高考化學(xué) 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(xué)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(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)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(xué)在物質(zhì)轉(zhuǎn)化 物質(zhì)制備等研究領(lǐng)域中的指導(dǎo)作用 3 了解研究生命現(xiàn)象的化學(xué)機理對促進人類健康的重要作用 4 體會學(xué)習(xí)物質(zhì)研究的方法有助于探索物質(zhì)世界的奧秘 自主學(xué)習(xí)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(xué) 生物 小 光 電 磁 生命運動 大 二 研究化學(xué)反應(yīng)的量子力學(xué)理論1 化學(xué)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(xué)理論 精確有效而又普遍適用的化學(xué)反應(yīng)的 轉(zhuǎn)化 制備 量子力學(xué)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(xué)機理1 探尋人類和生物的生命運動的 無疑是21世紀(jì)化學(xué)科學(xué)亟待解決的重大課題之一 2 化學(xué)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(xué)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(dāng)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(dǎo)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(fēng)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(xué) 是當(dāng)今社會提出的一個新概念 在 綠色化學(xué)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(xué)式為C4H8O2 用C4H8O2減去2分子CH4得C2O2 即2分子CO 探究導(dǎo)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(xué)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(xué)穩(wěn)定性好等特點 因而被稱為 超級纖維 探究導(dǎo)引2太陽投射到地球上的能量是當(dāng)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(dāng)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(dǎo)電聚合物是由某些聚合物 如聚乙炔 經(jīng)化學(xué)或電化學(xué)摻雜后形成的 導(dǎo)電率從絕緣體延伸到導(dǎo)體范圍的一類高分子材料 導(dǎo)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(dǎo)電塑料 從物質(zhì)的分類來看 應(yīng)屬于有機物 探究導(dǎo)引你認為化學(xué)如何更好地服務(wù)于人類社會 化學(xué)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(xué)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(xué)服務(wù)于人類的重要方式之一 為了更好地利用化學(xué)變化 化學(xué)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(xué)反應(yīng) 能否生成預(yù)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(dǎo)下控制化學(xué)反應(yīng) 如何預(yù)測化學(xué)反應(yīng)的速率 如何確定化學(xué)反應(yīng)的途徑 這就要求化學(xué)家們建立有效而又普遍適用的化學(xué)反應(yīng)的量子力學(xué)理論 要點歸納1 化學(xué)是研究化學(xué)變化的科學(xué) 化學(xué)理論和定律是化學(xué)的基礎(chǔ)和根本 化學(xué)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(xué) 2 隨著化學(xué)反應(yīng)的量子力學(xué)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(dāng)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(fù)合材料不易導(dǎo)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(fù)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(xué)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(xué)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(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全