1.2 物质结构研究的范式与方法（专项训练）化学苏教版选择性必修2

第二单元 物质结构研究的范式与方法 题型01 物质结构研究——归纳范式 题型02 物质结构研究——演绎范式 题型03 物质结构研究的方法——科学假设和论证 题型04 物质结构研究的方法——实验方法 题型05 物质结构研究的方法——模型方法 题型01 物质结构研究——归纳范式 1．归纳范式 归纳范式，其过程为“”。根据事实进行概括归纳，抽象出共同点，上升为本质规律。 （1）从甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)等的分子式中归纳出了饱和烷烃的碳链结构，写出其通式为CnH2n＋2。 （2）通过书写1～20号元素的原子核外电子排布来认识前20号元素对应原子结构的不同，从中归纳出元素核外电子排布的规律，并从结构上解释了元素化合价规律性变化的原因。 （3）研究含有双键和三键的不饱和烃时，大量的实验发现这类物质容易发生加成反应和氧化反应，结构特征分析也发现不饱和键具有不稳定的性质，最后根据结构与性质的关系归纳得出这类有机物的通性。 【典例1】“类推”这种思维方法在化学学习与研究中有时会产生错误结论，因此类推的结论最终要经过实践的检验，才能决定其正确与否，下列几种类推结论中错误的是(　　) ①钠与水反应生成NaOH和H2，所有金属与水反应都生成碱和H2　②铁露置在空气中一段时间后就会生锈，性质更活泼的铝不能稳定存在于空气中　③Al(OH)3、Cu(OH)2受热易分解，Fe(OH)3受热也易分解　④不能用电解熔融的AlCl3来制取金属铝，也不能用电解熔融的MgCl2来制取金属镁 A．①④ B．②④ C．①②④ D．①②③④ 【变式1-1】下列关于归纳范式的说法不正确的是 A．归纳范式的过程为“从个别到一般” B．由“相似相溶规则”可推知乙醇易溶于水运用的是归纳法 C．由甲烷、乙烷、丙烷等的性质可归纳出烷烃的性质 D．归纳范式就是根据事实进行概括归纳，抽象出共同点 【变式1-2】类推的思维方式在化学学习与研究中经常采用，但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论正确的是 A．由“Cl2+H2OHCl+HClO”可推出“F2+H2OHF+HFO”也能发生 B．HCl的水溶液显强酸性，推出HF的水溶液也显强酸性 C．由“2Fe+3Cl22FeCl3”可推出“2Fe+3I22FeI3”也能发生 D．Na、K在周期表中属于同一主族，化学性质相似，Na常温下与水剧烈反应，故K常温下也能与水剧烈反应 【变式1-3】现代大爆炸理论认为：天然元素源于氢、氦等原子核的融合反应。这与一百多年前普鲁特运用思辨性推测出的“氢是所有元素之母”的预言恰好“一致”。下列说法正确的是(　　) A．科学研究中若能以思辨性推测为核心，就能加快科学的进程 B．普鲁特的“既然氢最轻，它就是其他一切元素之母”的推理是符合逻辑的 C．“一致”是巧合，普鲁特的预言没有科学事实和理论支撑，只是一种猜测 D．“现代大爆炸理论”是解释宇宙诞生的唯一正确的理论 【变式1-4】根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，推测不合理的是 事实 推测 A AgC1、AgBr不溶于水也不溶于稀硝酸 AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸(At是第六周期第VIA族元素) B HCl在1500℃时分解，HI在230℃时分解 HBr的分解温度介于二者之间 C NaOH和KOH都是强碱 LiOH也是强碱 D Si与H2高温时反应，S与H2加热能反应 P与H2在高温时能反应 题型02 物质结构研究——演绎范式 演绎范式 其过程通常为“”。它是从某个一般结论出发，向从属于这一结论的多个要素进行推理的过程。 （1）门捷列夫建立了元素周期表，为人们提供了元素间联系的一般理论。在元素理论的指导下，人们于1875年发现了“类铝”(镓)，1879年发现了“类硼”(铊)，1886年发现了“类硅”(锗)。 （2）根据钠原子最外电子层上1个电子极易失去表现出强还原性的特点，可以推出同族半径更大的钾、铷、铯元素具有更强的。 （3）水是极性较强的分子，水分子之间存在较强的，水分子既可为生成氢键提供H，又有孤电子对接受H。因此，从分子的结构可以推知，凡能为生成氢键提供和接受H的溶质分子，极性与水相似，如CH3CH2OH、CH3COOH等，均可通过氢键和水结合，在水中溶解度较大；碳氢化合物极性较小，也难以和水形成氢键，在水中溶解度很小。这就是著名的“相似相溶规则”。 【典例2】演绎范式是物质结构研究的常用范式，其过程通常为“从一般到个别”。下列属于演绎范式的应用且结论正确的是 A．由元素周期律推测酸性强弱：HClO4>HBrO4 B．由勒夏特列原理预测：其他条件不变，增大c(O2)，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)平衡体系中SO3的体积分数一定增大 C．由第三周期元素性质的递变规律获得周期表中同周期元素性质的变化规律 D．由金属单质与盐溶液的置换反应获得金属活动性顺序 【变式2-1】根据“相似相溶”规则和实际经验，下列叙述不正确的是 A．白磷(P4)易溶于CS2，也易溶于水 B．NaCl易溶于水，难溶于CCl4 C．碘易溶于苯，微溶于水 D．卤化氢易溶于水，难溶于CCl4 【变式2-2】关于物质结构研究的范式与方法，下列说法错误的是 A．由ⅠA族和ⅦA族各元素性质总结同主族元素性质的递变规律是归纳范式的运用 B．依据构造原理书写某元素的轨道表示式是演绎范式的运用 C．乙炔为直线形分子，其球棍模型为 D．假说是根据已知的科学事实和原理对未知领域的事物或现象的本质提出的一种推测 【变式2-3】认识和掌握物质结构研究的范式与方法，具有极为重要的意义。下列有关说法正确的是 A．由元素周期表发现新的元素属于归纳范式 B．通过甲烷(CH4)乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)的分子式，总结出饱和烷烃的通式为CnH2n+2，属于演绎范式 C．实验方法只能通过化学实验才能实现 D．归纳范式和演绎范式两者相互联系、互为前提 题型03 物质结构研究的方法——科学假设和论证 在观察的基础上，科学家提出假设，即根据已有知识，对所研究的事物或现象作出初步的解释。它是人们关于某一事物或现象的一种理性推测。1825年，英国科学家法拉第(Michael Faraday，1791－1867)首先发现了苯，但如何确定其结构成为化学家的难题。德国化学家凯库勒(F.A.Kekule，1829－1896)经过大量猜想假设，于1865年提出了苯的六元环结构，再经过后人的验证，最终形成了大家所熟悉的凯库勒式。这是化学史中提出假说、推断和得出推论的典型实例。 【典例3】在探索微观世界的过程中，科学家们常通过提出假说来把握物质的结构及特点，不断拓展认识的新领域。关于假说，有如下表述，其中正确的是 A．假说是对现实中已知事物或现象的一种简化处理 B．假说是根据已知的科学事实和原理对未知领域的事物或现象的本质提出的一种推测 C．假说是对一个问题的所有幻想和假定 D．假说最终都可以变成科学理论 【变式3-1】科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设或猜想引导下的探究肯定没有意义的是() A.探究 SO2和 Na2O2反应可能有 Na2SO4生成 B.探究 NO 和 N2O 可能化合生成 NO2 C.探究 NO2可能被 NaOH 溶液完全吸收生成 NaNO2和 NaNO3 D.探究新型催化剂实现汽车尾气中NO与CO反应转化为N2和CO2 题型04 物质结构研究的方法——实验方法 实验方法 （1）卢瑟福的α粒子散射实验。 （2）20世纪20年代，量子力学为化学研究提供了分析原子和分子结构的理论基础，极大地推进了物质结构的研究，包括物质结构研究的实验方法和实验技术。 （3）17世纪发明的光学显微镜，虽然不能观察分子层次的物质结构，但为研究物质结构提供了非常重要的思想方法。到20世纪中后期，扫描隧道显微镜、原子力显微镜等一系列研究分子结构的仪器问世，各种光谱和晶体X射线衍射实验方法应用于研究原子、分子和晶体结构，使得原子和分子的微观世界不断被揭示。通过这些仪器与手段所获得的信息，为建立物质结构模型和相关理论提供了坚实的支撑。 【典例4】化学是一门从分子、原子层次上研究物质的性质、组成、结构与变化规律的学科。下列说法不正确的是 A．人们往往需要借助实验观测的事实对假设的正确与否进行检验 B．制陶、冶金及酿酒的过程中，一定都发生了化学变化 C．随着先进仪器的不断使用，研究化学已不再需要通过实验的方法 D．模型研究对科学家探索物质的微观结构有重要意义 【变式4-1】某同学将一小块金属钠和一块铁分别放在表面皿中，研究它们在空气中的稳定性，该学生采用的研究方法是(　　) ①假说法　②实验法　③分类法　④比较法 A．①② B．①③ C．②③ D．②④ 题型05 物质结构研究的方法——模型方法 科学家需要运用一定的逻辑推理与模型思维对实验结果进行处理。常见的模型有宏观模型与微观结构模型和。  分类 模型 模型 含义 可观察到的物体的实物模型 物质的微观层次结构,难以直接观察到,需要通过思维加工使抽象的微观世界以的形式展现出来  实例 如汽车模型、飞机模型和建筑模型等 如原子结构模型、离子键模型、共价键模型和氢键模型,有机化合物的分子结构模型等 （1）原子结构模型的演变 （2）模型研究的重要功能:利用模型深刻地认识物质的微观结构特点,揭示结构与性质的关系。  【典例5】化学中的模型有助于我们形成化学学科的思想和方法，其中，实物模型是依靠物质的基本形态所做的模仿。下列属于实物模型的是 A B C D 卢瑟福原子结构模型     分子的结构模型 氧化汞受热分解示意图 接触法制硫酸示意图 【变式5-1】保龄球与竹签可以用来制作有机分子球棍模型，保龄球代表有机分子中的原子，且保龄球个数和大小分别代表有机分子中的原子个数和类型;竹签代表有机分子中原子间结合的化学键，并以竹签的数目和类型代表化学键的数目和类型，下列关于用保龄球和竹签制作分子球棍模型的判断，不正确的是 A.甲烷的球棍模型需要用五个保龄球和四根竹签制作 B.甲烷球棍模型中，较大的保龄球代表甲烷分子中的碳原子 C.甲烷的球棍模型中，五个保龄球的球心不在同一平面上 D.制作乙烯的模型时，需要用到六根完全相同的竹签 【变式5-2】下列说法不正确的是 A．氚的原子结构模型： B．与属于不同种核素，它们的化学性质不同 C．原子结构模型演变历史可以表示为如图： D．离子结构示意图，既可表示，也可表示 【变式5-3】研究人员最近发现，在一定的实验条件下，给水施加一个弱电场，在20℃、1个大气压下，水可以结成冰，称为“热冰”。下图是水和“热冰”的计算机模拟图，图中球代表水分子中的原子。 （1）图中较大的球代表________原子，其原子结构示意图为________；水分子中氢氧原子间的化学键是________(填“共价键”或“离子键”)。 （2）用球棍模型表示的水分子结构是________(填字母)。 （3）已知水分子中氧原子一端带部分负电荷，氢原子一端带部分正电荷，在外加电场作用下，水结成冰。上图中模拟“热冰”的示意图是________________ (填“甲”或“乙”)，理由是_____________________。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二单元 物质结构研究的范式与方法 题型01 物质结构研究——归纳范式 题型02 物质结构研究——演绎范式 题型03 物质结构研究的方法——科学假设和论证 题型04 物质结构研究的方法——实验方法 题型05 物质结构研究的方法——模型方法 题型01 物质结构研究——归纳范式 1．归纳范式 归纳范式，其过程为“由个别到一般”。根据事实进行概括归纳，抽象出共同点，上升为本质规律。 （1）从甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)等的分子式中归纳出了饱和烷烃的碳链结构，写出其通式为CnH2n＋2。 （2）通过书写1～20号元素的原子核外电子排布来认识前20号元素对应原子结构的不同，从中归纳出元素核外电子排布的规律，并从结构上解释了元素化合价规律性变化的原因。 （3）研究含有双键和三键的不饱和烃时，大量的实验发现这类物质容易发生加成反应和氧化反应，结构特征分析也发现不饱和键具有不稳定的性质，最后根据结构与性质的关系归纳得出这类有机物的通性。 【典例1】“类推”这种思维方法在化学学习与研究中有时会产生错误结论，因此类推的结论最终要经过实践的检验，才能决定其正确与否，下列几种类推结论中错误的是(　　) ①钠与水反应生成NaOH和H2，所有金属与水反应都生成碱和H2　②铁露置在空气中一段时间后就会生锈，性质更活泼的铝不能稳定存在于空气中　③Al(OH)3、Cu(OH)2受热易分解，Fe(OH)3受热也易分解　④不能用电解熔融的AlCl3来制取金属铝，也不能用电解熔融的MgCl2来制取金属镁 A．①④ B．②④ C．①②④ D．①②③④ 【答案】C 【解析】①活泼金属钠与水反应生成NaOH和H2，但是金属活动顺序表金属铝以后的金属均和水不反应，故①错误； ②金属铁在空气中因发生电化学腐蚀而生锈，金属铝和氧气反应生成致密氧化膜，能阻止了腐蚀，故②错误； ③Al(OH)3、Cu(OH)2受热易分解，Fe(OH)3受热也易分解，故③正确； ④AlCl3是共价化合物，在熔融状态下不导电，故不能用电解熔融的AlCl3来制取金属铝；MgCl2是离子化合物，在熔融状态下导电，能用电解熔融的MgCl2来制取金属镁，故④错误； 根据分析可知，错误的有①②④，故选C。 【变式1-1】下列关于归纳范式的说法不正确的是 A．归纳范式的过程为“从个别到一般” B．由“相似相溶规则”可推知乙醇易溶于水运用的是归纳法 C．由甲烷、乙烷、丙烷等的性质可归纳出烷烃的性质 D．归纳范式就是根据事实进行概括归纳，抽象出共同点 【答案】B 【解析】A．归纳范式的过程为“从个别到一般，A正确； B．由“相似相溶规则”可推知乙醇易溶于水运用的是演绎法，B错误； C．甲烷、乙烷、丙烷都是烷烃，可有上述物质的性质归纳出烷烃的性质，C正确； D．归纳范式就是根据事实进行概括归纳，抽象出共同点，D正确； 故答案选B。 【变式1-2】类推的思维方式在化学学习与研究中经常采用，但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论正确的是 A．由“Cl2+H2OHCl+HClO”可推出“F2+H2OHF+HFO”也能发生 B．HCl的水溶液显强酸性，推出HF的水溶液也显强酸性 C．由“2Fe+3Cl22FeCl3”可推出“2Fe+3I22FeI3”也能发生 D．Na、K在周期表中属于同一主族，化学性质相似，Na常温下与水剧烈反应，故K常温下也能与水剧烈反应 【答案】D 【解析】A．氟单质具有强氧化性，和水反应生成氧气，，A错误； B．HF的水溶液为弱酸，而不是强酸，B错误； C．铁与碘生成碘化亚铁，不是碘化铁，，C错误； D．同一主族从上到下，元素的金属性逐渐增强，Na、K在周期表中属于同一主族，化学性质相似，且钾的金属性强于钠，Na常温下与水剧烈反应，故K常温下也能与水剧烈反应，D正确； 故选D。 【变式1-3】现代大爆炸理论认为：天然元素源于氢、氦等原子核的融合反应。这与一百多年前普鲁特运用思辨性推测出的“氢是所有元素之母”的预言恰好“一致”。下列说法正确的是(　　) A．科学研究中若能以思辨性推测为核心，就能加快科学的进程 B．普鲁特的“既然氢最轻，它就是其他一切元素之母”的推理是符合逻辑的 C．“一致”是巧合，普鲁特的预言没有科学事实和理论支撑，只是一种猜测 D．“现代大爆炸理论”是解释宇宙诞生的唯一正确的理论 【答案】C 【解析】A.科学研究应以实验为核心，不能以思辨性推测为核心，故A错误； B.氢的确是元素之母，但与氢最轻无关，故B错误； C.普鲁特的预言没有科学事实和理论支撑，“一致”只是巧合，故C正确； D.“星云说理论”能解释宇宙诞生：太阳系是由一块星云收缩形成的，先形成的是太阳，然后剩余的星云物质进一步收缩演化形成行星，故D错误。 故选C。 【变式1-4】根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，推测不合理的是 事实 推测 A AgC1、AgBr不溶于水也不溶于稀硝酸 AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸(At是第六周期第VIA族元素) B HCl在1500℃时分解，HI在230℃时分解 HBr的分解温度介于二者之间 C NaOH和KOH都是强碱 LiOH也是强碱 D Si与H2高温时反应，S与H2加热能反应 P与H2在高温时能反应 【答案】C 【解析】A．AgCl、AgBr不溶于水及稀硝酸，At与Cl、Br同主族，推测AgAt性质相似，合理，A错误； B．HCl和HI分解温度递变符合非金属性减弱规律，HBr分解温度应介于两者之间，合理，B错误； C．Li位于碱金属最上方，金属性最弱，LiOH碱性弱于NaOH，应为中强碱而非强碱，推测不合理，C正确； D．非金属性S＞P＞Si，P与H2反应条件应介于Si（高温）和S（加热）之间，推测高温合理，D错误； 故选C。 题型02 物质结构研究——演绎范式 演绎范式 其过程通常为“从一般到个别”。它是从某个一般结论出发，向从属于这一结论的多个要素进行推理的过程。 （1）门捷列夫建立了元素周期表，为人们提供了元素间联系的一般理论。在元素理论的指导下，人们于1875年发现了“类铝”(镓)，1879年发现了“类硼”(铊)，1886年发现了“类硅”(锗)。 （2）根据钠原子最外电子层上1个电子极易失去表现出强还原性的特点，可以推出同族半径更大的钾、铷、铯元素具有更强的还原性。 （3）水是极性较强的分子，水分子之间存在较强的氢键，水分子既可为生成氢键提供H，又有孤电子对接受H。因此，从分子的结构可以推知，凡能为生成氢键提供和接受H的溶质分子，极性与水相似，如CH3CH2OH、CH3COOH等，均可通过氢键和水结合，在水中溶解度较大；碳氢化合物极性较小，也难以和水形成氢键，在水中溶解度很小。这就是著名的“相似相溶规则”。 【典例2】演绎范式是物质结构研究的常用范式，其过程通常为“从一般到个别”。下列属于演绎范式的应用且结论正确的是 A．由元素周期律推测酸性强弱：HClO4>HBrO4 B．由勒夏特列原理预测：其他条件不变，增大c(O2)，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)平衡体系中SO3的体积分数一定增大 C．由第三周期元素性质的递变规律获得周期表中同周期元素性质的变化规律 D．由金属单质与盐溶液的置换反应获得金属活动性顺序 【答案】A 【解析】A．由元素周期律推测酸性强弱：HClO4>HBrO4，过程是“从一般到个别”，属于演绎范式的应用，且结论正确，A项符合题意； B．由勒夏特列原理预测化学平衡移动方向属于演绎范式的应用，但是其他条件不变，增大体系中c(O2)，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)平衡体系中SO3的体积分数不一定增大，当投料比<2时，增大c(O2)，平衡时SO3的体积分数反而减小，B项不符合题意； C．由第三周期元素性质的递变规律获得周期表中同周期元素性质的变化规律，过程是“从个别到一般”，不属于演绎范式的应用，C项不符合题意； D．由金属单质与盐溶液的置换反应获得金属活动性顺序，过程也是“从个别到一般”，不属于演绎范式的应用，D项不符合题意； 故选A。 【变式2-1】根据“相似相溶”规则和实际经验，下列叙述不正确的是 A．白磷(P4)易溶于CS2，也易溶于水 B．NaCl易溶于水，难溶于CCl4 C．碘易溶于苯，微溶于水 D．卤化氢易溶于水，难溶于CCl4 【答案】A 【解析】A．白磷分子属于非极性分子，白磷易溶于非极性溶剂CS2，但难溶于极性溶剂水，故A错误；B．NaCl属于离子化合物，易溶于水，难溶于非极性溶剂CCl4，故B正确；C．碘分子属于非极性分子，碘易溶于非极性溶剂苯，微溶于极性溶剂水，故C正确；D．卤化氢分子属于极性分子，卤化氢易溶于极性溶剂水，难溶于非极性溶剂CCl4，故D正确。故选：A。 【变式2-2】关于物质结构研究的范式与方法，下列说法错误的是 A．由ⅠA族和ⅦA族各元素性质总结同主族元素性质的递变规律是归纳范式的运用 B．依据构造原理书写某元素的轨道表示式是演绎范式的运用 C．乙炔为直线形分子，其球棍模型为 D．假说是根据已知的科学事实和原理对未知领域的事物或现象的本质提出的一种推测 【答案】C 【解析】A．由ⅠA族和ⅦA族各元素性质总结同主族元素性质的递变规律，是由个别到一般的过程，是归纳范式的运用，故A正确； B．依据构造原理书写某元素的轨道表示式，是由一般到个别的过程，是演绎范式的运用，故B正确； C．乙炔为直线形分子，其球棍模型为，其空间填充模型为，故C错误； D．在探索微观世界的过程中，科学家们常通过提出假说来把握物质的结构及特点，不断拓展认识的新领域，假说是根据已知的科学事实和原理对未知领域的事物或现象的本质提出的一种推测，故D正确； 故答案选C。 【变式2-3】认识和掌握物质结构研究的范式与方法，具有极为重要的意义。下列有关说法正确的是 A．由元素周期表发现新的元素属于归纳范式 B．通过甲烷(CH4)乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)的分子式，总结出饱和烷烃的通式为CnH2n+2，属于演绎范式 C．实验方法只能通过化学实验才能实现 D．归纳范式和演绎范式两者相互联系、互为前提 【答案】D 【解析】A．由元素周期表提供了元素之间联系的一般理论，发现新元素是个别，属于一般到个别，故发现新的元素属于演绎范式，故A错误； B．通过甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)的分子式，总结出饱和烷烃的通式为CnH2n+2，属于归纳，故B错误； C．实验方法多种多样，可以是调查归纳，也可以是实践，也可以通过化学实验验证，故C错误； D．归纳范式和演绎范式作为一对普遍适用的逻辑方法，在化学研究中得到了广泛应用。两者不是孤立使用的，在实际研究中常常融合在一起，相互联系、互为前提，故D正确； 故答案为D。 题型03 物质结构研究的方法——科学假设和论证 在观察的基础上，科学家提出假设，即根据已有知识，对所研究的事物或现象作出初步的解释。它是人们关于某一事物或现象的一种理性推测。1825年，英国科学家法拉第(Michael Faraday，1791－1867)首先发现了苯，但如何确定其结构成为化学家的难题。德国化学家凯库勒(F.A.Kekule，1829－1896)经过大量猜想假设，于1865年提出了苯的六元环结构，再经过后人的验证，最终形成了大家所熟悉的凯库勒式。这是化学史中提出假说、推断和得出推论的典型实例。 【典例3】在探索微观世界的过程中，科学家们常通过提出假说来把握物质的结构及特点，不断拓展认识的新领域。关于假说，有如下表述，其中正确的是 A．假说是对现实中已知事物或现象的一种简化处理 B．假说是根据已知的科学事实和原理对未知领域的事物或现象的本质提出的一种推测 C．假说是对一个问题的所有幻想和假定 D．假说最终都可以变成科学理论 【答案】B 【解析】物理学中的假说是以事物或现象和科学理论为依据，对未知领域的事物或现象提出的一种推测。故ACD错误，B正确； 故答案为：B。 【变式3-1】科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设或猜想引导下的探究肯定没有意义的是() A.探究 SO2和 Na2O2反应可能有 Na2SO4生成 B.探究 NO 和 N2O 可能化合生成 NO2 C.探究 NO2可能被 NaOH 溶液完全吸收生成 NaNO2和 NaNO3 D.探究新型催化剂实现汽车尾气中NO与CO反应转化为N2和CO2 【答案】B 题型04 物质结构研究的方法——实验方法 实验方法 （1）卢瑟福的α粒子散射实验。 （2）20世纪20年代，量子力学为化学研究提供了分析原子和分子结构的理论基础，极大地推进了物质结构的研究，包括物质结构研究的实验方法和实验技术。 （3）17世纪发明的光学显微镜，虽然不能观察分子层次的物质结构，但为研究物质结构提供了非常重要的思想方法。到20世纪中后期，扫描隧道显微镜、原子力显微镜等一系列研究分子结构的仪器问世，各种光谱和晶体X射线衍射实验方法应用于研究原子、分子和晶体结构，使得原子和分子的微观世界不断被揭示。通过这些仪器与手段所获得的信息，为建立物质结构模型和相关理论提供了坚实的支撑。 【典例4】化学是一门从分子、原子层次上研究物质的性质、组成、结构与变化规律的学科。下列说法不正确的是 A．人们往往需要借助实验观测的事实对假设的正确与否进行检验 B．制陶、冶金及酿酒的过程中，一定都发生了化学变化 C．随着先进仪器的不断使用，研究化学已不再需要通过实验的方法 D．模型研究对科学家探索物质的微观结构有重要意义 【答案】C 【解析】A.人们往往根据自己的研究目标，依据一-定的理论基础，设计并进行实验再从实验数据或现象中得出假说:通过实验或理论证明假说正确与否，A正确； B.制陶、冶金及酿酒过程中，都有新物质生成，属于化学变化，B正确； C.化学是以实验为基础的学科，不会离开实验，C错误； D.建立模型在科学研究中有着重要的作用，模型可以帮助人们认识和理解一些不能直接观察到的微观结构，D正确； 故选C。 【变式4-1】某同学将一小块金属钠和一块铁分别放在表面皿中，研究它们在空气中的稳定性，该学生采用的研究方法是(　　) ①假说法　②实验法　③分类法　④比较法 A．①② B．①③ C．②③ D．②④ 【答案】D 【解析】①假说法是以客观事实材料和科学理论为依据，对未知事实或规律所提出的一种推测性说明，题目未提出推测性说明，故①错误； ②通过两金属暴露于空气中，以实验研究它们在空气中的稳定性，故②正确； ③没有分门别类地对物质及其变化进行研究，故③错误； ④金属钠和铁片分别放在表面皿中，采取对比方法来研究它们在空气中的稳定性，故④正确； 所以采取得方法为实验法、比较法，②④正确，答案选D。 题型05 物质结构研究的方法——模型方法 科学家需要运用一定的逻辑推理与模型思维对实验结果进行处理。常见的模型有宏观模型与微观结构模型和。  分类 宏观模型 微观结构模型 含义 可观察到的物体的实物模型 物质的微观层次结构,难以直接观察到,需要通过思维加工使抽象的微观世界以可视化的形式展现出来  实例 如汽车模型、飞机模型和建筑模型等 如原子结构模型、离子键模型、共价键模型和氢键模型,有机化合物的分子结构模型等 （1）原子结构模型的演变 （2）模型研究的重要功能:利用模型深刻地认识物质的微观结构特点,揭示结构与性质的关系。  【典例5】化学中的模型有助于我们形成化学学科的思想和方法，其中，实物模型是依靠物质的基本形态所做的模仿。下列属于实物模型的是 A B C D 卢瑟福原子结构模型     分子的结构模型 氧化汞受热分解示意图 接触法制硫酸示意图 【答案】D 【解析】A．原子结构模型属于微观结构模型； B．分子结构模型属于微观结构模型； C．从微观分析化学变化，属于微观模型； D．接触法制硫酸示意图是依靠实际物质所做，属于实物模型； 故答案为：D。 【变式5-1】保龄球与竹签可以用来制作有机分子球棍模型，保龄球代表有机分子中的原子，且保龄球个数和大小分别代表有机分子中的原子个数和类型;竹签代表有机分子中原子间结合的化学键，并以竹签的数目和类型代表化学键的数目和类型，下列关于用保龄球和竹签制作分子球棍模型的判断，不正确的是 A.甲烷的球棍模型需要用五个保龄球和四根竹签制作 B.甲烷球棍模型中，较大的保龄球代表甲烷分子中的碳原子 C.甲烷的球棍模型中，五个保龄球的球心不在同一平面上 D.制作乙烯的模型时，需要用到六根完全相同的竹签 【答案】D 【变式5-2】下列说法不正确的是 A．氚的原子结构模型： B．与属于不同种核素，它们的化学性质不同 C．原子结构模型演变历史可以表示为如图： D．离子结构示意图，既可表示，也可表示 【答案】BC 【解析】A．氚有1个质子、2个中子、1个电子，其原子结构模型为：，A正确； B．与质子数均为1，中子数分别为1、0，属于不同种核素，它们互为同位素，同位素核外电子排布相同，而最外层电子数决定化学性质，因此同位素的化学性质几乎完全相同，B错误； C．原子结构模型演变历史中，道尔顿首先提出实心球模型，后来汤姆生提出葡萄干面包式原子结构模型，再后来依次为卢瑟福带核模型、玻尔原子轨道模型，C错误； D．由离子结构示意图得，质子数为17则为氯元素，核外电子数为18则呈-1价，中子数不确定，因此离子既可表示，也可表示，D正确； 故选BC。 【变式5-3】研究人员最近发现，在一定的实验条件下，给水施加一个弱电场，在20℃、1个大气压下，水可以结成冰，称为“热冰”。下图是水和“热冰”的计算机模拟图，图中球代表水分子中的原子。 （1）图中较大的球代表________原子，其原子结构示意图为________；水分子中氢氧原子间的化学键是________(填“共价键”或“离子键”)。 （2）用球棍模型表示的水分子结构是________(填字母)。 （3）已知水分子中氧原子一端带部分负电荷，氢原子一端带部分正电荷，在外加电场作用下，水结成冰。上图中模拟“热冰”的示意图是________________ (填“甲”或“乙”)，理由是_____________________。 【答案】（1）氧(或O)　 　共价键　（2）B 【解析】（1）氧原子比氢原子大，故大球代表氧原子。（2）水分子中含极性共价键，两个O—H键之间夹角为104.5°，呈V形结构。（3）“热冰”中的水分子应为有序排列，氧原子一端吸引氢原子一端。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $