专题1 第1单元 物质结构研究的内容-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2配套课件PPT（苏教版）

专题1 揭示物质结构的奥秘 第一单元　物质结构研究 的内容 学习目标 重点难点 1.初步认识物质的结构与性质之间的关系，知道物质结构的研究有助于发现具有预期性质的新物质，以及为设计与合成这些新物质提供理论基础。 2.了解从原子、分子、超分子等不同尺度认识物质结构的意义。 重点 物质结构与其性质的关系。 难点 物质结构与其性质的关系。 新知探究(一)—认识物质的特征结构 新知探究(二)——揭示物质结构与 性质的关系 课时跟踪检测 目录 新知探究(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____________排布的周期性是元素性质周期性变化的主要原因。 (2)NaCl的形成 钠原子在化学反应中容易失去最外层上的1个电子，形成Na+，钠元素表现出强的______性;氯原子在化学反应中倾向于获得1个电子，形成Cl-。Na+与Cl-通过_____________形成氯化钠晶体。 最外层电子 金属 静电作用力 2.研究物质之间化学反应的本质及过程 (1)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)。 (2)研究过程:对反应物、生成物的特征结构进行针对性的研究。 (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)实例 ①乙醇的氧化反应: 乙醇分子中—OH失去1个H，与—OH相连的C上失去1个H，形成新的C==O双键，乙醇转化成乙醛分子，这个过程被称为氧化(去氢)反应。 ②氮分子含有氮氮三键，在通常条件下很稳定，难以参加化学反应，所以，固氮时需要改变反应条件，如在升温、加压、使用催化剂的情况下，氮分子才能转化为氮的化合物。 3.研究物质特征结构的意义 研究物质的特征结构，可以帮助我们获得很多有用的信息，设计反应的条件，解释反应生成的产物等。 题点多维训练 1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)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。( ) (2)物质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。( ) (3)原子失去电子数越多，金属性越强，得电子数越多，非金属性越强。( ) × × × 2.关于化学科学的说法，正确的是 (　　) A.化学是在质子变化的层次上研究物质的一门基础学科 B.化学学科的特征是从宏观和微观两个角度认识物质 C.化学学科研究物质性质但不能创造出新物质 D.化学学科表征物质的方法与物理学科完全相同 解析:化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科。 √ 3.下列相关叙述不正确的是 (　　) A.钠原子易失去一个电子，氯原子易得到一个电子 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.氯化钠是离子化合物 解析:钠原子最外层只有1个电子，当它失去1个电子后形成的Na+具有最外层8个电子的稳定结构，氯原子最外层有7个电子，当它得到1个电子后形成的Cl-具有最外层8个电子的稳定结构，Na+和Cl-通过静电作用力形成离子化合物NaCl。 √ 4.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 解析:碘升华、酒精溶于水，均属于物理变化，没有化学键断裂和形成，故不选A、B;氢氧化钠晶体受热熔化，属于物理变化，氢氧化钠电离为自由移动的钠离子和氢氧根离子，有离子键断裂，没有化学键形成，故不选C;O3转化成O2是化学变化，既有旧化学键断裂，又有新化学键形成，故选D。 √ 新知探究(二)——揭示物质结构与 性质的关系 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该物质的某些性质。 (2)物质结构与性质关系的研究过程 2.白磷与红磷的结构与性质 白磷分子(P4)呈__________结构，键角∠PPP是_____，其中的P—P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。而红磷的链状结构比较稳定，室温下不与氧气反应。 正四面体 60° 3.不同碳单质的结构与性质 物质 结构 性质 金刚石 碳原子间结合牢固 是自然界中天然存在的最坚硬的物质，可用于切割玻璃、金属 木炭 碳原子________结合 — 富勒烯 碳原子结合形状呈中空 ______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 强度高、弹性佳 石墨 同一层上的碳原子之间形成_________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 不规则 足球 六边形 [微点拨] ①由同一种元素形成的不同单质互称同素异形体。 ②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。 4.利用物质的特征结构解释物质的性质 (1)乙醇和二甲醚的性质 乙醇的结构为 ，二甲醚的结构为 乙醇分子中—OH易失去H原子，能被金属钠置换产生氢气。乙醇分子中—OH易与水分子形成氢键，因此易溶于水。二甲醚不溶于水。 (2)因为白磷分子中的P—P键弯曲，具有较大的张力，易断裂，与氧气反应时，P—P键断裂，氧原子与P原子连接，形成P4O6。 [微点拨]　 ①分子式相同而结构不同的现象称为同分异构现象，具有这种现象的分子称为同分异构体。如乙醇和二甲醚。②同分异构体的组成和相对分子质量完全相同而分子的结构不同、物理性质和化学性质也不相同。 题点多维训练 √ 1.由同一种元素所构成的不同单质互称为同素异形体，下列物质不属于某元素的同素异形体的是 (　　) A.钢和铁　 B.金刚石和石墨 C.红磷和白磷 D.氧气和臭氧 解析:钢属于合金，是混合物，和铁不能属于同素异形体。 2.科学家用某有机分子和球形笼状分子C60制成了“纳米车”(如图所示)，每辆“纳米车”是由一个有机分子和4个C60分子构成，直径约6到9纳米。“纳米车”可以用来运输单个的有机分子。下列说法正确的是 (　　) A.人们用肉眼可以清晰看到“纳米车”的运动 B.C60是一种新型的化合物 C.C60与石墨不是同素异形体 D.用激光笔照射该物质分散在蒸馏水中形成的分散系，光线通过时出现明亮的光路 √ 解析:因纳米车直径约6到9纳米，不能直接用肉眼清晰地看到“纳米车”的运动，A错误;C60是由一种元素组成的纯净物，属于单质，不属于化合物，B错误;C60与石墨是同素异形体，C错误。 √ 3.(2025·徐州期中)碳纳米管的结构如图: “石墨的片层就像做蛋卷一样卷成了碳纳米管”。请推断下列说法不正确的是(　　) A.碳纳米管具有较强的吸附能力 B.碳纳米管具有高的沸点 C.碳纳米管不能导电 D.碳纳米管在受热条件下能与浓HNO3反应 解析:表面积越大，吸附能力越强，碳纳米管呈空心管状，表面原子占比例特别大，故吸附能力强;碳纳米管与石墨在沸点、导电性方面相似;碳的各种同素异形体有相同的化学反应，能被热的浓HNO3氧化成CO2。 4.科学家已成功合成了少量O4，理论计算表明，可能以亚稳态存在的O4分子有两种不同的结构:一种是变形的正方形;另一种的形状像风车，三个氧原子排列在中心氧原子周围，形成平面正三角形结构。O4具有较强的氧化性。下列有关O4的说法正确的是 (　　) A.O4与O3、O2互为同分异构体 B.O4比O2活泼的根本原因是O4中的化学键比O2中的易断裂 C.相同质量的O4与O3所含原子个数比为4∶3 D.O4的两种结构互为同分异构体 √ 解析:O4是一种新的氧分子，故与O3、O2互为同素异形体，A项错误;O2能在自然界稳定存在，化学性质较稳定，故O2中的化学键不如O4中的化学键更容易断裂，B项正确;相同质量时，O4与O3中所含氧原子个数比为1∶1，C项错误;两者均为单质，不互为同分异构体，D项错误。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 √ 一、选择题 1.下列说法正确的是 (　　) A.红磷转化为白磷，属于物理变化 B.石墨导电，金刚石不导电，故二者不是同素异形体 C.氧气和臭氧的分子式不同，性质相同 D.硫有S2、S4、S6等单质，它们都是硫的同素异形体 解析:红磷和白磷是不同的物质，二者之间的转化属于化学变化，A错误;石墨和金刚石都是由碳原子组成的单质，二者互为同素异形体，B错误;O2和O3是不同的物质，二者性质不完全相同，C错误。 12 15 14 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 2.研究人员开发出被称为第五形态的固体碳，这种新的碳结构称作“纳米泡沫碳”，它外形类似海绵，密度极小，并具有磁性。纳米泡沫碳与金刚石的关系是 (　　) A.同种物质 B.不同密度的核素 C.同位素 D.相同元素构成的不同单质 解析:同一元素的不同单质互称同素异形体，纳米泡沫碳与金刚石都是由碳元素组成的不同单质，所以互称为同素异形体。 12 15 14 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 3.物理学家、化学家索迪因提出了著名的同位素假说，并因研究同位素的存在和性质而获得了诺贝尔化学奖。下列说法错误的是 (　　) A.碳⁃14、碳⁃12、碳⁃13是碳元素的三种核素，互为同位素 B.因碳⁃14具有放射性，可用于考古时测定文物的年代 C.碳⁃14、碳⁃12、碳⁃13的化学性质相同 D.碳元素的相对原子质量为13 12 15 14 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 解析:碳⁃14、碳⁃12、碳⁃13是质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子，是碳元素的三种核素，互为同位素，故A正确;因为核素14C具有放射性，可用于考古时测定文物的年代，故B正确;碳⁃14、碳⁃12、碳⁃13的核外电子数相同，最外层电子数相同，化学性质相同，故C正确;相对原子质量数值上近似等于质量数，元素的相对原子质量是各种同位素原子相对原子质量的平均值，故D错误。 12 15 14 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 4.科学家获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子结构如图所示，下列说法正确的是 (　　) A.N4属于一种新型的化合物 B.N4转化为N2属于物理变化 C.N4的摩尔质量为56 D.N4与N2互为同素异形体 解析:N4是由一种元素组成的物质，因而是一种新型的单质，而不是化合物;N4和N2是两种不同的物质，所以两者的转化是化学变化;N4的摩尔质量为56 g·mol-1;N4和N2互为同素异形体。 12 15 14 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 5.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 解析:黑磷是一种元素组成的纯净物，属于单质，A错误;黑磷导电过程中无新物质生成，为物理变化，B错误;黑磷高温下在空气中燃烧生成氧化物，不能稳定存在，C错误。 12 15 14 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 6.科学工作者发现另一种“足球分子”N60，它的结构与C60相似。下列说法正确的是 (　　) A.N60与C60互为同素异形体 B.N60是一种新型化合物 C.N60和N2是同素异形体 D.N60和14N都是氮的同系物 12 解析:N60和C60是不同元素组成的单质，所以不是同素异形体，故A错误;N60只含一种元素，所以是单质，故B错误;N60和N2是N的不同单质，所以是同素异形体，故C正确;N60是单质，14N是原子，所以不是同系物，故D错误。 15 14 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 7.下列说法中正确的是 (　　) A.只含有一种元素的物质一定是纯净物 B.石墨转变为金刚石的变化为化学变化 C.H2、D2和HD(D为H)互为同素异形体 D.相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体 解析:只含有一种元素的物质可能是由不同同素异形体构成的混合物，A错误;H2、D2和HD都是氢气，不是氢元素的同素异形体，C错误;相对分子质量相同的不同物质所含元素不一定相同，如CO和N2，不一定是同分异构体，D错误。 12 15 14 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 8.(2025·泉州一中阶段练习)如图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管的结构示意图，下列相关说法正确的是 (　　) A.这四种物质都很软，可作润滑剂 B.这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2 C.这四种物质都是由碳分子构成的 D.这四种物质中碳原子的排列方式相同 12 解析:金刚石硬度大，A不正确;这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2，B正确;金刚石、石墨、C60、碳纳米管都是由碳元素组成的，C不正确;这四种物质中碳原子的排列方式不相同，D不正确。 15 14 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 9. 下列关于同分异构体、同系物、同素异形体、同位素的说法中错误的是 (　　) A.乙酸与甲酸甲酯互为同分异构体 BCl与Cl互为同位素 C.氧气与臭氧互为同素异形体 D.乙烯与聚乙烯互为同系物 12 解析:乙酸和甲酸甲酯分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故A正确; ClCl的质子数相同，中子数不同，是氯元素的不同核素，互为同位素，故B正确;氧气和臭氧是氧元素形成的不同的单质，互为同素异形体，故C正确;乙烯含碳碳双键，聚乙烯无碳碳双键，含官能团不同，不是同类物质，不是同系物，故D错误。 15 14 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 √ 10.(2025·保定期中)NH3是一种重要的化工原料，在半导体光催化的作用下，N2分子被光催化材料捕获进而实现N2―→NH3的转化(过程如图)。下列说法错误的是 (　　) A.N2在光催化材料表面断开了N≡N键 B.该反应中，N2被还原 C.该反应过程中有旧化学键断裂和新化学键形成 D.该反应的类型是化合反应 解析:该反应中，N2转变为氨气，氮元素的化合价从0降低到-3，被还原，B正确;该反应过程中N2、水参加反应，生成氨气、氧气，有旧化学键断裂和新化学键形成，C正确;由题图知，反应中有氨气、氧气生成，则该反应的类型不可能是化合反应，D不正确。 12 15 14 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 11.新闻报道称，中国科学院院士、北京大学教授彭练矛所带领的团队成功研制出基于碳基 CMOS 集成电路技术的 5 纳米栅长的碳管晶体管，其性能和功耗综合指标较目前最先进的硅基 CMOS 器件具有 10 倍以上的优势。这意味着我国科学家有可能研制出以此类晶体管为元器件的商用碳基芯片，有望在芯片研究技术上赶超国外同行。已知碳晶体管是采用石墨为原料制造而成，是一种碳纳米材料。下列说法正确的是 (　　) A.石墨与金刚石互为同分异构体 B.碳纳米材料是胶体 C.碳纳米管是金属导体 D.碳纳米管比表面积大，也可用作新型储氢材料 √ 12 15 14 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 解析:石墨与金刚石互为同素异形体，A错误;碳纳米材料不是胶体，其分散在适当的溶剂中所形成的混合物为胶体，B错误;碳纳米管的原料是石墨，是非金属材料，C错误。 12 15 14 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 12.下列有关物质性质、结构的表述均正确，且存在因果关系的是 (　　) 选项 表述Ⅰ 表述Ⅱ A NaCl的水溶液能导电 NaCl溶于水后在电流的作用下产生自由移动的Na+、Cl- B 通常条件下，CH4分子比PbH4分子稳定性高 Pb与C位于同一主族，Pb的非金属性弱于C，CH4比PbH4稳定 C 在形成化合物时，同一主族元素的化合价相同 同一主族元素原子的最外层电子数相同 D P4O10、C6H12O6溶于水后均不导电 P4O10、C6H12O6均属于共价化合物 √ 15 14 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 解析:A选项，NaCl的水溶液能导电，是其溶于水后电离出自由移动的离子，而不是在电流的作用下电离，表述Ⅱ错误;B选项，元素的非金属性越强，其简单氢化物越稳定，正确;C选项，元素形成化合物不一定都是最高价或最低价，同一种元素在不同条件下可以形成不同价态的化合物，表述Ⅰ错误;D选项，因P4O10溶于水时生成H3PO4，溶液能导电，表述Ⅰ错误。 12 15 14 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 二、非选择题 13.(9分)乙醇在不同的化学反应中会断裂不同的化学键，如图所示，请写出下列反应的化学方程式，并指出在反应时乙醇分子中断裂的化学键(填序号)。 (1)乙醇与金属钠反应:_____________________________________;____。  (2)在空气中完全燃烧:_________________________________; ____________。  (3)乙醇的催化氧化反应:_______________________________________; _______。  12 2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑ ① CH3CH2OH+3O2 2CO2+3H2O ①②③④⑤ 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O ①③ 15 14 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 12 15 14 解析:乙醇分子由于受羟基的影响，性质活泼。除了掌握乙醇的化学性质，还应理解化学反应的机理，明确化学反应与化学键的关系。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 14.(8分)有下列各组微粒或物质: A.O2和O3　BC和C C.CH3CH2CH2CH3和 D. 和 E.CH3CH2CH2CH3和 12 14 15 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 12 14 (1)_____组两种微粒互为同位素。  (2) _____组两种物质互为同素异形体。  (3) _____组两种物质属于同系物。  (4) _____组两种物质互为同分异构体。  (5) _____组两种物质是同一物质。  (6)E中物质物理性质______ (填“相同”或“不同”)，原因是________________ _____________________。  B A C E D 不同 这两种物质结构 不同，所以性质不同 15 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 12 14 15.(8分)据报道，科研人员应用电子计算机模拟出了类似C60的物质N60。已知N60分子中每个氮原子之间均以氮氮共价键结合三个氮原子，所有的氮原子都具有最外层为8个电子的稳定结构。N—N键的键能为167 kJ·mol-1，N==N键的键能为418 kJ·mol-1，N≡N键的键能为942 kJ·mol-1。 试回答: (1)根据键能和物质化学变化中的能量变化原理计算，1 mol N60全部分解为N2所吸收或放出的能量(热量)为________ kJ。  15 13 230 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 12 14 解析:1 mol N60分子含有90 mol N—N键，它分解生成30 mol N≡N键。1 mol N60分子中化学键断裂吸收的能量为90 mol×167 kJ·mol-1=15 030 kJ，30 mol N2分子中化学键的形成放出的能量为30 mol×942 kJ·mol-1=28 260 kJ。放出的总能量比吸收的总能量多13 230 kJ，化学反应是放热反应。 15 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 12 14 (2)根据(1)的计算结论推断，下列N60的用途正确的是_____(填字母)。  A.可用作高能炸药 B.可用作高能燃料 15 解析:由于N60的分解放出大量的热，因此N60可用作高能炸药和高能燃料。 AB 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $