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(共40张PPT)
专题1　揭示物质结构的奥秘
第三单元　物质结构研究的意义
学习目标：1.了解人类探索物质结构的历史。2.感受物质结构的研究对推动人类文明 做出的巨大贡献。3.知道人类探索物质结构的意义。
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研习任务一　促进了化学科学的发展
分子　
原
子　
原子—
分子论　
元素周期　
4.19世纪中叶，对有机化合物的认识也取得了重大进展。碳原子的四价、有机物中碳 原子成键的立体结构、有机化合物分子中价键的 性等相继被发现，对有机化 学的进一步发展意义重大。
5. 研究物质结构，能够为设计与合成新物质提供理论基础，也可以帮助我们预测物质 的性能。例如，物质结构理论和方法是研究材料结构与性能关系的重要工具，有助 于 材料、 材料、新型合金、 材料、可降解高分子材料等诸 多新型材料的开发、研制和应用。
饱和　
信息　
纳米　
超导　
√
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问题　探讨
目前，人们能够合成自然界中不存在的物质，人们能不能制造出自然界中不存 在的元素？
提示：能。人们可以用粒子高能加速器来人工制造化学元素，元素周期表中标“*” 的元素均为人造元素。
A. 原子—分子论 B. 元素周期律
C. 物质不灭定律 D. 质量守恒定律
解析：A项，原子—分子论的创立是认识和分析化学现象及本质的基础，是奠定近代 化学基础的理论，正确；B项，元素周期律的发现使化学的学习和研究变得有规律可 循，不是奠定近代化学基础的理论，错误；C项，物质不灭定律，不是奠定近代化学 基础的理论，错误；D项，质量守恒定律揭示了物质发生化学反应时的质量关系，不 是奠定近代化学基础的理论，错误。
A
A. 原子中原子核的内部结构
B. 化学反应中原子的运动
C. 化学反应中生成物分子的形成
D. 化学反应中反应物分子的分解
解析：从题目中可以看出运用激光光谱技术能够观测化学反应时分子中原子的运动， 而化学反应中反应物分子的分解和生成物分子的形成都涉及原子的运动，因而B、 C、D项都是正确的。
A
A. 化学的特征就是认识分子和制造分子，它是一门具有创造性和实用性的科学
B. 人们可以利用先进的技术和设备通过化学变化制造出新的原子和新的分子
C. 制陶、冶金及酿酒过程中，肯定发生了化学变化
D. 化学家可以在微观层面上操纵分子和原子，组装分子材料、分子器件和分子机器 等
解析：化学科学的特征为认识分子和制造分子，是一门具有创造性和实用性的科学， A项正确；化学变化可以制造分子，但不能制造原子，B项错误；制陶、冶金及酿酒 过程均生成了新物质，发生了化学变化，C项正确；化学家可以在微观层面上操纵分 子和原子，组装分子材料、分子器件和分子机器等，D项正确。
B
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研习任务二　物质结构的探索无止境
教材　认知
1.20世纪经典生物学的最大突破是在 水平上探索生命现象的本质，这一过程 也离不开对物质 的研究。
2. 量子力学在物质转化、物质制备等研究领域中具有指导作用。为了更好地利用化学 变化，通过化学反应实现物质的转化，制备人类生活和生产所需要的物质，化学家们 需要回答更多的问题，需要发展量子力学，需要建立精确有效而又普遍适用的化学反 应的量子力学理论。
3. 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。
分子　
结构　
化学键理论　
配体小分子　
受体生物大分子　
生物活性　
生物体内信息分子的运动规律　
生理调控的化学机
理　
5. 手性分子的研究
（1）手性药物：含有 的药物称为手性药物。生物体内的大分子大多具 有 。人体里的氨基酸都是 ，只有用 的氨基酸才能合成蛋 白质。
（2）手性催化剂与手性合成。
6. 物质研究的方法有助于探索物质世界的奥秘
化学作为一门实用的创造性科学，已经为人类认识物质世界和人类文明的进步作出了 巨大的贡献，用化学方法合成了数以千万计的物质。化学创立了研究物质结构的理 论、方法和实验手段，初步揭示了物质的 与 之间的关系和规律，为 设计具有各种特殊功能的新药物提供了有效的方法和手段。
手性分子　
手性　
左旋的　
左旋　
结构　
性质　

√

√
问题　探讨
1. 目前研究化学反应机理应重点研究什么理论？
提示：化学反应的量子力学理论。
2.21世纪化学科学亟待解决的重大难题之一就是掌握生命运动的化学机理。你能列举 一例该领域的研究方向吗？
提示：配体小分子与受体生物大分子相互作用的机理；小分子与蛋白质的结合，并改 变蛋白质功能的机理；新陈代谢机理等。
A. 通过化学探索可提高粮食产量、缓解能源危机、合理利用资源，以保障人类的生 存
B. 通过化学探索可合成新物质，以提高人类的生活质量
C. 通过化学探索可探明生命过程中的奥秘、合成新药物，以促进人类的身心健康
D. 通过化学探索可制造出对环境无害的化学品及生活用品，完全杜绝对环境的影响
解析：人类的活动不可避免会对环境造成一定的影响，不可能完全杜绝，D项错误。
D
A. 发现新物质
B. 合成新材料
C. 研究化学反应的微观过程
D. 研究化学反应中原子守恒关系
解析：当今化学研究的主要方向：发现新物质，A项对；合成新材料，开发新能源， B项对；揭示化学反应的微观过程以及“绿色化学”等，C项对；化学反应中原子守 恒关系是以前化学研究的内容，D项错。
D
A. 人类制造化学物质只具有正面意义
B. 制造化学物质导致人类生存环境恶化
C. 欲制造出更多更好的新的化学物质，就要进一步研究物质的结构
D. 制造化学物质只是化学科学分内的事
C
解析：C项产物中的SO2是大气污染物之一，可导致酸雨。
C
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课时作业
A. 酶的催化机理
B. 手性生物分子与手性药物的作用机制
C. 指甲的长短与手指的灵活性的关系
D. 抗癌药物的设计与筛选
解析：结构是内在的，而不是外在的，指甲可以改变，C项错。
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A. 伦琴发现X射线，将人类对原子结构的认识引入了新的历程
B. 道尔顿认为“不同元素化合时，这些元素的原子按简单整数比结合成化合物”
C. 汤姆生通过α粒子散射实验总结出原子结构行星模型
D. 法国物理学家贝克勒尔发现了铀的放射性
解析：1895年，伦琴发现X射线，将人类对原子结构的认识引入了新的历程，故A正 确；1803年道尔顿提出原子论，其要点之一：不同元素化合时，原子以简单整数比结 合，故B正确；卢瑟福进行α粒子散射实验后，认为原子是“行星模型”，故C错误； 1896年，法国物理学家贝克勒尔发现了铀的放射性，故D正确。
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A. 两个或多个分子之间能否发生化学反应
B. 需要什么催化剂才能在温和条件下进行反应
C. 如何在理论指导下控制化学反应
D. 在化学反应过程中，原子能否分割与重新组合
解析：化学反应是以原子为基础，属于原子层面的反应，反应过程中不涉及原子的分 割，化学反应只是分子拆分成原子，原子重新结合成分子的过程。
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A. 金原子不是实心球，内部很“空旷”，其中存在“硬核”，其体积比原子本身小 得多
B. 金原子的“硬核”质量比α粒子大得多，故金原子的质量主要集中在“核”上
C. 金原子的“硬核”带正电，原子内含的正电荷集中在“核”上
D. 核外电子绕原子核做高速圆周运动
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解析：实验现象“大多数α粒子畅通无阻地通过”，说明原子不是“实心球”，而是 内部很“空旷”，α粒子能偏转甚至被弹回，根据电性作用和动量守恒原理，说明原 子的内部存在带正电的刚性体微粒，且质量比α粒子大得多；偏转或被弹回的粒子很 少，说明这个带正电的“硬核”体积比原子本身小得多，但不能直接得出电子的存在 及运动情况。
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A. 材料是为人类社会所需要并能用于制造有用器物的物质
B. 人类使用和制造材料有悠久的历史，制造出的第一种材料是陶
C. 由于空气的剧烈摩擦，飞机尖端的温度较高，故航天飞机的保护层可以采用镁铝 合金
D. 高分子分离膜是具有传统高分子材料的机械性能，又具有特殊分离功能的功能高 分子材料制成的薄膜
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解析：当航天飞机返回地球大气层时，由于空气的剧烈摩擦，飞机尖端的温度可达1 000 ℃以上，镁铝合金是热的传导体，会造成飞机烧毁，一般采用耐高温的绝热材 料，如碳纤维等。
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A. B40与石墨烯的结构相同，二者互为同素异形体
B. 44 g该物质含有2.408×1024个原子
C. B40中含有离子键和共价键
D. 全硼富勒烯团簇是一种新型的高分子材料
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解析：B40与石墨烯是不同元素生成的单质，二者不互为同素异形体，故A错误；44 g B40的物质的量为0.1 mol，该物质含有4 mol B原子，即2.408×1024个原子，故B正 确；B40中只含有共价键且B与B之间的共价键均为非极性键，故C错误；全硼富勒烯 团簇是一种单质，且相对分子质量不是很大，不是高分子化合物，故D错误。
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A. 该制冷剂对环境不产生任何污染
B. 该制冷剂的作用原理与氨基本相同
C. 该制冷剂在水的凝固点附近的温度下发挥作用
D. 该制冷剂是属于悬浊液的一种分散系
解析：水和冰组成的两相液体制冷剂，不属于悬浊液分散系，因为分散系是混合物， 而该制冷剂是纯净物。
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A. 水稻、兰花的太空育种
B. “嫦娥五号”带回的月球土壤成分研究
C. 病毒肺炎疫苗药物的研制
D. 高强度舰船用特种钢的研发
解析：太空育种属于生物学研究的范畴，故选A。
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A. 现代化学与生命科学形成很强的交叉融合
B. 这一技术可能使治愈遗传性疾病成为现实
C. 化学家们已能够在微观层面上操纵分子和原子
D. 通过化学方法可制造出使人长生不老的“仙丹”
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解析：由题干信息知，现代化学与生命科学形成很强的交叉融合，A正确；由题干信 息知，这一技术可能使治愈遗传性疾病成为现实，B正确；“基因剪刀”能识别病毒 的DNA，对这种“剪刀”施加控制，就能在任何预先设定的位置上切割任何DNA分 子，进而重写生命密码，说明化学家们已能够在微观层面上操纵分子和原子，C正 确；使人长生不老的“仙丹”是不存在的，D错误。
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B. 组成“月壤”的矿物粉末主要是由无机物和多种有机物组成的复杂混合物
C. “月壤”的“太空风化”与地球上在大气、水和生物共同作用下的“地表风化” 原理相同
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解析：（1）化学与医药、卫生、化工等行业均有关联。
（2）屠呦呦研究小组用 提取青蒿素。后来一大批化学工作者在研究青蒿素 结构的过程中，利用 测定出青蒿素的相对分子质量。
解析：（2）屠呦呦团队用乙醚提高了青蒿素的提取率，质谱仪能测量出其相对分子 质量。
①②
③④⑤　
乙醚
质谱仪
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①在西汉古籍《淮南万毕术》中曾有“曾青得铁则化为铜”之说，试写出该句描述的 现象所涉及反应的化学方程式： 。
Cu2（OH）2CO3＋4HCl
（3）铜是生命必需的微量元素之一，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使 用对国计民生各个方面产生了深远的影响。
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12. 绿色化学是“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒 害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各个环节中都实现净化和无污染。
（1）下列各项符合“绿色化学”要求的是 （填字母，下同）。
A. 处理废弃物 B. 治理污染点
C. 减少有毒产物 D. 杜绝污染源
D　
解析：（1）根据题干描述“绿色化学是预防污染的根本手段”可知，“绿色化学” 要求从“源头”上杜绝污染源。
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（2）在我国西部大开发中，某地为筹建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你 认为可行的是 。
A. 建在西部干旱区可以脱贫致富
B. 应建在水资源丰富和交通方便且远离城市的郊区
C. 企业有权自主选择厂址
D. 不宜建在人口稠密的居民区
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（3）某化工厂排放的污水中含有Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋、Hg2＋四种离子。某同学设计 了从该污水中回收纯净的金属铜的方案。
在能制得纯铜的方案中，哪一步操作会导致环境污染？ 。应增加哪些措施 防止污染？ 。
解析： （3）由于汞的沸点低、易挥发、有毒，因此操作③会造成环境污染。
第③步　
增加冷凝回收装置
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