體 | ||||
| 同分異構(gòu)體 |