1.1 物质结构研究的内容（导学案）化学苏教版选择性必修2

第一单元 物质结构研究的内容 一、知识目标 1.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.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。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从微观角度认识物质的微粒、微粒的空间排布/聚集以及微粒间的相互作用，能从微观结构解释物质性质差异。 2.证据推理与模型认知：通过搭建分子球棍模型等活动，建立物质结构的模型，根据结构证据推理物质的性质。 3.科学探究与创新意识：探究物质结构与性质的关系，培养创新思维和科学探究能力。 一、教学重点 1.认识物质的特征结构，包括微粒、微粒的空间排布/聚集、微粒间的相互作用。 2.揭示物质结构与性质的关系。 二、教学难点 1.从物质结构的角度解释物质性质的差异。 2.理解物质结构研究对化学反应的重要性。 一、认识物质的特征结构 1.原子结构与元素性质的关系 （1）元素原子最外层电子排布 的周期性是元素性质周期性变化的主要原因。 （2）原子结构与元素的金属性和非金属性强弱的关系： 原子半径越大，最外层电子数 越多 ，失去电子能力 越强 _，元素的金属性越强。 原子半径越小 ，最外层电子数 越少 ，得到电子能力 越强 ，元素的非金属性越强。 （3）NaC1的形成 在化学反应中容易失去最外电子层上的1个电子，形成Na＋，钠元素表现出强的金属性 ；氯原子在化学反应中倾向于获得1个电子，形成Cl－，氯元素表现出强的 非金属性 ，Na＋和Cl－再通过 静电作用力生成氯化钠。 2.研究物质之间化学反应的本质及过程 （1）本质：研究从 从一种结构 （反应物）如何转变为另一种新的结构 （生成物） （2）研究过程：对反应物、生成物的 特征结构 进行针对性研究 （3）研究目的：反应物中什么 原子或原子团上的化学键容易发生断裂，继而在什么位置上生成新的化学键。 （4）乙醇的氧化反应： 乙醇分子中 羟基 失去一个H，与一OH相连的C上失去一个H，形成 碳氧双键 ,乙醇转化为乙醛，这个过程称为 氧化 反应。 3.研究物质结构的意义 获得有用信息，设计反应条件，解释生成物 二、揭示物质结构和性质的关系 物质的结构决定物质的性质，物质的性质反映物质的结构。 1．物质结构与性质的关系 (1)关系：物质的结构在很大程度上 决定 了物质的某些性质。 (2)物质结构与性质关系的研究过程 分子结构 物质性质 阐明物质结构与性质的关系 2.同素异形体 （1）概念：由同一种元素形成的不同种单质。 （2）性质：同素异形体的物理性质不同，化学性质相似。同素异形体性质不同的原因是组成它们的结构的微粒排列方式不同。 3.磷的常见同素异形体 不同的磷单质 结构 结构特点与性质关系 白磷 正四面体结构结构，键角为60°，因P—P键弯曲而具有较大的张力，其键能较较小，易断裂，所以白磷在常温、常压下有很高的反应活性 红磷 呈链状结构，比较稳定，室温下不与氧气反应  4.碳元素的同素异形体 不同的碳单质 结构 结构特点与性质关系 金刚石 碳原子间结合牢固。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质，可用于切割金属 石墨 碳原子呈六边形结合成网状结构并层层重叠，层与层之间引力微弱，可以滑动。常用作润滑剂 富勒烯 碳原子结合形状呈中空足球状，其中空部分可以填入其他原子或分子 碳纳米管 中空管状的富勒烯又称碳纳米管，它强度高、弹性佳，应用前景广泛 木炭 碳原子不规则结合，又称无定型碳 一、新课导入 任务1：请大家思考一下，我们生活的世界中，物质资源丰富多样，这些物质都是大自然赐予的吗？ 问题思考：1.我们生活的世界中，物质资源丰富多样，这些物质都是大自然赐予的吗？ 【答案】不是，很多物质是科学家们通过深入研究物质结构，精心设计反应条件合成出来的。例如在高分子材料领域，合成出了具有特殊性能的塑料、橡胶和纤维；在药物研发方面，设计并合成出了许多治疗疾病的新药。 问题思考：2.科学家们是如何探索出我们生活生产需要的新的物质的呢？ 【答案】科学家们依据对物质结构的研究来合成新物质。通过深入了解物质的结构，精心设计反应条件，最终合成出满足需求的新物质。 二、 认识物质的特征结构 活动 1：搭建分子球棍模型，探索物质结构特点 问题思考：利用桌面上不同大小的小球和长短不一的小棍搭建分子球棍模型，思考物质的结构有哪些特点呢？ 【答案】物质结构的特点可从微粒、微粒的空间排布/聚集、微粒间的相互作用等角度去思考。微粒包括分子、原子、离子等；微粒的空间排布/聚集有分子结构、晶体排布等不同形式；微粒间的相互作用有离子键、共价键、分子间作用力等。 活动 2：从微粒角度认识物质结构（以原子为例） 问题思考：1.请画出 1 - 20 号元素的原子结构示意图。 【答案】同学们需根据核外电子排布规律进行绘制，如氢原子核外 1 个电子，电子层结构为 1；氦原子核外 2 个电子，电子层结构为 2；锂原子核外 3 个电子，电子层结构为 2、1 等，依次类推完成 1 - 20 号元素原子结构示意图的绘制。 问题思考：2.元素性质周期性变化的主要原因是什么？ 【答案】元素性质周期性变化的主要原因是元素原子最外层电子排布的周期性。 问题思考：3.元素的原子结构是如何决定元素性质的呢？ 【答案】随着元素核电荷数的递增，元素的原子半径（稀有气体元素除外）、元素的主要化合价（最高化合价和最低化合价）、元素的金属性和非金属性均呈现变化。原子半径越大，最外层电子数越少，失去电子能力越强，元素的金属性越强，非金属性越弱；原子半径越小，最外层电子数越多，得到电子能力越强，元素的非金属性越强，金属性越弱。 问题思考：4.元素的原子结构与元素的金属性和非金属性的强弱之间有什么关系？ 【答案】原子半径越大，最外层电子数越少，元素的金属性越强，非金属性越弱；原子半径越小，最外层电子数越多，元素的非金属性越强，金属性越弱。 活动 3：从微粒的空间排布/聚集角度认识物质结构 问题思考：1.钠原子和氯原子是如何形成离子晶体的？ 【答案】钠原子失去一个电子形成钠离子，氯原子得到一个电子形成氯离子，钠离子和氯离子通过静电作用力生成氯化钠晶体。用电子式表示其形成过程为： 。 问题思考：2.观察乙醇转化为乙醛的过程，讨论转化过程中化学键的变化。 【答案】乙醇转化为乙醛的过程中，乙醇分子中与羟基相连的碳原子上的一个碳氢键和氧氢键断裂，形成碳氧双键，同时生成一个水分子。 【总结】1.如何研究物质之间的化学反应 本质：研究从一种结构（反应物）如何转变为另一种新的结构（生成物）。 研究过程：对反应物、生成物的特征结构进行针对性研究。 研究目的：反应物中什么原子或原子团上的化学键容易发生断裂，继而在什么位置上生成新的化学键 析·典型范例 【展示题目】1.请从物质的结构入手分析以下问题： （1）从分子组成上看，乙醇比乙烷多了1个氧原子，但性质差异很大。 【答案】乙醇分子中存在羟基（—OH），决定了乙醇的化学性质。 （2）过氧化氢具有强氧化性，其水溶液是医疗上常用的一种消毒液，生活中常用的漂白剂。过氧化氢中氢原子和氧原子是怎样结合在一起的？ 【答案】H原子与O原子、O原子与O原子之间均以共价键结合。 三、 揭示物质结构与性质的关系 活动 1：以磷的同素异形体为例揭示物质结构与性质的关系 【问题】白磷在潮湿空气中发生缓慢的氧化反应，在 40 左右即可发生自燃；而红磷在 300 左右才与氧气反应。两者组成的元素相同，为什么表现出的性质有如此明显的差异？ 【答案】白磷晶体是由白磷分子（）组成的分子晶体，分子呈正四面体结构，分子中 键弯曲而具有较大的张力，其键能较小，易断裂，所以白磷在常温、常压下就有很高的反应活性；红磷的链状结构比较稳定，室温下不与氧气反应。这表明物质的性质不止与组成物质的微粒有关，也与微粒的排列结构有关。 活动 2：以碳的同素异形体为例揭示物质结构与性质的关系 【展示】金刚石、石墨、富勒烯和碳纳米管的结构图片 【问题】为什么它们的性质差异很大呢？ 【答案】金刚石：碳原子间结合牢固，是自然界中天然存在最硬的物质，可以用于切割玻璃、金属。 石墨：碳原子之间形成六边形网状结构并层层重叠，层与层之间引力微弱，可以滑动，常用作润滑剂。 富勒烯：碳原子结合形状是中空足球状，中空部位可以填入其他原子或者分子。 碳纳米管：是中空管状结构的富勒烯，强度高，弹性佳。 【总结】2.这说明物质的结构在很大程度上决定了物质的某些性质。 析·典型范例 1.为什么乙醇和二甲醚的分子组成都是C2H6O，性质上却差异很大？例如，乙醇能与金属钠反应放出氢气而二甲醚却不能，乙醇易溶于水而二甲醚却不溶于水。 【答案】二者属同分异构体。乙醇结构中含-OH，-OH能和金属钠反应放出氢气，-OH能和水分子之间形成氢键，故乙醇易溶于水。 2.许多磷的化合物的结构与P4的正四面体有关，如白磷在空气中燃烧，生成的产物之一是P4O6。试从结构上对该反应进行解释。 【答案】白磷中P—P键弯曲而具有较大的张力，其键能较小，易断裂，每个P-P键可嵌入一个氧原子。 一个白磷分子共有六个P—P键，共可结合六个氧原子所以生成的产物之一是P4O6。 一、认识物质的特征结构 1.核心思想；结构决定性质，性质反映结构 2. 原子结构与元素性质关系 金属性：原子半径越大，最外层电子数越少，金属性越强 非金属性：原子半径越小，最外层电子数越多，非金属性越强 周期性：元素性质随原子序数递增呈周期性变化 3. 化学键与物质性质 离子化合物：熔融态或水溶液导电（如NaCl） 共价化合物：分子晶体熔沸点较低（如H₂O） 金属晶体：导电导热、有延展性 4. 同分异构现象 定义：分子式相同，结构不同的化合物 影响：物理性质差异显著，化学性质可能相似 二、揭示物质结构与性质的关系 物质 结构特点 性质表现 白磷 P₄正四面体，键角60°，张力大 40℃自燃，活泼 红磷 链状结构，键能大 300℃才反应，稳定 金刚石 三维网状共价键 硬度最大，不导电 石墨 层状结构，层间范德华力 润滑、导电 乙醇 含-OH羟基 与水互溶，与Na反应 二甲醚 不含-OH，醚键 不溶于水，不与Na反应 1.下列有关物质结构的认识中，正确的是（ ） A. 物质的结构决定物质的性质，物质的性质反映物质的结构 B. 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 C. 物质的结构随着人们的认识或研究的发展经常发生变化 D. 物质的结构有宏观和微观两个方面的认识，从宏观上说物质是由元素组成的，从微观上说物质是由分子构成的 【答案】A 【解析】A. 物质的结构决定物质的性质，物质具有什么样的性质就反映出其具有什么样的结构，A选项正确；B. 物质的结构包括构成物质的微粒（分子、原子、离子等）、微粒的空间排布/聚集以及微粒间的相互作用等多个方面，B选项错误；C. 物质的结构是客观存在的，不会随着人们的认识或研究的发展而改变，只是人们对其的认识在不断深入，C选项错误；D. 从微观上说物质可以由分子、原子或离子构成，D选项错误。 2.下列有关物质结构与性质的说法中，不正确的是（ ） A. N₂通常条件下很稳定的原因是氮分子中氮氮三键的键能大 B. 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 C. 熔融的氯化钠能导电是因为其中有自由移动的电子 D. 研究材料结构与性质的关系，有助于新材料的研发 【答案】C 【解析】A. 氮气分子中存在氮氮三键，键能大，破坏该键需要较高的能量，所以N₂在通常条件下很稳定，A选项正确；B. 石墨具有良好的导电性和传热性，是因为石墨晶体中存在自由移动的电子，B选项正确；C. 熔融的氯化钠能导电是因为其中有自由移动的钠离子和氯离子，而不是自由移动的电子，C选项错误；D. 了解材料的结构与性质的关系，能够根据需求设计和合成具有特定性能的新材料，有助于新材料的研发，D选项正确。 3.最近医学界通过用放射性14C来标记C60，发现C60的一种羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂DNA来杀死细胞，从而抑制艾滋病（AIDS）。下列有关14C的叙述中正确的是（ ） A. 与12C原子的化学性质不同 B. 与¹⁴N含有的中子数相同 C. 是C60的同素异形体 D. 与¹²C互为同位素 【答案】D 【解析】A. 14C与12C是碳元素的不同核素，它们的质子数相同，化学性质相似，A选项错误；B. 14C的中子数为14 - 6 = 8，14N的中子数为14 - 7 = 7，二者中子数不同，B选项错误；C. 同素异形体是由同种元素组成的不同单质，14C是原子，C60是单质，二者不是同素异形体关系，C选项错误；D. 14C与12C质子数相同，中子数不同，互为同位素，D选项正确。 4.C60与金刚石互为同素异形体，两者的物理性质差异较大。下列关于C60的说法中，正确的是（ ） A. 易溶于水 B. 易溶于氯化钠溶液 C. 易溶于氨水 D. 可溶于苯等有机溶剂 【答案】D 【解析】C60是一种非极性分子，根据“相似相溶”原理，它易溶于非极性溶剂。A. 水是极性溶剂，C60难溶于水，A选项错误；B. 氯化钠溶液是极性溶液，C60难溶于其中，B选项错误；C. 氨水是极性溶液，C60难溶于氨水，C选项错误；D. 苯等有机溶剂是非极性溶剂，C60可溶于苯等有机溶剂，D选项正确。 5.如图形象地表示了氯化钠的形成过程。下列相关叙述不正确的是( ) A. 氯化钠是离子化合物 B. 钠离子与钠原子有相似的化学性质 C. 钠原子与氯原子作用生成NaCl后，其稳定性增强 D. 钠原子易失去一个电子，氯原子易得到一个电子 【答案】B 【解析】A. 氯化钠是由钠离子和氯离子通过离子键形成的离子化合物，A选项正确；B. 钠原子最外层有1个电子，容易失去电子，具有较强的还原性；钠离子最外层达到了8电子稳定结构，化学性质相对稳定，二者化学性质不同，B选项错误；C. 钠原子和氯原子通过得失电子形成钠离子和氯离子，达到稳定结构，生成NaCl后稳定性增强，C选项正确；D. 钠原子最外层有1个电子，易失去一个电子形成稳定结构；氯原子最外层有7个电子，易得到一个电子形成8电子稳定结构，D选项正确。 6.下列说法不正确的是( ) A. ¹⁶O₂和¹⁸O₂互为同位素 B. 红磷和白磷互为同素异形体 C. C₃H₈和C₄H₁₀互为同系物 D. C₂H₅OH和CH₃OCH₃互为同分异构体 【答案】A 【解析】A. 同位素是指质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子，¹⁶O₂和¹⁸O₂是氧气分子，不是原子，不互为同位素，A选项错误；B. 红磷和白磷是由磷元素组成的不同单质，互为同素异形体，B选项正确；C. C₃H₈和C₄H₁₀都属于烷烃，结构相似，分子组成上相差一个CH₂原子团，互为同系物，C选项正确；D. C₂H₅OH和CH₃OCH₃的分子式相同，但结构不同，互为同分异构体，D选项正确。 7.“富勒烯”材料家族包括B40、C60、C70、N60，下列说法正确的是( ) A．B40和C70都属于新型化合物 B．B40、C60、C70、N60分子内都只含共价键 C．C60和C70属于同分异构体 D．B40、C60、C70、N60都属于烯烃 【答案】B 【解析】A. B40、C60、C70、N60都是由一种元素组成的纯净物，属于单质，不是化合物，A选项错误；B. 这些物质都是由原子通过共价键结合形成的分子，分子内只含共价键，B选项正确；C. 同分异构体是指分子式相同但结构不同的化合物，C60和C70的分子式不同，不属于同分异构体，C选项错误；D. 烯烃是指含有碳碳双键的烃类化合物，B40、C60、C70、N60中不一定含有碳碳双键，且不全是由碳、氢两种元素组成，不属于烯烃，D选项错误。 8.下列不属于探索物质微观结构的是( ) A. 探索氨分子的空间构型 B. 研究乙醇分子中各原子的连接方式 C. 从浊液中用过滤的方法分离出BaSO₄ D. 研究金刚石坚硬的原因 【答案】C 【解析】A. 探索氨分子的空间构型是对分子微观结构的研究，A选项不符合题意；B. 研究乙醇分子中各原子的连接方式属于探索物质的微观结构，B选项不符合题意；C. 从浊液中用过滤的方法分离出BaSO₄是一种分离混合物的操作，不涉及物质微观结构的探索，C选项符合题意；D. 研究金刚石坚硬的原因需要从其原子结构和化学键等微观层面进行分析，属于探索物质微观结构，D选项不符合题意。 9.理解微观粒子的结构及物质结构与性质的关系对学好化学至关重要 （1）与氩原子电子层结构相同的−2价阴离子的结构示意图为 ____________。 （2）写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号：_____________。 （3）质量相同的H₂O和D₂O与足量钠反应，放出的气体在标准状况下的体积之比______________。 （4）用电子式表示氯化镁的形成过程：___________________________________。 【答案】（1） （2） （3）10:9 （4） 【解析】 氩原子的电子层结构为2、8、8，与氩原子电子层结构相同的−2价阴离子是S²⁻，其结构示意图为。含有8个质子的元素是氧元素，质子数为8，中子数为10，则质量数为8 + 10 = 18，该原子的化学符号为。H₂O的摩尔质量为18g/mol，D₂O的摩尔质量为20 g/mol，设H₂O和D₂O的质量均为m g，则H₂O的物质的量为m/18 mol，D₂O的物质的量为m/20 mol。根据2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑，2Na + 2D₂O = 2NaOD + D₂↑，可知生成氢气和氘气的物质的量分别为m/36 mol和m/40 mol，在标准状况下，气体体积之比等于物质的量之比，即为10:9。镁原子失去2个电子形成镁离子，2个氯原子各得到1个电子形成氯离子，用电子式表示氯化镁的形成过程为 。 考点1物质结构与性质的关系 1.科学家发现由磷原子构成的黑磷黑磷的磷原子二维结构如图是比石墨烯更好的新型二维半导体材料。下列说法正确的是(    ) A. 黑磷属于化合物 B. 黑磷导电属于化学变化 C. 黑磷高温下在空气中可以稳定存在 D. 黑磷与白磷互为同素异形体 【答案】D  【解析】黑磷为单质，不是化合物，故A错误； B.由黑磷的结构可知黑磷的磷原子含有自由电子，具有石墨的结构特点，导电为物理变化，故B错误； C.磷性质较为活泼，易与氧气发生反应，在空气中不能稳定存在，故C错误； D.黑磷、白磷为磷的不同单质，互为同素异形体，故D正确； 故选D。 考点2 原子结构的认识 2．3.人类对原子结构的认识经历了一个漫长的、不断深化的过程。下列说法错误的是(    ) A. 年，英国化学家道尔顿提出了原子论，他认为原子是不可被分割的 B. 年，汤姆孙提出了原子结构的“葡萄干布丁”模型 C. 年，卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子结构的核式模型 D. 年，波尔根据原子光谱实验建立了核外电子分层排布的原子结构模型，他认为在不同轨道上运动的电子具有相同的能量，能量值是连续的 【答案】D  【解析】A.年，英国化学家道尔顿提出了原子论，他认为物质是由原子直接构成的，原子是一个不可再分割的实心球体，故A正确； B.年，汤姆孙在发现电子的基础上提出了原子结构的“葡萄干布丁”模型，开始涉及原子的内部结构，故B正确； C.年，卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子结构的核式模型，原子是由原子核和核外电子构成的，故C正确； D.年，波尔根据原子光谱实验建立了核外电子分层排布的原子结构模型，他认为在不同轨道上运动的电子具有不同的能量，能量值是不连续的，故D错误； 故选D。 考点3 同素异形体 3．（24-25高一上·重庆·期中）下列说法正确的是 A．金属氧化物一定是碱性氧化物，酸性氧化物一定是非金属氧化物 B．同素异形体是由同一种元素构成的单质，所以同素异形体的性质相同 C．纯碱和烧碱在工业上合称为“两碱”，它们均属于碱 D．是一种一元酸，它与足量NaOH溶液反应生成 【答案】D 【详解】A．金属氧化物不一定是碱性氧化物，酸性氧化物不一定是非金属氧化物，例如酸性氧化物，A错误； B．同素异形体是指由同种元素组成的性质不同的单质，B错误； C．纯碱是指碳酸钠，属于盐类化合物，C错误； D．可电离出一个，属于一元酸，与足量NaOH溶液反应生成，D正确； 答案选D。 （更多的见分层作业) / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一单元 物质结构研究的内容 一、知识目标 1.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.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。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从微观角度认识物质的微粒、微粒的空间排布/聚集以及微粒间的相互作用，能从微观结构解释物质性质差异。 2.证据推理与模型认知：通过搭建分子球棍模型等活动，建立物质结构的模型，根据结构证据推理物质的性质。 3.科学探究与创新意识：探究物质结构与性质的关系，培养创新思维和科学探究能力。 一、教学重点 1.认识物质的特征结构，包括微粒、微粒的空间排布/聚集、微粒间的相互作用。 2.揭示物质结构与性质的关系。 二、教学难点 1.从物质结构的角度解释物质性质的差异。 2.理解物质结构研究对化学反应的重要性。 一、认识物质的特征结构 1.原子结构与元素性质的关系 （1）元素原子 的周期性是元素性质周期性变化的主要原因。 （2）原子结构与元素的金属性和非金属性强弱的关系： 原子半径 ，最外层电子数 ，失去电子能力 _，元素的金属性越强。 原子半径 ，最外层电子数 ，得到电子能力 ，元素的非金属性越强。 （3）NaC1的形成 在化学反应中容易失去最外电子层上的1个电子，形成Na＋，钠元素表现出强的 ；氯原子在化学反应中倾向于获得1个电子，形成Cl－，氯元素表现出强的 ，Na＋和Cl－再通过 作用力生成氯化钠。 2.研究物质之间化学反应的本质及过程 （1）本质：研究从 （反应物）如何转变为 （生成物） （2）研究过程：对反应物、生成物的 进行针对性研究 （3）研究目的：反应物中什么 上的化学键容易发生断裂，继而在什么位置上生成新的化学键。 （4）乙醇的氧化反应： 乙醇分子中 失去一个H，与一OH相连的C上失去一个H，形成 ,乙醇转化为乙醛，这个过程称为 反应。 3.研究物质结构的意义 获得有用信息，设计反应条件，解释生成物 二、揭示物质结构和性质的关系 物质的结构决定物质的性质，物质的性质反映物质的结构。 1．物质结构与性质的关系 (1)关系：物质的结构在很大程度上 了物质的某些性质。 (2)物质结构与性质关系的研究过程 分子结构 物质性质 阐明物质结构与性质的关系 2.同素异形体 （1）概念：　　　　。 （2）性质：同素异形体的物理性质　　　　，化学性质　　　　。同素异形体性质不同的原因是组成它们的结构的微粒排列方式不同。 3.磷的常见同素异形体 不同的磷单质 结构 结构特点与性质关系 白磷 　　　　　　　　结构，键角为　　　　，因　　　键弯曲而具有较大的张力，其键能较　　，易　　　　，所以白磷在常温、常压下就有很高的　　　　  红磷 呈　　　　结构，比较稳定，室温下不与氧气反应  4.碳元素的同素异形体 不同的碳单质 结构 结构特点与性质关系 金刚石 碳原子间结合牢固。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质，可用于　　　 石墨 同一层上的碳原子之间形成　　　　　　　　　结构并层层重叠，层与层之间引力微弱，可以滑动，常用作　　　　 富勒烯 碳原子结合形状呈中空足球状，其中空部分可以填入其他原子或分子 碳纳米管 中空管状的富勒烯又称碳纳米管，它　　　　、　　　　，应用前景广泛 木炭 碳原子不规则结合，又称　　　　　　 一、新课导入 任务1：请大家思考一下，我们生活的世界中，物质资源丰富多样，这些物质都是大自然赐予的吗？ 问题思考：1.我们生活的世界中，物质资源丰富多样，这些物质都是大自然赐予的吗？ 问题思考：2.科学家们是如何探索出我们生活生产需要的新的物质的呢？ 二、 认识物质的特征结构 活动 1：搭建分子球棍模型，探索物质结构特点 问题思考：利用桌面上不同大小的小球和长短不一的小棍搭建分子球棍模型，思考物质的结构有哪些特点呢？ 活动 2：从微粒角度认识物质结构（以原子为例） 问题思考：1.请画出 1 - 20 号元素的原子结构示意图。 问题思考：2.元素性质周期性变化的主要原因是什么？ 问题思考：3.元素的原子结构是如何决定元素性质的呢？ 问题思考：4.元素的原子结构与元素的金属性和非金属性的强弱之间有什么关系？ 活动 3：从微粒的空间排布/聚集角度认识物质结构 问题思考：1.钠原子和氯原子是如何形成离子晶体的？ 问题思考：2.观察乙醇转化为乙醛的过程，讨论转化过程中化学键的变化。 【总结】1.如何研究物质之间的化学反应 析·典型范例 【展示题目】1.请从物质的结构入手分析以下问题： （1）从分子组成上看，乙醇比乙烷多了1个氧原子，但性质差异很大。 （2）过氧化氢具有强氧化性，其水溶液是医疗上常用的一种消毒液，生活中常用的漂白剂。过氧化氢中氢原子和氧原子是怎样结合在一起的？ 三、 揭示物质结构与性质的关系 活动 1：以磷的同素异形体为例揭示物质结构与性质的关系 【问题】白磷在潮湿空气中发生缓慢的氧化反应，在 40 左右即可发生自燃；而红磷在 300 左右才与氧气反应。两者组成的元素相同，为什么表现出的性质有如此明显的差异？ 活动 2：以碳的同素异形体为例揭示物质结构与性质的关系 【展示】金刚石、石墨、富勒烯和碳纳米管的结构图片 【问题】为什么它们的性质差异很大呢？ 【总结】2.这说明物质的结构在很大程度上决定了物质的某些性质。 析·典型范例 【展示题目】1.为什么乙醇和二甲醚的分子组成都是C2H6O，性质上却差异很大？例如，乙醇能与金属钠反应放出氢气而二甲醚却不能，乙醇易溶于水而二甲醚却不溶于水。 2.许多磷的化合物的结构与P4的正四面体有关，如白磷在空气中燃烧，生成的产物之一是P4O6。试从结构上对该反应进行解释。 一、认识物质的特征结构 1.核心思想；结构决定性质，性质反映结构 2. 原子结构与元素性质关系 金属性：原子半径越大，最外层电子数越少，金属性越强 非金属性：原子半径越小，最外层电子数越多，非金属性越强 周期性：元素性质随原子序数递增呈周期性变化 3. 化学键与物质性质 离子化合物：熔融态或水溶液导电（如NaCl） 共价化合物：分子晶体熔沸点较低（如H₂O） 金属晶体：导电导热、有延展性 4. 同分异构现象 定义：分子式相同，结构不同的化合物 影响：物理性质差异显著，化学性质可能相似 二、揭示物质结构与性质的关系 物质 结构特点 性质表现 白磷 P₄正四面体，键角60°，张力大 40℃自燃，活泼 红磷 链状结构，键能大 300℃才反应，稳定 金刚石 三维网状共价键 硬度最大，不导电 石墨 层状结构，层间范德华力 润滑、导电 乙醇 含-OH羟基 与水互溶，与Na反应 二甲醚 不含-OH，醚键 不溶于水，不与Na反应 1.下列有关物质结构的认识中，正确的是（ ） A. 物质的结构决定物质的性质，物质的性质反映物质的结构 B. 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 C. 物质的结构随着人们的认识或研究的发展经常发生变化 D. 物质的结构有宏观和微观两个方面的认识，从宏观上说物质是由元素组成的，从微观上说物质是由分子构成的 2.下列有关物质结构与性质的说法中，不正确的是（ ） A. N₂通常条件下很稳定的原因是氮分子中氮氮三键的键能大 B. 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 C. 熔融的氯化钠能导电是因为其中有自由移动的电子 D. 研究材料结构与性质的关系，有助于新材料的研发 3.最近医学界通过用放射性14C来标记C60，发现C60的一种羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂DNA来杀死细胞，从而抑制艾滋病（AIDS）。下列有关14C的叙述中正确的是（ ） A. 与12C原子的化学性质不同 B. 与¹⁴N含有的中子数相同 C. 是C60的同素异形体 D. 与¹²C互为同位素 4.C60与金刚石互为同素异形体，两者的物理性质差异较大。下列关于C60的说法中，正确的是（ ） A. 易溶于水 B. 易溶于氯化钠溶液 C. 易溶于氨水 D. 可溶于苯等有机溶剂 5.如图形象地表示了氯化钠的形成过程。下列相关叙述不正确的是( ) A. 氯化钠是离子化合物 B. 钠离子与钠原子有相似的化学性质 C. 钠原子与氯原子作用生成NaCl后，其稳定性增强 D. 钠原子易失去一个电子，氯原子易得到一个电子 6.下列说法不正确的是( ) A. ¹⁶O₂和¹⁸O₂互为同位素 B. 红磷和白磷互为同素异形体 C. C₃H₈和C₄H₁₀互为同系物 D. C₂H₅OH和CH₃OCH₃互为同分异构体 7.“富勒烯”材料家族包括B40、C60、C70、N60，下列说法正确的是( ) A．B40和C70都属于新型化合物 B．B40、C60、C70、N60分子内都只含共价键 C．C60和C70属于同分异构体 D．B40、C60、C70、N60都属于烯烃 8.下列不属于探索物质微观结构的是( ) A. 探索氨分子的空间构型 B. 研究乙醇分子中各原子的连接方式 C. 从浊液中用过滤的方法分离出BaSO₄ D. 研究金刚石坚硬的原因 9.理解微观粒子的结构及物质结构与性质的关系对学好化学至关重要 （1）与氩原子电子层结构相同的−2价阴离子的结构示意图为 ____________。 （2）写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号：_____________。 （3）质量相同的H₂O和D₂O与足量钠反应，放出的气体在标准状况下的体积之比______________。 （4）用电子式表示氯化镁的形成过程：___________________________________。 考点1物质结构与性质的关系 1.科学家发现由磷原子构成的黑磷黑磷的磷原子二维结构如图是比石墨烯更好的新型二维半导体材料。下列说法正确的是(    ) A. 黑磷属于化合物 B. 黑磷导电属于化学变化 C. 黑磷高温下在空气中可以稳定存在 D. 黑磷与白磷互为同素异形体 考点2 原子结构的认识 2．3.人类对原子结构的认识经历了一个漫长的、不断深化的过程。下列说法错误的是(    ) A. 年，英国化学家道尔顿提出了原子论，他认为原子是不可被分割的 B. 年，汤姆孙提出了原子结构的“葡萄干布丁”模型 C. 年，卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子结构的核式模型 D. 年，波尔根据原子光谱实验建立了核外电子分层排布的原子结构模型，他认为在不同轨道上运动的电子具有相同的能量，能量值是连续的 考点3 同素异形体 3．（24-25高一上·重庆·期中）下列说法正确的是 A．金属氧化物一定是碱性氧化物，酸性氧化物一定是非金属氧化物 B．同素异形体是由同一种元素构成的单质，所以同素异形体的性质相同 C．纯碱和烧碱在工业上合称为“两碱”，它们均属于碱 D．是一种一元酸，它与足量NaOH溶液反应生成 （更多的见分层作业) / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $