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专题5 物质结构的探索无止境 课程标准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、物质制备等研究领域中的 指导作用。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.专题5 物质结构的探索无止境 微粒分子 物理化学生物生理 光、电、磁生命运动大小 二、研究化学反应的量子力学理论1化学反应的意义：实现物质的_，_人类生活和生产所需要的物质。2科学理论：精确有效而又普遍适用的化学反应的_。转化制备量子力学理论高温、高压光合副产物能源环境污染 三、研究生命现象的化学机理1探寻人类和生物的生命运动的_，无疑是21世纪化学科学亟待解决的重大课题之一。2化学创立了研究物质结构的_、_和_，初步揭示了物质的结构与性能之间的关系和规律，为设计具有各种特殊功能的新物质提供了有效的方法和手段。化学机理理论方法实验手段 1在环境污染已经成为当前中国发展中的一个重大问题。生产和生活中产生的某气体在近地面浓度稍大时是一种污染物，而在高空却对人类有保护作用，该气体是()ANO BO3CCO2 D氟氯烃解析：O3在低空浓度过大时会导致呼吸道疾病，但在高空有过滤紫外线的功能，降低人类患皮肤癌等疾病的风险，是有益的气体，B正确。B 2邮票收藏爱好者把信封上的邮票剪下来浸在水中，能除去邮票背面的粘合剂，这是利用了该粘合剂具有很强亲水性 的性能。该粘合剂的成分可能是() 解析：选B。根据题中该粘合剂具有很强亲水性的信息,可 知该粘合剂中含有亲水的基团，B选项中的羟基(OH )具有 亲水性，因为羟基可以与水分子间形成氢键，C选项中的 氯 原子和D选项中的甲基都不具有亲水性，所以正确答案为B。 3“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()ACO BCO2和H 2OCH 2O和O2 DCH 3OH和O2解析：乙酸乙酯的化学式为C4H 8O2，用C4H 8O2减去2分子CH 4得C2O2，即2分子CO。A 探究导引1高分子纤维的强度比共价键的强度弱得多，我们能制得具有共价键强度的材料吗？提示：能。我国科学家前不久成功合成了3 nm长的管状定向碳纳米管，长度居世界之首。这种碳纤维具有强度高、刚度(抵抗变形的能力)好、密度小(只有钢的1/4)、熔点高、 化 学稳定性好等特点，因而被称为“超级纤维”。研究物质的结构与性能的关系 探究导引2太阳投射到地球上的能量是当前全世界所耗能量总数的一万倍。如果人类能利用0.1%的太阳能，就能满 足当前全世界的能源需求。我们该如何利用太阳能？提示：利用太阳能发电；利用太阳能电解水以制氢气；利 用太阳能加热水来满足人们日常生活之用；利用太阳能生产 更多的绿色食品等等。太阳能的有效利用主要依靠化学所研 制的新型材料。 1物质的结构物质的结构是决定物质性质的重要因素，包括构成物质的 微粒及微粒之间的相互作用，分子的构型、手性等。物质结 构的最基本规律是元素周期律、化学键理论、晶体结构、分 子构型等知识。2物质的性质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。 3物质结构与性质的关系化学研究的对象是物质及其变化,找出事物之间的客观规律,抓住事物变化的本质，就可以理解事物变化的原因。也就 是 说要抓住“物质结构决定物质性质，性质又能反映结构，物质的性质决定物质的用途”这一规律。掌握这些规律，我们就可以分析事物变化的原因。4研究物质结构与性能关系的意义研究物质结构与性能的关系对解决分子设计、合成新材料 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,可以寻找到功能奇特的光、电、磁等材料；研究影响生 物大分子的生物活性和生理活性的结构因素，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 得到强度大、密度小、稳定性好、耐腐蚀的合成材料 1(2019杭州高二检测)导电聚合物是由某些聚合物(如聚乙炔)经化学或电化学掺杂后形成的，导电率从绝缘体延伸到导体范围的一类高分子材料。导电聚合物应属于()A氧化物 B气态氢化物C配合物 D有机物D 探究导引你认为化学如何更好地服务于人类社会？化学 还应该为人类社会的发展解决哪些问题？提示：通过化学反应实现物质的转化，制备人类生活所需 要的物质，是化学服务于人类的重要方式之一。为了更好地 利用化学变化，化学家们需要回答下列问题：两个或多个分 子之间能否发生化学反应？能否生成预期的分子？需要什么 催化剂才能在温和的条件下进行反应？如何在理论指导下控 制化学反应？如何预测化学反应的速率？如何确定化学反应 的途径这就要求化学家们建立有效而又普遍适用的化学 反应的量子力学理论。量子力学理论推动化学反应的深入研究 1化学是研究化学变化的科学，化学理论和定律是化学 的基础和根本。化学变化的本质是若干原子核和电子之 间的电磁相互作用，这种相互作用的根本规律就是量子力学.2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 高温、高压，光合作用不再是植物的专利，化工生产 不再 生成无实际用途的副产物，没有能源危机，也没有环境 污 染 2下列说法不正确的是()A原子核外电子的排布尽量使原子处于最低能量状态B电子从2s轨道跃迁到3s轨道放出能量C电子从能量高的轨道回到能量低的轨道时，放出能量D光是电子释放能量的主要形式解析：原子核外电子的排布尽先排布能量最低的轨道 ，当 原子吸收能量后，电子从能量低的轨道跃迁到能量高的轨道;电子从能量高的轨道返回能量低的轨道时，将释放能量， 释 放能量时主要以光的形式表现。B 前不久我国科学家成功合成了3 nm长的管状纳米管,长度居世界之首。这种碳纤维具有强度高、刚度(抵抗变形的能力)高、密度小(只有钢的1/4)、熔点高、化学稳定性好的特点，因而被称为“超级纤维”。下列对碳纤维的说法不正确的()A它是制造飞机的理想材料 B 它的主要组成元素是碳C它的抗腐蚀能力强 D碳纤维复合材料不易导电物质结构与性质的关系 思路点拨纳米材料有其独特的性能，在各行业 中表 现 出优异的性能。解析一般飞机是用钢铁制造的,由于碳纤维的“强度高、刚度高、密度小”，它也可以作为制造飞机的理想材料；碳纤维复合材料的主要组成元素是碳,但由于合成的是纳米级 材 料,碳原子最外层有4个电子，也可以类似于石墨结构，存在着自由电子，易导电。答案D规律方法物质的性质是由结构所决定的，研究物质性质要紧抓结构进行突破。 有效成分为手性分子的药物为手性药物。下列有关手性药物的叙述正确的是()A通过化学反应生成手性药物时一定是等量地生成它们的手性异构体B存在少量手性催化剂时不可能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思路点拨对手性药物的研究。研究生命现象的化学物质 解析互为手性异构体的两种物质的化学性质几乎相同, 但生物性质可能会截然不同，一种异构体有治病疗效，另一 种可能没有，甚至对人体有害。如果在没有手性催化剂的作 用下，生成的手性药物大多数是两种手性异构体，但在手性 催化剂作用下，可以主要生成一种异构体。答案D规律方法看似相似的物质，其性质可能不同，研究物质要深入物质的内部结构，揭开表象，探究真实。 本 部 分 内 容 讲 解 结 束按ESC键退出全屏播放
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