1、专题专题1 揭示物质结构的奥秘揭示物质结构的奥秘 学习目标学习目标 1.了解人类探索物质结构的历史了解人类探索物质结构的历史。 2.了解研究物质结构了解研究物质结构、揭示物质结构与性能的关系在揭示物质结构与性能的关系在 预测物质的性能预测物质的性能、寻找性能优异的材料寻找性能优异的材料、从分子水从分子水 平探索生命现象的本质及绿色合成等方面的重要意平探索生命现象的本质及绿色合成等方面的重要意 义义。 3.认识到化学与人类生产认识到化学与人类生产、生活生活、生命的密切联系生命的密切联系。 课前自主学案课前自主学案 自主学习自主学习 一一、探索物质的微观结构探索物质的微观结构 1物质的物质的_、
2、_决定物质的性质与变化决定物质的性质与变化。 2金刚石金刚石、石墨石墨、C60、碳纳米管互称为碳纳米管互称为_ _。它们的物理性质它们的物理性质_，化学性质化学性质 _。 组成组成 结构结构 同素同素 异形体异形体 不同不同 相似相似 3元素元素_的周期性变化是元素性质周期性的周期性变化是元素性质周期性 变化产生的原因变化产生的原因。 4研究物质结构常用研究物质结构常用_、 _、科科 学假设和论证方法学假设和论证方法， _和和_方法早已应方法早已应 用于研究原子用于研究原子、分子和晶体结构分子和晶体结构。 原子结构原子结构 实验方法实验方法 模型化方法模型化方法 光谱光谱 衍射实验衍射实验 思
3、考感悟思考感悟 你能说出原子模型的演变过程吗你能说出原子模型的演变过程吗？ 【提示提示】 原子结构模型大致经历了五个发展阶段原子结构模型大致经历了五个发展阶段 的变化的变化。道尔顿原子模型道尔顿原子模型汤姆生原子模型汤姆生原子模型卢瑟卢瑟 福原子模型福原子模型玻尔原子模型玻尔原子模型量子力学原子模型量子力学原子模型。 二二、研究物质结构的意义研究物质结构的意义 1道尔顿道尔顿、汤姆生汤姆生、卢瑟福卢瑟福、玻尔等人提出的玻尔等人提出的 _模型对人类探索物质结构作出了巨大贡模型对人类探索物质结构作出了巨大贡 献献。1811年年，阿伏加德罗提出了阿伏加德罗提出了_概念概念，成为成为 “原子原子分子论
4、分子论”基础基础。1869年年，俄国化学家俄国化学家 _提出元素周期律提出元素周期律，从理论上指导化学从理论上指导化学 元素的发现和应用元素的发现和应用。 2揭示物质的结构与性能的关系揭示物质的结构与性能的关系，可帮助我们预可帮助我们预 测物质的性能测物质的性能。 原子结构原子结构 分子分子 门捷列夫门捷列夫 3研究物质结构研究物质结构，能帮助我们了解材料的结构与能帮助我们了解材料的结构与 性能之间的关系性能之间的关系。_、纳米材料纳米材料、超导材超导材 料料、_高分子材料等新型材料的开发高分子材料等新型材料的开发、研制研制 和应用和应用，都依赖于物质结构的研究都依赖于物质结构的研究。 4物质
5、结构的研究物质结构的研究，使生命科学在使生命科学在_水平上探水平上探 索生命现象的本质索生命现象的本质。 5物质结构研究对于保护物质结构研究对于保护_、实现社会实现社会 的可持续发展具有重大意义的可持续发展具有重大意义。 信息材料信息材料 可降解可降解 分子分子 生态环境生态环境 自主休验自主休验 1下列有关化学史知识错误的是下列有关化学史知识错误的是( ) A原子分子学说的建立是近代化学发展的里程碑原子分子学说的建立是近代化学发展的里程碑 B俄国科学家门捷列夫发现了元素周期律俄国科学家门捷列夫发现了元素周期律，编制编制 了元素周期表了元素周期表 C意大利科学家阿伏加德罗在总结气体反应体积意大
6、利科学家阿伏加德罗在总结气体反应体积 比的基础上提出了分子的概念比的基础上提出了分子的概念 D英国科学家道尔顿首先发现了电子英国科学家道尔顿首先发现了电子 解析：解析：选选D。英国科学家汤姆生发现了电子英国科学家汤姆生发现了电子。 2核磁共振核磁共振(NMR)技术已广泛应用于复杂分子结技术已广泛应用于复杂分子结 构的测定和医学诊断等高科技领域。已知质子数构的测定和医学诊断等高科技领域。已知质子数 或中子数为奇数的原子核才有或中子数为奇数的原子核才有NMR现象，而质子现象，而质子 数和中子数均为偶数的原子不产生核磁共振，下数和中子数均为偶数的原子不产生核磁共振，下 列原子组一定能产生列原子组一定
7、能产生NMR现象的是现象的是( ) A18O、31P、119Sn B27Al、19F、12C C6C、16S、9F D1H、13C、35Cl 解析：解析：选选D。A中中18O的质子数为的质子数为8、中子数为中子数为10，不不 符合题意；符合题意；B中中12C的质子数和中子数均为的质子数和中子数均为6，不符不符 合题意；合题意；C中中6C的质子数的质子数、中子数均为中子数均为6,16S的质子的质子 数和中子数均为数和中子数均为16；D中中1H的质子数为的质子数为1,13C的中子的中子 数为数为7,35Cl的质子数为的质子数为17，符合题意符合题意。 32011 年年 4 月月 22 日是第日是第
8、 42 个个“世界地球日世界地球日”， 主题是主题是“珍惜地球资源珍惜地球资源，转变发展方式转变发展方式”。下列行下列行 为中为中不不 符合这一主题的是符合这一主题的是( ) A采用采用“绿色化学绿色化学”工艺工艺，使原料尽可能转化为使原料尽可能转化为 所需要的物质所需要的物质 B大量开采地下水大量开采地下水，以满足社会对水的需求以满足社会对水的需求 C减少直至不使用对大气臭氧层起破坏作用的氟减少直至不使用对大气臭氧层起破坏作用的氟 氯烃氯烃 D节约能源节约能源，提高能源利用率提高能源利用率 解析：解析：选选B。“绿色化学绿色化学”工艺是目前环境保护方工艺是目前环境保护方 面的一个重要词汇面的
9、一个重要词汇，其核心内容就是尽可能提高原其核心内容就是尽可能提高原 料的利用率料的利用率，最好使利用率达最好使利用率达100%；大量开采地；大量开采地 下水下水，会破坏地球的内部结构会破坏地球的内部结构，可能导致地下水资可能导致地下水资 源枯竭源枯竭、地层结构被破坏等环境危害；保护臭氧层地层结构被破坏等环境危害；保护臭氧层 是人类社会共同关注的问题是人类社会共同关注的问题，其中减少氟氯烃的排其中减少氟氯烃的排 放是保护臭氧层的有效手段；节约能源放是保护臭氧层的有效手段；节约能源，提高能源提高能源 利用率更是人人都应有的社会公德利用率更是人人都应有的社会公德。 课堂互动讲练课堂互动讲练 探索物质
10、的微观结构探索物质的微观结构 人 类 探 究 物 质 结 构 的 历 史 人 类 探 究 物 质 结 构 的 历 史 人 类 探 究 物 质 结 构 的 历 史 人 类 探 究 物 质 结 构 的 历 史 在物质结构研究的历史上在物质结构研究的历史上，首先提出原子首先提出原子 是一个实心球体的是是一个实心球体的是( ) A汤姆生汤姆生 B卢瑟福卢瑟福 C道尔顿道尔顿 D玻尔玻尔 【解析解析】 汤姆生发现了电子汤姆生发现了电子，提出了原子内部提出了原子内部 有电子的学说；卢瑟福利用有电子的学说；卢瑟福利用粒子撞击金箔发现原粒子撞击金箔发现原 子内有核；道尔顿认为原子是实心球体；玻尔提子内有核；道
11、尔顿认为原子是实心球体；玻尔提 出核外电子在一系列稳定的轨道上运动出核外电子在一系列稳定的轨道上运动，故答案故答案 为为C。 例例1 【答案答案】 C 【规律方法规律方法】 此类问题考查的是物质结构的发此类问题考查的是物质结构的发 展史展史，熟练记忆有关物质结构的发展历史是解题熟练记忆有关物质结构的发展历史是解题 的关键的关键。 变式训练变式训练1 (2011年苏州高二质检年苏州高二质检)下列说法正确的下列说法正确的 是是( ) A道尔顿提出了分子学说道尔顿提出了分子学说 B阿伏加德罗提出了原子学说阿伏加德罗提出了原子学说 C汤姆生发现了电子汤姆生发现了电子 D卢瑟福是近代原子学说的创始人卢瑟
12、福是近代原子学说的创始人，被称为被称为“原子原子 之父之父” 解析：解析：选选C。这是一道识记性题这是一道识记性题，根据原子学说的发根据原子学说的发 展史可得出正确答案展史可得出正确答案。D项很具有迷惑性项很具有迷惑性，卢瑟福确卢瑟福确 实是实是“原子之父原子之父”，但近代原子学说的创始人应是但近代原子学说的创始人应是 道尔顿道尔顿。故正确答案为故正确答案为C。 研究物质结构的意义研究物质结构的意义 1. 结构决定性质结构决定性质 性质体现结构性质体现结构 如如 碳的四种碳的四种 同素异形体同素异形体 金刚石金刚石 石墨石墨 C60 碳纳米管碳纳米管 结构不同结构不同 性质不同性质不同 化学性
13、化学性 质相似质相似 2根据结构预测物质性质。根据结构预测物质性质。 3合成或分离预期性质的新材料。合成或分离预期性质的新材料。 4从分子水平探索生命现象。从分子水平探索生命现象。 5研究结构实现绿色合成，促进社会可持续发展。研究结构实现绿色合成，促进社会可持续发展。 近期意大利罗马大学的近期意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人等人 获得了极具理论研究意义的获得了极具理论研究意义的N4分子。分子。N4分子结构分子结构 如图所示，下列说法正确的是如图所示，下列说法正确的是( ) AN4属于一种新型的化合物属于一种新型的化合物 BN4转化为转化为N2属于物理变化属于物理变化 CN4的摩尔
14、质量为的摩尔质量为56 DN4与与N2互为同素异形体互为同素异形体 例例2 【解析解析】 N4是由一种元素组成的物质是由一种元素组成的物质，因而是一种因而是一种 新型的单质而不是化合物；新型的单质而不是化合物；N4和和N2是两种不同的物质是两种不同的物质， 所以两者的转化是化学变化；所以两者的转化是化学变化；N4的摩尔质量为的摩尔质量为56 g/mol；N4和和N2的关系是同素异形体的关系是同素异形体。 【答案答案】 D 变式训练变式训练2 石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围 内撒下大量石墨纤维内撒下大量石墨纤维，造成输电线造成输电线、电厂设备损电厂设备损 坏坏。
15、这是由于石墨这是由于石墨( ) A有放射性有放射性 B易燃易燃、易爆易爆 C能导电能导电 D有剧毒有剧毒 解析：解析：选选C。石墨炸弹破坏输电线石墨炸弹破坏输电线、电厂设备的电厂设备的 原因主要是导致供电线路短路原因主要是导致供电线路短路，即石墨纤维有导即石墨纤维有导 电性电性。故正确答案为故正确答案为C。 探究整合应用探究整合应用 揭示物质结构奥秘的方法揭示物质结构奥秘的方法 物质世界精彩纷呈物质世界精彩纷呈、变化万千变化万千，归根结底是由物归根结底是由物 质的组成和结构决定了研究物质世界质的组成和结构决定了研究物质世界，就是研究就是研究 物质的组成物质的组成、结构结构、性质及变化规律性质及
16、变化规律。结构决定结构决定 性质性质，性质体现结构性质体现结构，同时性质决定用途同时性质决定用途。即宏即宏 观物质的性质源于微观粒子的结构观物质的性质源于微观粒子的结构。 科学家正在设法探寻科学家正在设法探寻“反物质反物质”。“反物反物 质质”是由是由“反粒子反粒子”构成的构成的，“反粒子反粒子”与其对应与其对应 的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷但电荷 符号相反符号相反。 (1)若有若有粒子粒子(即氦离子即氦离子)的反粒子的反粒子，则该粒子的质则该粒子的质 量数为量数为_，所带电荷数为所带电荷数为_，反反 粒子可表示为粒子可表示为_。 例例 (2
17、)近几年近几年，欧洲和美国的科研机构先后宣布欧洲和美国的科研机构先后宣布，他们他们 分别制造出分别制造出9个和个和7个反氢粒子个反氢粒子，这是人类探索反物这是人类探索反物 质 的 一 大 进 步质 的 一 大 进 步 。 试 推 测 反 氢 粒 子 的 构 造 是试 推 测 反 氢 粒 子 的 构 造 是 _(填字母代号填字母代号)。 A由由1个带正电荷的质子与个带正电荷的质子与1个带负电荷的电子个带负电荷的电子 构成构成 B由由1个带负电荷的质子与个带负电荷的质子与1个带正电荷的电子构个带正电荷的电子构 成成 C由由1个不带电荷的中子与个不带电荷的中子与1个带负电荷的电子个带负电荷的电子 构成构成 D由由1个带负电荷的原子与个带负电荷的原子与1个带负电荷的电子个带负电荷的电子 构成构成 【解析解析】 本题是对新物质本题是对新物质“反物质反物质”的考查的考查。所所 谓谓“反物质反物质”，它的原子核是由反质子和反电子构它的原子核是由反质子和反电子构 成的成的，即质子带负电荷即质子带负电荷，而电子带正电荷而电子带正电荷。粒子粒子 (即氦离子即氦离子)带带2个单位正电荷个单位正电荷，则则反粒子带反粒子带2个单位个单位 负电荷负电荷。 【答案答案】 (1)4 2 He2 (2)B
