2024-2025學(xué)年高中化學(xué)專題1揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘學(xué)案含解析蘇教版選修3

PAGEPAGE9揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奇妙[課標(biāo)要求]1．了解人類探究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的價(jià)值。2．初步相識物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系，知道物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探討有助于發(fā)覺具有預(yù)期性質(zhì)的新物質(zhì)。1.1.原子結(jié)構(gòu)確定元素的性質(zhì)，分子結(jié)構(gòu)確定分子的性質(zhì)(結(jié)構(gòu)確定性質(zhì))。2．物質(zhì)的性質(zhì)反映物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。3．元素周期律有助于從理論上指導(dǎo)化學(xué)元素的發(fā)覺和應(yīng)用。4．1811年意大利科學(xué)家阿伏加德羅提出分子的概念。5．1869年俄國化學(xué)家門捷列夫提出元素周期律。6．中世紀(jì)初，英國科學(xué)家提出了原子概念，1897年，英國科學(xué)家湯姆生發(fā)覺了電子。6．中世紀(jì)初，英國科學(xué)家提出了原子概念，1897年，英國科學(xué)家湯姆生發(fā)覺了電子。eq\a\vs4\al(探究物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu))1．物質(zhì)結(jié)構(gòu)探究的內(nèi)容(1)原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系。(2)化學(xué)鍵理論。(3)分子的空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。2．原子結(jié)構(gòu)模型的演化道爾頓(1803年)→湯姆生(1904年)→盧瑟福(1911年)→玻爾(1913年)等人提出的原子結(jié)構(gòu)模型對人類探究物質(zhì)結(jié)構(gòu)作出了巨大的貢獻(xiàn)。3．試驗(yàn)方法上的改進(jìn)測定物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)的新儀器有紅外光譜儀、電子顯微鏡、原子汲取光譜儀、X射線衍射儀。1．原子結(jié)構(gòu)模型的演化圖中，(1)為道爾頓實(shí)心球式原子模型、(2)為盧瑟福行星運(yùn)轉(zhuǎn)式原子模型、(3)為湯姆生葡萄干面包式原子模型、(4)為近代量子力學(xué)原子模型、(5)為玻爾軌道式原子模型。其中符合歷史演化依次的一組排列是()A．(1)(3)(2)(5)(4) B．(1)(2)(3)(4)(5)C．(1)(5)(3)(2)(4) D．(1)(3)(5)(4)(2)解析：選A正確的依次是道爾頓實(shí)心球式原子模型、湯姆生葡萄干面包式原子模型、盧瑟福行星運(yùn)轉(zhuǎn)式原子模型、玻爾軌道式原子模型、近代量子力學(xué)原子模型。2．原子結(jié)構(gòu)模型是科學(xué)家依據(jù)自己的相識，對原子結(jié)構(gòu)的形象描摹，一種原子模型代表了人類對原子相識的一個階段。描述電子在原子核外空間的確定軌道上繞原子核做高速運(yùn)動的原子模型是()A．玻爾原子模型 B．電子云模型C．湯姆生原子模型 D．盧瑟福原子模型解析：選A玻爾原子模型認(rèn)為原子中的電子在具有確定半徑的圓周軌道上繞原子核運(yùn)動。3．1911年，物理學(xué)家盧瑟福發(fā)表了他的“α粒子散射試驗(yàn)”的成果：使一束α粒子(質(zhì)量數(shù)為4，帶2個單位正電荷)射向一片極薄的金箔。發(fā)覺大多數(shù)α粒子能暢通無阻地通過，極少數(shù)α粒子的前進(jìn)路途發(fā)生偏轉(zhuǎn)，或被筆直地彈回。依據(jù)以上試驗(yàn)現(xiàn)象得出的下列結(jié)論錯誤的是()A．金原子不是實(shí)心球，很“空曠”的內(nèi)部存在“硬核”，其體積比原子本身小得多B．金原子的“硬核”質(zhì)量比α粒子大得多，金原子的質(zhì)量主要集中在“核”上C．金原子的“硬核”帶正電，原子內(nèi)的正電荷集中在“核”上D．電子帶負(fù)電繞原子核做高速圓周運(yùn)動解析：選D“大多數(shù)α粒子能暢通無阻地通過”，說明原子不是“實(shí)心球”，而是內(nèi)部很“空曠”；α粒子能偏轉(zhuǎn)甚至被筆直地彈回，依據(jù)電性作用和動量守恒定律，說明原子的內(nèi)部存在帶正電的剛性微粒，且質(zhì)量比α粒子大得多；偏轉(zhuǎn)或被彈回的粒子很少，說明這個帶正電的“硬核”的體積比原子本身小得多。但本試驗(yàn)不能干脆得出有關(guān)電子的存在、電子的運(yùn)動狀況。eq\a\vs4\al(探討物質(zhì)結(jié)構(gòu)的意義)1．人類探究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史2．探討物質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要意義(1)探討物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)與合成新物質(zhì)供應(yīng)理論基礎(chǔ)；揭示物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，可以幫助我們預(yù)料物質(zhì)的性能。(2)找尋性能優(yōu)異的材料，須要探討物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。(3)從分子水平探究生命現(xiàn)象的本質(zhì)離不開對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探討。(4)實(shí)現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展，期盼著物質(zhì)結(jié)構(gòu)探討方面的新成果。1．為什么要探討物質(zhì)的結(jié)構(gòu)？提示：結(jié)構(gòu)確定性質(zhì)，性質(zhì)確定用途。2．日常生產(chǎn)、生活、人類自身生存環(huán)境等方面，哪些領(lǐng)域與化學(xué)聯(lián)系緊密，試舉幾例。提示：材料，生命科學(xué)，環(huán)保等。1．探討物質(zhì)結(jié)構(gòu)的意義2．四點(diǎn)說明(1)同素異形體的推斷關(guān)鍵是要駕馭兩點(diǎn)：①它們是結(jié)構(gòu)不同的單質(zhì)，②它們由同種元素組成。(2)結(jié)構(gòu)確定性質(zhì)，同種元素組成的物質(zhì)，結(jié)構(gòu)不同，性質(zhì)有很大差異。(3)合成新材料須從結(jié)構(gòu)入手，找出性質(zhì)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的關(guān)系。(4)合成物質(zhì)要符合綠色化學(xué)工藝要求：無污染，原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)，100%轉(zhuǎn)化；高選擇性反應(yīng)，無毒無害原料，可再生資源，環(huán)境友好產(chǎn)品(平安、能降解、可再利用)；平安生產(chǎn)工藝，反應(yīng)過程中應(yīng)用無毒無害的物質(zhì)(催化劑或溶劑等)，提高能源的利用率。綠色化學(xué)的核心是利用化學(xué)原理從源頭上削減和消退工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。1．在探究微觀世界的過程中，科學(xué)家們常通過建立假說模型來把握物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，不斷拓展相識新領(lǐng)域。關(guān)于假說，有如下表述，其中正確的是()A．假說是對現(xiàn)實(shí)中已知事物或現(xiàn)象的一種簡化處理B．假說是對未知領(lǐng)域的事物或現(xiàn)象提出的一種推想C．假說是對一個問題的全部幻想和假定D．假說最終都可以變成科學(xué)理論解析：選B假說是科學(xué)家在探究的過程中，為把握物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)而建立的一種模型，它是對未知領(lǐng)域的事物或現(xiàn)象提出的一種推想，然后通過試驗(yàn)或推理去驗(yàn)證它的正確與否。2．下列關(guān)于人類探究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的先后依次是________。a．湯姆生發(fā)覺電子b．阿伏加德羅提出分子概念c．道爾頓提出原子概念d．有機(jī)合成快速發(fā)展e．門捷列夫發(fā)覺元素周期律f．人類發(fā)覺DNA圖譜答案：c、b、e、a、d、f3．在確定的試驗(yàn)條件下，給水施加一個弱電場，在20℃、1個大氣壓下，水可以結(jié)成冰，稱為“熱冰”。(1)“熱冰”有很多好用價(jià)值，如開發(fā)新藥、用于納米打印機(jī)等，還有可能用來________。①代替干冰②建室溫溜冰場③在室溫下制作冰雕④防止冰川溶化A．①② B．②③C．③④ D．①④(2)電解水可以制氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________________________________________________________________________________。但由于這種方法耗電量大，人們正在探討植物光合作用中水光解的有關(guān)機(jī)理，以期低成本、高效率地獲得氫氣，為此須要重點(diǎn)探討的細(xì)胞器是________。(3)氫能將成為綠色可再生能源。燃料電池是利用原電池的原理將________能轉(zhuǎn)化為________能。解析：“熱冰”的特點(diǎn)是在較高的溫度下呈固態(tài)，因而可以用于在室溫下制作冰制品，但不具有干冰在室溫下氣化的性能，所以不能代替干冰，將冰川變?yōu)椤盁岜辈滑F(xiàn)實(shí)。電解水可生成H2和O2。原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。答案：(1)B(2)2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑葉綠體(3)化學(xué)電[專題過關(guān)檢測]1．下列有關(guān)化學(xué)史學(xué)問敘述錯誤的是()A．原子—分子學(xué)說的建立是近代化學(xué)發(fā)展史的里程碑B．俄國化學(xué)家門捷列夫發(fā)覺了元素周期律，編制了元素周期表C．意大利科學(xué)家阿伏加德羅在總結(jié)氣體參與化學(xué)反應(yīng)時的體積變更的基礎(chǔ)上提出了分子的概念D．英國科學(xué)家道爾頓發(fā)覺了電子解析：選D英國科學(xué)家湯姆生發(fā)覺了電子。2．最早提出科學(xué)的原子概念的科學(xué)家是()A．道爾頓 B．阿伏加德羅C．門捷列夫 D．盧瑟福解析：選A道爾頓提出了近代原子論，他的觀點(diǎn)奠定了近代化學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，他被譽(yù)為“近代化學(xué)之父”。3．下列說法正確的是()A．原子是不行再分的B．原子中確定含有中子C．原子由原子核和核外電子構(gòu)成，原子核又可以分為質(zhì)子和中子，然后不能再分D．隨著科學(xué)的發(fā)展，人們發(fā)覺原子組成中還存在更小的微粒，如夸克解析：選D原子由原子核和核外電子構(gòu)成，原子核又可以分為質(zhì)子和中子。隨著科學(xué)的發(fā)展，人們發(fā)覺原子組成中還存在更小的微粒，如夸克等。4．聞名科學(xué)家居里夫人首先發(fā)覺某些原子具有放射性，即原子能自動地放射出一些固定的粒子。一種元素的原子經(jīng)過放射變成了另一種元素的原子，據(jù)此推斷放射出的粒子確定是()A．電子 B．中子C．質(zhì)子 D．原子核解析：選B依據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒思想，本題中一種元素的原子經(jīng)過放射變成了另一種元素的原子，兩種原子均為電中性微粒，因此產(chǎn)生的另一種微粒必定為電中性的，選項(xiàng)中只有中子符合。5．下列關(guān)于化學(xué)學(xué)習(xí)和探討的說法錯誤的是()A．化學(xué)模型有助于說明一些化學(xué)現(xiàn)象B．質(zhì)量守恒定律是大量試驗(yàn)事實(shí)的總結(jié)C．化學(xué)家提出的假設(shè)都能被試驗(yàn)證明D．化學(xué)基本原理的應(yīng)用是有確定條件的解析：選C化學(xué)家提出的假設(shè)并不確定完全正確，有的甚至是錯誤的，如凱庫勒提出的苯分子結(jié)構(gòu)曾經(jīng)被認(rèn)為能夠說明苯分子的性質(zhì)及其不飽和度問題，但是隨后通過試驗(yàn)發(fā)覺關(guān)于苯分子中存在碳碳雙鍵的說法是錯誤的。6．中國科學(xué)技術(shù)高校的錢逸泰教授等以CCl4和金屬鈉為原料，在700℃時制造出納米級金剛石粉末。該成果發(fā)表在世界權(quán)威雜志《科學(xué)》上，立即被科學(xué)家們高度評價(jià)為“稻草變黃金”。同學(xué)們對此有下列一些理解，其中錯誤的是()A．這個反應(yīng)是置換反應(yīng)B．制造過程中元素種類沒有變更C．金剛石屬于金屬單質(zhì)D．CCl4是一種化合物解析：選CCCl4和金屬鈉反應(yīng)生成納米級金剛石粉末(C)和NaCl，該反應(yīng)是置換反應(yīng)，A正確；依據(jù)質(zhì)量守恒定律知，化學(xué)反應(yīng)過程中元素種類不會變更，B正確；金剛石屬于非金屬單質(zhì)，C錯誤。7．我國科學(xué)家前不久勝利合成了3mm長的管狀定向碳納米管，長度居世界之首。這種碳纖維具有強(qiáng)度高、剛度(反抗變形的實(shí)力)大、密度小(只有鋼的四分之一)、熔點(diǎn)高、化學(xué)穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，因而被稱為“超級纖維”。下列對碳纖維的說法不正確的是()A．它是制造飛機(jī)的志向材料B．它的主要組成元素是碳C．它的結(jié)構(gòu)與石墨不同D．碳纖維復(fù)合材料為一種高分子化合物解析：選D碳纖維主要由碳元素組成，B正確，D錯誤；依據(jù)碳纖維具有“強(qiáng)度高、剛度大、密度小、熔點(diǎn)高、化學(xué)穩(wěn)定性好”的特點(diǎn)可知，A正確；由于碳纖維的物理性質(zhì)不同于石墨，所以它們的結(jié)構(gòu)不同，C正確。8．以下說法中，違反科學(xué)規(guī)律的是()A．變更核外電子數(shù)可使原子與離子相互轉(zhuǎn)化B．變更核內(nèi)中子數(shù)可使不同的同位素相互轉(zhuǎn)化C．變更核內(nèi)質(zhì)子數(shù)可使不同的元素相互轉(zhuǎn)化D．變更離子的電荷數(shù)可使一種元素的陽離子轉(zhuǎn)化為另一種元素的陰離子解析：選D變更離子的電荷數(shù)，原子核沒有發(fā)生變更，元素的種類沒有變更，不能使一種元素的陽離子轉(zhuǎn)化為另一種元素的陰離子，選項(xiàng)D違反了科學(xué)規(guī)律。9．最近醫(yī)學(xué)界通過放射性14C標(biāo)記C60，發(fā)覺一種C60的羧酸衍生物在特定條件下通過斷裂DNA而殺死細(xì)胞，從而抑制艾滋病，則有關(guān)14C的敘述正確的是()A．與12C的化學(xué)性質(zhì)不相同B．與12C的中子數(shù)相同C．是C60的同素異形體D．與12C互為同位素解析：選D本題首先要清晰同位素和同素異形體的區(qū)分，前者探討的對象是原子，而后者探討的對象是單質(zhì)；其次要了解同位素的物理性質(zhì)有差別，而化學(xué)性質(zhì)基本相同。14C與12C質(zhì)子數(shù)相同，但中子數(shù)不同，故D正確。10.近期意大利羅馬高校的FulvioCacace等人獲得了極具理論探討意義的N4分子。N4分子結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法正確的是()A．N4屬于一種新型的化合物B．N4轉(zhuǎn)化為N2屬于物理變更C．N4的摩爾質(zhì)量為56D．N4與N2互為同素異形體解析：選DN4是一種元素組成的物質(zhì)，因而是一種新型的單質(zhì)，而不是化合物；N4和N2是兩種不同的物質(zhì)，所以兩者的轉(zhuǎn)化是化學(xué)變更；N4的摩爾質(zhì)量為56g·mol－1；N4和N2的關(guān)系是同素異形體。因而A、B、C錯誤。11．核磁共振(NMR)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于困難分子結(jié)構(gòu)的測定和醫(yī)學(xué)診斷等高科技領(lǐng)域。已知只有質(zhì)子數(shù)或中子數(shù)為奇數(shù)的原子核才有NMR現(xiàn)象。下列各項(xiàng)中，均可產(chǎn)生NMR現(xiàn)象的是()A．18O、31P、119Sn B．27Al、19F、12CC．N、P、As、Sb、Bi D．只有一個電子層的原子解析：選CA中18O的質(zhì)子數(shù)為8，中子數(shù)為10，均為偶數(shù)，無NMR現(xiàn)象；B中12C質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均為6，無NMR現(xiàn)象；D中只有一個電子層的原子有H和He，He原子中的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都為偶數(shù)，無NMR現(xiàn)象；C中元素為第ⅤA族元素，質(zhì)子數(shù)均為奇數(shù)，有NMR現(xiàn)象。12.現(xiàn)代無機(jī)化學(xué)對硫-氮化合物的探討是最為活躍的領(lǐng)域之一。其中右圖是已經(jīng)合成的最聞名的硫-氮化合物的分子結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是()A．該物質(zhì)的分子式為SNB．該物質(zhì)的分子中只含共價(jià)鍵C．該物質(zhì)是離子化合物D．該物質(zhì)與化合物S2N2互為同素異形體解析：選BA項(xiàng)該化合物分子式為S4N4；C項(xiàng)，該物質(zhì)中只含共價(jià)鍵，故不是離子化合物；D項(xiàng)，同素異形體探討對象是單質(zhì)。13．下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)的表述均正確，且存在因果關(guān)系的是()選項(xiàng)表述Ⅰ表述ⅡANaCl的水溶液能導(dǎo)電NaCl溶于水后在電流的作用下產(chǎn)生自由移動的Na＋、Cl－B通常條件下，CH4分子比PbH4分子穩(wěn)定性高Pb與C位于同一主族，Pb的非金屬性弱于C，CH4比PH4穩(wěn)定C在形成化合物時，同一主族元素的化合價(jià)相同同一主族元素原子的最外層電子數(shù)相同DP4O10、C6H12O6溶于水后均不導(dǎo)電P4O10、C6H12O6均屬于共價(jià)化合物解析：選BA選項(xiàng)中，NaCl溶于水能導(dǎo)電，是其溶于水后電離出自由移動的離子，而不是在電流作用下電離，表述Ⅰ和表述Ⅱ沒有因果關(guān)系；B選項(xiàng)中元素的非金屬性越強(qiáng)，其氫化物越穩(wěn)定，正確；C選項(xiàng)中，元素形成化合物不確定都是最高價(jià)或最低價(jià)，同一種元素在不同條件下可以形成不同價(jià)態(tài)的化合物，表述Ⅰ錯誤；D選項(xiàng)因P4O10溶于水時和水發(fā)生反應(yīng)生成H3PO4，溶液導(dǎo)電，表述Ⅰ錯誤。14．(1)19世紀(jì)末，人們起先揭示原子內(nèi)部的隱私，最早發(fā)覺電子的科學(xué)家是________。A．法國的拉瓦錫 B．瑞典的舍勒C．英國的道爾頓 D．英國的湯姆生(2)道爾頓的原子學(xué)說曾經(jīng)起了很大作用，他的學(xué)說中包含下述三個論點(diǎn)：①原子是不能再分的粒子；②同種元素的各種原子的性質(zhì)和質(zhì)量都相同；③原子是微小的實(shí)心球體。從現(xiàn)代的觀點(diǎn)看，你認(rèn)為這三個論點(diǎn)中不準(zhǔn)確的是________。A．只有③ B．只有①③C．只有②③ D．①②③(3)化學(xué)起先成為一門科學(xué)的標(biāo)記是________。A．火藥的發(fā)覺 B．質(zhì)量守恒定律的提出C．“原子—分子論”的提出 D．氧化還原理論的建立解析：在人們探討原子結(jié)構(gòu)的不同時期分別有不同的原子理論，這對后人了解原子的真實(shí)結(jié)構(gòu)起了很好的推動作用。依據(jù)現(xiàn)代的探討結(jié)果，明顯道爾頓當(dāng)時的原子理論都是不準(zhǔn)確的。而化學(xué)成為一門科學(xué)的標(biāo)記是1860年國際化學(xué)界承認(rèn)的“原子—分子論”。答案：(1)D(2)D(3)C15．揭示原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的奇妙，有助于我們理解所處的物質(zhì)世界。(1)上表為元素周期表的