(讲义)专题1 第1单元 物质结构研究的内容-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修2(苏教版2019)

第一单元　物质结构研究的内容 学习任务 1．能结合已有知识描述常见物质的微观结构，分析物质结构与其性质之间的关系。 2．能从物质的微观结构出发解释或预测物质的宏观性质。 3．认识物质结构研究对化学科学发展的重要意义。 一、认识物质的特征结构 1．研究原子的结构 根据最外电子层上发生的变化，判断元素的性质。容易失去电子的原子，其对应的元素表现出很强的金属性；容易得到电子的原子，其对应的元素表现出很强的非金属性。 2．研究物质之间的化学反应 化学反应的实质是反应物中化学键的断裂，生成物中化学键的形成。 3．研究物质的特征结构 (1)氮分子中化学键为氮氮三键，在通常条件下很稳定，难以参加化学反应，因此，在固氮研究中，需要通过改变反应条件，如升温、加压、加催化剂等，氮分子才能转化为氮的化合物。 (2)研究物质的特征结构的角度：同素异形体、同分异构体、分子的空间构型等。 　判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)物质的结构决定物质的性质，物质的性质反映物质的结构。 (√) (2)物质的结构仅包括构成物质的微粒间的相互作用和分子的结构。 (×) (3)物质的结构随着人们的认识或研究的发展经常发生一些小的变化。 (×) (4)研究材料结构与性质的关系，有助于新材料的研发。 (√) 二、揭示物质结构与物质性质的关系 1．白磷分子的结构与性质 白磷分子(P4)呈正四面体结构，其键能较小，易断裂，所以白磷在常温、常压下有很高的反应活性。 2．乙醇和二甲醚 乙醇能够与金属钠反应放出氢气而二甲醚不能，乙醇易溶于水而二甲醚不溶于水，原因是乙醇分子中有羟基，二甲醚没有。 3．氢氧化银可溶于过量氨水的原因是生成了[Ag(NH3)2]＋。 4．白磷燃烧产物之一为P4O10，其结构与白磷分子的正四面体有关。 　判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)分子组成都是C2H6O的乙醇和二甲醚在性质上差异不大。 (×) (2)氨水和硝酸银溶液作用生成的氢氧化银沉淀可溶于过量的氨水中。 (√) (3)白磷在空气中燃烧，生成的产物之一是P4O10与P4结构无关。 (×) (4)根据石墨易传热、能导电的性质，可以推测出石墨晶体中有自由移动的电子。 (√) (5)同素异形体的物理性质不同，化学性质完全相同。 (×) 物质结构的研究 材料一　石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、能源、生物医学和药物传递等方面具有广泛的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。 石墨烯的结构 材料二　在实验室组装蒸馏装置。将一定量的醪糟或者米酒放入蒸馏烧瓶中，用酒精灯加热，并用锥形瓶分段收集经过冷凝管的馏出液，观察其状态，闻一闻气味并测定其酒精度，与蒸馏前的醪糟或米酒进行对比。 [问题1]　金刚石、石墨都是由碳元素组成，为何存在物理性质的差异？ [提示]　金刚石和石墨晶体中碳原子的成键方式和排列方式不同。 [问题2]　材料二说明酒精有什么物理性质？ [提示]　易挥发、能溶于水。 1．从微观结构了解物质形态的多样性 (1)同一种元素能够组成几种不同的单质，这种现象称为同素异形现象。这些单质互称为同素异形体。如金刚石、石墨和C60互为同素异形体。 (2)化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，称为同分异构现象。分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体。如乙醇和二甲醚互为同分异构体。 如上所述，形成物质的方式和途径有多种，因此物质的结构具有多样性，各种物质构成了我们五彩缤纷的物质世界。物质的结构决定物质的性质、用途以及合成方法的选择。 (3)四角度认识同分异构体 ①从物质分类看：互为同分异构体的物质只能是化合物，它们之间的转化属于化学变化。 ②从分子式看：互为同分异构体的化合物，其分子式相同，相对分子质量也相同，但相对分子质量相同的化合物分子式不一定相同，如甲酸(HCOOH)和乙醇(CH3CH2OH)的相对分子质量均为46。 ③从结构看：互为同分异构体的化合物空间结构不同。 ④从性质看：互为同分异构体的化合物，物理性质不同，化学性质可能相似。 2．物质结构的研究 (1)研究物质结构的意义 (2)关于物质结构研究的几点说明 ①同素异形体的判断要掌握两点：a．它们是结构不同的单质；b．它们由同种元素组成。 ②结构决定性质，同种元素组成的单质，结构不同，物理性质可能有很大差异。 ③合成新材料须从结构入手，了解性质体现结构的关系。 ④合成物质要符合绿色化学要求：无污染，原子经济性反应，100%转化；高选择性反应，可再生资源，环境友好产品(安全、能降解)；安全生产工艺，反应过程中应用无毒无害的物质(催化剂或溶剂等)，提高能源的利用率。绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。 1．科学家发现一种新分子，它具有空心的类似足球的结构，化学