2019-2020年高中化学 专题1 揭示物质结构的奥秘教案 苏教版选修3

揭示物质结构的奥秘目标与素养：1.认识化学是在原子、分子上研究物质的组成、结构、性质、变化及应用的一门基础科学，其特征是认识物质和创造物质。(宏观辨识与微观探析)2.了解人类探索物质结构的历史与价值，能列举人类认识原子结构的历史进程，能列举研究物质结构的一般方法。(科学态度与社会责任)一、探索物质的微观结构1．学习物质结构知识的意义(1)物质的组成、结构――→决定物质的性质与变化。(2)学习有关物质结构的知识，可以帮助我们更好地解释和预测物质的性质与变化。2．研究物质结构的一般方法(1)(2)分析原子、分子结构的理论基础：量子力学。(3)现代研究物质结构的实验方法：光谱和衍射实验。(4)几种测定物质组成和结构的仪器①红外光谱仪、②电子显微镜、③原子吸收光谱仪、④X射线衍射仪等。3．原子结构模型的演变模型名称道尔顿(1803)汤姆生(1904)卢瑟福(1911)玻尔(1913)量子力学(1926)模型图示实验事实元素化合时的质量比阴极射线α粒子的散射实验氢原子光谱微观粒子的波粒二象性二、研究物质结构的意义1．人类探索物质结构的历史2．研究物质结构的意义(1)研究物质结构，能够为设计与合成新物质提供理论基础。揭示物质的结构与性能的关系，也可以帮助我们预测物质的性能。(2)寻找性能优异的材料，需要研究物质的结构。(3)从分子水平探索生命现象的本质离不开对物质结构的研究。(4)实现社会的可持续发展期待着物质结构研究方面的新成果。1.道尔顿的原子学说曾经起了很大的作用，他的学说包含有下述三个论点：①原子是不能再分的粒子；②同种元素原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。从现在的观点看，你认为这三个论点中，哪些不确切？[答案]①②③均不确切。从现在的观点看：原子是由原子核和核外电子构成；大多数元素存在同位素，不同同位素的质量不同；原子核体积只占原子极小一部分，而核外电子的运动区域非常“空旷”。2．目前，人们能够合成自然界中不存在的物质，人们能不能制造出自然界中不存在的元素？[答案]能。人们可以用粒子高能加速器来人工制造化学元素，元素周期表中标“*”的元素均为人造元素。【典例】原子结构模型的演变图中，(1)为道尔顿实心球式原子模型，(2)为卢瑟福行星运转式原子模型，(3)为汤姆生葡萄干面包式原子模型，(4)为近代量子力学原子模型，(5)为玻尔轨道式原子模型。其中符合历史演变顺序的一组排列是()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[正确的顺序是道尔顿实心球式原子模型、汤姆生葡萄干面包式原子模型、卢瑟福行星运转式原子模型、玻尔轨道式原子模型、近代量子力学原子模型。]根据卢瑟福的α粒子散射实验现象可推测出金箔中金原子结构的一些结论，据此请填写下列空白：(1)原子中存在________，且只占原子体积的很小一部分。(2)金原子核带________电荷，且电荷数远大于α粒子的电荷数，两者产生静电________作用。(3)金原子的质量远________(填“大于”“小于”或“等于”)α粒子的质量。[解析]极薄的金箔，竟让变速运动的大多数α粒子畅通无阻地通过，证明原子不是实心的球体，内部有“广阔”的空间。有极少数α粒子被笔直地弹回，证明了原子核的存在，但占原子极小的体积，否则大部分α粒子不能畅通无阻地通过；同时证明金原子核的质量远大于α粒子的质量，否则金原子核将有被α粒子弹出的可能；还能证明金原子核所带电荷种类与α粒子相同，否则两者就会相互吸引；又能证明金原子核所带电荷数远大于α粒子，否则偏转的就不会是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)技术已广泛应用于复杂分子结构的测定和医学诊断等高科技领域。已知质子数或中子数为奇数的原子核才有NMR现象，而质子数和中子数均为偶数的原子不产生核磁共振，下列原子组一定能产生NMR现象的是()A．18O、31P、119SnB．27Al、19F、14CC．126C、3216S、189FD．1H、13C、35ClD[A中18O的质子数为8、中子数为10，不符合题意；B中14C的质子数和中子数分别为6和8，不符合题意；C中126C的质子数、中子数均为6，3216S的质子数和中子数的为16，不符合题意；D中1H的质子数为1,13C的中子数为7,35Cl的质子数为17，符合题意。]2．在探索微观世界的过程中，科学家们常通过建立假说模型来把握物质的结构及特点，不断拓展认识新领域。关于假说，有如下表述，其中正确的是()A．假说是对现实中已知事物或现象的一种简化处理B．假说是对未知领域的事物或现象提出的一种推测C．假说是对一个问题的所有幻想和假定D．假说最终都可以变成科学理论B[假说是科学家在探索的过程中，为把握物质的结构及特点而建立的一种模型，它是对未知领域的事物或现象提出的一种推测，然后通过实验或推理去验证它的正确与否。]3．自从1803年英国化学家、物理学家道尔顿提出原子假说以来，人类对原子结构的研究不断深入、不断发展，通过实验事实不断地丰富、完善原子结构理论。请判断下列关于原子结构的说法正确的是()A．所有的原子都含有质子、中子和电子三种基本构成微粒B．所有的原子中的质子、中子和电子三种基本构成微粒的个数都是相等的C．原子核对电子的吸引作用的实质是原子核中的质子对核外电子的吸引D．原子中的质子、中子和电子三种基本构成微粒不可能再进一步分成更小的微粒C[所有的原子都含有质子和电子，并且二者在数值上是相等的。因为质子和电子带的电荷相等，而电性却相反，故整个原子是电中性的。需要注意的是，并不是所有的原子都是由质子、中子和电子组成的。如11H中就只含有一个质子和一个电子，没有中子。多数原子的中子数和质子数比较接近但没有必然的数量关系。故A、B选项均不正确。原子核对核外电子的吸引是一种电性作用，因为中子不显电性，质子和电子带相反电荷，所以C选项正确。从发展的观点出发，原子中的质子、中子和电子三种构成原子的基本微粒有可能再进一步分成更小的微粒，目前有资料介绍，科学家已经研究发现了更小的微粒——夸克，所以D选项是错误的。]4．下列由事实得出的结论错误的是()A．维勒用无机物合成了尿素，突破了无机物与有机物的界限B．门捷列夫在前人工作的基础上发现了元素周期律，表明科学研究既要继承又要创新C．C60是英国和美国化学家共同发现的，体现了国际科技合作的重要性D．科恩和波普尔因理论化学方面的贡献获诺贝尔化学奖，意味着化学已成为以理论研究为主的学科D[理论化学与实践应相辅相成而不是以谁为主、谁为辅的问题，因此D项是错误的。]5．我国参与研制的阿尔法磁谱仪随美国发展号航天飞机升入太空，探索宇宙中是否存在“反物质”(又称为“暗物质”)。反物质的主要特征是电子带正电荷，质子带负电荷。物质和其相应的反物质相遇后发生湮灭，所有的质量完全转化为能量。根据上述信息回答下列问题：(1)根据你所学过的知识推测制造阿尔法磁谱仪核心部件的材料是________。A．FeOB．Fe2O3C．Fe3O4D．Fe3C(2)反物质发生中和反应的离子方程式为________。A．H－＋OH＋===H2OB．H＋＋OH＋===H2OC．H－＋OH－===H2OD．H＋＋OH－===H2O(3)画出氢离子反物质的结构示意图________。[解析](1)铁的化合物中，有磁性的是Fe3O4，属于永久磁铁。从阿尔法磁谱仪的名称可以看出，磁谱仪的核心部件是由具有磁性的物质构成的。(2)抓住中和反应和反物质的特征即可，常见H＋带正电荷，其反物质为H－；OH－带负电荷，其反物质为OH＋。(3)书写H－的原子结构示意图时要注意电子带正电荷。[答案](1)C(2)A(3)