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第二单元　物质结构研究的范式与方法
［核心素养发展目标］　1.认识物质结构研究的两种范式及其相互关系。2.能举例说明科学假设和论证、实验方法、模型方法等在物质结构研究中所起的重要作用。3.能描述现代仪器和手段为测定物质结构、建立相关理论作出的重要贡献。4.初步学会从宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知等角度解决化学问题。
一、物质结构研究的范式
物质结构研究有两种常见的范式：一是　　　　　　　　，二是　　　　　　　　。
1.归纳范式
（1）归纳范式的过程：“　　　　　　”。根据事实　　　　　　　，抽象出　　　，上升为　　　　　　　。
（2）归纳范式的应用
①有机物通式的归纳。如链状烷烃的通式为　　　　　　　。
②元素核外电子排布规律的归纳。如通过比较1~20号元素的原子核外电子排布，归纳出元素核外电子排布的规律，并从结构上解释了同族元素性质相似的原因。
③有机物通性的归纳。如通过大量含双键和三键的不饱和烃的性质，归纳出此类有机物的通性，即易发生　　　反应、　　　反应。
2.演绎范式
（1）演绎范式的过程：　　　 　　　　。
（2）演绎范式的应用
①利用元素理论，发现新元素。如“类铝”——镓，“类硼”——钪，“类硅”——锗。
②根据元素周期律和微粒间作用力的特征，预测物质可能具有的某些性质。
③“相似相溶规则”的应用。
3.归纳和演绎的关系
（1）从科学研究的途径来看，一般为先归纳、后演绎。“实验——假说——理论——新实验”的过程，本质上就是从　　　　到　　　　，再到　　　　的过程。
（2）归纳需要演绎作指导，以解决归纳研究的　　　　、方向性和　　　　　　　问题；演绎需要归纳提供前提。在演绎的指导下归纳，在归纳的基础上演绎，两者互相联系、互为前提。
1.正误判断
（1）通过归纳得到的结果一定准确（　　）
（2）假说不一定是科学的，但它具有一般性（　　）
（3）碱金属的单质从上到下还原性逐渐增强（　　）
（4）ⅣA族元素的简单氢化物的熔、沸点从上到下逐渐增大，ⅤA族元素的简单氢化物的沸点从上到下也逐渐增大（　　）
2.既可以和酸反应生成盐和水，又可以和碱反应生成盐和水的氧化物称为两性氧化物。TeO2是两性氧化物，试写出TeO2分别和稀硫酸、NaOH溶液反应的离子方程式：
　　　 　　　　。
3.利用归纳范式得通式。
（1）如图为一种无限长单链状结构的多硼酸根离子，其化学式为　　　　　　　（用n表示）。
（2）分析下表中各项的排布规律，按此规律排布第26项应为　　　　　。
1 2 3 4 5
C2H4 C2H6 C2H6O C2H4O2 C3H6
6 7 8 9 10
C3H8 C3H8O C3H6O2 C4H8 C4H10
二、物质结构研究的方法
常用的化学研究方法有　　　　　　　、　　　　和　　　　　　　　等。
1.科学假设和论证
（1）研究问题的步骤
（2）建立理论：理论是建立在大量的　　　基础之上并为实验所　　　　的解释。
（3）修正理论：当反常现象大量出现，而原有理论又不能很好地作出解释时，就需对原有理论加以修改，甚至需要提出新的理论。
2.实验方法
化学是一门以实验为基础的学科，人们往往需要借助实验观测的事实对假设的正确与否进行检验。
（1）　　　　　　　　　实验，启迪人们开始用　　　　和　　　　的实验来研究物质的内部结构，为我们提供了一种研究物质微观结构的思想方法。
（2）20世纪20年代，　　　　　　　　为化学研究提供了分析原子和分子结构的理论基础，极大地推进了物质结构的研究，其实验方法和实验技术均取得了很大的进步。
3.模型方法
科学家需要运用一定的　　　　　　　　与　　　　　　　　对实验结果进行处理。常见的模型有　　　　　　　　　和　　　　　　　　　。
分类 　　　模型 　　　　　　　　模型
含义 可观察到的物体的实物模型 物质的微观层次结构，难以直接观察到，需要通过思维加工使　　　　的微观世界以　　　　　　的形式展现出来
实例 如汽车模型、飞机模型和建筑模型等 如原子结构模型，离子键模型、共价键模型和氢键模型，不同有机化合物的分子结构模型等
（1）原子结构模型的演变
（2）模型研究的重要功能：利用模型深刻地认识　　　　　　　　　　　特点，揭示　　　　　　　　　的关系。
1.正误判断
（1）阴极射线的发现、α粒子散射实验、氢原子光谱的发现和研究，对揭示分子内部结构的奥秘具有极为重要的作用（　　）
（2）在实验证明假设的过程中，如果实验不支持假设，则必须舍弃该假设（　　）
（3）17世纪发明光学显微镜，能观察分子层次的物质结构（　　）
（4）20世纪中后期，扫描隧道显微镜、原子力显微镜是研究原子结构的仪器（　　）
2.在探索微观世界的过程中，科学家们常通过提出假说来把握物质的结构及特点，不断拓展认识的新领域。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.假说是根据已知的科学事实和原理对未知领域的事物或现象的本质提出的一种推测
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
3.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”模型→1911年原子核式结构模型→1913年轨道模型→20 世纪初量子力学的原子结构模型。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
4.1909年，新西兰出生的物理学家——卢瑟福把一束变速运动的α粒子（质量数为4的带2个正电荷的质子粒）射向一片极薄的金箔，他惊奇地发现，过去一直认为原子是“实心球”，而由这种“实心球”紧密排列而成的金箔，竟让大多数α粒子畅通无阻地通过，就像金箔不在那儿似的，但也有极少量的α粒子发生偏转或被笔直地弹回。
（1）根据以上实验现象能得出关于金箔中金原子结构的一些结论，试写出其中的三点：
①原子中存在　　　　　　，且只占原子体积的很小一部分。
②金原子核带　　　　　　电荷，且电荷数远大于α粒子的电荷数，两者产生静电　　　　　　作用。
③金原子的质量远　　　　　　（填“大于”“小于”或“等于”）α粒子的质量。
（2）这是利用了物质结构研究的什么方法？
　　　　。
答案精析
一、
归纳范式　演绎范式
1.（1）从个别到一般　进行概括归纳　共同点　本质规律　（2）①CnH2n+2　③加成　氧化
2.（1）“从一般到个别”。它是从某个一般结论出发，向从属于这一结论的多个要素进行推理的过程
3.（1）个别　一般　个别　（2）目的性　结果的正确性
应用体验
1.（1）×　（2）√　（3）√　（4）×
2.TeO2+4H+Te4++2H2O、TeO2+2OH-Te+H2O
3.（1）
（2）C8H18
解析　由表可知，循环顺序为CnH2n、CnH2n+2、CnH2n+2O、CnH2nO2，26=4×6+2，则第24项为C7H14O2，第25项为C8H16，第26项为C8H18。
二、
科学假设和论证　实验　模型建构
1.（1）观察　感官　仪器　提出假设　已有知识　论证
实验　（2）观察　证实
2.（1）卢瑟福的α粒子散射　轰击　对撞　（2）量子力学
3.逻辑推理　模型思维　宏观模型　微观结构模型　宏观　微观结构　抽象　可视化　（1）道尔顿　汤姆生
卢瑟福　玻尔　（2）物质的微观结构　结构与性质
应用体验
1.（1）×　（2）×　（3）×　（4）×
2.B　3.A
4.（1）①原子核　②正　排斥　③大于　（2）实验方法
解析　（1）极薄的金箔，竟让变速运动的大多数α粒子畅通无阻地通过，证明原子不是实心的球体，内部有“广阔”的空间。有极少数α粒子被笔直地弹回，证明了原子核的存在，但占原子极小的体积，否则大部分α粒子不能畅通无阻地通过；同时证明金原子核的质量远大于α粒子的质量，否则金原子核将有被α粒子弹出的可能；还能证明金原子核所带电荷种类与α粒子相同，否则两者就会相互吸引；又能证明金原子核所带电荷数远大于α粒子，否则偏转的就不会是α粒子，而是金原子核。(共69张PPT)
第二单元
专题1　揭示物质结构的奥秘
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物质结构研究的范式与方法
1.认识物质结构研究的两种范式及其相互关系。
2.能举例说明科学假设和论证、实验方法、模型方法等在物质结构研究中所起的重要作用。
3.能描述现代仪器和手段为测定物质结构、建立相关理论作出的重要贡献。
4.初步学会从宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知等角度解决化学问题。
核心素养
发展目标
内容索引
一、物质结构研究的范式
二、物质结构研究的方法
课时对点练
物质结构研究的范式
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一
物质结构研究有两种常见的范式：一是 ，二是______
。
1.归纳范式
(1)归纳范式的过程：“ ”。根据事实 ，抽象出 ，上升为 。
一、物质结构研究的范式
归纳范式
演绎
范式
从个别到一般
进行概括归纳
共同点
本质规律
(2)归纳范式的应用
①有机物通式的归纳。如链状烷烃的通式为 。
②元素核外电子排布规律的归纳。如通过比较1~20号元素的原子核外电子排布，归纳出元素核外电子排布的规律，并从结构上解释了同族元素性质相似的原因。
③有机物通性的归纳。如通过大量含双键和三键的不饱和烃的性质，归纳出此类有机物的通性，即易发生 反应、 反应。
CnH2n+2
加成
氧化
2.演绎范式
(1)演绎范式的过程：_____________________________________________
。
(2)演绎范式的应用
①利用元素理论，发现新元素。如“类铝”——镓，“类硼”——钪，“类硅”——锗。
②根据元素周期律和微粒间作用力的特征，预测物质可能具有的某些性质。
③“相似相溶规则”的应用。
“从一般到个别”。它是从某个一般结论出发，向从属于这一结论的多个要素进行推理的过程
3.归纳和演绎的关系
(1)从科学研究的途径来看，一般为先归纳、后演绎。“实验——假说——理论——新实验”的过程，本质上就是从 到 ，再到 的过程。
(2)归纳需要演绎作指导，以解决归纳研究的 、方向性和_____
问题；演绎需要归纳提供前提。在演绎的指导下归纳，在归纳的基础上演绎，两者互相联系、互为前提。
个别
一般
个别
目的性
结果
的正确性
1.正误判断
(1)通过归纳得到的结果一定准确
(2)假说不一定是科学的，但它具有一般性
(3)碱金属的单质从上到下还原性逐渐增强
(4)ⅣA族元素的简单氢化物的熔、沸点从上到下逐渐增大，ⅤA族元素的简单氢化物的沸点从上到下也逐渐增大
√
√
×
×
2.既可以和酸反应生成盐和水，又可以和碱反应生成盐和水的氧化物称为两性氧化物。TeO2是两性氧化物，试写出TeO2分别和稀硫酸、NaOH溶液反应的离子方程式：_________________________________
　　　 　　　　。
TeO2+4H+===Te4++2H2O、TeO2+2OH-===Te+H2O
3.利用归纳范式得通式。
(1)如图为一种无限长单链状结构的多硼酸根离子，其化学式为_______
(用n表示)。
(2)分析下表中各项的排布规律，按此规律排布第26项应为　　 　。
1 2 3 4 5
C2H4 C2H6 C2H6O C2H4O2 C3H6
6 7 8 9 10
C3H8 C3H8O C3H6O2 C4H8 C4H10
C8H18
由表可知，循环顺序为CnH2n、CnH2n+2、CnH2n+2O、CnH2nO2，26=4×6+2，则第24项为C7H14O2，第25项为C8H16，第26项为C8H18。
1 2 3 4 5
C2H4 C2H6 C2H6O C2H4O2 C3H6
6 7 8 9 10
C3H8 C3H8O C3H6O2 C4H8 C4H10
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二
物质结构研究的方法
二、物质结构研究的方法
常用的化学研究方法有 、 和 等。
1.科学假设和论证
(1)研究问题的步骤
科学假设和论证
实验
模型建构
观察
感官
仪器
提出假设
已有知识
论证
实验
(2)建立理论：理论是建立在大量的 基础之上并为实验所______
的解释。
(3)修正理论：当反常现象大量出现，而原有理论又不能很好地作出解释时，就需对原有理论加以修改，甚至需要提出新的理论。
观察
证实
2.实验方法
化学是一门以实验为基础的学科，人们往往需要借助实验观测的事实对假设的正确与否进行检验。
(1) 实验，启迪人们开始用 和 的实验来研究物质的内部结构，为我们提供了一种研究物质微观结构的思想方法。
卢瑟福的α粒子散射
轰击
对撞
(2)20世纪20年代， 为化学研究提供了分析原子和分子结构的理论基础，极大地推进了物质结构的研究，其实验方法和实验技术均取得了很大的进步。
量子力学
3.模型方法
科学家需要运用一定的 与 对实验结果进行处理。常见的模型有 和 。
分类 模型 模型
含义 可观察到的物体的实物模型 物质的微观层次结构，难以直接观察到，需要通过思维加工使 的微观世界以 的形式展现出来
逻辑推理
模型思维
宏观模型
微观结构模型
宏观
微观结构
抽象
可视化
分类 模型 模型
实例 如汽车模型、飞机模型和建筑模型等 如原子结构模型，离子键模型、共价键模型和氢键模型，不同有机化合物的分子结构模型等
宏观
微观结构
(1)原子结构模型的演变
(2)模型研究的重要功能：利用模型深刻地认识 特点，揭示 的关系。
道尔顿
汤姆生
卢瑟福
玻尔
物质的微观结构
结构与性质
1.正误判断
(1)阴极射线的发现、α粒子散射实验、氢原子光谱的发现和研究，对揭示分子内部结构的奥秘具有极为重要的作用
(2)在实验证明假设的过程中，如果实验不支持假设，则必须舍弃该假设
(3)17世纪发明光学显微镜，能观察分子层次的物质结构
(4)20世纪中后期，扫描隧道显微镜、原子力显微镜是研究原子结构的仪器
×
×
×
×
2.在探索微观世界的过程中，科学家们常通过提出假说来把握物质的结构及特点，不断拓展认识的新领域。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.假说是根据已知的科学事实和原理对未知领域的事物或现象的本质提出
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
√
3.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”模型→1911年原子核式结构模型→1913年轨道模型→20 世纪初量子力学的原子结构模型。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
√
4.1909年，新西兰出生的物理学家——卢瑟福把一束变速运动的α粒子(质量数为4的带2个正电荷的质子粒)射向一片极薄的金箔，他惊奇地发现，过去一直认为原子是“实心球”，而由这种“实心球”紧密排列而成的金箔，竟让大多数α粒子畅通无阻地通过，就像金箔不在那儿似的，但也有极少量的α粒子发生偏转或被笔直地弹回。
(1)根据以上实验现象能得出关于金箔中金原子结构的一些结论，试写出其中的三点：
①原子中存在　　　　，且只占原子体积的很小一部分。
②金原子核带　　电荷，且电荷数远大于α粒子的电荷数，两者产生静电　　　作用。
③金原子的质量远　　 (填“大于”“小于”或“等于”)α粒子的质量。
原子核
正
排斥
大于
极薄的金箔，竟让变速运动的大多数α粒子畅通无阻地通过，证明原子不是实心的球体，内部有“广阔”的空间。有极少数α粒子被笔直地弹回，证明了原子核的存在，但占原子极小的体积，否则大部分α粒子不能畅通无阻地通过；同时证明金原子核的质量远大于α粒子的质量，否则金原子核将有被α粒子弹出的可能；还能证明金原子核所带电荷种类与α粒子相同，否则两者就会相互吸引；又能证明金原子核所带电荷数远大于α粒子，否则偏转的就不会是α粒子，而是金原子核。
(2)这是利用了物质结构研究的什么方法？
　　　　 。
实验方法
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课时对点练
题组一　归纳范式的应用
1.下列关于归纳范式的说法不正确的是
A.归纳范式的过程为“从个别到一般”
B.由“相似相溶规则”可推知乙醇易溶于水运用的是归纳法
C.由甲烷、乙烷、丙烷等的性质可归纳出烷烃的性质
D.归纳范式就是根据事实进行概括归纳，抽象出共同点
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由“相似相溶规则”可推知乙醇易溶于水运用的是演绎法。
2.化学工作者把烷烃、烯烃、环烷烃、炔烃……的通式转化成键数的通式，给研究有机物分子中键能大小的规律带来了很大的方便。烷烃中碳原子数跟键数的关系通式为CnH3n+1，烯烃(视双键为两条单键)、环烷烃中碳原子数跟键数的关系通式为CnH3n，则苯的同系物中碳原子数跟键数的关系通式为
A.CnH3n-1 B.CnH3n-2
C.CnH3n-3 D.CnH3n-4
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每两个成键电子构成一个共价键，分子中的成键电子总数除以2就得到该分子中共价键总数，苯的同系物的通式为CnH2n-6，分子中碳原子总的价电子数为4n个，氢原子总的价电子数为(2n-6)个，总价电子数为(6n-6)个，共价键总数为=3n-3。
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3.在1.013×105 Pa下，测得某些烷烃的沸点见下表。据表分析，下列选项正确的是
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物质名称及结构简式 沸点/℃
正丁烷CH3(CH2)2CH3 -0.5
正戊烷CH3(CH2)3CH3 36.0
异戊烷 27.8
新戊烷C(CH3)4 9.5
正己烷CH3(CH2)4CH3 69.0
A.在标准状况下，新戊烷是气体
B.在1.01×105 Pa、20 ℃时，戊烷都是液体
C.烷烃随碳原子数的增加，沸点逐渐降低
D.分子式为C5H12的烷烃的同分异构体中，随着支链数的增加，沸点逐渐
降低
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新戊烷的沸点为9.5 ℃，标准状况下的温度为0 ℃，则在标准状况下新戊烷为液体，A项错误；
C5H12的烷烃包括正戊烷、异戊烷、新戊烷，而新戊烷在20 ℃时是气体，B项错误；
从表中数据可知，烷烃随碳原子数的增加，沸点逐渐升高，C项错误；
C5H12的烷烃的3种同分异构体中，随着支链数的增加，沸点逐渐降低，D项正确。
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题组二　演绎范式的应用
4.下列物质研究的范式不属于演绎范式的是
A.由乙烯、丙烯均能与Br2、HCl、H2发生加成反应得出烯烃能发生加成
反应
B.在元素理论的指导下，人们于1875年发现了“类铝”(镓)
C.利用酸的通性推知乙酸可与NaHCO3溶液发生反应
D.利用元素周期律可推断出还原性：K>Na
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由乙烯、丙烯均能与Br2、HCl、H2发生加成反应得出烯烃能发生加成反应，利用的是归纳的方法，属于归纳范式。
5.下列说法不正确的是
A.金属性：K>Na>Li
B.热稳定性：HI>HCl>HF
C.非金属性：Cl>S>P
D.碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
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A项中为同主族元素，金属性：K>Na>Li；
B项中非金属性：F>Cl>I，故热稳定性：HIC项中为同一周期元素，非金属性：Cl>S>P；
D项中金属性：Na>Mg>Al，故碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3。
6.关于化合物2 苯基丙烯( )，下列说法正确的是
A.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.可以发生加成聚合反应
C.不能发生取代反应
D.易溶于水及甲苯
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2 苯基丙烯的官能团为碳碳双键，能够与酸性高锰酸钾溶液
发生氧化反应而使其褪色，一定条件下能够发生加聚反应生
成聚2 苯基丙烯，故A错误、B正确；
苯环、甲基均能发生取代反应，故C错误；
2 苯基丙烯为烃类，分子中不含羟基、羧基等亲水基团，难溶于水，易溶于有机溶剂如甲苯，故D错误。
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题组三　物质结构研究的方法
7.研究和学习化学，有许多提供技术的方法。下列方法中所举示例正确的是
A.观察法：变化中观察到有发光、放热现象即可说明发生了化学变化
B.归纳法：水、二氧化碳是由分子构成的，归纳出所有物质都是由分子
构成的
C.类比法：一氧化碳有毒，推测二氧化碳也有毒
D.分类法：根据组成物质的元素种类，将纯净物分为单质和化合物
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化学变化的实质是有新物质生成，变化中观察到有发光、放热现象不一定说明有新物质生成，所以不一定发生了化学变化，故A错误；
构成物质的微粒很多，水、二氧化碳是由分子构成的，氯化钠是由氯离子和钠离子构成的，不是所有物质都是由分子构成的，故B错误；
物质不同，其性质也不同，一氧化碳有毒，但二氧化碳无毒，故C错误；
根据组成物质的元素种类多少，将纯净物分为单质(含有一种元素)和化合物(含有不同种元素)，故D正确。
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8.某同学将一小块金属钠和一小块铁分别放在表面皿中，研究它们在空气中的稳定性，该学生采用的研究方法是
①假说法　②实验法　③分类法　④比较法
A.①② B.①③
C.②③ D.②④
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假说法是根据已知的科学事实和原理对未知领域的事物或现象的本质提出的一种推测，题目未提出推测性说明，故①错误；通过两金属暴露于空气中，以实验研究它们在空气中的稳定性，故②正确；没有分门别类地对物质及其变化进行研究，故③错误；金属钠和铁分别放在表面皿中，采取比较的方法来研究它们在空气中的稳定性，故④正确。
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9.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.α粒子散射：汤姆生原子结构模型
C.α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
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15
16
10.某同学想利用所学的知识去探究SO2的性质，设计了如下研究程序，合理的是
A.观察(得出SO2的物理性质)→分类(预测SO2的化学性质)→实验(观察实验现象、验
证预测)→比较并得出结论，对于异常现象再预测，再实验，再验证
B.分类(预测SO2的化学性质)→观察(得出SO2的物理性质)→实验→比较并得出结论
C.观察(得出SO2的物理性质)→实验→分类(预测SO2的化学性质)→比较并得出结论
D.实验→分类(预测SO2的化学性质)→观察(得出SO2的物理性质)→比较并得出结论
√
1
2
3
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7
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16
探究SO2的性质时其基本程序是先从色、态方面观察二氧化硫的外观，得出SO2的物理性质，然后根据二氧化硫可能具有的性质，预测SO2的化学性质，再做实验验证预测，观察实验并记录现象，再分析实验现象并用已知化学知识解释现象，最后得出结论，所以A合理。
11.最近医学界通过放射性14C标记C60，发现一种C60的羧酸衍生物在特定条件下通过断裂DNA杀死细胞，从而抑制艾滋病。下列叙述正确的是
A.由14C的化学性质可以归纳12C的化学性质
B.可以通过模型方法了解C60的微观结构
C.用扫描隧道显微镜可以测定二者的相对原子质量
D.可由C60、C70、C80等系列物质演绎一类物质的性质
√
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2
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16
12.类比推理是化学中常用的思维方法，下列推理合理的是
A.Fe与Cl2反应可生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3
B.CaO与Al2O3都可与酸反应生成对应的盐和水，推测两者都属于碱性氧
化物
C.SO2与CaCl2溶液不反应，推测SO2与Ca(NO3)2溶液也不反应
D.CO2是直线形分子，推测CS2也是直线形分子　
√
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氯气具有强氧化性，能将变价金属氧化为高价态，碘单质氧化性较弱，将变价金属氧化为低价态，Fe与I2反应生成FeI2，故A错误；
CaO与Al2O3都可与酸反应生成对应的盐和水，Al2O3也能与碱反应生成对应的盐和水，Al2O3为两性氧化物，CaO属于碱性氧化物，故B错误；
SO2与CaCl2溶液不反应， SO2与Ca(NO3)2溶液反应生成硫酸钙沉淀，因为硝酸钙溶液中通入二氧化硫后呈酸性，硝酸根离子在酸性条件下表现强氧化性，将二氧化硫氧化成S，S与Ca2+形成硫酸钙沉淀，故C错误。
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13.下列“类比”合理的是
A.Fe与S反应生成FeS，则Cu与S反应生成Cu2S
B.C在足量的O2中燃烧生成CO2，则S在足量的O2中燃烧生成SO3
C.Cl2与水反应生成HCl和HClO，则F2与水反应生成HF和HFO
D.Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，则Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2
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√
S的氧化性比较弱，S与变价金属Fe反应生成FeS，与Cu反应生成Cu2S，A正确；
C在足量的O2中燃烧生成CO2，而S在足量的O2中燃烧生成SO2，B错误；
Cl2与水反应生成HCl和HClO，F2与水反应生成HF和O2，C错误；
Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，由于Na2O2具有强氧化性，SO2具有还原性，则Na2O2与SO2反应生成Na2SO4，D错误。
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14.应用元素周期律的有关知识，可以预测我们未知的一些元素及其化合物的性质。下列预测错误的是
A.硒(Se)是ⅥA族元素，其氢化物的熔、沸点：H2Se>H2S>H2O
B.铋(Bi)与氮同主族，其最高价氧化物的水化物可能为弱碱
C.砹单质是一种有色固体，砹化氢很不稳定
D.锶(Sr)是ⅡA族元素，其最高价氧化物对应的水化物是强碱　
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3
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√
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3
4
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7
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9
10
11
12
13
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15
16
简单氢化物的熔、沸点：H2O>H2Se>H2S，水分子之间存在氢键，使熔、沸点反常的高，A项错误；
同主族元素从上到下，最高价氧化物对应水化物的酸性递减、碱性递增，铋的最高价氧化物对应的水化物可能为弱碱，B项正确；
同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，元素的氢化物的稳定性逐渐减弱，砹是第6周期ⅦA族元素，可推知砹化氢很不稳定；随原子序数的增加卤素单质的颜色逐渐加深，砹单质是一种有色固体，C项正确；
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锶(Sr)是第5周期ⅡA族元素，其最高价氧化物对应的水化物碱性强于Ca(OH)2，Sr(OH)2是强碱，D项正确。
15.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。如图是元素周期表的一部分，完成下列填空。
(1)表中元素f的氢化物的电子式是　　　　，这是利用了物质结构研究的
　 　　　方法。
(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　 (填字母)。可由此元素不同的氢化物推断出此系列物质的分子式通式，这种物质结构研究的范式是_____
　　　　。
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16
H
微观结构模型
b
归
纳范式
(3)α粒子是　　(填字母，下同)原子所形成的一种粒子，
1909年，卢瑟福等人做了用α粒子轰击金箔的实验，从
而提出原子核式结构模型，下列选项能正确表示这种
模型的是　　。
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16
a
C
(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。惠施的观点可表示为 请你用相同的图示方法表示墨子的观点：　　　　 　。这是利用了物质结构研究的
　 　范式。
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16
演绎
16.元素周期表是学习化学的重要工具，它隐含许多信息和规律。下表所列是六种短周期元素的原子半径及主要化合价(已知铍元素的原子半径为0.089 nm)。
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16
元素代号 A B C D X Y
原子半径/nm 0.037 0.143 0.102 0.099 0.074 0.075
主要化合价 +1 +3 +6，-2 -1 -2 +5，-3
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16
元素代号 A B C D X Y
原子半径/nm 0.037 0.143 0.102 0.099 0.074 0.075
主要化合价 +1 +3 +6，-2 -1 -2 +5，-3
(1)C元素在周期表中的位置为　 　　　　，其离子结构示意图为
　　　　。
第3周期ⅥA族
(2)B的最高价氧化物对应的水化物与Y的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为　　　 　 　　　。
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Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
元素代号 A B C D X Y
原子半径/nm 0.037 0.143 0.102 0.099 0.074 0.075
主要化合价 +1 +3 +6，-2 -1 -2 +5，-3
(3)关于C、D两种元素说法正确的是　　(填字母)。
a.简单离子的半径：D>C
b.气态氢化物的稳定性：D>C
c.最高价氧化物对应水化物的酸性：C>D
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b
元素代号 A B C D X Y
原子半径/nm 0.037 0.143 0.102 0.099 0.074 0.075
主要化合价 +1 +3 +6，-2 -1 -2 +5，-3
根据表格数据进行分析可知，A的主要化合价为+1价，且其原子半径最小，故A为H元素，C和X都有-2价，C还有+6价，故C为S元素，B的主要化合价为+3价，其原子半径大于S，则B为Al元素，D和X的主要化合价为-1价和-2价，根据原子半径可判断D为Cl元素，X为O元素，Y的主要化合价是+5价和-3价，原子半径大于氧原子而小于氯原子，则Y是N元素。
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C为S元素，D为Cl元素，硫离子和氯离子均有三个电子层，且电子数均为18，电子层结构相同时，核电荷数越大，离子半径越小，则简单离子半径：D同周期从左到右元素非金属性逐渐增强，非金属性越强，其气态氢化物越稳定，非金属性：Cl>S，则气态氢化物的稳定性：D>C，故b项正确；
非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则最高价氧化物对应水化物的酸性：D>C，故c项错误。
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(4)在100 mL 18 mol·L-1的C的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液中加入过量的铜片，加热使其充分反应，产生气体的体积为6.72 L(标准状况下)，则该反应过程中转移的电子数为　　　 。
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0.6NA
元素代号 A B C D X Y
原子半径/nm 0.037 0.143 0.102 0.099 0.074 0.075
主要化合价 +1 +3 +6，-2 -1 -2 +5，-3
C为硫元素，C的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液为浓硫酸，浓硫酸和铜发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O，硫元素化合价从+6价降低到+4价，得到2个电子。反应中生成二氧化硫的物质的量为=0.3 mol，则转移电子的物质的量为0.6 mol，数目为0.6NA。
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(5)比较Y元素与其同族短周期元素的最简单氢化物的熔、沸点高低：____
>　　 (填化学式)，理由：________________________________________
　　　　 　　 　　。
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NH3
PH3
NH3存在分子间氢键，分子间作用力增强，
元素代号 A B C D X Y
原子半径/nm 0.037 0.143 0.102 0.099 0.074 0.075
主要化合价 +1 +3 +6，-2 -1 -2 +5，-3
导致熔、沸点比PH3高
返回作业2　物质结构研究的范式与方法
(分值：100分）
（选择题1~10题，每小题4分，11~14题，每小题7分，共68分）
题组一　归纳范式的应用
1.下列关于归纳范式的说法不正确的是（　　）
A.归纳范式的过程为“从个别到一般”
B.由“相似相溶规则”可推知乙醇易溶于水运用的是归纳法
C.由甲烷、乙烷、丙烷等的性质可归纳出烷烃的性质
D.归纳范式就是根据事实进行概括归纳，抽象出共同点
2.化学工作者把烷烃、烯烃、环烷烃、炔烃……的通式转化成键数的通式，给研究有机物分子中键能大小的规律带来了很大的方便。烷烃中碳原子数跟键数的关系通式为CnH3n+1，烯烃（视双键为两条单键）、环烷烃中碳原子数跟键数的关系通式为CnH3n，则苯的同系物中碳原子数跟键数的关系通式为（　　）
A.CnH3n-1 B.CnH3n-2
C.CnH3n-3 D.CnH3n-4
3.在1.013×105 Pa下，测得某些烷烃的沸点见下表。据表分析，下列选项正确的是（　　）
物质名称及结构简式 沸点/℃
正丁烷CH3（CH2）2CH3 -0.5
正戊烷CH3（CH2）3CH3 36.0
异戊烷 27.8
新戊烷C（CH3）4 9.5
正己烷CH3（CH2）4CH3 69.0
A.在标准状况下，新戊烷是气体
B.在1.01×105 Pa、20 ℃时，戊烷都是液体
C.烷烃随碳原子数的增加，沸点逐渐降低
D.分子式为C5H12的烷烃的同分异构体中，随着支链数的增加，沸点逐渐降低
题组二　演绎范式的应用
4.下列物质研究的范式不属于演绎范式的是（　　）
A.由乙烯、丙烯均能与Br2、HCl、H2发生加成反应得出烯烃能发生加成反应
B.在元素理论的指导下，人们于1875年发现了“类铝”（镓）
C.利用酸的通性推知乙酸可与NaHCO3溶液发生反应
D.利用元素周期律可推断出还原性：K>Na
5.下列说法不正确的是（　　）
A.金属性：K>Na>Li
B.热稳定性：HI>HCl>HF
C.非金属性：Cl>S>P
D.碱性：NaOH>Mg（OH）2>Al（OH）3
6.关于化合物2 苯基丙烯（），下列说法正确的是（　　）
A.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.可以发生加成聚合反应
C.不能发生取代反应
D.易溶于水及甲苯
题组三　物质结构研究的方法
7.研究和学习化学，有许多提供技术的方法。下列方法中所举示例正确的是（　　）
A.观察法：变化中观察到有发光、放热现象即可说明发生了化学变化
B.归纳法：水、二氧化碳是由分子构成的，归纳出所有物质都是由分子构成的
C.类比法：一氧化碳有毒，推测二氧化碳也有毒
D.分类法：根据组成物质的元素种类，将纯净物分为单质和化合物
8.某同学将一小块金属钠和一小块铁分别放在表面皿中，研究它们在空气中的稳定性，该学生采用的研究方法是（　　）
①假说法　②实验法　③分类法　④比较法
A.①② B.①③
C.②③ D.②④
9.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.α粒子散射：汤姆生原子结构模型
C.α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
10.某同学想利用所学的知识去探究SO2的性质，设计了如下研究程序，合理的是（　　）
A.观察（得出SO2的物理性质）→分类（预测SO2的化学性质）→实验（观察实验现象、验证预测）→比较并得出结论，对于异常现象再预测，再实验，再验证
B.分类（预测SO2的化学性质）→观察（得出SO2的物理性质）→实验→比较并得出结论
C.观察（得出SO2的物理性质）→实验→分类（预测SO2的化学性质）→比较并得出结论
D.实验→分类（预测SO2的化学性质）→观察（得出SO2的物理性质）→比较并得出结论
11.最近医学界通过放射性14C标记C60，发现一种C60的羧酸衍生物在特定条件下通过断裂DNA杀死细胞，从而抑制艾滋病。下列叙述正确的是（　　）
A.由14C的化学性质可以归纳12C的化学性质
B.可以通过模型方法了解C60的微观结构
C.用扫描隧道显微镜可以测定二者的相对原子质量
D.可由C60、C70、C80等系列物质演绎一类物质的性质
12.类比推理是化学中常用的思维方法，下列推理合理的是（　　）
A.Fe与Cl2反应可生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3
B.CaO与Al2O3都可与酸反应生成对应的盐和水，推测两者都属于碱性氧化物
C.SO2与CaCl2溶液不反应，推测SO2与Ca（NO3）2溶液也不反应
D.CO2是直线形分子，推测CS2也是直线形分子
13.下列“类比”合理的是（　　）
A.Fe与S反应生成FeS，则Cu与S反应生成Cu2S
B.C在足量的O2中燃烧生成CO2，则S在足量的O2中燃烧生成SO3
C.Cl2与水反应生成HCl和HClO，则F2与水反应生成HF和HFO
D.Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，则Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2
14.应用元素周期律的有关知识，可以预测我们未知的一些元素及其化合物的性质。下列预测错误的是（　　）
A.硒（Se）是ⅥA族元素，其氢化物的熔、沸点：H2Se>H2S>H2O
B.铋（Bi）与氮同主族，其最高价氧化物的水化物可能为弱碱
C.砹单质是一种有色固体，砹化氢很不稳定
D.锶（Sr）是ⅡA族元素，其最高价氧化物对应的水化物是强碱
15.（16分）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。如图是元素周期表的一部分，完成下列填空。
（1）表中元素f的氢化物的电子式是　　　　　　　，这是利用了物质结构研究的　　　　　　方法。
（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　　　　（填字母）。可由此元素不同的氢化物推断出此系列物质的分子式通式，这种物质结构研究的范式是　　　　　。
（3）α粒子是　　　　（填字母，下同）原子所形成的一种粒子，1909年，卢瑟福等人做了用α粒子轰击金箔的实验，从而提出原子核式结构模型，下列选项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。惠施的观点可表示为请你用相同的图示方法表示墨子的观点：　　　　　　　　。这是利用了物质结构研究的　　　　范式。
16.（16分）元素周期表是学习化学的重要工具，它隐含许多信息和规律。下表所列是六种短周期元素的原子半径及主要化合价（已知铍元素的原子半径为0.089 nm）。
元素代号 A B C D X Y
原子半径/nm 0.037 0.143 0.102 0.099 0.074 0.075
主要化合价 +1 +3 +6，-2 -1 -2 +5，-3
（1）C元素在周期表中的位置为　　　　　，
其离子结构示意图为　　　　　　　。
（2）B的最高价氧化物对应的水化物与Y的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为　　　　　　　　　。
（3）关于C、D两种元素说法正确的是　　　　　（填字母）。
a.简单离子的半径：D>C
b.气态氢化物的稳定性：D>C
c.最高价氧化物对应水化物的酸性：C>D
（4）在100 mL 18 mol·L-1的C的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液中加入过量的铜片，加热使其充分反应，产生气体的体积为6.72 L（标准状况下），则该反应过程中转移的电子数为　　　　　。
（5）比较Y元素与其同族短周期元素的最简单氢化物的熔、沸点高低：　　　>　　　（填化学式），理由：　　　　　　　　。
答案精析
1.B　［由“相似相溶规则”可推知乙醇易溶于水运用的是演绎法。］
2.C　［每两个成键电子构成一个共价键，分子中的成键电子总数除以2就得到该分子中共价键总数，苯的同系物的通式为CnH2n-6，分子中碳原子总的价电子数为4n个，氢原子总的价电子数为（2n-6）个，总价电子数为（6n-6）个，共价键总数为=3n-3。］
3.D　［新戊烷的沸点为9.5 ℃，标准状况下的温度为0 ℃，则在标准状况下新戊烷为液体，A项错误；C5H12的烷烃包括正戊烷、异戊烷、新戊烷，而新戊烷在20 ℃时是气体，B项错误；从表中数据可知，烷烃随碳原子数的增加，沸点逐渐升高，C项错误；C5H12的烷烃的3种同分异构体中，随着支链数的增加，沸点逐渐降低，D项正确。］
4.A　［由乙烯、丙烯均能与Br2、HCl、H2发生加成反应得出烯烃能发生加成反应，利用的是归纳的方法，属于归纳范式。］
5.B　［A项中为同主族元素，金属性：K>Na>Li；B项中非金属性：F>Cl>I，故热稳定性：HIS>P；D项中金属性：Na>Mg>Al，故碱性：NaOH>Mg（OH）2>Al（OH）3。］
6.B　［2 苯基丙烯的官能团为碳碳双键，能够与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应而使其褪色，一定条件下能够发生加聚反应生成聚2 苯基丙烯，故A错误、B正确；苯环、甲基均能发生取代反应，故C错误；2 苯基丙烯为烃类，分子中不含羟基、羧基等亲水基团，难溶于水，易溶于有机溶剂如甲苯，故D错误。］
7.D　［化学变化的实质是有新物质生成，变化中观察到有发光、放热现象不一定说明有新物质生成，所以不一定发生了化学变化，故A错误；构成物质的微粒很多，水、二氧化碳是由分子构成的，氯化钠是由氯离子和钠离子构成的，不是所有物质都是由分子构成的，故B错误；物质不同，其性质也不同，一氧化碳有毒，但二氧化碳无毒，故C错误；根据组成物质的元素种类多少，将纯净物分为单质（含有一种元素）和化合物（含有不同种元素），故D正确。］
8.D　［假说法是根据已知的科学事实和原理对未知领域的事物或现象的本质提出的一种推测，题目未提出推测性说明，故①错误；通过两金属暴露于空气中，以实验研究它们在空气中的稳定性，故②正确；没有分门别类地对物质及其变化进行研究，故③错误；金属钠和铁分别放在表面皿中，采取比较的方法来研究它们在空气中的稳定性，故④正确。］
9.D
10.A　［探究SO2的性质时其基本程序是先从色、态方面观察二氧化硫的外观，得出SO2的物理性质，然后根据二氧化硫可能具有的性质，预测SO2的化学性质，再做实验验证预测，观察实验并记录现象，再分析实验现象并用已知化学知识解释现象，最后得出结论，所以A合理。］
11.B
12.D　［氯气具有强氧化性，能将变价金属氧化为高价态，碘单质氧化性较弱，将变价金属氧化为低价态，Fe与I2反应生成FeI2，故A错误；CaO与Al2O3都可与酸反应生成对应的盐和水，Al2O3也能与碱反应生成对应的盐和水，Al2O3为两性氧化物，CaO属于碱性氧化物，故B错误；SO2与CaCl2溶液不反应， SO2与Ca（NO3）2溶液反应生成硫酸钙沉淀，因为硝酸钙溶液中通入二氧化硫后呈酸性，硝酸根离子在酸性条件下表现强氧化性，将二氧化硫氧化成S，S与Ca2+形成硫酸钙沉淀，故C错误。］
13.A　［S的氧化性比较弱，S与变价金属Fe反应生成FeS，与Cu反应生成Cu2S，A正确；C在足量的O2中燃烧生成CO2，而S在足量的O2中燃烧生成SO2，B错误；Cl2与水反应生成HCl和HClO，F2与水反应生成HF和O2，C错误；Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，由于Na2O2具有强氧化性，SO2具有还原性，则Na2O2与SO2反应生成Na2SO4，D错误。］
14.A　［简单氢化物的熔、沸点：H2O>H2Se>H2S，水分子之间存在氢键，使熔、沸点反常的高，A项错误；同主族元素从上到下，最高价氧化物对应水化物的酸性递减、碱性递增，铋的最高价氧化物对应的水化物可能为弱碱，B项正确；同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，元素的氢化物的稳定性逐渐减弱，砹是第6周期ⅦA族元素，可推知砹化氢很不稳定；随原子序数的增加卤素单质的颜色逐渐加深，砹单质是一种有色固体，C项正确；锶（Sr）是第5周期ⅡA族元素，其最高价氧化物对应的水化物碱性强于Ca（OH）2，Sr（OH）2是强碱，D项正确。］
15.（1）H　微观结构模型　（2）b　归纳范式　（3）a　C　（4）　演绎
16.（1）第3周期ⅥA族　
（2）Al（OH）3+3H+Al3++3H2O　（3）b
（4）0.6NA　（5）NH3　PH3　NH3存在分子间氢键，分子间作用力增强，导致熔、沸点比PH3高
解析　根据表格数据进行分析可知，A的主要化合价为+1价，且其原子半径最小，故A为H元素，C和X都有-2价，C还有+6价，故C为S元素，B的主要化合价为+3价，其原子半径大于S，则B为Al元素，D和X的主要化合价为-1价和-2价，根据原子半径可判断D为Cl元素，X为O元素，Y的主要化合价是+5价和-3价，原子半径大于氧原子而小于氯原子，则Y是N元素。（3）C为S元素，D为Cl元素，硫离子和氯离子均有三个电子层，且电子数均为18，电子层结构相同时，核电荷数越大，离子半径越小，则简单离子半径：DS，则气态氢化物的稳定性：D>C，故b项正确；非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则最高价氧化物对应水化物的酸性：D>C，故c项错误。（4）C为硫元素，C的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液为浓硫酸，浓硫酸和铜发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O，硫元素化合价从+6价降低到+4价，得到2个电子。反应中生成二氧化硫的物质的量为=0.3 mol，则转移电子的物质的量为0.6 mol，数目为0.6NA。

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