专题1 第3单元 物质结构研究的意义（课件PPT）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（苏教版）江苏专版

该高中化学课件围绕“揭示物质结构的奥秘”，系统梳理物质结构研究的历史（道尔顿原子学说、门捷列夫元素周期律等）、意义（认识性能、设计合成新物质等）及探索方向，通过化学史导入，构建从化学科学发展到生命科学、环境应用的知识支架。 其亮点在于融入化学史培养科学态度与责任，结合“手性药物研究”“量子力学理论促进化学发展”等实例，通过思考探究、合作探究发展科学思维。采用问题驱动教学，归纳物质结构研究三重意义，帮助学生建立“结构决定性质”的化学观念，提升探究能力，教师可借助栏目导航高效组织教学。

第三单元　物质结构研究的意义 专题1　揭示物质结构的奥秘 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 新知学习探究 01 随堂巩固演练 02 知能达标训练 03 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 新 知 学 习 探 究 栏目导航 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 知识点一　促进了化学科学的发展 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 理论基础 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 知识点二　物质结构的探索无止境 分子 手性 手性 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 植物纤维 生物活性 信息 生理 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 量子化学 结构化学 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 随 堂 巩 固 演 练 栏目导航 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 知 能 达 标 训 练 栏目导航 点击进入Word 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 谢谢观看 栏目导航 专题1　揭示物质结构的奥秘 1 [素养目标]　1.认识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。2.感受物质结构的研究对推动人类文明作出的巨大贡献。3.建立“物质结构的探索无止境”的观念，形成探索未知、崇尚真理的意识。 1．化学科学的发展离不开对物质结构的探索和研究 自19世纪初英国科学家道尔顿提出原子学说后，人类探索物质结构的历史经历了如下几个阶段： 2．新物质的合成离不开物质结构的理论基础 研究物质结构，既能够为设计与合成新物质提供____________，也可以帮助我们预测物质的性能。例如，物质结构理论和方法是研究材料结构与性能关系的重要工具，有助于信息材料、纳米材料、新型合金、超导材料、可降解高分子材料等诸多新型材料的开发、研制和应用。 1．19世纪中叶，碳原子的四价、有机物中碳原子成键的立体结构，有机化合物分子中价键的饱和性等相继被发现，有机合成在一定程度上已可以做到“按图索骥”，而用不着单凭经验摸索了……。这段话说明在科学研究中采用的是什么类型的范式？ 提示　演绎范式。即从一般规律类推出个别物质的性质。 2．晶体硅是常见的半导体材料，若研制新的半导体材料，可以研究哪些元素的单质或化合物？ 提示　可以在元素周期表中金属和非金属线附近寻找某些元素的单质或化合物，如镓是金属，不可以做半导体，而其化合物砷化镓或磷砷化镓可以做半导体。 物质结构研究的意义 (1)认识物质结构，可以帮助我们认识物质的性能。如金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都有碳元素组成，但他们的性能有很大的差别，原因是碳原子之间的排列方式不同。 (2)研究物质结构，能够为设计和合成新物质提供理论基础。 (3)揭示物质结构与性能的关系，可帮助我们预测新物质的性能。 (4)研究物质结构，能帮助我们了解材料的结构与性能之间的关系。 (5)物质结构研究，使生命科学在分子水平上探索生命现象的本质。 (6)物质结构研究对保护生态环境、实现社会的可持续发展有重要意义。 1．由下列事实得出的结论错误的是(　　) A．维勒利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．1998年，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 答案　D 2．我国科学家利用蜡虫肠道菌群，将塑料降解时间从500年缩减到24小时，并用同位素示踪法证实了聚乙烯可降解为CO2。下列有关该过程说法不正确的是(　　) A．一定发生了氧化反应 B．只涉及碳碳键的断裂 C．同位素示踪法是从微观角度识别物质的变化 D．该研究成果有利于缓解塑料垃圾引起的环境问题 解析　有氧气参加的反应是氧化反应，A正确；塑料降解过程中不仅涉及碳碳键的断裂，还有碳氢键的断裂，B错误；同位素示踪法是从微观角度识别物质的变化，C正确；该研究成果有利于缓解塑料垃圾引起的白色污染，D正确。 答案　B 1．探索生命运动的化学机理 (1)20世纪经典生物学的最大突破是在______水平上探索生命现象的本质。 (2)研究配体小分子和受体生物大分子相互作用的机理，有助于进行______生物分子和______药物的开发。 (3)研究食草动物胃内的酶是如何把植物纤维分解为小分子的，为充分利用自然界中的____________资源打下基础。 (4)合成具有____________的分子，可帮助人类揭示生命的奥秘。 (5)了解生物体内______分子的运动规律和______调控的化学机理，创造“新陈代谢”的目标。 2．化学反应的量子力学理论的发展 ____________是结构化学最重要的理论基础，____________是量子化学最直接的实验基础和推动力量。 3．物质结构研究对于保护生态环境、实现社会的可持续发展亦具有重大意义。 1．您了解有关手性药物研究的信息和动态吗？ 提示　20纪世90年代以来，手性药物进入市场的种类和销售额急剧增长，对手性药物的研究已被医药企业所重视。据不完全统计，1993年全世界97个热销药物中手性药物占20%；1997年全世界100个热销药物中，有50个是单一对映体(手性药物)，手性药物已占据世界药物市场的半壁江山。 2．量子力学理论是怎样促进化学科学发展的？ 提示　化学家们需要解决下列问题：(1)合成新物质、新材料，发展新能源；(2)充分了解生命现象的化学机理；(3)发展高效农业和高效工业，实现农业工业化和生产的零排放；(4)改善人类的生存环境等。 解决上述问题需先回答下列问题：两个或多个分子间能否发生化学反应？能否生成预期的分子？需要什么催化剂才能在温和的条件下进行化学反应？如何在理论指导下控制化学反应？如何预测化学反应速率？如何确定化学反应的途径？……这就要求化学家们建立精确有效而又普遍适用的化学反应的量子力学理论。 物质结构探索的三重意义 一是哲学上的意义，证明世界的物质性和人类认识自然世界的永无止境。 二是科学理论和方法上的意义，丰富了人们关于物质世界的基本知识。 三是实践上的意义。 因此，探索物质结构，不仅能丰富化学学科的知识和方法，而且能揭示纷繁复杂的物质变化现象背后的本质，从中也能帮助人们形成认识物质世界的方法论。 1．关于化学科学探索的意义，下列有关说法错误的是(　　) A．通过化学探索可提高粮食产量、缓解能源危机、合理利用资源，以保障人类的生存 B．通过化学探索可合成新物质，以提高人类的生活质量 C．通过化学探索可探明生命过程中的奥秘、合成新药物，以促进人类的身心健康 D．通过化学探索可制造出对环境无害的化学品及生活用品，完全杜绝对环境的影响 解析　人类的活动不可避免会对环境造成一定的影响，不可能完全杜绝，D项错误。 答案　D 2．绿色化学的核心是反应过程的绿色化，即要求原料物质中的所有原子完全被利用且全部转入期望的产品中，下列过程不符合这一思想的是(　　) A．甲烷、CO合成乙酸乙酯：2CH4＋2COCH3COOCH2CH3 B．烯烃与水煤气发生的羰基合成反应：RCH—CH2＋CO＋H2 RCH2CH2CHO C．乙醇催化氧化得乙醛 D．氯乙烯合成聚氯乙烯 解析　乙醇催化氧化生成乙醛的同时，还产生水，所以原子利用率达不到100%，其余都是正确的，选C。 答案　C 1．下列有关化学史知识错误的是(　　) A．“原子—分子论”建立是近代化学发展的里程碑 B．俄国科学家门捷列夫发现了元素周期律，编制了第一张元素周期表 C．意大利科学家阿伏加德罗在总结气体反应体积比的基础上提出了分子的概念 D．英国科学家道尔顿首先发现了电子 解析　英国物理学家汤姆生发现了电子。 答案　D 2．我国科学家成功合成了3 nm长的管状碳纳米管，长度居世界之首。这种碳纤维具有强度高、刚度(抵抗变形的能力)高、密度小(只有钢的)、熔点高、化学性质稳定性好的特点，因而被称为“超级纤维”。下列对碳纤维的说法不正确的是(　　) A．它是制造飞机的理想材料 B．它的主要组成元素是碳元素 C．它的抗腐蚀能力强 D．碳纤维复合材料不易导电 解析　纳米材料有其独特的性能，我们都知道：一般飞机是用轻金属及其合金制造的，由于碳纤维的“强度高、刚度高、密度小”，它也可以作为制造飞机的理想材料，A正确；碳纤维复合材料的主要元素是碳元素，B正确；但由于合成的是纳米级材料，碳原子最外层有4个电子，也可以类似于石墨结构，存在着自由电子，D错误。 答案　D 3．建立普遍适用的化学反应的量子力学理论，可以帮助化学家解决一系列问题，其中不属于化学反应的量子力学研究的问题的是(　　) A．两个或多个分子之间能否发生化学反应 B．需要什么催化剂才能在温和条件下进行反应 C．如何在理论指导下控制化学反应 D．在化学反应过程中，原子能否分割与重新组合 解析　化学反应是以原子为基础，属于原子层面的反应，反应过程中不涉及原子的分割，化学反应只是分子拆分成原子，原子重新结合成分子的过程。 答案　D 4．上世纪90年代初，国际上就已经提出了“预防污染”的绿色化学基本手段，下列各项中，符合绿色化学含义的是(　　) A．回收废旧物品 B．生产绿色的产品 C．不生产有毒物质 D．进行无污染的化工生产 答案　D 5．研究人员发现，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，其原子结构示意图是________。水分子中氢氧原子间的化学键是________(填“共价键”或“离子键”)。 (2)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“热冰”。上图中模拟“热冰”的示意图是________(填“甲”或“乙”)，理由是________________________。 (3)用球棍模型表示的水分子结构是________(填字母)。 解析　氧原子的半径比氢原子大，故大球代表氧原子。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。因水分子中氧原子一端带负电荷，氢原子一端带正电荷，在电场作用下，水分子应呈有序排列，且氧原子一端吸引氢原子一端。 答案　(1)氧(或O)　　共价键 (2)甲　在电场作用下，水分子应呈有序排列，且氧原子一端吸引氢原子一端　(3)B $