苏教版高中化学选修三专题5《物质结构的探索无止境》课件 (共27张PPT)

例3
原子经济性是在1991年由Trost首先提出 的，即在化学反应过程中有多少原料的原子进 入到所需的产品中。理想的原子经济反应要求 原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不 产生副产物或废物，实现废物的“零排放”。 对于大宗基本有机原料的生产来说，选择原子 经济反应十分重要。目前，在有机原料的生产 中，有的已采用原子经济反应，如丙烯氰甲酰 化制丁醛、甲醇羰化制醋酸、乙烯或丙烯的聚 合、丁二烯和氢氰酸合成己二腈等。
还有一些基本有机原料的生产所采用的反应， 已由过去的多步反应，改成较少几步或协同一 釜中同时完成的原子经济反应。 下列几种生产乙苯的方法中，原子经济性最好 的是(反应均在一定条件下进行)( )
解析：选 C。 C项反应物中所有原子都转变为产 物。根据题干，此反应为理想的原子经济反应。 注意理论上全都反应和实际生产有一定差距。
研究生命现象的化学机理
探寻人类和生物的生命运动的化学机理，无疑 是 21 世纪化学科学亟待解决的重大课题之一。 例如，研究配体小分子和受体生物大分子相互 作用的机理，人们就能进行药物设计，有助于 合成高效无毒副作用的药物；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丰富的植物纤维 资源打下基础；合成具有生物活性和生理活性 的分子，可帮助人类揭示生命的奥秘；了解活 体内信息分子的运动规律和生理调控的化学机 理，创造“新陈代谢”的目标能得以实现„„
物质结构与物质性能之间的关系
物质的结构包括构成物质的微粒之间的相互 作用、分子的构型、手性等；物质的性质包 括物质的物理性质和化学性质、生物活性和 生理活性等。辩证唯物主义告诉我们：结构
决定性质，性质反过来体现结构。
1．元素原子的结构决定元素的性质，这一点从 元素周期表位、构、性的关系得以表现。例如： 同周期，随着原子序数的递增，元素的非金属 性逐渐增强，金属性逐渐减弱。 2．不同类型晶体的组成微粒和作用力不同，其 性质也不同。例如：离子晶体熔、沸点较高， 难于挥发，一般具有较高硬度，难于压缩，但 质脆，不易进行机械加工；离子晶体不导电， 但熔融或溶于水时导电；原子晶体硬度大，熔、 沸点高，不溶于一般溶剂，是电的不良导体； 分子晶体一般熔点低，硬度小；
如苯(C6H6)和硼氮苯(B3N3H6)结构相似，其性 质也很相似。再如分子空间构型相同的物质的 极性相似，根据相似相溶规则，溶解性相似。
特别提醒：：物质的结构决定物质的性质，而
物质的性质则决定物质的用途，因此，研究物
质的结构对于研究物质的用途、寻找特殊化学
物质有重要的意义。
例1
图为元素周期表前4周期的一部分，下列 有关 R 、 W 、 X 、 Y 、 Z 五种元素的叙述中，正 确的是( ) A．常压下五种元素的单质中 Z单质的沸点最高 B．Y、Z的阴离子电子层结构 都与R原子的相同 C．W的氢化物沸点比X的氢化物的沸点高 D．Y元素的非金属性比W元素的非金属性强
解析：选 D 。本题通过元素在周期表中的位置 推断元素，同时进一步考查单质的沸点、元素 原子结构、氢键及同周期元素金属性大小判断 等知识。由 R 、 W 、 X 、 Y 、 Z 五种元素所在的 位置看，它们分别是Ar、P、N、S、Br。它们 形成的单质中常温下 P 、 S 为固体， Br2 为液体， Ar、N2为气体，A错；Br－的核外电子层比S2－、 Ar多一层，B错；X的氢化物NH3分子间可形成 氢键，沸点高， C 错； S 与 P 位于同一周期，从 左到右，非金属性依次增强， D 正确。故正确 答案为D。
他们将炸药和木炭粉混合并用石蜡固化后装入钢 制敞口容器，沉入一个直径8 m深约5 m的混凝土 水槽内，点火起爆，最后将容器里的水取出静置， 可获得直径为0.002 μm～0.003 μm的超细金刚石 粉。 (1)从勒夏特列原理分析，上述两种制取金刚石的 方法都能获得成功的原因是________(填编号)。 A．金刚石比石墨熔点低 B．金刚石的密度大于石墨 C．金刚石硬度很大
3．化学发展的趋势是让反应条件温和、产率高、 速率快、副反应少、排放少、污染少、价格低、 生产流程简单等。
例2
石墨和金刚石在一定条件下可相互转化： 石墨金刚石；ΔH＞0。20世纪50年代，美 国通用汽车公司在实验室利用高温、高压将石 墨转化为金刚石后，1989年，日本科学家用炸 药和木炭粉“炸出”金刚石的消息引起人们的 广泛关注。
实际上，改变压强对没有气体参加或生成的可 逆反应无影响是指在一定的范围内改变压强， 超高压对没有气体参加或生成的可逆反应的平 衡移动的影响同样符合勒夏特列原理，可从石 墨密度小于金刚石理解，这就要求学生有一定 的创新精神。必须注意试题要求回答“超细” 金刚石粉的用途，故不可用来制作钻石戒指。 【答案】 (1)BD (2) 超高压对没有气体参加 的可逆反应同样有影响。 (3)不可以。
金属晶体是电的良导体，具有延展性，具有良 好的机械加工性能。 3．分子式相同的同分异构体之间具有不同的性 质。例如： C2H6O 有两种不同的结构 —— 乙醇 (C2H5OH)和甲醚(CH3OCH3)，二者在化学性质 上有很大的不同。同分异构体的存在说明物质 的结构是决定物质性质的重要因素。 4．分子组成不同，若结构相似，百度文库其化学性质 或物理性质有相似之处。等电子体的性质相似 就说明了此问题．
研究化学反应的量子力学理论
利用量子力学理论，探讨理想化的一些问题， 最终使其成为现实。 1．利用已知化学反应的原理，通过操作实现物 质的转化，制备人类生活和生产所需要的各种 新材料，是化学服务于人类的重要方式。 2．人类社会的发展，就是科技的发展，为了实 现人类社会的可持续发展，需要化学家们建立 精确有效而又普遍适用的化学反应的量子力学 理论。
D．合成金刚石是吸热反应 (2)为什么要在高压下制取金刚石？ (3)日本科学家制得的金刚石可用于制作钻石戒 指吗？ 【解析】 根据勒夏特列原理：升高温度，平 衡向吸热方向移动，很容易判断 D 选项正确。 依据中学化学内容，改变压强对没有气体参加 或生成的可逆反应平衡移动无影响，为什么合 成金刚石要采取高压呢？