高中化学 专题5 物质结构的探索无止境课件 苏教版选修3.ppt

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 a nob o3c co2d 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 a cob co2和h2oc h2o和o2d ch3oh和o2解析 乙酸乙酯的化学式为c4h8o2 用c4h8o2减去2分子ch4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3nm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 2014 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3nm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