1.認(rèn)識物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究對各種性能的新物質(zhì)發(fā)現(xiàn)、設(shè)計與合成的重要 意義。2.感受物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究對推動人類文明作出的巨大貢獻(xiàn)。3.建立“物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索無止境”的觀念,形成探索未知、崇尚真 理的意識。
一、促進(jìn)了化學(xué)科學(xué)的發(fā)展
二、物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索無止境
化學(xué)科學(xué)的發(fā)展離不開對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索和研究。1.1860年,國際化學(xué)界接受了50年前阿伏加德羅提出的分子假說,確立了“ ”。2.俄國化學(xué)家門捷列夫把似乎互不相干的化學(xué)元素,按照_____________的變化聯(lián)系起來,發(fā)現(xiàn)了自然界的重要規(guī)律—— ,從而把__ 及相關(guān)知識納入一個自然序列變化的規(guī)律之中,有助于從理論上指導(dǎo) 的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用。
3.19世紀(jì)中葉,碳原子的 、有機(jī)物中碳原子成鍵的 結(jié)構(gòu)、有機(jī)化合物分子中 等相繼發(fā)現(xiàn),為有機(jī)立體化學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),對有機(jī)化學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展意義重大。4.從1 900年至今,通過 和 得到的新物質(zhì)的數(shù)量急劇增加。研究物質(zhì)結(jié)構(gòu),能夠?yàn)樵O(shè)計與合成新物質(zhì)提供理論基礎(chǔ),也可以幫助人們預(yù)測物質(zhì)的性能。
(1)阿伏加德羅提出了分子的概念,認(rèn)為氣體分子可以由幾個原子組成(  )(2)人們能用粒子高能加速器來人工制造化學(xué)元素(  )(3)現(xiàn)在有機(jī)合成從以前的單憑經(jīng)驗(yàn)摸索已全部發(fā)展到“按圖索驥”(  )(4)合成或從自然界分離出更多的新物質(zhì),能更好地滿足人類的生活和社會可持續(xù)發(fā)展的需要(  )(5)物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論和方法是研究材料結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的重要工具(  )
2.我國科學(xué)家利用蠟蟲腸道菌群,將塑料降解時間從500年縮減到24小時,并用同位素示蹤法證實(shí)了聚乙烯可降解為CO2。下列有關(guān)該過程說法不正確的是A.一定發(fā)生了氧化反應(yīng)B.只涉及碳碳鍵的斷裂C.同位素示蹤法是從微觀角度識別物質(zhì)的變化D.該研究成果有利于緩解塑料垃圾引起的環(huán)境問題
解析 有氧氣參加的反應(yīng)是氧化反應(yīng),A正確;塑料降解過程中不僅涉及碳碳鍵的斷裂,還有碳?xì)滏I的斷裂,B錯誤;同位素示蹤法是從微觀角度識別物質(zhì)的變化,C正確;該研究成果有利于緩解塑料垃圾引起的白色污染,D正確。
1.探尋人類和其他生物生命運(yùn)動的化學(xué)機(jī)理,是21世紀(jì)化學(xué)科學(xué)亟待解決的重大課題之一。(1)20世紀(jì)經(jīng)典生物學(xué)的最大突破是在 上探索生命現(xiàn)象的本質(zhì),這一過程離不開對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究。(2)研究配體小分子和受體生物大分子相互作用的機(jī)理;合成具有生物活性和生理活性的分子;了解活體內(nèi)信息分子的運(yùn)動規(guī)律和生理調(diào)控的化學(xué)機(jī)理等都需要物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論與分析測試技術(shù)的支持。
2. 是結(jié)構(gòu)化學(xué)最重要的理論基礎(chǔ),結(jié)構(gòu)化學(xué)是 最直接的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和推動力量。3.物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究對于保護(hù)生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。4.在過去的100多年里,化學(xué)作為一門中心的、實(shí)用的、創(chuàng)造性的科學(xué),已經(jīng)為人類認(rèn)識物質(zhì)世界和人類文明的進(jìn)步作出巨大貢獻(xiàn)。
(1)搞清楚食草動物胃內(nèi)的酶是如何把植物纖維分解為小分子的,有利于充分利用自然界豐富的植物纖維資源(  )(2)了解活體內(nèi)信息分子的運(yùn)動規(guī)律和生理調(diào)控的化學(xué)機(jī)理,能實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造“新陳代謝”的目標(biāo)(  )(3)隨著化學(xué)反應(yīng)的量子力學(xué)理論的發(fā)展和技術(shù)改善,合成氨不再需要高溫、高壓(  )
1.由下列事實(shí)得出的結(jié)論錯誤的是A.維勒利用無機(jī)物合成了尿素,突破了無機(jī)物與有機(jī)物的界限B.門捷列夫在前人工作的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了元素周期律,表明科學(xué)研究既要 繼承又要創(chuàng)新C.C60是英國和美國化學(xué)家共同發(fā)現(xiàn)的,體現(xiàn)了國際科技合作的重要性D.1998年,科恩和波普爾因理論化學(xué)方面的貢獻(xiàn)獲諾貝爾化學(xué)獎,意味 著化學(xué)已成為以理論研究為主的學(xué)科
2.下列成果是因?yàn)閯?chuàng)造新物質(zhì)而獲得諾貝爾化學(xué)獎的是A.熒光成像顯微技術(shù) B.分子馬達(dá)C.生物分子冷凍電鏡 D.核磁共振
解析 熒光成像顯微技術(shù)是技術(shù)的突破,無新物質(zhì)制造出來,A錯誤;分子馬達(dá)是美國康奈爾大學(xué)研究人員在活細(xì)胞內(nèi)的能源機(jī)制啟發(fā)下,制造出的一種分子馬達(dá),又名分子發(fā)動機(jī),是分布于細(xì)胞內(nèi)部或細(xì)胞表面的一類蛋白質(zhì),有新物質(zhì)制造出,B正確;冷凍電鏡是用于掃描電鏡的超低溫冷凍制樣及傳輸技術(shù),是技術(shù)的突破,無新物質(zhì)制造出,C錯誤;核磁共振是用于有機(jī)物中H原子種類和個數(shù)比的測定的技術(shù),無新物質(zhì)制造出,D錯誤。
3.2013年度諾貝爾化學(xué)獎再次授予計算化學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家。以下基于結(jié)構(gòu)理論進(jìn)行繁難計算得出的是A.天然氣的熱值 B.合成氨的原子利用率C.尿素的含氮量 D.p軌道電子云的形狀
解析 天然氣的熱值與原子結(jié)構(gòu)無關(guān),故A錯誤;合成氨的原子利用率與原子結(jié)構(gòu)無關(guān),故B錯誤;尿素的含氮量與原子結(jié)構(gòu)無關(guān),故C錯誤;p軌道電子云的形狀與原子結(jié)構(gòu)有關(guān),故D正確。
1.我國科學(xué)家成功合成的3 mm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(抵抗變形的能力)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)的理想材料B.它的主要組成元素是碳C.它的結(jié)構(gòu)與石墨不同D.碳纖維為一種高分子化合物
解析 碳纖維顯然主要是由碳元素組成,B正確、D錯誤;由于碳纖維具有“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),所以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。
2.歷史事實(shí)表明沒有新材料的出現(xiàn),就沒有科技與生產(chǎn)發(fā)展的突破。信息高速公路的建立在于尋找新的信息材料。下列材料可作為信息材料的是A.銅線 B.化纖C.橡膠 D.光導(dǎo)纖維
3.兩位美國科學(xué)家彼得·阿格雷和羅德里克·麥金農(nóng),因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜水通道,以及對離子通道結(jié)構(gòu)和機(jī)理研究做出的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)而獲得2003年諾貝爾化學(xué)獎。他們之所以獲得諾貝爾化學(xué)獎而不是生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎是因?yàn)锳.他們的研究和化學(xué)物質(zhì)水有關(guān)B.他們的研究有利于研制針對一些神經(jīng)系統(tǒng)疾病和心血管疾病的藥物C.他們的研究深入到分子、原子的層次D.他們的研究深入到細(xì)胞的層次
解析 細(xì)胞膜水通道的發(fā)現(xiàn)以及對離子通道結(jié)構(gòu)和機(jī)理的研究對化學(xué)、生理學(xué)、醫(yī)學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域都有著重大意義,由于此項研究深入到了分子、原子的層次,所以做出開創(chuàng)性貢獻(xiàn)的兩位科學(xué)家得到了諾貝爾化學(xué)獎的殊榮。
4.下列有關(guān)化學(xué)史知識錯誤的是A.“原子—分子論”建立是近代化學(xué)發(fā)展的里程碑B.俄國科學(xué)家門捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期律,編制了第一張元素周期表C.意大利科學(xué)家阿伏加德羅在總結(jié)氣體反應(yīng)體積比的基礎(chǔ)上提出了分子 的概念D.英國科學(xué)家道爾頓首先發(fā)現(xiàn)了電子
解析 英國科學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子。
2.通過對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的研究,能夠解決許多問題。在生命科學(xué)領(lǐng)域,下列不能通過研究結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系加以解決的問題是A.酶的催化機(jī)理B.手性生物分子與手性藥物的作用機(jī)制C.指甲的長短與手指的靈活性的關(guān)系D.抗癌藥物的設(shè)計與篩選
解析 結(jié)構(gòu)是內(nèi)在的,而不是外在的,指甲可以改變,C項錯。
3.為了進(jìn)一步提高合成氨的生產(chǎn)效益,科研中最有開發(fā)價值的是A.尋求H2的新來源B.研制耐高溫高壓的新材料合成塔C.研制低溫下活性較大的催化劑D.研制高溫下活性較大的催化劑
解析 合成氨工業(yè)目前主要采取高溫、高壓、催化劑的生產(chǎn)條件。如果能找到低溫下活性高的催化劑,可以大大降低氨的合成成本,提高生產(chǎn)效益。
4.2013年6月《自然》刊玻爾原子結(jié)構(gòu)模型100周年。玻爾在人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識的歷程上是非常重要的。以下關(guān)于人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識錯誤的是A.倫琴發(fā)現(xiàn)X射線將人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識引入了新的歷程B.道爾頓認(rèn)為“不同元素化合時,這些元素的原子按簡單整數(shù)比結(jié)合成 化合物”C.湯姆生通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)總結(jié)出原子結(jié)構(gòu)行星模型D.法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了鈾的放射性
解析 1895年,倫琴發(fā)現(xiàn)X射線,將人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識引入了新的歷程,故A正確;1803年提出原子論,其要點(diǎn)之一:不同元素化合時,原子以簡單整數(shù)比結(jié)合,故B正確;盧瑟福進(jìn)行α粒子散射實(shí)驗(yàn)后,認(rèn)為原子是“行星模型”,故C錯誤;1896年,法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了鈾的放射性,故D正確。
5.(2020·大連市附中高一月考)化學(xué)科學(xué)史上每一次重大的發(fā)現(xiàn)都極大地推進(jìn)了科學(xué)的發(fā)展,對于人類文明的進(jìn)步發(fā)揮了巨大的推動作用,如合成氨技術(shù),制造出能促進(jìn)糧食增產(chǎn)的氮肥,使成千上萬的人免除饑餓的威脅。下列對化學(xué)史的描述不正確的是A.侯德榜聯(lián)合制堿法中制得的堿是燒堿B.道爾頓提出了原子論C.阿伏加德羅提出了分子學(xué)說D.拉瓦錫提出了燃燒的氧化學(xué)說
解析 侯德榜聯(lián)合制堿法利用反應(yīng):NaCl+NH3+H2O+CO2===NaHCO3↓+NH4Cl,先過濾出NaHCO3,將其煅燒得到Na2CO3,因此制得的堿為Na2CO3,名為純堿,A錯誤;英國科學(xué)家道爾頓提出了原子論,他認(rèn)為物質(zhì)是由原子直接構(gòu)成的,原子是一個實(shí)心球體,不可再分割,創(chuàng)立了近現(xiàn)代原子論,B正確;阿伏加德羅在化學(xué)上的主要貢獻(xiàn)是提出了分子的概念,并創(chuàng)立了分子學(xué)說,C正確;法國化學(xué)家拉瓦錫建立燃燒現(xiàn)象的氧化學(xué)說,使近代化學(xué)取得了革命性的發(fā)展,D正確。
題組二 物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究在各領(lǐng)域的探索6.化學(xué)與材料科學(xué)息息相關(guān),從一定意義上講,材料是科學(xué)技術(shù)的先導(dǎo),沒有新材料的發(fā)展,就不可能使新的科學(xué)技術(shù)成為生產(chǎn)力。下列有關(guān)材料的說法不正確的是A.材料是為人類社會所需要并能用于制造有用器物的物質(zhì)B.人類使用和制造材料有悠久的歷史,制造出的第一種材料是陶C.由于空氣的劇烈摩擦,飛機(jī)尖端的溫度較高,故航天飛機(jī)的保護(hù)層可 以采用鎂鋁合金D.高分子分離膜是具有傳統(tǒng)高分子材料的機(jī)械性能,又具有特殊分離功 能的功能高分子材料制成的薄膜
解析 當(dāng)航天飛機(jī)返回地球大氣層時,由于空氣的劇烈摩擦,飛機(jī)尖端的溫度可達(dá)1 000 ℃以上,鎂鋁合金是熱的傳導(dǎo)體,會造成飛機(jī)燒毀,一般采用耐高溫的絕熱材料,如碳纖維等。
7.據(jù)報道我國科學(xué)家最近研制出一種新型“連續(xù)纖維增韌”航空材料,其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纖維復(fù)合而成。下列相關(guān)敘述不正確的是A.它耐高溫抗氧化B.它比鋼鐵輕、硬,但質(zhì)地較脆C.它沒有固定熔點(diǎn)D.它是一種新型無機(jī)非金屬材料
解析 由該材料主要成分的性質(zhì)可知其應(yīng)具有耐高溫抗氧化的性能,A項正確;題中給出信息“連續(xù)纖維增韌”航空材料,則說明該材料具有良好的韌性,B項錯誤;該材料是由碳化硅、陶瓷和碳纖維復(fù)合而成,屬于混合物,沒有固定的熔、沸點(diǎn),C項正確;該材料由無機(jī)物復(fù)合而成,應(yīng)為新型無機(jī)非金屬材料,D項正確。
8.據(jù)報道,德國INTEGRAL公司研究出無輻射冷卻技術(shù)(用水和冰組成的兩相液體代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氟利昂或氨)而榮獲德國環(huán)境大獎。下列關(guān)于“新制冷劑”的敘述不正確的是A.該制冷劑對環(huán)境不產(chǎn)生任何污染B.該制冷劑的作用原理與氨基本相同C.該制冷劑在水的凝固點(diǎn)附近的溫度下發(fā)揮作用D.該制冷劑是屬于懸濁液的一種分散系
解析 水和冰組成的兩相液體制冷劑,不屬于懸濁液,因?yàn)榉稚⑾凳腔旌衔铮撝评鋭┦羌儍粑铩?br/>9.20世紀(jì)90年代初,國際上提出了“預(yù)防污染”的綠色化學(xué)基本手段,下列各項中符合綠色化學(xué)含義的是A.回收廢棄的物品B.生產(chǎn)綠色的產(chǎn)品C.不生產(chǎn)有毒物質(zhì)D.進(jìn)行無污染的化工生產(chǎn)
10.(2021·湖南高一月考)隨著科學(xué)的發(fā)展,學(xué)科間的交叉和綜合越來越多,學(xué)科之間的界限越來越不明顯,“邊緣科學(xué)”代表了一個新名詞,說明了學(xué)科間的相互聯(lián)系。但目前的科學(xué)研究,學(xué)科間的分工依然存在,各自的研究領(lǐng)域仍有所不同。下列不屬于化學(xué)研究范疇的是A.水稻、蘭花的太空育種B.“嫦娥五號”帶回的月球土壤成分研究C.新冠病毒肺炎疫苗藥物的研制D.高強(qiáng)度艦船用特種鋼的研發(fā)
解析 太空育種屬于生物學(xué)研究的范疇,故選A。
11.(2021·廈門高一期末)下列不屬于化學(xué)科學(xué)未來探索空間的是A.阿伏加德羅定律B.超耐久性的超長碳納米管C.人工光合作用D.常溫常壓合成氨
解析 阿伏加德羅定律屬于化學(xué)研究的范疇,故不選A;超耐久性的超長碳納米管屬于化學(xué)研究的范疇,故不選B;人工光合作用屬于生物學(xué)研究的范疇,故選C;常溫常壓合成氨屬于化學(xué)研究的范疇,故不選D。
12.門捷列夫在描述元素周期表時,許多元素尚未發(fā)現(xiàn),但他為第4周期的三種元素留下了空位,并對它們的一些性質(zhì)做了預(yù)測,X是其中的一種“類硅”元素,后來被德國化學(xué)家文克勒發(fā)現(xiàn),并證實(shí)門捷列夫當(dāng)時的預(yù)測相當(dāng)準(zhǔn)確。根據(jù)元素周期律,下列有關(guān)X性質(zhì)的描述錯誤的是A.X單質(zhì)不易與水反應(yīng)B.XO2可被碳或氫氣還原為XC.XCl4的沸點(diǎn)比SiCl4的高D.XH4的穩(wěn)定性比SiH4的高
解析 “類硅”元素和硅元素同為第ⅣA族元素,根據(jù)元素周期律,同主族元素隨著原子序數(shù)的遞增,非金屬性減弱,氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性減弱,D選項錯誤;其他選項可由硅的性質(zhì)進(jìn)行類推。
13.(2020·安徽宿州高一期中)2020年諾貝爾化學(xué)獎的獲獎研究成果是“基因剪刀——重寫生命密碼的工具”。兩位獲獎?wù)甙l(fā)現(xiàn)了“CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)”,研究人員能以極高精度改變動物、植物和微生物的DNA(脫氧核糖核酸),并有望更改某些生物的生命周期。下列說法不正確的是A.現(xiàn)代化學(xué)與生命科學(xué)形成很強(qiáng)的交叉融合B.這一技術(shù)可能使治愈遺傳性疾病成為現(xiàn)實(shí)C.化學(xué)家們已能夠在微觀層面上操縱分子和原子D.通過化學(xué)方法可制造出使人長生不老的“仙丹”
解析 2020年諾貝爾化學(xué)獎的獲獎?wù)甙l(fā)現(xiàn)了“CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)”,研究人員能以極高精度改變動物、植物和微生物的DNA(脫氧核糖核酸),并有望更改某些生物的生命周期,說明現(xiàn)代化學(xué)與生命科學(xué)形成很強(qiáng)的交叉融合,A正確;由于這一技術(shù)“能以極高精度改變動物、植物和微生物的DNA(脫氧核糖核酸),并有望更改某些生物的生命周期”,故這一技術(shù)可能使治愈遺傳性疾病成為現(xiàn)實(shí),B正確;“基因剪刀”能識別病毒的DNA,對這種“剪刀”施加控制,就能在任何預(yù)先設(shè)定的位置上切割任何DNA分子,進(jìn)而重寫生命密碼,說明化學(xué)家們已能夠在微觀層面上操縱分子和原子,C正確;使人長生不老的“仙丹”是不存在的,D錯誤。
解析 中間產(chǎn)物HOCO為自由基,不屬于有機(jī)化合物,A錯誤;
HOCO經(jīng)1 000 fs離解為HO自由基和CO,這只能說明這個歷程快,不能說明整個反應(yīng)的速率,C錯誤;飛秒化學(xué)展現(xiàn)的反應(yīng)歷程中HI離解為H和I自由基以及HO自由基與I自由基結(jié)合等均為“化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)是舊鍵斷裂和新鍵形成”提供有力證據(jù),D錯誤。
15.2020年12月,嫦娥五號返回器攜帶月球土壤樣品“月壤”在預(yù)定區(qū)域安全著陸,標(biāo)志探月工程取得圓滿成功。下列有關(guān)說法正確的是
B.組成“月壤”的礦物粉末主要是由無機(jī)物和多種有機(jī)物組成的復(fù)雜混 合物C.“月壤”的“太空風(fēng)化”與地球上在大氣、水和生物共同作用下的 “地表風(fēng)化”原理相同
“月壤”的礦物粉末主要是由無機(jī)物組成的,屬于混合物,不含有機(jī)物,B項錯誤;月球上沒有大氣、水,所以“月壤”的“太空風(fēng)化”與地球上在大氣、水和生物共同作用下的“地表風(fēng)化”原理不同,C項錯誤;
16.綠色化學(xué)是“預(yù)防污染”的根本手段,它的目標(biāo)是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料,最大限度地節(jié)約能源,在化工生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)中都實(shí)現(xiàn)凈化和無污染。(1)下列各項符合“綠色化學(xué)”要求的是____(填字母,下同)。A.處理廢棄物 B.治理污染點(diǎn)C.減少有毒產(chǎn)物 D.杜絕污染源
解析 根據(jù)題干描述“綠色化學(xué)是預(yù)防污染的根本手段”可知,“綠色化學(xué)”要求從“源頭”上杜絕污染源。
(2)在我國西部大開發(fā)中,某地為籌建一大型化工基地,征集到下列方案,其中你認(rèn)為可行的是_____。A.建在西部干旱區(qū)可以脫貧致富B.應(yīng)建在水資源豐富和交通方便且遠(yuǎn)離城市的郊區(qū)C.企業(yè)有權(quán)自主選擇廠址D.不宜建在人口稠密的居民區(qū)
(3)某化工廠排放的污水中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+、Hg2+四種離子。某同學(xué)設(shè)計了從該污水中回收純凈的金屬銅的方案。
在能制得純銅的方案中,哪一步操作會導(dǎo)致環(huán)境污染?________。應(yīng)增加哪些措施防止污染?_________________。
解析 由于汞的沸點(diǎn)低、易揮發(fā)、有毒,因此操作③會造成環(huán)境污染。

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高中化學(xué)蘇教版 (2019)選擇性必修2電子課本

第三單元 物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的意義

版本: 蘇教版 (2019)

年級: 選擇性必修2

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