专题1 揭示物质结构的奥秘（复习课件）化学苏教版选择性必修2

单元复习课件 苏教版选择性必修2 专题1 揭示物质结构的奥秘 物质结构研究的范式与方法 2 物质结构研究的内容 1 知识导航 物质结构研究的意义 3 知识导航 明·复习目标 1.能结合已有知识描述常见物质的微观结构,分析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.能举例说明物质结构的研究方法在物质结构研究中所起的重要作用 4.能描述现代仪器和手段为测定物质结构、建立相关理论作出的重要贡献 5.知道物质结构研究对各种性能的新物质发现、设计与合成的重要意义 6.建立“物质结构的探索无止境”观念，形成探索未知、崇尚真理的意识 7.学会从宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知等角度解决化学问题 揭示物质 结构的奥秘 物质结构 研究的内容 物质结构研究的范式与方法 认识物质的特征结构 揭示物质结构与性质的关系 物质结构研究的范式 物质结构研究的方法 理·核心要点 物质结构 研究的意义 促进了化学科学的发展 物质结构的探索无止境 归纳范式 演绎范式 科学假设和论证 实验方法 模型方法 01 物质结构 研究的内容 考点1 原子结构与元素性质 物质结构研究的内容 汇·考点梳理 1.元素性质周期性变化的主要原因 元素原子最外层电子排布的周期性　 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 ，失去电子能力 ，元素的金属性 。 原子半径越小，最外层电子数 ，得到电子能力 ，元素的非金属性 。 越强　 越强　 越强　 越强　 越少　 越多 考点1 原子结构与元素性质 物质结构研究的内容 汇·考点梳理 3.从原子结构认识化学反应 人们通过深入研究原子的结构，特别是 ⁠上发生的变化，以此判断元素的性质。如钠原子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 ⁠形成氯化钠晶体。 最外电子层　 金属性　 非金属性　 静电作用力 汇·考点梳理 分子连接方式 考点2 分子结构与元素性质 物质结构研究的内容 空间排布 分子间作用力 共价键类型 键角、键长 直线型、V型、正四面体型、三角锥型、三角双锥型 范德华力、氢键 汇·考点梳理 晶体类型 考点3 晶体结构与元素性质 物质结构研究的内容 分子晶体、离子晶体、金属晶体 空间堆积方式 如：体心立方、面心立方 微粒间作用力 离子键、金属键、配位键 汇·考点梳理 本质 考点4 研究物质之间化学反应的本质及过程 物质结构研究的内容 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 汇·考点梳理 考点5 物质结构和性质的关系——同素异形体 物质结构研究的内容 定义 同一种元素组成不同的单质 结构不同 ①原子个数不同（O2、O3） ②原子排列方式不同（金刚石、石墨、C60） 性质差异 主要体现在物理性质上 相互转化 属于化学变化，非氧化还原反应 常见同素异形体 ①金刚石、石墨和C60 ②O2和O3 ③P(红磷)和P4(白磷) 【典例01-1】【原子结构与性质的关系】下列说法中正确的是（ ） A. 除最外层外，原子各电子层上电子数均已达到2n2个电子 B. 最外层只有一个电子的原子失去1个电子后，都变成稀有气体元素原子的电子层结构 C. 金属元素与非金属元素结合形成的化合物都是离子化合物 D. 同主族元素中（稀有气体元素除外），一般原子半径越大，金属性越强 D 析·典型范例 12 【典例01-2】【物质结构与性质的关系】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 C 析·典型范例 13 【典例01-3】【氯化钠的形成过程】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 B 析·典型范例 14 【演练01-1】【物质结构与性质的关系】从化学键的角度看化学变化的实质是“旧化学键的断裂，新化学键的形成”。下列变化中既有旧化学键断裂，又有新化学键形成的是（　　） A. 碘升华 B. 酒精溶于水 C. 氢氧化钠晶体受热熔化 D. 一定条件下O3转化为O2 D 练·技能实战 15 【演练01-2】【原子结构和性质预测】科学家根据元素周期律和原子结构理论预测，原子序数为114的元素位于第七周期ⅣA族，称为类铅元素。下面关于它的原子结构和性质预测正确的是( ) A．类铅元素原子的最外层电子数为6 B．它的最高价氧化物水化物的碱性比铅的最高价氧化物水化物的碱性弱 C．它的金属性比铅强，具有放射性 D．它的原子半径比铅小 C 练·技能实战 16 析·典型范例 【典例02-1】【同素异形体的判断】下列各选项中的物质或粒子属于同素异形体的是（ ） A.氧气和液氧 B.金刚石和C60 C.Na和Na+ D.H2O和H2O2 B 【典例02-2】【碳的同素异形体的判断】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 D 17 【演练02-1】【同素异形体的判断】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 D 练·技能实战 18 【演练02-2】【同素异形体、同位素等概念辨析】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 A 练·技能实战 19 02 物质结构研究 的范式与方法 汇·考点梳理 物质结构研究的范式与方法 考点1 物质结构研究的范式 归纳范式 “从个别到一般” 即，从现象到规律的提炼 例如：①元素周期律的发现是基于对当时已知元素性质的归纳总结，揭示了元素性质随原子序数递增呈现周期性变化的规律 ②有机物的通式与通性：如，烷烃通式CnH2n+2 演绎范式 “从一般到个别” 即，从理论到现象的推断 例如：①门捷列夫利用元素周期律（演绎范式）预测了“类硅”（锗）等当时尚未发现元素的存在及其主要性质 ②根据结构预测物质的性质 汇·考点梳理 物质结构研究的范式与方法 考点2 科学研究的一般步骤 根据研究目标，依据理论基础，设计并进行实验 第1步 根据实验数据和现象得出假说 第2步 根据实验或理论，证明假说是否正确 第3步 运用新理论指导实验，得新的结论 第4步 22 汇·考点梳理 物质结构研究的范式与方法 考点3 物质结构研究的方法 科学假设和论证 观察 假设 实验 理论 修正后的理论 修正 （1）观察：运用感官或借助仪器观察物质的宏观表现。 （2）假设：根据已有知识，对所研究的事物或现象作出初步的解释。 （3）实验：通过实验进行验证，若实验证明假设正确，接受假设；若实验不支持假设，对假设进行修改，并设计新的实验进行反复验证。 （4）理论：将实验证明正确的假设通过建立理论组织起来，成为知识体系。 23 汇·考点梳理 物质结构研究的范式与方法 考点3 物质结构研究的方法 实验方法 经典实验方法 奠定物质结构研究基础 光谱分析技术 窥探微观结构信息 早期通过化学实验，如元素分析确定物质组成，通过化学反应推断化学键类型（如氮氮三键的断裂与形成研究），为物质结构研究提供初步证据。 衍射技术 解析晶体与分子空间结构 紫外光谱、红外光谱、核磁共振等现代仪器分析手段，可用于鉴定分子中官能团（如羟基）、化学键类型及分子空间构型，是物质结构研究的重要工具。 X射线衍射、电子衍射等技术能够测定晶体结构（如正四面体结构）和分子空间排布，为验证物质结构理论（如价层电子对互斥模型）提供直接实验支持。 24 汇·考点梳理 物质结构研究的范式与方法 考点3 物质结构研究的方法 模型方法 宏观模型（实物模型） 微观模型 可观察到的物体的宏观模型 有利于人们对事物作出整体认识，如汽车模型、飞机模型和建筑模型等 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。 25 【典例01】【物质结构研究的范式——演绎】类推的思维方式在化学学习与研究中经常采用。以下类推的结论正确的是(　　) A. Al与氢氧化钠溶液反应，故Mg也可以 B. 金刚石的硬度大，则C60的硬度也大 C. CO2与SiO2化学式相似，则CO2与SiO2的物理性质也相似 D. Na常温下与水剧烈反应，故K常温下也能与水剧烈反应 D 析·典型范例 26 【演练01】【物质结构研究的范式、物质性质】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+H2O ⇌ HCl+HClO”可推出“F2+H2O ⇌ HF+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+3Cl2 = 2FeCl3”可推出“2Fe+3I2 = 2FeI3”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 D 练·技能实战 27 【典例02-1】【物质结构研究的方法——假说】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，下列表述中正确的是（ ） 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 B 析·典型范例 28 【典例02-2】【物质结构研究的方法——模型法】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．卢瑟福原子结构模型 B．CH4分子的结构模型 C．氧化汞受热分解示意图 D．接触法制硫酸示意图 D 析·典型范例 29 练·技能实战 【演练02-1】【物质结构研究的方法】类推的思维方式在化学学习与研究中经常采用。以下类推的结论正确的是(　　) A. Al与氢氧化钠溶液反应，故Mg也可以 B. 金刚石的硬度大，则C60的硬度也大 C. CO2与SiO2化学式相似，则CO2与SiO2的物理性质也相似 D. Na常温下与水剧烈反应，故K常温下也能与水剧烈反应 D 30 【演练02-2】【科学研究的一般步骤】某同学想利用所学的知识去探究SO2的性质，设计了如下研究程序，合理的是(　) A. 观察(得出SO2的物理性质)→分类(预测SO2的化学性质)→实验(观察实验现象、验证预测)→比较并得出结论，对于异常现象再预测，再实验，再验证 B. 分类(预测SO2的化学性质)→观察(得出SO2的物理性质)→实验→比较并得出结论 C. 观察(得出SO2的物理性质)→实验→分类(预测SO2的化学性质)→比较并得出结论 D. 实验→分类(预测SO2的化学性质)→观察(得出SO2的物理性质)→比较并得出结论 A 练·技能实战 31 练·技能实战 【演练02-3】【化学研究基本方法】1911年，英国物理学家卢瑟福用带正电的α粒子轰击极薄的金箔，为了解释实验结果，提出了原子的有核模型。图中黑点表示金原子核的位置，曲线ab、cd和ef表示经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹，能正确反映实验结果的图是( ) A B C D D 32 03 物质结构 研究的意义 汇·考点梳理 物质结构研究的意义 考点 物质结构研究的意义 研究物质结构与性质及其用途的关系对于化学学科来讲有着重要的意义。其研究成果对于工农业生产、科技、能源、材料、社会、环境及人类的生活都起着十分重要的作用 化学与信息科学 光导纤维 硅芯片 化学与材料科学 医用形状记忆合金血管支架 化学与生命科学 胰岛素分子模型 DNA模型 【典例01-1】【原子的构成结构】“飞秒(10-15s)化学”使运用激光光谱技术观测化学反应时分子中原子的运动成为可能，你认为利用该技术不能观察到的是（ ） A．原子中原子核的内部结构 B．化学反应中原子的运动 C．化学反应中生成物分子的形成 D．化学反应中反应物分子的分解 A 析·典型范例 35 【典例01-2】【化学科学对人类文明发展的意义】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 C 析·典型范例 36 【演练01-1】【化学科学对人类文明发展的意义】有关近代化学发展的几个重要里程碑中说法不正确的是( ) A．维勒提出元素的概念，标志着近代化学的诞生 B．拉瓦锡提出燃烧的氧化学说，证明化学反应中的质量守恒定律 C．道尔顿提出原子学说，为近代化学的发展奠定基础 D．阿伏加德罗提出分子学说，使物质结构的认识发展到新的阶段 D 练·技能实战 37 【演练01-2】【化学科学对人类文明发展的意义、同素异形体】化学与科技相关，下列有关说法错误的是( ) A．神舟系列飞船返回舱使用氮化硅耐高温材料，Si3N4属于共价晶体 B．“奋斗号”下潜突破万米，采用新型抗压材料钛合金，钛属于ⅡB族元素 C．颁奖礼仪服采用第二代石墨烯发热材料—石墨烯，与金刚石是同素异形体 D．第19届杭州亚运会开幕式上，主火炬塔的燃料首次使用废碳再生的“绿色燃料”甲醇，液态甲醇中存在分子间氢键 B 练·技能实战 38 【典例02-1】【研究物质结构的历程及意义】原子结构模型经历了五个主要阶段:1803年实心球模型→1897年葡萄干面包式模型→1911年原子核式结构模型→1913 的轨道模型→20 世纪初电子云的原子结构模型。对轨道模型贡献最大的科学家是( ) A．玻尔 B．汤姆生 C．卢瑟福 D．道尔顿 A 析·典型范例 39 析·典型范例 【典例02-2】【研究物质结构的历程及意义、有机化学发展及应用】下列由事实得出的结论错误的是( ) A．维勒用无机物合成了尿素，突破了无机物与有机物的界限 B．门捷列夫在前人工作的基础上发现了元素周期律，表明科学研究既要继承又要创新 C．C60是英国和美国化学家共同发现的，体现了国际科技合作的重要性 D．科恩和波普尔因理论化学方面的贡献获诺贝尔化学奖，意味着化学已成为以理论研究为主的学科 D 40 【演练02-1】【研究物质结构的历程及意义】最近医学界通过放射性14C标记C60，发现一种C60的羧酸衍生物在特定条件下通过断裂DNA而杀死细胞，从而阻断病毒传播，下列有关叙述正确的是( ) A．可以通过模型方法了解C60的微观结构 B．由14C的化学性质可以归纳12C的化学性质 C．用扫描隧道显微镜可以测定二者的原子量 D．可由C60、C70、C80等系列物质演绎一类物质的性质 A 练·技能实战 41 【演练02-2】【化学与材料的发展】据报道我国科学家最近研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。下列相关叙述不正确的是（　　） A．它耐高温抗氧化 B．它比钢铁轻、硬，但质地较脆 C．它没有固定熔点 D．它是一种新型无机非金属材料 B 练·技能实战 42 感谢 您的聆听 THANKS 苏教版选择性必修2 $