专题1 第二单元 物质结构研究的范式与方法-【金版新学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义配套课件PPT（苏教版）

第二单元　物质结构研究的范式与方法 　 专题 1 揭示物质结构的奥秘 1.认识物质结构研究的两种范式及其相互关系。 2.能举例说明科学假设和论证、实验方法、模型方法等在物质结构 研究中所起的重要作用。 3.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。 4.初步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。 学习目标 任务一　物质结构研究的范式 1 随堂演练 3 内容索引 任务二　物质结构研究的方法 2 任务一　物质结构研究的范式 返回 新知构建 物质结构研究有两种常见的范式：__________和__________。 1.归纳范式 归纳范式的过程为“______________”。即：根据事实进行__________，抽象出________，上升为__________。 归纳范式 演绎范式 从个别到一般 概括归纳 共同点 本质规律 归纳范式的应用实例： 交流研讨1 个别性质 一般规律 通过甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)等的分子式 总结出饱和烷烃的通式为__________ 通过1～20号元素的原子核外电子排布认识前20号元素对应原子结构的不同 总结出元素的原子核外__________的规律，解释同族元素________相似的原因 通过研究含有双键和三键不饱和烃的加成反应和氧化反应，发现不饱和键具有不稳定的性质 根据结构与性质的关系归纳出这类有机物的________ CnH2n＋2 电子排布 性质 通性 2.演绎范式 演绎范式的过程通常为__________________。即从某个一般结论出发，向从属于这一结论的__________进行推理的过程。 “从一般到个别” 多个要素 演绎范式的应用实例： 交流研讨2 一般规律 个别性质 门捷列夫建立了元素周期表 人们发现了___________，___________，__________ 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 推出同族半径更大的钾、铷、铯元素具有___________性的结论 水是极性较强的分子，水分子间存在较强的氢键，水分子既可为生成氢键提供H，又有孤电子对接受H CH3CH2OH、CH3COOH分子的极性和水相似，均可通过_______与水结合，在水中的溶解度______；碳氢化合物____性较小，也难以和水形成______，在水中溶解度_____，这就是著名的__________________ “类铝”(镓) “类硼”(钪) “类硅”(锗) 更强的还原 氢键 较大 极 氢键 很小 “相似相溶规则” 3.归纳和演绎的关系 (1)归纳和演绎的使用 一般先______后______。“实验—假说—理论—新实验”的本质就是从____________，再到______的过程。 (2)归纳和演绎的关系 归纳需要演绎作指导，以解决归纳研究的______________和____________问题；演绎需要归纳提供前提。在演绎的指导下归纳，在归纳的基础上演绎，两者互相联系、互为前提。 归纳 演绎 个别到一般 个别 目的性、方向性 结果的正确性 应用评价 1.正误判断 (1)通过归纳得到的结果一定准确 ( ) (2)碱金属的单质从上到下还原性逐渐增强 ( ) (3)ⅣA族元素的简单氢化物的熔、沸点从上到下逐渐增大，ⅤA族元素的简单氢化物的沸点从上到下也逐渐增大 ( ) (4)碱金属的单质的密度从上到下逐渐增大 ( ) (5)碱金属的单质的熔、沸点与卤素单质的熔、沸点从上到下都逐渐升高 ( ) × √ × × × 2.既可以和酸反应生成盐和水，又可以和碱反应生成盐和水的氧化物称为两性氧化物。TeO2是两性氧化物，试写出TeO2分别和稀硫酸、NaOH溶液反应的离子方程式：______________________________________________ ______________。 TeO2＋4H＋Te4＋＋2H2O、TeO2＋2OH－ Te＋H2O 3.根据要求回答下列问题： (1)根据乙炔、丙炔的分子式，归纳出链状单炔烃的分子通式为________ ______。 (2)根据常见有机物的分子结构，可归纳出基本的价键规律：在共价分子的结构式中，连接碳原子、氮原子、氧原子、氢原子的短线数依次为____、____、____、___。 CnH2n－2 (n≥2) 4 3 2 1 (3)铷(Rb)是第5周期的碱金属元素，比较铷、钙最高价氧化物的水化物碱性的强弱：RbOH______Ca(OH)2。 (4)烷烃_____溶于水，乙醇、乙酸____溶于水，硬脂酸_____溶于水；氨、氯化氢______溶于水，四氯化碳_____溶于水。 返回 大于 不易 易 不易 极易 不易 任务二　物质结构研究的方法 返回 新知构建 常用的方法有科学假设和论证、实验、模型建构等。 1.科学假设和论证 (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)论证：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。 2.实验方法 (1)化学是一门以实验为基础的学科，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。 (2)实验方法实例： 实验方法 意义 卢瑟福的α粒子散射实验 启迪人们用轰击和对撞的实验来研究物质的内部结构，提供了一种研究物质微观结构的思想方法 光学显微镜、扫描隧道显微镜、原子力显微镜等仪器出现，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 使原子和分子的微观世界不断被揭示 1909年，新西兰出生的物理学家——卢瑟福把一束变速运动的α粒子(质量数为4的带2个正电荷的质子粒)射向一片极薄的金箔，他惊奇地发现，过去一直认为原子是“实心球”，而由这种“实心球”紧密排列而成的金箔，竟让大多数α粒子畅通无阻地通过，就像金箔不在那儿似的，但也有极少量的α粒子发生偏转或被笔直地弹回。 (1)根据以上实验现象能得出关于金箔中金原子结构的一些结论，试写出其中的三点： ①原子中存在________，且只占原子体积的很小一部分。 交流研讨1 原子核 ②金原子核带____电荷，且电荷数远大于α粒子的电荷数，两者产生静电_____作用。 ③金原子的质量远_____(填“大于”“小于”或“等于”)α粒子的质量。 (2)这是利用了物质结构研究的什么方法？ _________。 正 排斥 大于 实验法 3.模型方法 (1)科学家运用一定____________________对实验结果进行处理。 (2)模型既可以是对原型的________________________，也可以是结合某种理论形态下建立的__________。 (3)分类 分类 实物模型 微观结构模型 含义 可观察到的物体的宏观模型 物质微观层次结构，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 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 逻辑推理与模型思维 简化和纯化、抽象和近似 思维模型 (4)作用 ①对沟通科学现象与其本质的认识过程，起到重要的桥梁作用。 ②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，是模型研究的重要功能。 1.填写下列原子结构模型名称： 交流研讨2 实心球模型 “葡萄干面包”模型 原子核式结构模型 轨道模型 2.化学中的模型有助于我们形成化学学科的思想和方法。其中属于实物模型的是___，属于微观结构模型的是__________。(填序号) ④ ①②③ 应用评价 1.正误判断 (1)假说不一定是科学的，但它具有一般性 ( ) (2)阴极射线的发现、α粒子散射实验、氢原子光谱的发现和研究，对揭示分子内部结构的奥秘具有极为重要的作用 ( ) (3)在实验证明假设的过程中，如果实验不支持假设，则必须舍弃该假设 ( ) (4)17世纪发明光学显微镜，能观察分子层次的物质结构 ( ) (5)20世纪中后期，扫描隧道显微镜、原子力显微镜是研究原子结构的仪器 ( ) √ × × × × 2.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 √ 假说是根据已有知识，对所研究的事物或现象作出初步的解释。 3.研究和学习化学，有许多提供技术的方法。下列方法中所举示例正确 的是 A.观察法：变化中观察到有发光、放热现象即可说明发生了化学变化 B.归纳法：水、二氧化碳是由分子构成的，归纳出所有物质都是由分子构成的 C.类比法：一氧化碳有毒，推测二氧化碳也有毒 D.分类法：根据组成物质的元素种类，将纯净物分为单质和化合物 √ 化学变化的实质是有新物质生成，变化中观察到有发光、放热现象不一定说明有新物质生成，所以不一定发生了化学变化，故A错误；构成物质的微粒很多，水、二氧化碳是由分子构成的，氯化钠是由氯离子和钠离子构成的，不是所有物质都是由分子构成的，故B错误；物质不同，其性质也不同，一氧化碳有毒，但二氧化碳无毒，故C错误；根据组成物质的元素种类多少，将纯净物分为单质(含有一种元素)和化合物(含有不同种元素)，故D正确。 返回 随堂演练 返回 √ 1.下列物质研究的范式不属于演绎范式的是 A.由乙烯、丙烯均能与Br2、HCl、H2发生加成反应得出烯烃能发生加成反应 B.在元素理论的指导下，人们于1875年发现了“类铝”(镓) C.利用酸的通性推知乙酸可与NaHCO3溶液发生反应 D.利用元素周期律可推断出还原性：K＞Na 由乙烯、丙烯均能与Br2、HCl、H2发生加成反应得出烯烃能发生加成反应，利用的是归纳的方法，属于归纳范式。 √ 2.某同学将一小块金属钠和一小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 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；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；没有分门别类地对物质及其变化进行研究，故③错误；金属钠和铁分别放在表面皿中，采取比较的方法来研究它们在空气中的稳定性，故④正确。 √ 3.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 探究SO2的性质时其基本程序是先从色、态方面观察二氧化硫的外观，得出SO2的物理性质，然后根据二氧化硫可能具有的性质，预测SO2的化学性质，再做实验验证预测，观察实验并记录现象，再分析实验现象并用已知化学知识解释现象，最后得出结论，所以A合理。 4.下列“类比”合理的是 A.Fe与S反应生成FeS，则Cu与S反应生成Cu2S B.C在足量的O2中燃烧生成CO2，则S在足量的O2中燃烧生成SO3 C.Cl2与水反应生成HCl和HClO，则F2与水反应生成HF和HFO D.Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，则Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2 √ S的氧化性比较弱，S与变价金属Fe反应生成FeS，与Cu反应生成Cu2S，A正确；C在足量的O2中燃烧生成CO2，而S在足量的O2中燃烧生成SO2，B错误；Cl2与水反应生成HCl和HClO，F2与水反应生成HF和O2，C错误；Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，由于Na2O2具有强氧化性，SO2具有还原性，则Na2O2与SO2反应生成Na2SO4，D错误。 5.利用归纳范式得通式。 (1)如图为一种无限长单链状结构的多硼酸根离子，其化学式为_________ (用n表示)。 [BO2 返回 (2)分析下表中各项的排布规律，按此规律排布第26项应为________。 1 2 3 4 5 C2H4 C2H6 C2H6O C2H4O2 C3H6 6 7 8 9 10 C3H8 C3H8O C3H6O2 C4H8 C4H10 C8H18 由表可知，循环顺序为CnH2n、CnH2n＋2、CnH2n＋2O、CnH2nO2，26＝4×6＋2，则第24项为C7H14O2，第25项为C8H16，第26项为C8H18。 谢 谢 观 看 第二单元　物质结构研究的范式与方法 返回 $