2022-2023學(xué)年蘇教版選擇性必修二 1-1 物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的內(nèi)容 學(xué)案

專題1揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘第一單元物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的內(nèi)容學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)科素養(yǎng)1.能描述常見物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)與其性質(zhì)之間的關(guān)系。2．能從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)解釋或預(yù)測(cè)物質(zhì)的宏觀性質(zhì)。3．認(rèn)識(shí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究對(duì)化學(xué)科學(xué)發(fā)展的重要意義。通過探究物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)宏觀物質(zhì)的過程，培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析的科學(xué)素養(yǎng)。課前篇·自主學(xué)習(xí)固基礎(chǔ)[知識(shí)梳理]一、認(rèn)識(shí)物質(zhì)的特征結(jié)構(gòu)1．原子可分為________和_________兩部分，其中原子核又是由________和_________構(gòu)成的。2．構(gòu)成原子的粒子之間的關(guān)系(1)核電荷數(shù)＝________＝________＝元素的原子序數(shù)(2)質(zhì)量數(shù)＝________＋________數(shù)學(xué)表達(dá)式：A＝________＋________3．元素、核素、同位素的區(qū)別與聯(lián)系(1)元素是具有______________________的同一類原子的總稱。(2)核素是具有__________________和______________的一種原子。(3)同一元素的不同________之間互稱為同位素。(4)元素、核素、同位素間的關(guān)系可用下圖表示：4．原子中各粒子的作用(1)________數(shù)決定元素種類，同種元素的不同________，其________數(shù)相同，________數(shù)不同。(2)________數(shù)和________數(shù)共同決定了原子(核素)的種類。(3)元素的化學(xué)性質(zhì)決定于___________，特別是________是決定元素化學(xué)性質(zhì)的主要因素。5．同位素的性質(zhì)及表示方法同位素的________性質(zhì)幾乎完全相同而________性質(zhì)不同，若某元素的原子核內(nèi)有6個(gè)質(zhì)子和6個(gè)中子，其核素化學(xué)符號(hào)為________。二、揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系1．________的建立和________的進(jìn)步，使人們對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性能及物質(zhì)的變化規(guī)律有了一定的認(rèn)識(shí)。2．物質(zhì)結(jié)構(gòu)是決定物質(zhì)性質(zhì)的重要因素(1)物質(zhì)的性質(zhì)包括物質(zhì)的________和________、________和________等。(2)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)包括________________、________等。(3)研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系對(duì)解決分子設(shè)計(jì)、合成新型材料等都具有十分重要的意義。3．研究________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________和________的結(jié)構(gòu)因素，可以幫助人類認(rèn)識(shí)生命運(yùn)動(dòng)的機(jī)理；研究材料的結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系，可以得到________________的合成材料。答案：一、1.原子核核外電子質(zhì)子中子2.(1)質(zhì)子數(shù)核外電子數(shù)(2)質(zhì)子數(shù)中子數(shù)ZN3.(1)相同質(zhì)子數(shù)(2)一定數(shù)目的質(zhì)子一定數(shù)目的中子(3)核素4．(1)質(zhì)子核素質(zhì)子中子(2)質(zhì)子中子(3)原子結(jié)構(gòu)最外層電子5.化學(xué)物理eq\o\al(12,6)C二、1.量子力學(xué)分析測(cè)試技術(shù)2.(1)物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)生物活性生理活性(2)構(gòu)成物質(zhì)的微粒之間的相互作用分子的構(gòu)型3.鑭系元素生物活性生理活性強(qiáng)度大、密度小、穩(wěn)定性好、耐腐蝕[自我排查]1．下列敘述錯(cuò)誤的是()A．13C和14B．1H和2H是不同的核素，它們的質(zhì)子數(shù)相等C．14C和14D．6Li和7Li的電子數(shù)相等，中子數(shù)也相等2．下列說法正確的是()A．原子核都是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的B．質(zhì)子數(shù)相同的粒子其化學(xué)性質(zhì)不一定相同C．質(zhì)子數(shù)不同的原子其質(zhì)量數(shù)也一定不同D．質(zhì)子數(shù)相同的微粒，核外電子數(shù)一定相同，但化學(xué)性質(zhì)不一定相同3．我國(guó)稀土資源豐富。下列有關(guān)稀土元素eq\o\al(144,62)Sm與eq\o\al(150,62)Sm的說法正確的是()A.eq\o\al(144,62)Sm與eq\o\al(150,62)Sm互為同位素B.eq\o\al(144,62)Sm與eq\o\al(150,62)Sm的質(zhì)量數(shù)相同C.eq\o\al(144,62)Sm與eq\o\al(150,62)Sm是同一種核素D.eq\o\al(144,62)Sm與eq\o\al(150,62)Sm的核外電子數(shù)和中子數(shù)均為62答案：1.D2.B3.A課堂篇·重點(diǎn)難點(diǎn)要突破研習(xí)1認(rèn)識(shí)物質(zhì)的特征結(jié)構(gòu)[問題探討]1．化學(xué)變化中的最小微粒是什么？2．構(gòu)成物質(zhì)的粒子有哪些？3．原子是由什么構(gòu)成的？4．為什么鈉原子容易失電子，氯原子容易得電子？5．為什么氮的非金屬性比磷強(qiáng)，但是氮?dú)獗攘追€(wěn)定？1．提示：原子。2．提示：原子、分子、離子。3．提示：原子是由原子核和核外電子構(gòu)成的。4．提示：鈉原子最外層上只有一個(gè)電子，氯原子最外層上有7個(gè)電子，分別容易通過失去、得到1個(gè)電子達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。5．提示：氮分子含有氮氮三鍵，通常條件下很穩(wěn)定。[重點(diǎn)講解]結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)(1)元素原子的結(jié)構(gòu)決定元素的性質(zhì)，這一點(diǎn)可以從元素周期表“位—構(gòu)—性”的關(guān)系得以表現(xiàn)。同一周期中，隨著原子序數(shù)的遞增，原子核所帶電荷數(shù)逐漸增多，原子核對(duì)外層電子的引力逐漸增強(qiáng)，原子半徑逐漸減小，元素的非金屬性逐漸增強(qiáng)，得電子能力逐漸增強(qiáng)，失電子能力逐漸減弱。元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性逐漸增強(qiáng)，堿性逐漸減弱。如Na、Mg、Al三種元素，原子半徑逐漸減小，金屬性逐漸減弱，還原性逐漸減弱。(2)不同的微?？坎煌淖饔昧?gòu)成不同類型的晶體，如離子晶體、共價(jià)晶體、分子晶體、金屬晶體。離子晶體熔、沸點(diǎn)較高，難揮發(fā)，只有提供足夠高的能量才能使陰、陽離子克服離子鍵的作用，使晶體成為熔融態(tài)或氣態(tài)，少數(shù)熱穩(wěn)定性差的離子晶體受熱時(shí)易分解。離子晶體有較高的硬度，難于壓縮，但質(zhì)脆，不宜進(jìn)行機(jī)械加工。離子晶體不導(dǎo)電，但熔融或水溶液狀態(tài)下可以導(dǎo)電。共價(jià)晶體硬度大，金剛石是最硬的物質(zhì)，熔、沸點(diǎn)都很高，不溶于常見的溶劑，一般是電的不良導(dǎo)體。分子晶體一般熔點(diǎn)低，硬度小。金屬晶體是電的良導(dǎo)體，有良好的機(jī)械加工性能等。這一切都是因其晶體的結(jié)構(gòu)不同所致，即排列方式、構(gòu)成物質(zhì)的微粒、微粒間作用力不同等。(3)分子式相同的物質(zhì)性質(zhì)可能不同。如C2H6O有兩種不同的結(jié)構(gòu)——乙醇(CH3CH2OH)和二甲醚(CH3OCH3)，前者與水互溶而后者不能。前者可與Na、乙酸反應(yīng)，后者很難發(fā)生類似的反應(yīng)。前者可發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯，而二甲醚不能發(fā)生消去反應(yīng)。乙醇和二甲醚的關(guān)系是同分異構(gòu)體。同分異構(gòu)體的存在說明物質(zhì)的結(jié)構(gòu)是決定物質(zhì)性質(zhì)的重要因素。結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反過來體現(xiàn)結(jié)構(gòu)。[研習(xí)經(jīng)典][典例1]研究原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系不可以解決的問題是()A．元素的原子結(jié)構(gòu)如何決定元素的性質(zhì)B．元素的原子結(jié)構(gòu)與元素金屬性、非金屬性的強(qiáng)弱關(guān)系C．原子半徑的大小D．元素的原子結(jié)構(gòu)與元素的主要化合價(jià)之間的關(guān)系答案：C解析：研究原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系可以解決元素的原子結(jié)構(gòu)如何決定元素的性質(zhì)，元素的原子結(jié)構(gòu)與元素金屬性、非金屬性的強(qiáng)弱關(guān)系，元素的原子結(jié)構(gòu)與元素的主要化合價(jià)之間的關(guān)系等問題。[舉一反三]1．下列說法不是研究分子空間結(jié)構(gòu)時(shí)重點(diǎn)探討的問題的是()A．有些元素能形成同素異形體B．有機(jī)化合物存在同分異構(gòu)現(xiàn)象C．分子中各原子的連接順序、連接方式以及原子在分子中的空間相對(duì)位置的確定D．同位素問題答案：D解析：研究分子空間結(jié)構(gòu)時(shí)重點(diǎn)探討的問題有：有些元素能形成同素異形體，有機(jī)化合物存在同分異構(gòu)現(xiàn)象，分子中各原子的連接順序、連接方式以及原子在分子中的空間相對(duì)位置的確定，分子結(jié)構(gòu)對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)有什么影響等問題，同位素問題不是研究分子空間結(jié)構(gòu)時(shí)重點(diǎn)討論的問題。2．研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)，可以幫助人們開發(fā)新型材料。下列哪項(xiàng)不屬于新型材料()A．信息材料 B．光導(dǎo)纖維C．納米材料 D．可降解高分子材料答案：B解析：信息材料、納米材料、超導(dǎo)材料、可降解高分子材料的開發(fā)、研制和應(yīng)用，都依賴物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究，光導(dǎo)纖維不是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)要開發(fā)的新型材料。研習(xí)2揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系[問題探討]1．你能列舉物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)例嗎？2．為什么白磷比紅磷活潑，氧氣比氮?dú)饣顫姡?．為什么分子組成都是C2H6O的乙醇和二甲醚在性質(zhì)上差異很大？4．碳的同素異形體(金剛石、石墨、C60和碳納米管等)在性質(zhì)和用途上有極大差異的原因是什么？1．提示：元素原子結(jié)構(gòu)決定元素的性質(zhì)；不同微?？坎煌淖饔昧?gòu)成不同的晶體；同分異構(gòu)體等。2．提示：白磷分子是正四面體構(gòu)型，鍵角小，結(jié)構(gòu)不太穩(wěn)定，紅磷結(jié)構(gòu)要比白磷復(fù)雜得多，也穩(wěn)定得多，所以性質(zhì)上也比白磷穩(wěn)定。氧氣比氮?dú)饣顫娍蓮脑咏Y(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)兩方面找原因，以分子結(jié)構(gòu)因素為主。N2分子以共價(jià)三鍵結(jié)合，比O2的鍵能大得多。N2分子不易打開，性質(zhì)穩(wěn)定，O2分子較易打開化學(xué)鍵，一經(jīng)打開，O原子又比N原子易得電子，所以氧氣更活潑。3．提示：因?yàn)樗鼈兊慕Y(jié)構(gòu)不同。4．提示：碳原子與碳原子之間的連接方式不同，導(dǎo)致了它們形成的物質(zhì)性質(zhì)不同。[重點(diǎn)講解]1．研究原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系可以解決以下問題(1)元素的原子結(jié)構(gòu)是如何決定元素在元素周期表中位置的；(2)元素的原子結(jié)構(gòu)和元素的金屬性(或非金屬性)的關(guān)系。2．學(xué)習(xí)化學(xué)鍵理論可以解決以下問題(1)同一種元素或不同種元素的原子為什么能結(jié)合在一起構(gòu)成分子；(2)為什么元素之間所形成的化學(xué)鍵類型不同；(3)為什么不同晶體中的微?？梢允欠肿印⒃踊螂x子；(4)晶體中微粒之間的作用力與晶體性質(zhì)的關(guān)系；(5)為什么金屬晶體表現(xiàn)出導(dǎo)電、導(dǎo)熱、延展性。3．研究分子空間結(jié)構(gòu)可以解決以下問題(1)為什么有些元素能形成幾種同素異形體；(2)為什么有機(jī)化合物有同分異構(gòu)現(xiàn)象；(3)為什么有的分子具有一定的極性；(4)分子的空間結(jié)構(gòu)對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)有什么影響。4.物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系(1)元素原子結(jié)構(gòu)決定其性質(zhì)。元素周期表中的“位—構(gòu)—性”關(guān)系規(guī)律。(2)分子組成相同，結(jié)構(gòu)不同，其性質(zhì)不同。如乙醇和二甲醚是同分異構(gòu)體，同分異構(gòu)體的存在說明物質(zhì)的結(jié)構(gòu)是決定其性質(zhì)的重要因素。(3)分子組成不同，若結(jié)構(gòu)相似，則其化學(xué)性質(zhì)或物理性質(zhì)相似。如等電子體的性質(zhì)相似。(4)構(gòu)成晶體的微粒不同，微粒的排列方式不同，微粒間的作用力不同，導(dǎo)致各類晶體有不同的性質(zhì)。[研習(xí)經(jīng)典][典例2]關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)正確的是()A．物質(zhì)的結(jié)構(gòu)反映物質(zhì)的性質(zhì)，物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的結(jié)構(gòu)B．物質(zhì)的結(jié)構(gòu)包括構(gòu)成物質(zhì)的微粒之間的相互作用，分子的構(gòu)型、手性等C．物質(zhì)的結(jié)構(gòu)隨著人們的認(rèn)識(shí)或研究的程度經(jīng)常發(fā)生一些小的變化D．物質(zhì)的結(jié)構(gòu)有宏觀和微觀兩方面的認(rèn)識(shí)，從宏觀上說物質(zhì)是由元素組成的，從微觀上說物質(zhì)是由分子構(gòu)成的答案：B解析：物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；物質(zhì)的結(jié)構(gòu)指的是構(gòu)成物質(zhì)的微粒、微粒間的作用力及微粒的排列方式等，B項(xiàng)正確；物質(zhì)的結(jié)構(gòu)是自然存在的，只是人們認(rèn)識(shí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的過程在逐步深入，C項(xiàng)錯(cuò)誤；從微觀上說，構(gòu)成物質(zhì)的微粒有分子，也有原子、離子等，D項(xiàng)錯(cuò)誤。[舉一反三]1．雪花，被人們稱為“冬之精靈”?？茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)，世界上沒有兩片雪花的形狀是完全相同的，這是由于()A．不同雪花中含有的H2O分子數(shù)不同B．不同雪花中含有相同數(shù)目的水分子C．不同雪花的化學(xué)性質(zhì)不同D．不同雪花中水分子的空間排列方式不同答案：D解析：雪花均由水分子構(gòu)成，其化學(xué)性質(zhì)相同；由于水分子空間排列方式不同造成了雪花的形狀不同，世界上沒有兩片形狀完全相同的雪花，說明不同雪花中水分子的空間排列有差異。2．下列說法中正確的是()A．除最外層外，原子各電子層上電子數(shù)均已達(dá)到2n2個(gè)電子B．最外層只有一個(gè)電子的原子失去1個(gè)電子后，都變成稀有氣體元素原子的電子層結(jié)構(gòu)C．金屬元素與非金屬元素結(jié)合形成的化合物都是離子化合物D．同主族元素中(稀有氣體元素除外)，一般原子半徑越大，金屬性越強(qiáng)答案：D解析：本題考查了元素的性質(zhì)、原子的結(jié)構(gòu)以及元素周期表的對(duì)應(yīng)關(guān)系，做題時(shí)一定要注意過渡元素的電子排布的一些特殊情況。3.金剛石和石墨的物理性質(zhì)存在著較大差異，原因是()A．它們是由不同種元素構(gòu)成的B．它們各自的原子排列方式不同C．它們具有不同的幾何外形D．石墨能導(dǎo)電而金剛石不能答案：B演習(xí)篇·學(xué)業(yè)測(cè)試速達(dá)標(biāo)1.正戊烷與新戊烷的關(guān)系是()A．同系物 B．同分異構(gòu)體C．同位素 D．同素異形體答案：B2.eq\o\al(14,6)C常用于測(cè)定動(dòng)植物標(biāo)本的年齡。該原子的中子數(shù)是()A．6 B．8C．14 D．20答案：B3．下列物質(zhì)互為同素異形體的是()A．14C和14N BC．H2O和H2O2 D．CO和CO2答案：B4．原子的種類取決于()A．質(zhì)子數(shù) B．中子數(shù)C．質(zhì)量數(shù) D．質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)答案：D5．請(qǐng)按要求填空：(1)簡(jiǎn)單原子的原子結(jié)構(gòu)可用下圖形象地表示：其中“”表示質(zhì)子或電子，“”表示中子，則下列有關(guān)①②③的敘述正確的是________。A．①②③是三種不同的核素B．①②③具有相同的質(zhì)量數(shù)C．①②③互為同位素D．①②③是三種化學(xué)性質(zhì)不同的粒子(2)科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)一種新型氫分子(H3)，在相同條件下，等質(zhì)量的H3和H2相同的是________。A．分子數(shù) B．原子數(shù)C．體積 D．電子數(shù)(3)微粒AXn＋