同步蘇教化學選修三新突破講義：專題1 揭示物質結構的奧秘 Word版含答案

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1、 目標與素養(yǎng)：1.認識化學是在原子、分子上研究物質的組成、結構、性質、變化及應用的一門基礎科學，其特征是認識物質和創(chuàng)造物質。(宏觀辨識與微觀探析)2.了解人類探索物質結構的歷史與價值，能列舉人類認識原子結構的歷史進程，能列舉研究物質結構的一般方法。(科學態(tài)度與社會責任) 一、探索物質的微觀結構 1．學習物質結構知識的意義 (1)物質的組成、結構物質的性質與變化。 (2)學習有關物質結構的知識，可以幫助我們更好地解釋和預測物質的性質與變化。 2．研究物質結構的一般方法 (1) (2)分析原子、分子結構的理論基礎：量子力學。 (3)現代研究物質結構的實驗方法：光譜和

2、衍射實驗。 (4)幾種測定物質組成和結構的儀器 ①紅外光譜儀、②電子顯微鏡、③原子吸收光譜儀、 ④X射線衍射儀等。 3．原子結構模型的演變 模型 名稱 道爾頓 (1803) 湯姆生 (1904) 盧瑟福 (1911) 玻爾 (1913) 量子力學 (1926) 模型 圖示 實驗 事實 元素化合時的質量比 陰極射線 α粒子的散射實驗 氫原子光譜 微觀粒子的波粒二象性 二、研究物質結構的意義 1．人類探索物質結構的歷史 2．研究物質結構的意義 (1)研究物質結構，能夠為設計與合成新物質提供理論基礎。揭示物質的結構

3、與性能的關系，也可以幫助我們預測物質的性能。 (2)尋找性能優(yōu)異的材料，需要研究物質的結構。 (3)從分子水平探索生命現象的本質離不開對物質結構的研究。 (4)實現社會的可持續(xù)發(fā)展期待著物質結構研究方面的新成果。 　1.道爾頓的原子學說曾經起了很大的作用，他的學說包含有下述三個論點：①原子是不能再分的粒子；②同種元素原子的各種性質和質量都相同；③原子是微小的實心球體。從現在的觀點看，你認為這三個論點中，哪些不確切？ [答案]?、佗冖劬淮_切。從現在的觀點看：原子是由原子核和核外電子構成；大多數元素存在同位素，不同同位素的質量不同；原子核體積只占原子極小一部分，而核外電子的運動區(qū)域非常

4、“空曠”。 2．目前，人們能夠合成自然界中不存在的物質，人們能不能制造出自然界中不存在的元素？ [答案]　能。人們可以用粒子高能加速器來人工制造化學元素，元素周期表中標“*”的元素均為人造元素。 【典例】　原子結構模型的演變圖中，(1)為道爾頓實心球式原子模型，(2)為盧瑟福行星運轉式原子模型，(3)為湯姆生葡萄干面包式原子模型，(4)為近代量子力學原子模型，(5)為玻爾軌道式原子模型。其中符合歷史演變順序的一組排列是(　　) A．(1)(3)(2)(5)(4) B．(1)(2)(3)(4)(5) C．(1)(5)(3)(2)(4) D．(1)(3)(5)(4)(2) A　[正

5、確的順序是道爾頓實心球式原子模型、湯姆生葡萄干面包式原子模型、盧瑟福行星運轉式原子模型、玻爾軌道式原子模型、近代量子力學原子模型。] 根據盧瑟福的α粒子散射實驗現象可推測出金箔中金原子結構的一些結論，據此請?zhí)顚懴铝锌瞻祝? (1)原子中存在________，且只占原子體積的很小一部分。 (2)金原子核帶________電荷，且電荷數遠大于α粒子的電荷數，兩者產生靜電________作用。 (3)金原子的質量遠________(填“大于”“小于”或“等于”)α粒子的質量。 [解析]　極薄的金箔，竟讓變速運動的大多數α粒子暢通無阻地通過，證明原子不是實心的球體，內部有“廣闊”的空間。有

6、極少數α粒子被筆直地彈回，證明了原子核的存在，但占原子極小的體積，否則大部分α粒子不能暢通無阻地通過；同時證明金原子核的質量遠大于α粒子的質量，否則金原子核將有被α粒子彈出的可能；還能證明金原子核所帶電荷種類與α粒子相同，否則兩者就會相互吸引；又能證明金原子核所帶電荷數遠大于α粒子，否則偏轉的就不會是α粒子，而是金原子核。 [答案]　(1)原子核　(2)正　排斥　(3)大于 1．核磁共振(NMR)技術已廣泛應用于復雜分子結構的測定和醫(yī)學診斷等高科技領域。已知質子數或中子數為奇數的原子核才有NMR現象，而質子數和中子數均為偶數的原子不產生核磁共振，下列原子組一定能產生NMR現象的是(　　

7、) A．18O、31P、119Sn B．27Al、19F、14C C．C、S、F D．1H、13C、35Cl D　[A中18O的質子數為8、中子數為10，不符合題意；B中14C的質子數和中子數分別為6和8，不符合題意；C中C的質子數、中子數均為6，S的質子數和中子數的為16，不符合題意；D中1H的質子數為1,13C的中子數為7,35Cl的質子數為17，符合題意。] 2．在探索微觀世界的過程中，科學家們常通過建立假說模型來把握物質的結構及特點，不斷拓展認識新領域。關于假說，有如下表述，其中正確的是(　　) A．假說是對現實中已知事物或現象的一種簡化處理 B．假說是對未知領域的事物或現

8、象提出的一種推測 C．假說是對一個問題的所有幻想和假定 D．假說最終都可以變成科學理論 B　[假說是科學家在探索的過程中，為把握物質的結構及特點而建立的一種模型，它是對未知領域的事物或現象提出的一種推測，然后通過實驗或推理去驗證它的正確與否。] 3．自從1803年英國化學家、物理學家道爾頓提出原子假說以來，人類對原子結構的研究不斷深入、不斷發(fā)展，通過實驗事實不斷地豐富、完善原子結構理論。請判斷下列關于原子結構的說法正確的是(　　) A．所有的原子都含有質子、中子和電子三種基本構成微粒 B．所有的原子中的質子、中子和電子三種基本構成微粒的個數都是相等的 C．原子核對電子的吸引作用的

9、實質是原子核中的質子對核外電子的吸引 D．原子中的質子、中子和電子三種基本構成微粒不可能再進一步分成更小的微粒 C　[所有的原子都含有質子和電子，并且二者在數值上是相等的。因為質子和電子帶的電荷相等，而電性卻相反，故整個原子是電中性的。需要注意的是，并不是所有的原子都是由質子、中子和電子組成的。如H中就只含有一個質子和一個電子，沒有中子。多數原子的中子數和質子數比較接近但沒有必然的數量關系。故A、B選項均不正確。原子核對核外電子的吸引是一種電性作用，因為中子不顯電性，質子和電子帶相反電荷，所以C選項正確。從發(fā)展的觀點出發(fā)，原子中的質子、中子和電子三種構成原子的基本微粒有可能再進一步分成更小

10、的微粒，目前有資料介紹，科學家已經研究發(fā)現了更小的微?！淇?，所以D選項是錯誤的。] 4．下列由事實得出的結論錯誤的是(　　) A．維勒用無機物合成了尿素，突破了無機物與有機物的界限 B．門捷列夫在前人工作的基礎上發(fā)現了元素周期律，表明科學研究既要繼承又要創(chuàng)新 C．C60是英國和美國化學家共同發(fā)現的，體現了國際科技合作的重要性 D．科恩和波普爾因理論化學方面的貢獻獲諾貝爾化學獎，意味著化學已成為以理論研究為主的學科 D　[理論化學與實踐應相輔相成而不是以誰為主、誰為輔的問題，因此D項是錯誤的。] 5．我國參與研制的阿爾法磁譜儀隨美國發(fā)展號航天飛機升入太空，探索宇宙中是否存在“

11、反物質”(又稱為“暗物質”)。反物質的主要特征是電子帶正電荷，質子帶負電荷。物質和其相應的反物質相遇后發(fā)生湮滅，所有的質量完全轉化為能量。根據上述信息回答下列問題： (1)根據你所學過的知識推測制造阿爾法磁譜儀核心部件的材料是________。 A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4　　 D．Fe3C (2)反物質發(fā)生中和反應的離子方程式為________。 A．H－＋OH＋===H2O B．H＋＋OH＋===H2O C．H－＋OH－===H2O D．H＋＋OH－===H2O (3)畫出氫離子反物質的結構示意圖________。 [解析]　(1)鐵的化合物中，有磁性的是Fe3O4，屬于永久磁鐵。從阿爾法磁譜儀的名稱可以看出，磁譜儀的核心部件是由具有磁性的物質構成的。 (2)抓住中和反應和反物質的特征即可，常見H＋帶正電荷，其反物質為H－；OH－帶負電荷，其反物質為OH＋。 (3)書寫H－的原子結構示意圖時要注意電子帶正電荷。 [答案]　(1)C　(2)A　(3)