苏教版高中化学选修三专题五《物质结构的探索无上境》(课下演练)
2019-2020学年高中化学专题5物质结构的探索无止境学案苏教版选修3
专题5 物质结构的探索无止境1.理解物质结构是决定物质性质的重要因素。
2.了解研究化学反应的量子力学理论的重要意义。
3.认识研究生命现象的化学机理的重要性。
[基础·初探]教材整理1 研究物质的结构与性能的关系1.这里的物质结构指的是构成物质的微粒间相互作用、分子构型等。
2.物质性质指的是物质的物理性质、化学性质、生物活性和生理活性等。
3.物质结构决定物质的性质，关注以下几个问题：(1)研究镧系元素结构与性质的关系，寻找功能奇特的光、电、磁材料。
(2)研究影响生物大分子的生物活性和生理活性的结构因素，揭示人类生命运动的机理。
(3)研究材料结构与性能的关系，制得强度大、密度小、稳定性好、耐腐蚀的合成材料，如合成具有共价键强度的高分子纤维。
教材整理2 量子力学理论与研究生命现象的化学机理1.研究化学反应的量子力学理论(1)化学服务于人类的重要方式之一是通过化学反应实现物质的转化，制备人类生活与生产所需要的物质。
(2)化学家们要研究反应条件、反应途径、催化剂选择，在理论指导下控制化学反应，预测化学反应速率，确定化学反应的途径等。
要求化学家建立精确有效而又普遍适用的化学反应的量子力学理论。
2.探寻人类和生物的生命运动的化学机理，是21世纪化学科学亟待解决的重大课题。
为了社会的可持续发展，化学家非常期望解决的问题有哪些？请列举说明。
【提示】(1)在充分了解光合作用、固氮作用机理和催化理论的基础上实现农业的工业化。
(2)建立零排放，原子经济性的化工企业。
(3)实现在最温和条件下进行化学反应，进而控制反应的方向和产物的手性等。
[核心·突破]1.结构决定性能(1)元素原子的结构决定元素的性质，这一点可以从元素周期表“位—构—性”的关系得以表现。
同一周期中，随着原子序数的递增，原子核所带电荷数逐渐增多，原子核对外层电子的引力逐渐增强，原子半径逐渐减小，元素的非金属性逐渐增强，得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱。
高中化学 专题5 物质结构的探索无止境 课下30分钟演练 苏教版选修3
专题5 物质结构的探索无止境课下30分钟演练苏教版选修3一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)1．要达到绿色化学的理想境界，化学家们需要回答一系列问题：指定分子之间能否反应生成预期分子？需要什么催化剂？反应速率预期多大？如何控制反应？如何确定化学反应的途径等？最有希望解决这些问题的途径是( )A．发展量子力学理论B．改进实验方法C．完善元素周期律理论D．研究质量守恒定律和能量守恒定律解析：量子力学是化学的根本理论。
化学越发展，越要从物质结构的深层去理解和掌握化学反应规律。
答案：A[2．下列物质中不存在氢键的是( )A．冰醋酸中醋酸分子之间B．液态氟化氢中氟化氢分子之间C．一水合氨分子(NH3·H2O)中的氨分子与水分子之间D．可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子之间解析：只有非金属性很强的元素与氢元素形成强极性的共价键之间才可能形成氢键，C—H不是强极性共价键。
答案：D3．六氟化硫分子呈正八面体，难以水解，在高电压下仍有良好的绝缘性，在电器工业有着广泛用途，但逸散到空气中会引起强温室效应，下列有关SF6的推测正确的是( ) A．SF6易燃烧生成二氧化硫B．SF6中各原子均达到8电子稳定结构C．高温条件下，SF6微弱水解生成H2SO4和HFD．SF6是极性分子解析：A项SF6中，F呈－1价，S显＋6价，且电负性F>O，SF6不可能燃烧生成SO2；B 项，S显＋6价，6＋6＝12，因此S原子不满足8电子稳定结构；C项，SF6水解生成H2SO4和HF，S、F化合价均未变化，正确；D项，SF6分子结构对称，是非极性分子。
答案：C4．在有机物分子中，当一个碳原子连有4个不同的原子或原子团时，这种碳原子被称为“手性碳原子”，如，其中带*号的碳原子即是手性碳原子。
莽草酸是合成抗禽流感病毒药“达菲”的关键原材料，其结构简式为，若该物质在一定条件下能够与H2发生加成反应，则加成前后的手性碳原子数分别为( ) A．3；2 B．4；4C．3；4 D．4；6解析：加成前三个羟基所连三个碳原子都是手性碳原子，加成后，由于分子具有了对称性，只剩下其中的两个碳原子仍具手性，中间连有羟基的那个碳原子的手性消失。
高中化学 专题5 物质结构的探索无止境教案 苏教版选修3
专题五物质结构的探索无止境[教学目标]1．认识研究物质结构与性能的关系对分子设计、合成新型材料的重要意义2．了解量子力学在物质转化、物质制备的研究领域的知道价值3．了解研究生命现象的化学机理对促进人类健康的重要作用4．体会学习物质研究的方法有助于探索物质世界的奥秘[教学内容]一、人类对物质结构探索的明天1．研究物质结构与性能的关系这里的物质结构指的是构成物质的微粒间的相互作用、分子构型、手性等物质性能指的是物质的物理性质、化学性质、生物活性、生理活性等物质结构决定物质的性质。
以下问题值得关注：（1）研究镧系元素结构与性质的关系，寻找功能奇特的光、电、磁材料（2）研究影响生物大分子的生物活性和生理活性的结构因素，揭示人类生命活动的机理（3）研究材料结构与性能的关系，制得强度大、密度小、稳定性好、耐腐蚀的合成材料。
如合成具有共价键强度的高分子纤维2．研究化学反应的量子力学理论为了更好地利用化学反应，化学家们需回答下列问题（1）两个或多个分子间能否反应？（2）能否生成预期的分子？（3）需要什么催化剂才能在温和的条件下进行化学反应？（4）如何在理论指导下控制化学反应？（5）如何预测化学反应速率？（6）如何确定化学反应的途径？……………3．研究生命现象的化学机理充分认识和彻底了解人类和生物体内分子的运动规律，无疑是21实际化学亟待解决的重要难题之一（1）研究配体小分子和受体大分子相互作用机理，这是药物设计的基础（2）对蛋白质的研究，如使蛋白酶的功能得到加强或减弱（3）光合作用的机理（4）固氮作用的机理（5）搞清牛、羊等食草动物胃内酶分子如何把植物纤维分解为小分子的反应机理，为充分利用自然界丰富的植物纤维资源打下基础（6）如何彻底了解人类大脑的结构和功能（7）了解活体内信息分子的运动规律和生理调控机理（8）了解从化学进化到手性和生命起源的飞跃过程（9）如何实现从生物分子到生命分子的飞跃？如何制造活的分子。
跨越从化学进化到生物进化的鸿沟？（10）蛋白质和DNA的理论研究[习题研究]1．近年来乳酸成为人们研究的热点之一。
苏教版高中化学选修三5《物质结构的探索无止境》教案
专题五物质结构的探索无止境[教学目标]1．认识研究物质结构与性能的关系对分子设计、合成新型材料的重要意义2．了解量子力学在物质转化、物质制备的研究领域的知道价值3．了解研究生命现象的化学机理对促进人类健康的重要作用4．体会学习物质研究的方法有助于探索物质世界的奥秘[教学内容]一、人类对物质结构探索的明天1．研究物质结构与性能的关系这里的物质结构指的是构成物质的微粒间的相互作用、分子构型、手性等物质性能指的是物质的物理性质、化学性质、生物活性、生理活性等物质结构决定物质的性质。
以下问题值得关注：（1）研究镧系元素结构与性质的关系，寻找功能奇特的光、电、磁材料（2）研究影响生物大分子的生物活性和生理活性的结构因素，揭示人类生命活动的机理（3）研究材料结构与性能的关系，制得强度大、密度小、稳定性好、耐腐蚀的合成材料。
如合成具有共价键强度的高分子纤维2．研究化学反应的量子力学理论为了更好地利用化学反应，化学家们需回答下列问题（1）两个或多个分子间能否反应？（2）能否生成预期的分子？（3）需要什么催化剂才能在温和的条件下进行化学反应？（4）如何在理论指导下控制化学反应？（5）如何预测化学反应速率？（6）如何确定化学反应的途径？……………3．研究生命现象的化学机理充分认识和彻底了解人类和生物体内分子的运动规律，无疑是21实际化学亟待解决的重要难题之一（1）研究配体小分子和受体大分子相互作用机理，这是药物设计的基础（2）对蛋白质的研究，如使蛋白酶的功能得到加强或减弱（3）光合作用的机理（4）固氮作用的机理（5）搞清牛、羊等食草动物胃内酶分子如何把植物纤维分解为小分子的反应机理，为充分利用自然界丰富的植物纤维资源打下基础（6）如何彻底了解人类大脑的结构和功能（7）了解活体内信息分子的运动规律和生理调控机理（8）了解从化学进化到手性和生命起源的飞跃过程（9）如何实现从生物分子到生命分子的飞跃？如何制造活的分子。
跨越从化学进化到生物进化的鸿沟？（10）蛋白质和DNA的理论研究[习题研究]1．近年来乳酸成为人们研究的热点之一。
高中化学专题5物质结构的探索无止境学案含解析苏教版选修3
物质结构的探索无止境[课标要求]1．了解人类探索物质结构的价值，认同“物质结构的探索是无止境的”观点。
2．认识在分子等层次研究物质的意义。
物质结构的探索1．物质结构探索的方向 量子力学的建立和分析测试技术的进步，使人们对物质的结构、性能及物质的变化规律有了一定的认识，进一步要解决的问题是： (1)物质的微观结构还有许多奥秘等待着人们去揭示。
(2)环境科学、生命科学和材料科学的发展，需要我们对微观领域作更深入的研究。
2．研究物质的结构与性能的关系物质结构是决定物质性质的重要因素。
研究物质的结构与性能的关系对解决分子设计、合成新型材料等都具有十分重要的意义。
3．研究化学反应的量子力学理论为了更好地利用化学反应，化学家们需要建立精确有效而又普遍适用的化学反应的量子力学理论。
4．研究生命现象的化学机理探寻人类和生物生命运动的化学机理是21世纪化学科学亟待解决的重大课题。
1．“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。
在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%。
用甲烷合成乙酸乙酯，欲使原子利用率达到最高，还需要消耗的其他反应物有( )A ．COB ．CO 2和H 2OC ．H 2O 和O 2D ．CH 3OH 和O 2 解析：选A 乙酸乙酯的化学式为C 4H 8O 2，用C 4H 8O 2减去2分子CH 4得C 2O 2，即2分子CO 。
2．下列说法正确的是( )A ．蛋白质、纤维素、蔗糖、PVC 、淀粉都是高分子化合物B ．氢键在形成蛋白质二级结构和DNA 双螺旋结构中起关键作用C ．使用太阳能热水器、沼气的利用、玉米制乙醇都涉及生物质能的利用D ．石油、煤、天然气、可燃冰、植物油都属于化石燃料1.物质结构是决定物质性质的重要因素。
2．物质性质包括物质的物理性质和化学性质、生物活性和生理活性等。
3．物质结构包括构成物质的微粒之间的相互作用、分子的构型等。
4．探寻人类和生物的生命运动的化学机理，是21世纪化学科学亟待解决的重大课题之一。
高中化学专题五物质结构的探索无止境知能优化演练苏教版选修3(2021年整理)
2017-2018学年高中化学专题五物质结构的探索无止境知能优化演练苏教版选修3编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2017-2018学年高中化学专题五物质结构的探索无止境知能优化演练苏教版选修3）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2017-2018学年高中化学专题五物质结构的探索无止境知能优化演练苏教版选修3的全部内容。
专题五物质结构的探索无止境1．法国里昂的科学家最近发现一种只由四个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中子”，也有人称之为“零号元素”.下列有关“四中子”粒子的叙述不正确的是( ）A．该粒子不显电性B．该粒子质量数为4C．在周期表中与氢元素占同一位置D．该粒子质量比氢原子大解析：选C。
抓住关键字词“只由四个中子构成”，搞清楚原子中微粒的作用及相互间数量关系.2．建立普遍适用的化学反应的量子力学理论，可以帮助化学家解决一系列问题,其中不属于化学反应的量子力学研究的问题的是（)A．两个或多个分子之间能否发生化学反应B．需要什么催化剂才能在温和条件下进行反应C．如何在理论指导下控制化学反应D．在化学反应过程中,原子能否分割与重新组合解析：选D.化学反应以原子为基础,属于原子层面的反应，反应过程中不涉及原子的分割,化学反应只是分子拆分成原子，原子重新结合成分子的过程。
3．Pt(NH3)2Cl2（相对分子质量为300）有两种同分异构体，其顺式结构是临床广泛使用的抗肿瘤药物。
下列有关该物质的说法中正确的是（)A．中心原子的配位数为2B．含有NH3分子C．Pt的化合价为＋4D．Pt（NH3）2Cl2是平面四边形结构解析:选D。
高中化学专题5物质结构的探索无止境整合提升课件苏教版选修3
物的化学式:
。
(3)D和Y形成的化合物,其分子的空间构型为
,D原子
(yuánzǐ)的轨道杂化方式是
。
(4)写出一个验证Y与Z的非金属性强弱的离子方程式: ;
(5)金属镁和E的单质在高温下反应得到的产物与水反应生成两种
碱性物质,该反应的化学方程式是 。
第十页，共14页。
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解析:氢化物形成正四面体的短周期元素(yuán sù)有CH4、SiH4等。呈三 角锥形的有NH3、PH3等;呈直线形的有HF和HCl等。再由核电荷数依次增大 确认D为碳元素(yuán sù),E为氮元素(yuán sù),X为硅元素(yuán sù),Y为硫元 素(yuán sù),Z为氯元素(yuán sù)。
第十四页，共14页。
答案:(1)SO3 1s22s22p63s23p5 (2)N2O (3)直线形 sp 杂化 (4)Cl2+S2- S↓+2Cl(5)Mg3N2+6H2O 3Mg(OH)2+2NH3↑
第十一页，共14页。
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3.分子间作用力对物质物理性质的影响 范德华力主要(zhǔyào)影响物质的物理性质,如熔点、沸点等。 (1)组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,熔、沸点越高,如熔、沸 点:O2>N2,HI>HBr>HCl。 (2)组成和结构不相似的物质,分子极性越大,其熔、沸点就越高,如熔、 沸点CO>N2。在同分异构体中,一般来说,支链数越多,熔、沸点越低,如沸 点:正戊烷>异戊烷>新戊烷;同分异构体的芳香烃及其衍生物,其熔、沸点 高低顺序是邻位化合物>间位化合物>对位化合物。
第十二页，共14页。
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(3)氢键是一种特殊的分子间作用力,其作用力大小介于化学键和 范德华力之间。范德华力的作用力比较小。氢键和范德华力同属于 分子间作用力。分析氢键的存在对物质各种性质的影响(yǐngxiǎng) 可从以下几个方面进行:
高中化学苏教版选修3 专题5 物质结构的探索无止境 专题优化总结 课件(共8张PPT)
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专题5 物质结构的探索无止境
一、量子力学理论的科学前沿知识 为量子力学的建立作出过重大贡献的英国科学家狄 拉
克首先提出了反粒子存在的预言，反粒子与普通粒子的区 别 仅在于质子和电子的电性颠倒.狄拉克诞辰100周年 的2019 年, 人类合成了5万个反氢原子，成为对狄拉克祭典的一份厚 礼. 反氢原子的组成为( ) A．由1个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成 B．由1个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成 C．由1个不带电荷的中子与一个带负电荷的电子构成 D．由1个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/9/152021/9/152021/9/152021/9/159/15/2021 •14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年9月15日星期三2021/9/152021/9/152021/9/15 •15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年9月2021/9/152021/9/152021/9/159/15/2021 •16、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2021/9/152021/9/15September 15, 2021 •17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/9/152021/9/152021/9/152021/9/15
高中化学苏教版同步课堂配套课件 专题5 物质结构的探索无上境
研究蛋白质和DNA理论等等。
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(6)了解活体内信息分子的运动规律和生理调控的化学
机理；
(7)合成具有生物活性和生理活性的分子，帮助人类揭
示生命的奥秘； (8)彻底了解大脑的结构和功能将是21世纪各学科共同 来解决的问题 返回
[例2]
在探索生命奥秘的过程中，科学家们日益认识
到生命细胞的组成和元素周期律有着密切的关系。约占人
体总质量的99.97%的11种宏量元素，全部位于周期表前20
解析：A项B项密度相同，故体积不变，由于玻璃态水无
固定形态，故不是晶体。 答案：C 返回
3．超临界流体(Supercritical Fluid)是温度和压力同时高于临
界值的流体，也即压缩到具有接近液体密度的气体，是物
质介于气态和液态之间的一种新的状态。目前应用最广的 是超临界二氧化碳，在中药、香料的萃取分离以及作为溶 剂、发泡剂取代氟利昂等具有重要价值。下列有关说法中 错误的是
课前预习 ·巧设计
设计 1
设计 2
专 题 5
名师课堂 ·一点通
考 点一
考 点二
创新演练 ·大冲关
课堂10分钟练习 课堂5分钟归纳
课下30分钟演练
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一、研究物质结构与性能的关系 (1)这里的物质结构指的是 构成物质的微粒之间的 相互作用 、 分子的构型 等。 (2)物质性能指的是物质的 物理性质 、 化学性质 、 生物活性 、 生理活性 等。 (3)物质结构决定物质的性质，关注以下几个问题：
于高分子化合物；B项正确；C项，太阳能热水器利用
的是太阳能，未涉及生物质能的利用；D项，植物油
2019-2020新苏教版化学选修3：物质结构的探索无止境
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【典例 1】 下列说法不正确的是( ) A．化学反应有新物质生成，并遵循质量守恒定律和能量守恒定 律 B．原子吸收光谱仪可用于测定物质中的金属元素，红外光谱仪 可用于测定化合物的官能团 C．分子间作用力比化学键弱得多，但它对物质的熔点、沸点有 较大的影响，而对溶解度无影响 D．酶催化反应具有高效、专一、条件温和等特点，化学模拟生 物酶对绿色化学、环境保护及节能减排具有重要意义
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3．搞清楚光合作用、生物固氮作用，以及牛、羊等食草动物胃 内的酶如何把植物纤维分解为小分子的反应机理，为充分利用自然 界丰富的植物纤维资源打下基础。
4．人类的大脑是用“泛分子”组装成的最精巧的计算机。如何 彻底了解大脑的结构和功能将是 21 世纪的脑科学、生物学、化学、 物理学、信息和认知科学等交叉学科共同来解决的难题。
2．物质性质指的是物质的_物__理__性_质__、_化__学__性_质__、生__物__活__性__和 _生__理__活_性__等。
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3．物质结构决定物质的性质，关注以下几个问题：
(1)研究镧系元素结构与性质的关系，寻找_功_能__奇__特__的__光__、___ _电_、__磁__等__材__料_。
功能的新物质提供了有效的方法和手段。
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核心突破 攻重难
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结构决定性能 1.元素原子的结构决定元素的性质，这一点可以从元素周期表
“位—构—性”的关系得以表现。同一周期中，随着原子序数的递
增，原子核所带电荷数逐渐增多，原子核对外层电子的引力逐渐增
强，原子半径逐渐减小，元素的非金属性逐渐增强，得电子能力逐
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2．化学遗传学为哈佛大学化学教授所创建。他的小组合成某些 小分子，使之与蛋白质结合，并改变蛋白质的功能，例如使某些蛋 白酶的功能关闭。这些方法使得研究者们不通过改变产生某一蛋白 质的基因密码就可以研究它们的功能，为开创化学蛋白质组学、化 学基因组学(与生物学家以改变基因密码来研究的方法不同)奠定了 基础。
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高中化学学习材料唐玲出品1．(对应考点一)2004年，美国科学家通过“勇气”号太空车探测出水星大气中含有一种称为硫化羰(化学式为COS)的物质，已知硫化羰与二氧化碳的结构相似，但能在氧气中完全燃烧。
下列有关硫化羰的说法正确的是( )A．1 mol硫化羰在氧气中完全燃烧时转移6 mol电子B．硫化羰可用作灭火剂C．CO2和COS结构相似都是非极性分子D．硫化羰熔点可能较高解析：硫化羰在氧气中完全燃烧的化学方程式：2COS ＋ 3O2===2CO2＋ 2SO2，由方程式可知1 mol COS与1.5 molO2反应，转移电子数为6 mol，所以A正确；硫化羰可以燃烧，不能作灭火剂；尽管CO2和COS结构相似，但CO2是非极性分子，而COS是极性分子；硫化羰是分子晶体，熔点较低。
答案：A2．(对应考点一)氮化碳结构如下图，其中β氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料。
下列有关氮化碳的说法不．正确的是( )A．氮化碳属于原子晶体B．氮化碳中碳显－4价，氮显＋3价C．氮化碳的化学式为C3N4D．每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连解析：由氮化碳结构知每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连形成空间网状结构，硬度超过金刚石，是原子晶体，化学式为C3N4，氮的电负性大于碳，碳显＋4价，氮显－3价。
答案：B3．(对应考点二)[双选题]有效成分为手性分子的药物为手性药物。
下列有关手性药物叙述正确的是( )[]A．化学反应生成手性药物时一定是成对生成它们的手性异构体B．存在少量手性催化剂时可只生成手性异构体中的一种C．手性药物中两种手性异构体的医药作用几乎没有区别D．手性异构体的医药作用可能完全不同解析：如果没有手性催化剂则生成的手性药物大多数是两种手性异构体同时生成的，但在手性催化剂作用下，可以主要生成一种异构体。
一对异构体化学性质几乎相同，但生物性质会截然不同，一种异构体有治病疗效，另一种可能没有疗效甚至有害。
苏教版高中化学选修三《物质结构与性质》《物质结构的探索无止境》【创新学案】
专题5 物质结构的探索无止境知识回顾（1）温室效应大气中的CO2含量增多是引起温室效应的主要原因，所以温室效应问题通常围绕CO2展开。
①温室效应的原因：考查大气中CO2增多的原因和CO2与红外辐射的关系。
②温室效应的后果及减少温室效应的措施：联系实际考查如何控制和减少大气中CO2的含量。
③CO2的性质：除涉及CO2的化学性质外，更主要考查CO2参与光合作用被吸收、转化的问题，也考查森林与温室效应的关系。
(2)光化学烟雾光化学烟雾是一次性污染物CO、SO2、NO x、O3、碳氢化合物（C x H y)等发生光化学反应并生成二次污染物形成的，因此，光化学烟雾问题通常围绕以上物质展开，考查以下知识点：①一次污染物（C x H y、NO、SO2、CO)和二次污染物（酚、醚、醛等）的来源、性质、结构、变化以及含量的测定。
②NO x、O3的光化学反应过程以及形成光化学烟雾必要的地理、气象条件。
疏导引导知识点1：研究物质的结构和性能的关系1.物质结构它是决定物质性质的重要因素，包括构成物质的微粒之间的相互作用,分子的构型、构象,手性、粒度、形状和形貌等。
2.物质的性能包括物质的物理性质和化学性质及生物活性和生理活性等。
3.二者的定量关系及疑点虽然有人从理论上已经证明一个分子的电子云密度可以决定它的所有性质，但实际计算困难很多，现在对结构和性能的定量关系的了解，还远远不够。
例如：（1）如何设计合成具有人们期望的某种性能的材料？（2）如何使宏观材料达到微观化学键的强度？（3）溶液结构和溶剂效应对于性能的影响。
（4）具有单分子和多分子层的膜结构和性能的关系。
4.研究的意义研究物质的结构与性能的关系对解决分子结构，合成新型材料等都具有十分重要的意义。
知识点2：研究化学反应的量子力学理论1.量子力学的诞生量子力学诞生于1925年末和1926年初，它是由两组物理学家相互独立地用不同方法建立的。
以德国的海森堡和泡利为代表的物理学家为了解释原子的分立能级，创立了矩阵力学；另一组以奥地利物理学家薛定锷为代表，他通过建立描述电子运动状态的波动方程来解释电子的波动性从而创立了波动力学。
苏教版高中化学选修3《物质结构的探索无止境》专题测试2
专题五：物质结构的探索无止境一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分)1．下列叙述中正确的是()A．两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同B．凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布C．两原子如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素D．阴离子的核外电子排布一定与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同2．表示一个原子在第三电子层上有10个电子可以写成()A．3p10B．3d10C．3s23p63d2D．3s23p64s23．下列说法正确的是()A．电离能大的元素，不易失电子，易得到电子，表现非金属性B．电离能大的元素其电负性必然也大C．电负性最大的非金属元素形成的含氧酸的酸性最强D．电离能最小的元素形成的氧化物的水化物的碱性最强4．在气相中，关于BeF2和SF2的说法错误的是()A．BeF2分子中，中心原子Be的价层电子对数等于2，其空间排布为直线，成键电子对数也等于2B．BeF2分子的空间构型为直线形C．SF2分子中，中心原子S的价层电子对数等于4，其空间排布为四面体，成键电子对数等于2，没有孤对电子D．在气相中，BeF2是直线形而SF2是V形5．某一化合物的分子式为AB2，A属ⅥA族元素，B属ⅦA族元素，A和B在同一周期，它们的电负性值分别为3.5和4.0，已知AB2分子的键角为103.3°。
下列推断不．正确的是()A．AB2分子的空间构型为V形B．A—B键为极性共价键，AB2分子为非极性分子C．AB2与H2O相比，AB2的熔、沸点比H2O的低D．AB2分子中无H原子，分子间不能形成氢键，而H2O分子间能形成氢键6．据某科学杂志报道，国外有一研究发现了一种新的球形分子，它的分子式为C60Si60，其分子结构好似中国传统工艺品“镂雕”，经测定其中包含C60，也有Si60结构。
下列叙述不．正确的是(双选)()A．该物质有很高的熔点、很大的硬度B．该物质形成的晶体属分子晶体C．该物质分子中Si60被包裹在C60里面D．该物质的相对分子质量为24007．共价键、离子键和范德华力是粒子之间的三种作用力。
高二化学苏教版选修3学案：专题5物质结构的探索无止境含解析
专题5物质结构的探索无止境一、研究物质的结构与性能的关系1．__________的建立和____________的进步，使人们对物质的结构、性能及物质的变化规律有了一定的认识。
2．物质结构是决定物质性质的重要因素:（1）物质的性质包括物质的________________、__________________等。
(2)物质的结构包括________________________、__________等。
(3）研究物质的结构和性能的关系对解决分子设计、合成新型材料等都具有十分重要的意义。
研究镧系元素的结构和性质的关系，可以寻找到________________等材料;研究影响生物大分子的__________和__________的结构因素，可以帮助人类认识生命运动的机理；研究材料的结构和性能的关系，可以得到______________________的合成材料.二、研究化学反应的量子力学理论1．为了人类社会的可持续发展，化学家们非常期望解决的问题很多，例如：（1）在充分了解__________、__________和__________的基础上，实现农业的工业化，在工厂中生产粮食和蛋白质.（2)建立________的、__________的化工企业，倡导“绿色化学”。
(3)在了解酶催化作用机理的基础上，模拟天然酶制造__________。
实现在________条件下进行化学反应，控制反应的方向和产物的手性.2．量子力学在物质转化、物质制备等研究领域中的指导作用.为了更好地利用化学变化，通过化学反应实现物质的转化，制备人类生活和生产所需要的物质，化学家们需要回答更多的问题，需要发展量子力学，需要建立精确有效而又普遍适用的化学反应的量子力学理论.3．随着化学反应的量子力学理论的建立和相关技术的进一步发展，人类将进入一个崭新的世界:合成氨不再需要__________，__________不再是植物的专利，没有能源危机，也没有环境污染……三、研究生命现象的化学机理1．研究生命现象的化学机理对促进人类健康的重要作用(1)__________为现代分子生物学的建立奠定了基础.(2）探寻人类和生物的生命运动的化学机理是21世纪化学科学亟待解决的重大课题之一。
2021-2022高二化学苏教版选修3单元检测：专题5 物质结构的探索无止境 Word版含解析
专题5物质结构的探究无止境学习目标 1.深刻生疏物质结构是打算物质性质的重要因素。
2.知道争辩化学反应的量子力学理论的重要意义。
3.深化体会为了揭示人类和生物的生命现象需要探寻生命运动的化学机理。
一、争辩物质的结构与性能的关系物质结构是打算物质________的重要因素。
物质的性质包括________性质和________性质、________________和________________等。
物质的结构包括构成物质的___，分子的________、________等。
争辩________元素的结构和性质的关系，也可查找到功能奇怪的光、电、磁等材料；争辩影响________________的生物活性和生理活性的结构因素，可以挂念人类生疏生命运动的机理；争辩________________________和________的关系，可以得到强度大、密度小、稳定性好、耐腐蚀的合成材料。
因此，争辩物质的结构与性能的关系对解决分子设计、合成新型材料等具有格外重要的意义。
二、争辩化学反应的量子力学理论量子力学理论是建立在微观世界的________性和微粒运动规律的________性这两个基本特征的基础上的，它是从分子、原子、离子、质子、中子、电子等微观粒子的________性、________性方面争辩其运动规律的理论。
化学反应的实质是旧化学键的________和新化学键的________。
随着化学反应的量子力学理论的建立和相关技术的进一步进展，人类将进入一个崭新的世界。
争辩量子力学理论可以更好地利用化学变化，使化学变化____________的发生，生成________的分子；利用催化剂可以让某些反应在________条件下进行；把握化学反应；猜测化学反应的________；确定化学反应的________。
三、争辩生命现象的化学机理1．手性药物含有手性分子的药物称为手性药物。
2．争辩生命现象的化学机理的意义争辩配体小分子和受体生物大分子相互作用的机理，人们就能进行________________，有助于合成________________________；搞清楚食草动物胃内的酶如何把植物纤维分解为小分子的反应机理，就能为充分利用自然界的________________资源打下基础；合成具有生物活性和生理活性的分子，可挂念人类揭示________的奇特；了解活体内信息分子的运动规律和生理调控的化学机理，制造________________的目标得以实现等。
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一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)1．要达到绿色化学的理想境界，化学家们需要回答一系列问题：指定分子之间能否反应生成预期分子？需要什么催化剂？反应速率预期多大？如何控制反应？如何确定化学反应的途径等？最有希望解决这些问题的途径是()A．发展量子力学理论B．改进实验方法C．完善元素周期律理论D．研究质量守恒定律和能量守恒定律解析：量子力学是化学的根本理论。
化学越发展，越要从物质结构的深层去理解和掌握化学反应规律。
答案：A2．下列物质中不存在氢键的是()A．冰醋酸中醋酸分子之间B．液态氟化氢中氟化氢分子之间C．一水合氨分子(NH3·H2O)中的氨分子与水分子之间D．可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子之间解析：只有非金属性很强的元素与氢元素形成强极性的共价键之间才可能形成氢键，C—H不是强极性共价键。
答案：D3．六氟化硫分子呈正八面体，难以水解，在高电压下仍有良好的绝缘性，在电器工业有着广泛用途，但逸散到空气中会引起强温室效应，下列有关SF6的推测正确的是() A．SF6易燃烧生成二氧化硫B．SF6中各原子均达到8电子稳定结构C．高温条件下，SF6微弱水解生成H2SO4和HFD．SF6是极性分子解析：A项SF6中，F呈－1价，S显＋6价，且电负性F>O，SF6不可能燃烧生成SO2；B项，S显＋6价，6＋6＝12，因此S原子不满足8电子稳定结构；C项，SF6水解生成H2SO4和HF，S、F化合价均未变化，正确；D项，SF6分子结构对称，是非极性分子。
答案：C4．在有机物分子中，当一个碳原子连有4个不同的原子或原子团时，这种碳原子被称为“手性碳原子”，如，其中带*号的碳原子即是手性碳原子。
莽草酸是合成抗禽流感病毒药“达菲”的关键原材料，其结构简式为，若该物质在一定条件下能够与H2发生加成反应，则加成前后的手性碳原子数分别为()A．3；2B．4；4C．3；4 D．4；6解析：加成前三个羟基所连三个碳原子都是手性碳原子，加成后，由于分子具有了对称性，只剩下其中的两个碳原子仍具手性，中间连有羟基的那个碳原子的手性消失。
答案：A5．下列说法中，正确的是()A．光导纤维、棉花、油脂、ABS树脂都是由高分子化合物组成的物质B．开发核能、太阳能等新能源，推广甲醇汽油，使用无磷洗涤剂都可直接降低碳排放C．红外光谱仪、核磁共振仪、质谱仪都可用于有机化合物结构的分析D．阴极射线、α粒子散射现象及布朗运动的发现都对原子结构模型的建立作出了贡献解析：光导纤维的主要成分为SiO2，A项不正确；B项中无磷洗涤剂与碳的排放不相关；D项中布朗运动与原子结构模型的建立无关。
答案：C6．[双选题]有一种叫cyclopropenylidene的分子(分子式为C3H2)，该分子过去只是在星际空间被探测到，现在一个研究小组在实验室中制造出了这种稳定的分子。
cyclopropenylidene也许能帮助研究人员更好地了解含碳的分子如何在太空中形成，刚接触到这个分子时，有人认为是a、b两种结构中的某一种(如图所示)，如果取cyclopropenylidene 样品继续研究，你认为下列推断正确的是()A．若能测定该分子是极性分子，则可确定为a结构B．若用C3HD(D即2H)示踪，燃烧后生成等物质的量的H2O、D2O和HDO，可推测b正确C．a、b两物质在一定条件下均能发生加成反应、氧化反应及加聚反应D．a、b中的所有原子都应处于同一平面解析：a、b结构均为平面形、极性分子，分子中的H原子都是等性H原子。
分子中的存在决定了它们均可发生加成反应、加聚反应。
答案：CD7.科技日报2007年1月30日讯美、德两国科学家成功合成出具有独特化学特性的氢铝化合物(AlH3)n，其结构类似由硼和氢组成的硼烷，有关研究报告发表在最新出版的美国《科学》杂志上。
最简单的氢铝化合物为Al2H6，它的熔点为150℃，燃烧热极高，Al2H6球棍模型如图。
下列有关说法肯定不．正确的是()A．Al2H6中H为＋1价，Al为－3价B．Al2H6在空气中完全燃烧，产物为氧化铝和水C．Al2H6分子是非极性分子D．氢铝化合物可能成为是未来的储氢材料和火箭燃料解析：由熔点可知，Al2H6为分子晶体。
铝是金属元素，失电子能力强，无负价，A不正确。
Al2H6在空气中完全燃烧，产物为氧化铝和水，B正确。
Al2H6空间构型对称，正负电荷中心重合，为非极性分子。
Al2H6燃烧热极高，可以作为燃料。
答案：A二、非选择题(本题包括4小题，共39分)8．(9分)随着石油资源的日趋紧张，天然气资源的开发利用受到越来越多的关注。
以天然气(主要成分CH4)为原料经合成气(主要成分CO、H2)制化学品是目前天然气转化利用的主要技术路线。
而采用渣油、煤、焦炭为原料制合成气，常因含羰基铁[Fe(CO)5]等而导致以合成气为原料合成甲醇和合成氨等生产过程中的催化剂产生中毒。
请回答下列问题：(1)Fe(CO)5中铁的化合价为0，写出铁原子的基态原子的核外电子排布式________________________________________________________________________。
(2)原子数目和电子总数(或价电子总数)相同的微粒互为等电子体，等电子体具有相似的结构特征。
与CO分子互为等电子体的分子和离子分别为________和______(填化学式)，CO 分子的结构式可表示成_________________________________________________________。
(3)Fe(CO)5常温下呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂。
据此可判断Fe(CO)5晶体为________________________________________________________________________。
(4)在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3杂化的分子有__________________，CH3OH 的熔、沸点比CH4的熔、沸点高，其主要原因是_____________________________________。
解析：(2)由CO与N2互为等电子体，可推测两者结构相同，即C、O之间存在叁键，其中有一个配位键。
(4)CH4、CO、CH3OH中，碳原子杂化形式分别为sp3、sp、sp3。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d64s2(2)N2CN－C≡O或C O(3)分子晶体(4)CH4和CH3OH CH3OH能形成分子间氢键9．(10分)长期以来一直认为氟的含氧酸不存在。
但是1971年斯图杰尔和阿佩里曼(美)成功地合成了次氟酸后，这种论点被剧烈地动摇了。
他们是在0℃以下将氟化物从细冰末的上面通过，得到毫克量的次氟酸。
(1)以下两种结构式，能正确表示次氟酸结构的是________，理由是______________。
A．H—O—F B．H—F—O(2)次氟酸中氧元素的化合价为______，次氟酸的电子式为______，次氟酸分子中共价键的键角________180°(填“<”或“＝”)。
(3)下面给出了几个分子和基团中化学键的键能：H2O2F2OH OF HFE(kJ/mol) 432 494 155 424 220 566请计算反应：2HOF===2HF＋O2的反应热(ΔH)的近似值为__________kJ/mol。
请从计算结果预测次氟酸的一条化学性质：________________。
(4)次氟酸刹那间能被热水所分解，生成一种常见的物质M，该物质既表现有氧化性(对于碘化钠)，又表现有还原性(对于高锰酸钾)，则M的化学式为________，写出次氟酸与热水反应的化学方程式：__________________。
(5)写出能够加快M分解的催化剂________________(写化学式)。
解析：(1)由于氟原子最外层中有7个电子，能形成一个共价键，而氧原子最外层有6个电子，能形成两个共价键，所以次氟酸分子中氧原子位于氢原子和氟原子的中间。
(2)氟的电负性最大，所以氟元素没有正价，在次氟酸中氟显－1价，氢显＋1价，氧元素只能显0价。
次氟酸分子中的键角类似于水分子中的键角，应小于180°。
(3)ΔH＝反应物分子中键能的总和－生成物分子中键能的总和，由此可计算出反应的ΔH，再根据ΔH的数值，可判断出次氟酸的分解是一个放热反应，即生成物比反应物稳定，可推出次氟酸不稳定的结论。
(4)次氟酸与热水发生水解反应知M是H2O2，从而可写出次氟酸与热水反应的化学方程式。
(5)催化H2O2分解的催化剂常见的有MnO2。
答案：(1)A A中O和F原子的最外层电子数等于8，B中O和F原子的最外层电子数不等于8(2)0＜(3)－338次氟酸不稳定，易分解为HF和O2(4)H2O2HOF＋H2O(热)===H2O2＋HF(5)MnO210．(10分)致冷剂是一种易被压缩、液化的气体，液化后在管内循环，蒸发时吸收热量，使环境温度降低，达到致冷目的。
人们曾采用过乙醚、NH3、CH3Cl等作致冷剂，但它们不是有毒，就是易燃、于是科学家根据元素性质的递变规律来开发新的致冷剂。
据现有知识，某些元素化合物的易燃性、毒性变化趋势如下：(1)氢化物的易燃性：第2周期________＞__________＞H2O、HF；第3周期SiH4＞PH3＞________＞________。
(2)化合物的毒性：PH3＞NH3,H2S____H2O；CS2____CO2,CCl4____CF4。
(选填“＞”、“＜”或“＝”)于是科学家们开始把注意力集中在含F、Cl的化合物上。
(3)已知CCl4的沸点为76.8℃，CF4的沸点为－128℃，新致冷剂的沸点范围应介于其间。
经过较长时间反复试验，一种新的致冷剂氟里昂CF2Cl2终于诞生了，其它类似的还可以是____________。
(4)然而，这种致冷剂造成了当今的某一环境问题是____________。
但求助于周期表中元素及其化合物的________变化趋势来开发致冷剂的科学思维方法是值得借鉴的。
(填写字母)①毒性②沸点③易燃性④水溶性⑤颜色a．①②③b．②④⑤c．②③④解析：(1)联想第2周期和第3周期元素的氢化物不难填出空格。
(2)由题给信息毒性PH3＞NH3可联想到同主族元素所形成结构和组成相似的物质，从上而下毒性逐渐增大。
(3)由CF2Cl2的组成可联想出与它类似的物质，如CFCl3、CF3Cl等。
(4)氟里昂CF2Cl2这种制冷剂对环境有危害，它可以破坏臭氧层，所以开发新制冷剂要注意这种物质的毒性、沸点、可燃性以及对环境的危害性因素。