1、1专题 1 揭示物质结构的奥秘学习目标定位 1.体会人类探索物质结构的价值和历史，认识在原子、分子层次上研究物质的意义。2.知道物质是由微粒构成的，学会研究物质结构的基本方法。一、人类探索物质结构的历史1人类认识原子结构的历程2探究物质微观结构的具体内容(1)研究原子结构与元素性质的关系。(2)化学键理论知识和分子间作用力知识。(3)分子的空间结构知识。3探索物质微观结构的方法探索物质微观结构的方法主要有实验方法、模型化方法、科学假说和论证方法、量子力学研究方法、光谱和衍射实验方法等。人类探索物质结构的历史(1)由于道尔顿最早提出了原子论，合理地解释了当时的一些化学现象和规律，给化学奠定了唯物
2、主义理论基石，所以道尔顿被誉为近代化学之父。(2)从原子结构模型的演变过程可以看出，人类对原子结构的认识过程是逐步深入的。虽然很多科学家得到了一些错误的结论，但对当时发现真相作出了一定的贡献。(3)随着现代科学技术的发展，科学家已能利用电子显微镜和扫描隧道显微镜来拍摄表示原2子图像的照片并且能在晶体硅表面上用探针对原子进行“搬迁” 。例 1 (2017雅安期末)原子结构模型经历了五个主要阶段：1803 年实心球模型1904年葡萄干面包式模型1911 年原子核式结构模型1913 年的轨道模型20 世纪初电子云的原子结构模型。对轨道模型贡献最大的科学家是( )A玻尔 B汤姆生C卢瑟福 D道尔顿答案
3、 A解析 19 世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体。1897 年，英国科学家汤姆生发现了电子，1904 年提出“葡萄干面包式”的原子结构模型。1911 年英国物理学家卢瑟福(汤姆生的学生)提出了带核的原子结构模型。1913 年丹麦物理学家玻尔(卢瑟福的学生)引入量子论观点，提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型。奥地利物理学家薛定谔提出电子云模型(几率说)，为近代量子力学原子模型。对轨道模型贡献最大的科学家是丹麦物理学家玻尔。例 2 1911 年前后，英国物理学家卢瑟福用带正电的 粒子轰击极薄的金箔，为了解释实验结果，提出了原子的核式结构学说。图中黑
4、点表示金原子核的位置，曲线 ab、 cd 和ef 表示经过金原子核附近的 粒子的运动轨迹，能正确反映实验结果的图是( )答案 D解析 在金原子中原子核带正电且质量很大，占有的体积很小，用 粒子(带正电，质量较小)轰击金箔时，大部分 粒子可畅通无阻地通过，极小的一部分发生偏转或被笔直的弹回。二、研究物质结构的意义化学科学的发展离不开物质结构的探索和研究，研究物质结构，能够为设计与合成新物质提供理论基础，揭示物质结构与性能的关系，也可以帮助我们预测物质的性能。(1)研究物质结构，能帮助我们了解材料的结构与性能之间的关系，有利于寻找性能优异的材料。(2)研究物质结构，突破了在分子水平上探索生命现象的
5、本质。(3)物质结构研究对于保护生态环境，实现社会的可持续发展具有重大意义。研究物质结构的意义3研究物质世界，就是研究物质的组成、结构、性质及其变化规律，并通过研究成果来为人类服务，化学来源于生活，并指导人们更好地生活。例 3 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答案 B解析 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
6、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。例 4 (2018东城区一模)我国科学家利用蜡虫肠道菌群，将塑料降解时间从 500 年缩减到 24 小时，并用同位素示踪法证实了聚乙烯降解为 CO2。下列有关该过程说法不正确的是( )A一定发生了氧化反应B只涉及碳碳键的断裂C同位素示踪法是从微观角度识别物质的变化D该研究成果有利于缓解塑料垃圾引起的环境问题答案 B解析 有氧气参加的反应是氧化反应， A 正确；塑料降解过程中不仅涉及碳碳键的断裂，还有碳氢键的断裂，B 错误；同位素示踪法是从微观角度识别物质的变化，C 正确；该研究成果有利于缓解塑料垃圾引起的白色污染，D 正
7、确。故选 B。41(2017上杭一中月考)化学真正成为一门科学并快速发展，始于( )A氧化学说的建立B元素概念的提出C原子分子学说的建立D元素周期律的发现答案 C22015 年是全中国人民引以为傲的一年，因为“诺贝尔医学奖或生理学奖”颁发给了一名中国科学家，这位科学家是( )A莫言 B屠呦呦C侯德榜 D徐光宪答案 B解析 2015 年， “诺贝尔医学奖或生理学奖”颁发给了中国科学家屠呦呦，引起了世界的轰动，故选 B。3(2017思明区期末)下列成果是因为创造新物质而获得诺贝尔化学奖的是( )A荧光成像显微技术B分子马达C生物分子冷冻电镜D核磁共振答案 B解析 荧光成像显微技术是技术的突破，无新
8、物质制造出来， A 错误；分子马达是美国康奈尔大学研究人员在活细胞内的能源机制启发下，制造出的一种分子马达，又名分子发动机，是分布于细胞内部或细胞表面的一类蛋白质，有新物质制造出， B 正确；冷冻电镜，是用于扫描电镜的超低温冷冻制样及传输技术，是技术的突破，无新物质制造出，C 错误；核磁共振是用于有机物中 H 原子种类和个数的测定的技术，无新物质制造出，D 错误。4我国科学家成功合成的 3mm 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)大、密度小(只有钢的四分之一)、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是( )
9、A它是制造飞机的理想材料B它的主要组成元素是碳C它的结构与石墨不同D碳纤维复合材料为一种高分子化合物5答案 D解析 碳纤维显然主要是由碳元素组成，B 正确、D 错误；由于碳纤维具有“强度高、刚度大、密度小、熔点高、化学稳定性好”的特点，所以 A 正确；由于碳纤维的物理性质不同于石墨，所以它们的结构不同，C 正确。5(1)19 世纪末，人们开始揭示原子内部的秘密，最早发现电子的科学家是_。(2)道尔顿的原子学说曾起了很大的作用。他的学说包含下列三个论点：原子是不能再分的粒子同种元素的原子的各种性质和质量都相同原子是微小的实心球体从现代的观点看，你认为三个论点中不确切的是_。(3)卢瑟福的 粒子散
10、射实验得出了金原子结构的一些结论，试写出三点。答案 (1)汤姆生(2)(3)a.原子中存在原子核，它占据着原子极小的空间；b金原子的原子核带正电荷，且电荷数远大于 粒子；c金原子的原子核质量远大于 粒子。对点训练题组一 人类探索物质结构的历史1最早提出科学的原子概念的科学家是( )A道尔顿 B阿伏加德罗C门捷列夫 D卢瑟福答案 A解析 英国科学家道尔顿首先提出了科学的原子概念。2下列有关化学史知识错误的是( )A原子分子学说的建立是近代化学发展的里程碑B俄国科学家门捷列夫发现了元素周期律，编制了元素周期表C意大利科学家阿伏加德罗在总结气体反应体积比的基础上提出了分子的概念D英国科学家道尔顿首先
11、发现了电子答案 D解析 英国科学家汤姆生发现了电子。63(2018房山区二模)化学在古代与现代的科技发展中起了十分重要的作用，下列说法中正确的是( )A B C D古代与现代的冶金均运用了相同的化学原理古代与现代的火箭发射均利用了液体燃料古代捣碎中药与现代中药纳米粉碎均是化学变化古代风筝与现代热气球飞行均无需物质直接供给能量答案 A解析 金属的冶炼是金属元素由化合态变为游离态，即金属元素得电子被还原，故古代和现代的冶金技术不同，但原理相同， A 正确；古代的火箭用的燃料是火药，而现代的火箭用的是液态燃料，B 错误；无论是古代捣碎中药还是现代中药的纳米粉碎，均无新物质生成，故药品的粉碎均为物理变
12、化，C 错误；现代热气球需要燃料燃烧来提供能量，从而热气球中气体的密度小于空气，则热气球才能浮起来，D 错误。4(2017资阳模拟)以下关于中国化学史的表述错误的是( )A杜康用高粱酿酒的原理是通过蒸馏法将高粱中的乙醇分离出来B蔡伦利用树皮、碎布(麻布)、麻头等原料精制出优质纸张C 本草纲目中记载“(火药)乃焰消(KNO 3)、硫磺、杉木炭所合，以为烽燧铳机诸药者”这是利用了 KNO3的氧化性D英文的“中国”(China)又指“瓷器” ，说明我国很早就应用化学技术制作陶瓷答案 A解析 高粱中不含乙醇，用高粱酿酒是高粱中的淀粉在酒曲的作用下反应生成乙醇，然后用蒸馏法将乙醇分离出， A 错误；蔡伦
13、改进造纸工艺，利用树皮、碎布(麻布)、麻头、鱼网等原料精制出优质纸张，由他监制的纸被称为“蔡侯纸” ， B 正确；黑火药爆炸反应生成氮气，N 元素化合价降低，被还原，硝酸钾表现氧化性， C 正确；中国是使用瓷器最早的国家，故“中国”(China)又指“瓷器” ，D 正确。题组二 原子结构及其模型演变5下列说法正确的是( )A原子是不可再分的B原子中肯定含有中子C原子由原子核和核外电子构成，原子核又可以分为质子和中子，然后不能再分D随着科学的发展，人们发现原子组成中还存在更小的微粒，如夸克7答案 D6首先提出原子结构模型并开始涉及原子内部结构的科学家是( )A卢瑟福 B玻尔 C汤姆生 D道尔顿答
14、案 C解析 本题考查原子结构模型的发展简史。 “葡萄干布丁”模型开始涉及到原子内部的结构。A 项卢瑟福提出原子结构的核式模型；B 项玻尔建立了核外电子分层排布的原子结构模型；D 项道尔顿建立了原子学说。7(2017福州期中)下列实验事实与原子结构模型建立的关系正确的是( )A电子的发现：道尔顿的原子结构模型B 粒子的散射：汤姆生原子结构模型C 粒子散射：玻尔原子结构模型D氢原子光谱：玻尔原子结构模型答案 D解析 道尔顿的原子结构模型是道尔顿通过对大气的物理性质进行研究而提出的， A 错误；卢瑟福提出原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是 粒子散射实验， B 错误；玻尔原子结构模型是玻尔在牛顿
15、力学的基础上，吸收了量子论和光子学说的思想建立起来的，故 C 错误；玻尔提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型，原子系统只能具有一系列的不连续的能量状态，当原子从一个具有较大能量的定态跃迁到另一个能量较低的定态时，它辐射出具有一定频率的光子，原子的不同能量状态和电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应，氢原子光谱指的是氢原子内的电子在不同能阶跃迁时所发射或吸收不同波长，故 D正确。8原子结构模型的演变图中，为道尔顿实心球式原子模型、为卢瑟福行星运转式原子模型、为汤姆生“葡萄干布丁”原子模型、为近代量子力学原子模型、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 BC D答案 A解析
16、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。9(2018崇明县一模)将 Po 涂于歼-20 表面以屏蔽雷达，起到隐身作用。该 Po(钋)原20984子核外电子数是( )8A42B84C125D209答案 B解析 Po 中左上角的数值表示质量数，左下角的数值表示质子数，则其质子数为 84，20984在原子中核外电子数质子数，则其核外电子数为 84，故 B 正确。题组三 研究物质结构的意义10历史事实表明，没有新材料的出现，就没有科技与生产发展的突破。信息高速公路的建立在于寻找新的信息材料。下列材料可作为信
17、息材料的是( )A铜线 B化纤 C橡胶 D光导纤维答案 D11 13C-NMR(核磁共振)、 15N-NMR 可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，KurtWthrich 等人为此获得了 2002 年诺贝尔化学奖。下面有关 13C、 15N 叙述正确的是( )A 13C 与 15N 有相同的中子数B 13C 与 C60互为同素异形体C 15N 与 14N 互为同位素D 15N 的核外电子数与中子数相同答案 C解析 根据质量数( A)质子数( Z)中子数( N)，可得 13C、 15N 的中子数分别为 7、8；同素异形体是由同一元素形成的不同单质； 15N 的核外电子数与中子数分别为 7
18、、8。12现代无机化学对硫氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。其中下图是已经合成的最著名的硫氮化合物的分子结构。下列说法正确的是( )A该物质的分子式为 SNB该物质的分子中只含共价键C该物质是离子化合物D该物质与化合物 S2N2互为同素异形体答案 B解析 A 项，该化合物分子式为 S4N4；C 项，该物质中只含共价键，故不是离子化合物；D项，同素异形体研究对象是单质。综合强化13金刚石、石墨、C 60、碳纳米管均由同一种元素组成，属于_，其性质差别很大，原因是_，9说明_。答案 同素异形体 它们的结构不同 结构决定性质解析 由同种元素组成的不同单质互称为同素异形体；同素异形体的组成元素相同，
19、但结构不同，因此造成性质不同的原因是其结构上的差异。14揭示原子内部结构的奥秘，有助于我们理解所处的物质世界。(1)上表中元素 f 的氢化物的电子式是_，此氢化物的热稳定性比元素 g 的氢化物热稳定性_ (填“强”或“弱”)。(2)某元素形成的气态氢化物中氢的含量是所有氢化物中最高的，该元素形成的化合物种类也最多，该元素是_(填编号)。该元素有多种同位素，在理论上和科学上均有重要的应用，写出其中两种用途_。(3) 粒子是_(填编号)原子所形成的一种粒子，1909 年，卢瑟福等人做了用 粒子轰击金箔的实验，从而提出原子结构的行星模型，下列选项中能正确表示这种模型的是_。(4)古代哲学家们也树立了不少有关物质构成的观点。例如，我国战国时期的惠施认为物质是无限可分的；而同时期的墨子认为如果物质不存在被分割的条件，物质就不能被无限分割。惠施的观点可用下图表示：请你用相同的图示方法表示墨子的观点：_。答案 (1) 弱 (2)b 利用 14C 的放射性考古断代， 12C 可作为相对原子质量的基准，0.012kg 12C 含有的碳原子数为阿伏加德罗常数(任选其二即可) (3)a C(4)解析 墨子认为如果不具备分割条件则不能被无限分割，所以用线段表示则不能再减小。
