高中化学 同素异形现象 同分异构现象 苏教版必修2

1 1 3 11 3 1 同素异形现象同素异形现象 同分异构现象同分异构现象 典例导悟典例导悟 典例 1 2010 昆明模拟 白磷在高压下隔绝空气加热后急速冷却 可得钢灰色固体 黑磷 其转 化过程如下 黑磷性质稳定 结构与石墨相似 下列叙述正确的是 A 黑磷与白磷互为同位素 B 黑磷能导电 C 白磷转化为黑磷是物理变化 D 黑磷能在空气中自燃 规范解答 选 B 解答本题要先从概念入手 判断白磷和黑磷之间的相互关系 然后结合题中所给的信 息和已学过的白磷的性质进行类比和推断 互动探究 白磷在高压下如果不隔绝空气加热后急速冷却 能否得到黑磷 提示 不能 若不隔绝空气 则加热时白磷会燃烧生成白色的五氧化二磷固体 思路点拨 解答本题需要明确如下三点 1 同素异形体 同位素 同分异构体 的概念 2 原子结构中各个微粒之间的关系 3 微粒半径的比较规律 2 变式训练 下列物质 肯定为纯净物的是 A 只由一种元素组成的物质 B 只由一种原子组成的物质 C 只由一种分子组成的物质 D 只由一种元素的阳离子跟另一种元素的阴离子组成的物质 3 学业达标训练学业达标训练 1 互为同分异构体的物质一定不可能具有 A 相同的分子式 B 相同的结构 C 相似的化学性质 D 相同的相对分子质量 解析 选 B 互为同分异构体的物质的分子式相同 其相对分子质量也相同 互为同分异构体的物质的 结构不同 其化学性质可能相似 也可能不同 3 2010 百色高一检测 下列五组物质互为同素异形体的是 16O2和 18O2 H2SiO3和 H4SiO4 O2和 O3 H2O 和 H2O2 金刚石 石墨和 C60 红磷和白磷 A 只有 B 只有 C 只有 D 只有 解析 选 B 同素异形体是由同种元素形成的不同单质 金刚石 石墨和 C60都是碳元素形成的单质 O2和 O3都是氧元素形成的单质 红磷和白磷都是磷元素形成的单质 它们都互为同素异形体 4 4 下列物质中与 CH3 CH2 CH2 CH3互为同分异构体的是 解析 选 C CH3 CH2 CH2 CH3的分子式为 C4H10 四个选项中所给物质的分子式分别是 C4H6 C4H8 C4H10 和 C4H6 所以 C 选项符合 5 2010 武汉高一检测 最近意大利罗马大学的 Fulvio Cacace 等人获得了极具理论研究意义的 N4分 子 N4分子结构如图所示 下列说法正确的是 A N4属于一种新型的化合物 B N4转化为 N2属于物理变化 C N4的摩尔质量为 56 D N4与 N2互为同素异形体 解析 选 D N4和 N2都是由氮元素组成的结构不同的单质 属于同素异形体 它们之间的变化属于化 学变化 其摩尔质量为 56 g mol 5 7 某物质经分析知道它仅含一种元素 则该物质不可能是 A 混合物 B 化合物 C 纯净物 D 单质 8 闪电时空气中有臭氧生成 下列说法正确的是 A O3和 O2互为同位素 B O2比 O3稳定 C 等体积 O3和 O2含有相同的原子数 D O3与 O2的相互转变是物理变化 9 近年来 科学家在氦的气氛中给石墨电极通电 石墨挥发 在其挥发的黑烟中发现了 C60 其结构模 型如图所示 6 1 它与金刚石互为 2 它是一种具有类似足球状的空心结构的新分子 碳原子之间存在 键 它的摩尔质量是 解析 从 C60分子组成可知 它是由碳元素组成的一种单质 与金刚石互为同素异形体 在分子中 碳 原子与碳原子之间以共价键结合 它的摩尔质量为 720 g mol 答案 同素异形体 共价 720 g mol 1 互为同素异形体的是 2 互为同分异构体的是 3 互为同位素的是 4 属于同一化合物的是 7 素能综合检测素能综合检测 2 2010 银川高一检测 硫可以形成分子式为 S2 S4 S6 S8 的单质 其中 S8 的分子结构如图所示 下列有关说法正确的是 A S2 S4 S6 S8 互为同位素 B S2的摩尔质量为 32 g mol C 硫的单质在足量的空气中完全燃烧可生成 SO3 D 1 mol S8 单质 中含有的 S S 键个数为 8NA 解析 选 D S2 S4 S6 S8 都是由硫元素形成的单质 互为同素异形体 在空气中燃烧只能生成 SO2 而不能生成 SO3 A 和 C 选项错误 S2的摩尔质量为 64 g mol B 选项错误 由图可知 1 个 S8 分 子中含有 8 个 S S 键 D 选项正确 8 4 下列各组物质中 两者互为同分异构体的是 A 2CaSO4 H2O 和 CaSO4 2H2O B CuSO4 3H2O 与 CuSO4 5H2O C CH3CH2OH 与 CH3OCH3 D H2O 与 D2O 重水 解析 选 C A 项中 2CaSO4 H2O 和 CaSO4 2H2O 带有不同的结晶水 属于两种不同的物质 B 选项中 分子式不同 故不属于同分异构体 C 选项中 分子式相同且结构不同 属于同分异构体 D 选项中 H2O 与 D2O 虽然属于不同的分子 但是其结构和 化学 性质相同 所以不属于同分异构体 5 等质量的 C72和 C60 下列说法正确的是 A 物质的量相等 B 分子个数相等 C 原子个数相等 9 D 完全燃烧产生的 CO2的质量不 解析 选 C C72和 C60都是由碳元素形成的单质 互为同素异形体 它们的质量相同 就是其中所含碳元素的物质的量相同 所以所含碳原子个数相同 故 C 正确 D 错误 由于它们的摩尔质量不同 所以它们的物质的量不同 分子个数也不同 故 A B 错误 二 非选择题 本题包括 3 个小题 共 30 分 6 8 分 磷是存在于自然界和生物体内的重要元素 回答下列与磷及其化合物有关的问题 1 磷在自然界里主要以磷酸盐的形式存在于矿石中 磷的单质有多种同素异形体 其中最常见的是有 毒的 和无毒的 2 已知磷在氯气中燃烧可以生成 3 价或 5 价的氯化物 则磷在不充足的氯气中燃烧的化学方程式为 而在过量的氯气中燃烧的化学方程式则是 7 8 分 思维拓展题 C60分子是由 60 个碳原子构成的 它的形状像足球 因此又称 足球烯 碳的另一种单质 碳纳米管 它是由六边形环形成的碳原子构成的管状大分子 用你所学到的知识回 答下列问题 1 金刚石 石墨 足球烯 碳纳米管物理性质有较大差异的原因是 2 请你设计一个方案 证明足球烯和碳纳米管都是由碳元素组成的 文字简要叙述 解析 1 结构决定性质 四者的物质结构不同 故其物理性质有较大差距 2 同素异形体的组成元素相同 可以将上述物质燃烧 检验其燃烧产物的成分及含量 答案 1 金刚石 石墨 足球烯 碳纳米管中 碳原子排列的方式各不相同 为四种不同的物质 2 将足球烯 碳纳米管分别放在充满足量氧气的密闭容器中使之充分燃烧 测定其生成物只是 CO2 且 CO2里所含的碳的质量等于燃烧前足球烯或碳纳米管所减少的质量 10 实验 探究 8 14 分 臭氧层因为能吸收太阳光中的紫外线而成为人类和生物的保护伞 但因为其具有很强的氧化 性 如果在人类生活空间的大气中臭氧的体积分数大于 10 5 时 对人体和动植物会造成危害 某中学 化学课外活动小组 想验证臭氧的氧化性强于氧气 通过资料收集和互联网查询最后筛选并设计实验原 理和步骤如下 实验的反应原理 2KI O3 H2O 2KOH I2 O2淀粉溶液遇单质碘变蓝色 实验用品 臭氧消毒碗柜 a 溶液 碘化钾溶液 滤纸 玻璃片 两块 温度计 实验步骤 a 取 a 溶液与碘化钾溶液混合 b 取两片用滤纸剪成的纸条 在 a 溶液和碘化钾溶液的混合液中湿润后 分别置于两块洁净的玻璃片上 命名为玻璃片甲和乙 c 将玻璃片甲置于臭氧消毒碗柜中并接通电源生成臭氧 另将玻璃片乙置于可控温度的温箱里 尽量地 使温箱的温度与臭氧消毒碗柜中的温度相等 d 观察现象并进行记录 请根据如上实验的原理 步骤及你所学的知识回答下列问题 1 实验药品中的 a 溶液是 溶液 2 整个实验过程要保持两块玻璃片所在环境的温度相同的原因是什么 3 写出在臭氧消毒柜中 O2转化成 O3的化学方程式 4 从实验数据记录可以得出的结论是 填序号 A O3的氧化性比氧气强 B 氧气也能氧化碘化钾中的碘离子 C 空气中可能也有一定浓度的 O3 所以实验数据不可靠 不能达到实验目的 D O3不仅氧化 I 的速率比氧气快 而且有漂白作用 11 解析 1 根据实验的反应原理 2KI O3 H2O 2KOH I2 O2 臭氧能够将 KI 中的 I 氧化成碘单质 而检验碘单质的生成 可以用淀粉溶液 所以 a 溶液是淀粉溶液 2 做氧气和臭氧氧化 KI 的对比实 验时 为了保证实验结果的准确性 反应温度的条件必须一