2024-2025學年高中化學專題1揭示物質結構的奧秘教案蘇教版選修3

PAGEPAGE11揭示物質結構的奇妙[核心素養(yǎng)發(fā)展目標]1.了解人類探究物質結構的過程，了解在原子、分子等不同尺度相識物質結構的價值和意義，培育科學精神與社會責任的學科核心素養(yǎng)。2.了解探討物質結構的基本方法，培育試驗探究與創(chuàng)新精神的學科核心素養(yǎng)。一、人類探究物質結構的歷史1．人類相識原子結構的歷程2．探究物質微觀結構的詳細內容(1)探討原子結構與元素性質的關系。(2)化學鍵理論學問和分子間作用力學問。(3)分子的空間結構學問。3．探究物質微觀結構的方法探究物質微觀結構的方法主要有試驗方法、模型化方法、科學假設和論證方法、量子力學探討方法、光譜和衍射試驗方法等。人類探究物質結構的歷史(1)由于道爾頓最早提出了原子論，合理地說明了當時的一些化學現(xiàn)象和規(guī)律，給化學奠定了唯物主義理論基石，所以道爾頓被譽為近代化學之父。(2)從原子結構模型的演化過程可以看出，人類對原子結構的相識過程是逐步深化的。雖然很多科學家得到了一些錯誤的結論，但對當時發(fā)覺真相作出了確定的貢獻。(3)隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，科學家已能利用電子顯微鏡和掃描隧道顯微鏡來拍攝表示原子圖像的照片并且能在晶體硅表面上用探針對原子進行“搬遷”。例1(2024·雅安期末)原子結構模型經驗了五個主要階段：1803年實心球模型→1904年葡萄干布丁模型→1911年原子核式結構模型→1913年的軌道模型→20世紀初電子云的原子結構模型。對軌道模型貢獻最大的科學家是()A．玻爾 B．湯姆生C．盧瑟福 D．道爾頓答案A解析①19世紀初，英國科學家道爾頓提出近代原子學說，他認為原子是微小的不行分割的實心球體。②1897年，英國科學家湯姆生發(fā)覺了電子，1904年提出“葡萄干布丁”的原子結構模型。③1911年英國物理學家盧瑟福(湯姆生的學生)提出了帶核的原子結構模型。④1913年丹麥物理學家玻爾(盧瑟福的學生)引入量子論觀點，提出電子在確定軌道上運動的原子結構模型。⑤奧地利物理學家薛定諤提出電子云模型(幾率說)，為近代量子力學原子模型。對軌道模型貢獻最大的科學家是丹麥物理學家玻爾。例21911年前后，英國物理學家盧瑟福用帶正電的α粒子轟擊極薄的金箔，為了說明試驗結果，提出了原子的核式結構學說。圖中黑點表示金原子核的位置，曲線ab、cd和ef表示經過金原子核旁邊的α粒子的運動軌跡，能正確反映試驗結果的圖是()答案D解析在金原子中原子核帶正電且質量很大，占有的體積很小，用α粒子(帶正電，質量較小)轟擊金箔時，大部分α粒子可暢通無阻地通過，微小的一部分發(fā)生偏轉或被筆直的彈回。例3核磁共振(NMR)技術已廣泛應用于困難分子結構的測定和醫(yī)學診斷等高科技領域。已知質子數(shù)或中子數(shù)為奇數(shù)的原子核才有NMR現(xiàn)象，而質子數(shù)和中子數(shù)均為偶數(shù)的原子不產生核磁共振，下列原子組確定能產生NMR現(xiàn)象的是()A．18O、31P、119Sn B．27Al、19F、12CC．6C、16S、9F D．1H、13C、35Cl答案D解析A中18O的質子數(shù)為8、中子數(shù)為10，不合題意；B中12C的質子數(shù)和中子數(shù)均為6，不合題意；C中6C的質子數(shù)、中子數(shù)均為6,16S的質子數(shù)和中子數(shù)均為16；D中1H質子數(shù)為1,13C中子數(shù)為7,35Cl中質子數(shù)為17，符合題意。二、探討物質結構的意義化學科學的發(fā)展離不開物質結構的探究和探討，探討物質結構，能夠為設計與合成新物質供應理論基礎，揭示物質結構與性能的關系，也可以幫助我們預料物質的性能。(1)探討物質結構，能幫助我們了解材料的結構與性能之間的關系，有利于找尋性能優(yōu)異的材料。(2)探討物質結構，突破了在分子水平上探究生命現(xiàn)象的本質。(3)物質結構探討對于愛護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。探討物質結構的意義探討物質世界，就是探討物質的組成、結構、性質及其改變規(guī)律，并通過探討成果來為人類服務，化學來源于生活，并指導人們更好地生活。例4人造骨是一種具有生理功能的新型無機非金屬材料。它有類似于人骨和自然牙齒的性質和結構。人造骨可以依靠人體的體液中的某些離子形成新骨，可在骨骼接合界面發(fā)生反應，實現(xiàn)骨骼堅固結合，人造骨植入人體內須要汲取人體中的下列哪些離子形成新骨()A．Ca2＋、POeq\o\al(3－,4) B．Cl－、Na＋C．Na＋、Mg2＋ D．S2－、I－答案A解析因Ca5(PO4)3OH、Ca3(PO4)2等無機鹽為骨骼的主要成分，所以人造骨植入人體內需汲取人體中的Ca2＋和POeq\o\al(3－,4)形成新骨。例5(2024·東城區(qū)一模)我國科學家利用蠟蟲腸道菌群，將塑料降解時間從500年縮減到24小時，并用同位素示蹤法證明了聚乙烯降解為CO2。下列有關該過程說法不正確的是()A．確定發(fā)生了氧化反應B．只涉及碳碳鍵的斷裂C．同位素示蹤法是從微觀角度識別物質的改變D．該探討成果有利于緩解塑料垃圾引起的環(huán)境問題答案B解析有氧氣參與的反應是氧化反應，A正確；塑料降解過程中不僅涉及碳碳鍵的斷裂，還有碳氫鍵的斷裂，B錯誤；同位素示蹤法是從微觀角度識別物質的改變，C正確；該探討成果有利于緩解塑料垃圾引起的白色污染，D正確。

1．(2024·上杭一中月考)化學真正成為一門科學并快速發(fā)展，始于()A．氧化學說的建立B．元素概念的提出C．原子——分子學說的建立D．元素周期律的發(fā)覺答案C2．2015年是全中國人民引以為傲的一年，因為“諾貝爾醫(yī)學獎或生理學獎”頒發(fā)給了一名中國科學家，這位科學家是()A．莫言 B．屠呦呦C．侯德榜 D．徐光憲答案B解析2015年，“諾貝爾醫(yī)學獎或生理學獎”頒發(fā)給了中國科學家屠呦呦，引起了世界的轟動，故選B。3．(2024·廈門市思明區(qū)期末)下列成果是因為創(chuàng)建新物質而獲得諾貝爾化學獎的是()A．熒光成像顯微技術B．分子馬達C．生物分子冷凍電鏡D．核磁共振答案B解析熒光成像顯微技術是技術的突破，無新物質制造出來，A錯誤；分子馬達是美國康奈爾高校探討人員在活細胞內的能源機制啟發(fā)下，制造出的一種分子馬達，又名分子發(fā)動機，是分布于細胞內部或細胞表面的一類蛋白質，有新物質制造出，B正確；冷凍電鏡，是用于掃描電鏡的超低溫冷凍制樣及傳輸技術，是技術的突破，無新物質制造出，C錯誤；核磁共振是用于有機物中H原子種類和個數(shù)的測定的技術，無新物質制造出，D錯誤。4．在探究微觀世界的過程中，科學家們常通過建立假說模型來把握物質的結構及特點，不斷拓展相識新領域。關于假說，有如下表述，其中正確的是()A．假說是對現(xiàn)實中已知事物或現(xiàn)象的一種簡化處理B．假說是對未知領域的事物或現(xiàn)象提出的一種推想C．假說是對一個問題的全部幻想和假定D．假說最終都可以變成科學理論答案B解析假說是科學家在探究的過程中，為把握物質的結構及特點而建立的一種模型，它是對未知領域的事物或現(xiàn)象提出的一種推想，然后通過試驗或推理去驗證它的正確與否。5．“擬晶”是一種具有凸多面體規(guī)則外形但不同于晶體的固態(tài)物質。Al65Cu23Fe12是科學家發(fā)覺的幾百種重要的擬晶之一，具有合金的某些優(yōu)良物理性能。下列有關這種擬晶的說法正確的是()A．無法確定Al65Cu23Fe12中三種金屬元素的化合價B．Al65Cu23Fe12的硬度小于金屬鐵C．Al65Cu23Fe12不行用作長期浸泡在海水中的材料D．1molAl65Cu23Fe12溶于過量的硝酸時共失去265mol電子答案C解析Al65Cu23Fe12具有合金的某些優(yōu)良物理性能，因此這種擬晶中三種金屬元素的化合價均為0，選項A錯誤；擬晶具有合金的某些優(yōu)良物理性能，合金的硬度高，熔點低，因此選項B錯誤；Al65Cu23Fe12在海水中會發(fā)生電化學腐蝕，因此不行用作長期浸泡在海水中的材料，選項C正確；1molAl65Cu23Fe12溶于過量的硝酸時，Al65Cu23Fe12轉化為Al3＋、Cu2＋、Fe3＋，共失去277mol電子，選項D錯誤。6．(1)提出“近代原子學說”的是英國科學家________，他是最早提出科學的原子學說的人。(2)提出“原子—分子論”的是意大利科學家____________________。該理論提出了分子的概念，并指出分子與原子的區(qū)分和聯(lián)系(自從用“原子—分子論”來探討物質的性質和改變后，化學才真正起先成為一門科學)。(3)發(fā)覺電子的是英國科學家______________，他提出了________________的原子結構模型。(4)英國物理學家____________通過α粒子散射試驗，提出了原子結構有核模型。(5)丹麥物理學家________探討了______________后，大膽地引入______________的觀點，提出了新的原子結構模型。答案(1)道爾頓(2)阿伏加德羅(3)湯姆生葡萄干布丁式(4)盧瑟福(5)玻爾電子的運動波粒二象性題組一人類探究物質結構的歷史1．最早提出科學的原子概念的科學家是()A．道爾頓 B．阿伏加德羅C．門捷列夫 D．盧瑟福答案A解析英國科學家道爾頓首先提出了科學的原子概念。2．下列有關化學史學問錯誤的是()A．原子—分子學說的建立是近代化學發(fā)展的里程碑B．俄國科學家門捷列夫發(fā)覺了元素周期律，編制了元素周期表C．意大利科學家阿伏加德羅在總結氣體反應體積比的基礎上提出了分子的概念D．英國科學家道爾頓首先發(fā)覺了電子答案D解析英國科學家湯姆生發(fā)覺了電子。3．(2024·北京房山區(qū)調研)化學在古代與現(xiàn)代的科技發(fā)展中起了非常重要的作用，下列說法中正確的是()ABCD古代與現(xiàn)代的冶金均運用了相同的化學原理古代與現(xiàn)代的火箭放射均利用了液體燃料古代搗碎中藥與現(xiàn)代中藥納米粉碎均是化學改變古代風箏與現(xiàn)代熱氣球飛行均無需物質干脆供應能量答案A解析金屬的冶煉是金屬元素由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)，即金屬元素得電子被還原，故古代和現(xiàn)代的冶金技術不同，但原理相同，A正確；古代的火箭用的燃料是火藥，而現(xiàn)代的火箭用的是液態(tài)燃料，B錯誤；無論是古代搗碎中藥還是現(xiàn)代中藥的納米粉碎，均無新物質生成，故藥品的粉碎均為物理改變，C錯誤；現(xiàn)代熱氣球須要燃料燃燒來供應能量，從而熱氣球中氣體的密度小于空氣，所以熱氣球才能浮起來，D錯誤。4．(2024·資陽模擬)以下關于中國化學史的表述錯誤的是()A．杜康用高粱釀酒的原理是通過蒸餾法將高粱中的乙醇分別出來B．蔡倫利用樹皮、碎布(麻布)、麻頭等原料精制出優(yōu)質紙張C．《本草綱目》中記載“火藥乃焰消(KNO3)、硫磺、杉木炭所合，以為烽燧銃機諸藥者”這是利用了KNO3的氧化性D．英文的“中國”(China)又指“瓷器”，說明我國很早就應用化學技術制作陶瓷答案A解析高粱中不含乙醇，用高粱釀酒是高粱中的淀粉在酒曲的作用下反應生成乙醇，然后用蒸餾法將乙醇分別出，A錯誤；蔡倫改進造紙工藝，利用樹皮、碎布(麻布)、麻頭、魚網等原料精制出優(yōu)質紙張，由他監(jiān)制的紙被稱為“蔡侯紙”，B正確；黑火藥爆炸反應生成氮氣，N元素化合價降低，被還原，硝酸鉀表現(xiàn)氧化性，C正確；中國是運用瓷器最早的國家，故“中國”(China)又指“瓷器”，D正確。5．門捷列夫在描述元素周期表時，很多元素尚未發(fā)覺，但他為第4周期的三種元素留下了空位，并對它們的一些性質做了預料，X是其中的一種“類硅”元素，后來被德國化學家文克勒發(fā)覺，并證明門捷列夫當時的預料相當精確。依據(jù)元素周期律，下列有關X性質的描述中錯誤的是()A．X單質不易與水反應B．XO2可被碳或氫氣還原為XC．XCl4的沸點比SiCl4的高D．XH4的穩(wěn)定性比SiH4的高答案D解析“類硅”元素和硅元素同為第ⅣA族元素，依據(jù)元素周期律，同主族元素隨著原子序數(shù)的遞增，非金屬性減弱，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性減弱，D選項錯誤。其他選項可由硅的性質進行類推。題組二原子結構及其模型演化6．下列說法正確的是()A．原子是不行再分的B．原子中確定含有中子C．原子由原子核和核外電子構成，原子核又可以分為質子和中子，然后不能再分D．隨著科學的發(fā)展，人們發(fā)覺原子組成中還存在更小的微粒，如夸克答案D7．首先提出原子結構模型并起先涉及原子內部結構的科學家是()A．盧瑟福 B．玻爾C．湯姆生 D．道爾頓答案C解析本題考查原子結構模型的發(fā)展簡史。“葡萄干布丁”模型起先涉及到原子內部的結構。A項盧瑟福提出原子結構的核式模型；B項玻爾建立了核外電子分層排布的原子結構模型；D項道爾頓建立了原子學說。8．首次勝利說明了氫原子光譜的科學家是()A．道爾頓 B．盧瑟福C．玻爾 D．愛因斯坦答案C解析玻爾提出電子在確定軌道上運動的原子結構模型，指出電子在原子核外空間內確定的軌道上繞核做高速運動，這些軌道的能量是不連續(xù)的，玻爾理論能很好地說明氫原子光譜。9．原子結構模型的演化圖中，①為道爾頓實心球式原子模型、②為盧瑟福行星運轉式原子模型、③為湯姆生“葡萄干布丁”原子模型、④為近代量子力學原子模型、⑤為玻爾軌道式原子模型。其中符合歷史演化依次的一組排列是()A．①③②⑤④ B．①②③④⑤C．①⑤③②④ D．①③⑤④②答案A解析正確的依次是道爾頓實心球式原子模型、湯姆生“葡萄干布丁”原子模型、盧瑟福行星運轉式原子模型、玻爾軌道式原子模型、近代量子力學原子模型。題組三探討物質結構的意義10．歷史事實表明，沒有新材料的出現(xiàn)，就沒有科技與生產發(fā)展的突破。信息高速馬路的建立在于找尋新的信息材料。下列材料可作為信息材料的是()A．銅線 B．化纖C．橡膠 D．光導纖維答案D11．兩位美國科學家彼德·阿格雷和羅德里克·麥金農，因為發(fā)覺細胞膜水通道以及對離子通道結構和機理探討做出的開放性貢獻而獲得2003年諾貝爾化學獎，他們之所以獲得諾貝爾化學獎而不是生理學或醫(yī)學獎是因為()A．他們的探討和化學物質水有關B．他們的探討有利于研制針對一些神經系統(tǒng)疾病和心血管疾病的藥物C．他們的探討深化到分子、原子的層次D．他們的探討深化到細胞的層次答案C解析細胞膜水通道的發(fā)覺以及對離子通道結構和機理的探討對化學、生理學、醫(yī)學等科學領域都有著重大意義，由于此項探討深化到了分子、原子的層次，所以做出開創(chuàng)性貢獻的兩位科學家得到了諾貝爾化學獎的殊榮。12．我國科學家勝利合成的3mm長的管狀定向碳納米管，長度居世界之首。這種碳纖維具有強度高、剛度(反抗變形的實力)大、密度小(只有鋼的四分之一)、熔點高、化學穩(wěn)定性好的特點，因而被稱為“超級纖維”。下列對碳纖維的說法不正確的是()A．它是制造飛機的志向材料B．它的主要組成元素是碳C．它的結構與石墨不同D．碳纖維復合材料為一種高分子化合物答案D解析碳纖維明顯主要是由碳元素組成，B正確、D錯誤；由于碳纖維具有“強度高、剛度大、密度小、熔點高、化學穩(wěn)定性好”的特點，所以A正確；由于碳纖維的物理性質不同于石墨，所以它們的結構不同，C正確。13．金剛石、石墨、C60、碳納米管均由同一種元素組成，屬于____________，其性質差別很大，緣由是________________，說明________________。答案同素異形體它們的結構不同結構確定性質解析由同種元素組成的不同單質互稱為同素異形體；同素異形體的組成元素相同，但結構不同，因此造成性質不同的緣由是其結構上的差異。14．科學家正在設法探尋“反物質”。所謂“反物質”是由“反粒子”構成的，“反粒子”與其對應的正粒子具有相同的質量和相同的電量，但電荷符號相反。(1)若有α粒子(即氦離子)的反粒子，稱為反α粒子，則該粒子的質量數(shù)為_________，電荷數(shù)為_______，反α粒子的符號可表示為_______________。(2)近幾年，歐洲和美國的科學探討機構先后宣布，他們分別制出9個和7個反氫原子，這是人類探究反物質的一大進步。試推想反氫原子的構造是________(填字母)。A．由一個帶正電荷的質子與一個帶負電荷的電子構成B．由一個帶負電荷的質子與一個帶正電荷的電子構成C．由一個不帶電荷的中子與一個帶負電荷的電子構成D．由一個帶負電荷的質子與一個帶負電荷的電子構成答案(1)4－2He2－(2)B解析所謂反物質，它的原子核是由反質子和反中子構成的，反質子的質量數(shù)為1，帶負電荷，反中子的質量數(shù)也為1，不帶電；核外是反電子，質量可忽視不計，帶正電荷。正常的氫原子是由一個質子和一個電子構成的，反氫原子則是由一個反質子和一個反電子構成。15．揭示原子內部結構的奇妙，有助于我們理解所處的物質世界。(1)上表中元素f的氫化物的電子式是__________________________________________，此氫化物的熱穩(wěn)