高考化學 專題5 物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索無止境 蘇教版選修3

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歡迎進入化學課堂 專題5物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索無止境 專題5物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索無止境 課程標準導航1 認識研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系對分子設(shè)計 合成新型材料的重要意義 2 了解量子力學在物質(zhì)轉(zhuǎn)化 物質(zhì)制備等研究領(lǐng)域中的指導作用 3 了解研究生命現(xiàn)象的化學機理對促進人類健康的重要作用 4 體會學習物質(zhì)研究的方法有助于探索物質(zhì)世界的奧秘 自主學習一 研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系 分子 微粒 生理 物理 化學 生物 小 光 電 磁 生命運動 大 二 研究化學反應(yīng)的量子力學理論1 化學反應(yīng)的意義 實現(xiàn)物質(zhì)的 人類生活和生產(chǎn)所需要的物質(zhì) 2 科學理論 精確有效而又普遍適用的化學反應(yīng)的 轉(zhuǎn)化 制備 量子力學理論 環(huán)境污染 高溫 高壓 光合 副產(chǎn)物 能源 三 研究生命現(xiàn)象的化學機理1 探尋人類和生物的生命運動的 無疑是21世紀化學科學亟待解決的重大課題之一 2 化學創(chuàng)立了研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的 和 初步揭示了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系和規(guī)律 為設(shè)計具有各種特殊功能的新物質(zhì)提供了有效的方法和手段 化學機理 理論 方法 實驗手段 自主體驗1 在環(huán)境污染已經(jīng)成為當前中國發(fā)展中的一個重大問題 生產(chǎn)和生活中產(chǎn)生的某氣體在近地面濃度稍大時是一種污染物 而在高空卻對人類有保護作用 該氣體是 A NOB O3C CO2D 氟氯烴 解析 選B O3在低空濃度過大時會導致呼吸道疾病 但在高空有過濾紫外線的功能 降低人類患皮膚癌等疾病的風險 是有益的氣體 B正確 2 郵票收藏愛好者把信封上的郵票剪下來浸在水中 能除去郵票背面的粘合劑 這是利用了該粘合劑具有很強親水性的性能 該粘合劑的成分可能是 解析 選B 根據(jù)題中該粘合劑具有很強親水性的信息 可知該粘合劑中含有親水的基團 B選項中的羥基 OH 具有親水性 因為羥基可以與水分子間形成氫鍵 C選項中的氯原子和D選項中的甲基都不具有親水性 所以正確答案為B 3 綠色化學 是當今社會提出的一個新概念 在 綠色化學工藝 中 理想狀態(tài)是反應(yīng)原子全部轉(zhuǎn)化為欲制得的產(chǎn)物 即原子利用率為100 用甲烷合成乙酸乙酯 欲使原子利用率達到最高 還需要消耗的其他反應(yīng)物有 A COB CO2和H2OC H2O和O2D CH3OH和O2 解析 選A 乙酸乙酯的化學式為C4H8O2 用C4H8O2減去2分子CH4得C2O2 即2分子CO 探究導引1高分子纖維的強度比共價鍵的強度弱得多 我們能制得具有共價鍵強度的材料嗎 提示 能 我國科學家前不久成功合成了3nm長的管狀定向碳納米管 長度居世界之首 這種碳纖維具有強度高 剛度 抵抗變形的能力 好 密度小 只有鋼的1 4 熔點高 化學穩(wěn)定性好等特點 因而被稱為 超級纖維 探究導引2太陽投射到地球上的能量是當前全世界所耗能量總數(shù)的一萬倍 如果人類能利用0 1 的太陽能 就能滿足當前全世界的能源需求 我們該如何利用太陽能 提示 利用太陽能發(fā)電 利用太陽能電解水以制氫氣 利用太陽能加熱水來滿足人們?nèi)粘Ｉ钪?利用太陽能生產(chǎn)更多的綠色食品等等 太陽能的有效利用主要依靠化學所研制的新型材料 要點歸納1 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)是決定物質(zhì)性質(zhì)的重要因素 包括構(gòu)成物質(zhì)的微粒及微粒之間的相互作用 分子的構(gòu)型 手性等 物質(zhì)結(jié)構(gòu)的最基本規(guī)律是元素周期律 化學鍵理論 晶體結(jié)構(gòu) 分子構(gòu)型等知識 2 物質(zhì)的性質(zhì)物質(zhì)的性質(zhì)包括物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學性質(zhì) 生物活性和生理活性等 3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系化學研究的對象是物質(zhì)及其變化 找出事物之間的客觀規(guī)律 抓住事物變化的本質(zhì) 就可以理解事物變化的原因 也就是說要抓住 物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì) 性質(zhì)又能反映結(jié)構(gòu) 物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途 這一規(guī)律 掌握這些規(guī)律 我們就可以分析事物變化的原因 4 研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的意義研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系對解決分子設(shè)計 合成新材料等都具有十分重要的意義 研究鑭系元素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系 可以尋找到功能奇特的光 電 磁等材料 研究影響生物大分子的生物活性和生理活性的結(jié)構(gòu)因素 可以幫助人類認識生命運動的機理 研究材料的結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系 可以得到強度大 密度小 穩(wěn)定性好 耐腐蝕的合成材料 即時應(yīng)用1 2012 南京高二檢測 導電聚合物是由某些聚合物 如聚乙炔 經(jīng)化學或電化學摻雜后形成的 導電率從絕緣體延伸到導體范圍的一類高分子材料 導電聚合物應(yīng)屬于 A 氧化物B 氣態(tài)氫化物C 配合物D 有機物 解析 選D 將乙炔加聚得到聚乙炔的反應(yīng)方程式 聚乙炔中存在單雙鍵交替的長鏈 這樣的長鏈型高聚物經(jīng)摻雜其他物質(zhì)后可成為導電塑料 從物質(zhì)的分類來看 應(yīng)屬于有機物 探究導引你認為化學如何更好地服務(wù)于人類社會 化學還應(yīng)該為人類社會的發(fā)展解決哪些問題 提示 通過化學反應(yīng)實現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化 制備人類生活所需要的物質(zhì) 是化學服務(wù)于人類的重要方式之一 為了更好地利用化學變化 化學家們需要回答下列問題 兩個或多個分子之間能否發(fā)生化學反應(yīng) 能否生成預期的分子 需要什么催化劑才能在溫和的條件下進行反應(yīng) 如何在理論指導下控制化學反應(yīng) 如何預測化學反應(yīng)的速率 如何確定化學反應(yīng)的途徑 這就要求化學家們建立有效而又普遍適用的化學反應(yīng)的量子力學理論 要點歸納1 化學是研究化學變化的科學 化學理論和定律是化學的基礎(chǔ)和根本 化學變化的本質(zhì)是若干原子核和電子之間的電磁相互作用 這種相互作用的根本規(guī)律就是量子力學 2 隨著化學反應(yīng)的量子力學理論的建立和相關(guān)技術(shù)的進一步發(fā)展 人類將進入一個嶄新的世界 合成氨不再需要高溫 高壓 光合作用不再是植物的專利 化工生產(chǎn)不再生成無實際用途的副產(chǎn)物 沒有能源危機 也沒有環(huán)境污染 即時應(yīng)用 解析 選B 原子核外電子的排布盡先排布能量最低的軌道 當原子吸收能量后 電子從能量低的軌道躍遷到能量高的軌道 電子從能量高的軌道返回能量低的軌道時 將釋放能量 釋放能量時主要以光的形式表現(xiàn) A 它是制造飛機的理想材料B 它的主要組成元素是碳C 它的抗腐蝕能力強D 碳纖維復合材料不易導電 思路點撥 納米材料有其獨特的性能 在各行業(yè)中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能 解析 一般飛機是用鋼鐵制造的 由于碳纖維的 強度高 剛度高 密度小 它也可以作為制造飛機的理想材料 碳纖維復合材料的主要組成元素是碳 但由于合成的是納米級材料 碳原子最外層有4個電子 也可以類似于石墨結(jié)構(gòu) 存在著自由電子 答案 D 規(guī)律方法 物質(zhì)的性質(zhì)是由結(jié)構(gòu)所決定的 研究物質(zhì)性質(zhì)要緊抓結(jié)構(gòu)進行突破 有效成分為手性分子的藥物為手性藥物 下列有關(guān)手性藥物的敘述正確的是 A 通過化學反應(yīng)生成手性藥物時一定是等量地生成它們的手性異構(gòu)體B 存在少量手性催化劑時不可能只生成手性異構(gòu)體中的一種 C 手性藥物中兩種手性異構(gòu)體的醫(yī)藥作用幾乎沒有區(qū)別D 手性異構(gòu)體的醫(yī)藥作用可能完全不同 思路點撥 對手性藥物的研究 解析 互為手性異構(gòu)體的兩種物質(zhì)的化學性質(zhì)幾乎相同 但生物性質(zhì)可能會截然不同 一種異構(gòu)體有治病療效 另一種可能沒有 甚至對人體有害 如果在沒有手性催化劑的作用下 生成的手性藥物大多數(shù)是兩種手性異構(gòu)體 但在手性催化劑作用下 可以主要生成一種異構(gòu)體 答案 D 規(guī)律方法 看似相似的物質(zhì) 其性質(zhì)可能不同 研究物質(zhì)要深入物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 揭開表象 探究真實 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全