内容正文:
2.2 物质组成与结构的认识及广
泛应用
中考突破•化学
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01
02
03
04
05
思维导图
知识梳理
热点突破
课堂提升
自主选练
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思维导图
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2.2 物质组成与结构的认识及广泛应用
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知识梳理
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(一)认识物质的组成与结构遵循的思路与方法
1.思路:首先,建立元素的概念,明确物质都是由元素组成的。然后,
从微观角度思考,了解原子是化学变化中的最小粒子,不同元素的原子具
有不同的性质。接着,探究原子如何通过一定方式结合形成分子或直接构
成物质。进一步理解分子、原子、离子等微观粒子的特性以及它们之间的
相互关系,从而深入认识物质的组成与结构。
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2.学习方法
(1)元素周期表学习法:通过元素周期表,了解元素的名称、符号、
原子序数、相对原子质量等信息,掌握元素的周期性规律,从而推断元素
的性质和在化合物中的化合价。
(2)化学符号分析法:学习并熟练运用化学符号,如元素符号、化学
式、离子符号等,从符号中解读物质的组成元素、原子个数比、离子的带
电情况等。
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(3)微观模型构建法:利用球棍模型、比例模型等直观教具或多媒体
资源,构建分子、原子、离子的微观模型,形象地理解它们的空间结构和
相互作用。
(4)实验探究法:通过实验,如电解水实验、金属与酸的反应实验等,
观察物质在实验中的变化,分析产物,推断物质的组成和结构。
(5)分类归纳法:对不同类型的物质,如单质、化合物(氧化物、酸、
碱、盐等)进行分类归纳,总结其组成和结构的特点及规律。
3.综合运用以上思路与方法,可以较为系统、深入地认识物质的组成与
结构,为进一步学习化学知识奠定坚实的基础。
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(二)研究物质的组成与结构的意义
1.理解物质性质:知道物质的组成和结构可以帮助我们预测和解释其物
理性质和化学性质。例如,了解金刚石和石墨都是由碳元素组成的,由于碳
原子排列方式不同,导致它们的物理性质(硬度、导电性等)有很大差异。
2.指导新物质合成:为合成具有特定性能的新物质提供指导。通过设计
物质的组成和结构,可以创造出满足人类需求的新材料,如高强度的合金、
高效的催化剂等。
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3.揭示化学反应本质:能够深入理解化学反应的发生机制和规律。清楚
物质的结构有助于判断哪些反应能够发生,以及反应的条件和产物。
4.优化生产工艺:在工业生产中,依据物质的组成与结构,可以优化生
产流程,提高生产效率,降低成本,减少环境污染。
5.促进科学发展:有助于推动化学学科及相关领域的发展,为解决能源、
环境、材料等方面的问题提供理论基础。
6.培养科学思维:培养学生的观察、分析和推理能力,使学生学会用科
学的方法探究和解决问题,提升科学素养。
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热点突破
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常见物质的组成、结构
例1 [2023衡阳] 罗红霉素 是某药品的主要成分,下列有关罗
红霉素的说法错误的是( )
A
A.罗红霉素中氢元素的质量分数最大
B.罗红霉素由碳、氢、氮、氧四种元素组成
C.罗红霉素中氮、氧原子的个数比为
D.1个罗红霉素分子由41个碳原子、76个氢原子、2个氮原子、15个氧原子
构成
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认识和创造新物质
例2 [2024湖南] 阅读下列材料。
陶瓷基复合材料是以陶瓷材料为基体,以高强度纤维、晶须、晶片和
颗粒为增强体通过适当的复合工艺所制成的复合材料。
陶瓷材料可分为氧化物陶瓷(如氧化铝陶瓷)和非氧化物陶瓷
(如碳化物陶瓷、氮化物陶瓷等),具有硬度大、相对密度较小、抗氧化、
高温磨损性能好和耐化学侵蚀性好等优点,但也存在断裂韧性低、断裂应
变小、抗冷热交变和冲击载荷性能差的固有缺点。向陶瓷基体中加入增强
体能够改善陶瓷材料固有的脆性,提高其韧性和抗脆性断裂能力。
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陶瓷基复合材料优异的高温性能可显著降低发动机燃油消耗,提高运
行效率,具有良好的应用前景。在航天航空领域,陶瓷基复合材料主要应
用于液体推进火箭发动机的热结构件、喷气发动机等的高温部件。
依据材料内容,回答下列问题:
(1)材料中提到的氧化物是___________________。
(2)写出陶瓷材料的一条物理性质:__________________________。
(3)在航天航空领域,陶瓷基复合材料主要应用于____________________
_______________________________________(写一条)。
氧化铝(或)
硬度大(或相对密度较小)
液体推进火箭发动机的热结构件(或喷气发动机等的高温部件)
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课堂提升
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1.北京冬奥会上采用了碲化镉发电玻璃,碲元素在元素周期表中的信息如图
所示。下列有关碲的说法正确的是( )
B
A.碲原子的最外层电子数为52 B.碲的元素符号为
C.碲的相对原子质量为 D.碲属于金属元素
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2.央视栏目《典籍里的中国》展现了中国智慧,其中有许多古今对比。
(1)出行——明朝末年从南昌到北京约需半年时间,如今乘坐高铁几小时
便可到达,制造高铁使用的铝合金中的铝由______(填“分子”“原子”或“离
子”)构成。
原子
(2)记录——古代用墨书写的典籍保存至今而不变色,体现了碳
在常温下的化学性质是________;如今可将信息存储在芯片上,
芯片中含有的某元素在元素周期表中的部分信息如图,该元素的
名称是____。
不活泼
硅
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(3)净水——明代《天工开物》一书记载了明矾净水,明矾中钾离子的符
号是____;如今使用高铁酸钾 不仅能净水,还能消毒,其中涉及
反应的化学方程式为 ,则
的化学式为_____。
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3.阅读下面科普短文,回答问题。
青蒿素的发现
材料一:很多中药古方都提到了青蒿入药抗疟疾,但1971年开始从青蒿中
提取有效成分时,结果却总是不理想。屠呦呦团队反复研究中医古籍,其
中“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”激发了她的灵感。是不是高温
破坏了青蒿中抗疟的有效成分?屠呦呦立即改用乙醚在较低温度下进行提
取,成功获得了抗疟有效单体的提纯物质,命名为青蒿素。
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材料二:完成样品纯化后,科学家们通过元素分析、光谱测定、质谱及旋
光分析等技术手段,确定了青蒿素由碳、氢、氧三种元素组成,测定相对
分子质量为282,得出了青蒿素的化学式为 ,进而又确定了青蒿素
的结构。
材料三:青蒿素为无色针状晶体,味苦,可溶于丙酮、乙醇、甲醇、乙醚
等有机溶剂,在水中几乎不溶;熔点是 ;对热不稳定,易受湿、
热和还原性物质的影响而分解。青蒿素是目前最有效的治疗脑型疟疾和抗
氯喹恶性疟疾的药物。
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材料四:1992年,屠呦呦团队再次出发,研发出了青蒿素的衍生物——双氢
青蒿素 ,双氢青蒿素虽然主要用于疟疾的治疗,但是近年来有研
究表明它在自身免疫性疾病的治疗方面也具有潜力,其中包括红斑狼疮。
(1)“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,古籍中获取青蒿素用到的分离混
合物的方法是___(填字母)。
A
A.过滤 B.蒸馏 C.蒸发 D.吸附
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(2)通过阅读短文,得出研究物质的一般思路是:首先需要将自然界中的
混合物分离提纯得到________,其次研究物质的______组成,测定_______
_______,得出化学式,最后研究物质的性质和______。
纯净物
元素
相对分子质量
用途
(3)根据青蒿素的化学式,从宏观和微观的角度写出对应的信息。
①宏观:________________________________________。
②微观:__________________________________________________________。
青蒿素是由碳元素、氢元素和氧元素组成的
1个青蒿素分子是由15个碳原子、22个氢原子和5个氧原子构成的
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(4)谈谈研究青蒿素的组成、结构的意义:__________________________
_________________________________________________________________
____________________________________。
通过研究物质的组成和结构,了解物质的性质和用途,对于理解其作用机制、开发新的治疗方法以及推动药物研发具有重要意义(合理即可)
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4.认真阅读下列材料。
甲醛 ,无色气体,有刺激性气味,易溶于水和乙醇。甲醛水溶
液,俗称福尔马林。利用甲醛水溶液浸泡动物标本,可以防腐,使标本长
期保存。因为甲醛会与蛋白质发生反应,破坏蛋白质的结构,使其变质。
但正是由于甲醛的这个性质,甲醛对人体健康有严重危害。室内空气中甲
醛已经成为影响人类身体健康的主要污染物。活性炭结构疏松多孔,我们
可以利用活性炭吸附空气中的甲醛。我们也可以将甲醛和氧气在催化剂的
作用下变成和另一种无毒无害的氧化物 。
依据材料内容回答下列问题:
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(1)甲醛属于________(填“有机物”或“无机物”)。
(2)利用活性炭吸附甲醛发生的变化属于______(填“物理”或“化学”)变化。
(3)物质 由________(填元素名称)元素组成。
有机物
物理
碳、氧
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5.水是生命之源,人类从未停止过对水的研究。科学家对水的组成的探究可
谓是艰辛而曲折。阅读下列材料,回答问题。
材料一:18世纪末,英国科学家普利斯特利把“易燃空气”(即氢气)和空气
混合后放在干燥、洁净的玻璃瓶中,当用电火花点火时,发出震耳的爆鸣
声,且玻璃瓶内壁上出现了液滴。
材料二:1781年,英国科学家卡文迪许用纯氧代替空气进行上述实验,确
认所得液滴是
水,可惜这位虔诚的“燃素学说”信徒,还始终认为水是一种元素,没有做出
正确的解释。
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材料三:1800年,英国化学家尼科尔森利用伏打电池对水进行通电,发现
两电极都有气泡产生,得到氢气和氧气。
(1)普利斯特利的实验发出震耳的爆鸣声,启示我们点燃可燃气体前要
__________。
(2)卡文迪许实验中反应的化学方程式为__________________。
检验纯度
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时,管中产生气体___ 。该反应的化学方程式为_____________________。
该实验说明水是由________________组成的。
(3)如图所示,李老师在用该装置电解水时,在电解器玻璃管
里加入 的氢氧化钠溶液,接通直流电源,电解一段时间后,
断开电源,用燃着的木条分别在两个玻璃管尖嘴口检验电解反应
中产生的气体。
①与管连接的是电源的____极。当管中产生的气体是
负
5
氢元素和氧元素
②检验 管中产生的气体时观察到的现象是____________________。
③本实验中,水中加入氢氧化钠溶液的作用是____________,因为它在水
中可形成自由移动的 和_____(用离子符号表示)。
带有火星的木条复燃
增强导电性
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④本实验中,若水中加入少量稀硫酸以增强导电性,稀硫酸不发生反应,
则电解后溶液的 ______(填“增大”“减小”或“不变”)。
减小
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自主选练
见配套《自主选练本》
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