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(共42张PPT)
专题1　揭示物质结构的奥秘
第一单元　物质结构研究的内容
学习目标：1.能描述常见物质的微观结构，分析物质结构与其性质之间的关系。2.能 从物质的微观结构出发解释或预测物质的宏观性质。3.认识物质结构研究对化学科学 发展的重要意义。
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研习任务一　认识物质的特征结构
元素原子最外层电子排布的周期性　
最外电子层　
金属性　
非金属性　
静电作
用力　
2. 从化学键认识化学反应
（2）氮气分子含有氮氮三键，通常情况下很稳定，难以参加化学反应。所以固氮时 需要改变条件，氮气在高温、高压、催化剂的情况下，能与氢气化合生成NH3。
失去1个H　
失去1个H　
氧化反应　



问题　探讨
1. 假设你是一位化学科研工作者，在研究物质的特征结构时需要思考哪些问题？
提示：同一元素或不同种元素的原子之间为什么能彼此结合？为什么物质中直接相邻 原子之间的化学键类型不同？为什么原子、分子或离子可以构成不同的晶体？晶体中 的微粒间是通过怎样的相互作用结合的？为什么分子具有一定的空间构型？为什么有 机化合物有同分异构体现象？为什么有些元素能形成几种同素异形体？等等。
2. 用电子式表示NaCl的形成过程。
A. 除最外层外，原子各电子层上电子数均已达到2 n2个电子
B. 最外层只有一个电子的原子失去1个电子后，都变成稀有气体元素原子的电子层结 构
C. 金属元素与非金属元素结合形成的化合物都是离子化合物
D. 同主族元素中（稀有气体元素除外），一般原子半径越大，金属性越强
D
A. 钠原子易失去1个电子，氯原子易得到1个电子
B. 钠离子与钠原子有相似的化学性质
C. 钠原子与氯原子作用生成NaCl后，其稳定性增强
D. 氯化钠是离子化合物
B
解析：钠原子最外层只有1个电子，当它失去1个电子后形成的Na＋具有最外层8个电 子的稳定结构，氯原子最外层有7个电子，当它得到1个电子后形成的Cl－具有最外层8 个电子的稳定结构，Na＋和Cl－通过静电作用力形成离子化合物NaCl。
A. 碘升华
B. 酒精溶于水
C. 氢氧化钠晶体受热熔化
D. 一定条件下O3转化为O2
解析：碘升华，属于物理变化，没有化学键断裂和形成，故不选A；酒精溶于水，属 于物理变化，没有化学键断裂和形成，故不选B；氢氧化钠晶体受热熔化，属于物理 变化，氢氧化钠电离为自由移动的钠离子和氢氧根离子，有离子键断裂，没有化学键 形成，故不选C；O3转化成O2是化学变化，既有旧化学键断裂，又有新化学键形成， 故选D。
D
A. O4与O3、O2互为同分异构体
B. O4比O2活泼的根本原因是O4中的化学键比O2中的易断裂
C. 相同质量的O4与O3所含原子个数比为4∶3
D. O4的两种结构互为同分异构体
B
解析：O4是一种新的氧分子，故与O3、O2互为同素异形体，A项错误；O2能在自然界 稳定存在，化学性质较稳定，故O2中的化学键不如O4中的化学键更容易断裂，B项正 确；相同质量时，O4与O3中所含氧原子个数比为1∶1，C项错误；两者均为单质，不 属于同分异构体，D项错误。
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研习任务二　揭示物质结构与性质的关系
教材　认知
物质的结构决定物质的性质，物质的性质反映物质的结构。
1. 同素异形体
（1）概念： 。
（2）性质：同素异形体的物理性质 ，化学性质 。同素异形体性质 不同的原因是组成它们的结构的微粒排列方式不同。
由同一种元素形成的不同单质　
不同　
相似　
2. 磷的两种同素异形体——白磷和红磷
白磷晶体是由白磷分子（P4）组成的分子晶体，分子呈正四面体结构，分子中P—P键 键长是221 pm，键角∠PPP是60°，因其中的P—P键弯曲而具有较大的张力，其键能 较 ，易 ，所以白磷在常温、常压下就有很高的 。而红磷 的链状结构比较 ，室温下 氧气反应。
白磷分子的正四面体结构
小　
断裂　
反应活性　
稳定　
不与　
3. 碳的五种同素异形体
问题　探讨
1. 你能列举物质结构决定物质性质的实例吗？
提示：元素原子结构决定元素的性质；不同微粒靠不同的作用力构成不同的晶体；同 分异构体等。
2. 为什么白磷比红磷活泼，氧气比氮气活泼？
提示：白磷分子是正四面体结构，键角小，结构不太稳定，红磷结构要比白磷复杂得 多，也稳定得多，所以性质上也比白磷稳定。氧气比氮气活泼可从原子结构和分子结 构两方面找原因，以分子结构因素为主。N2分子以共价三键结合，比O2的键能大得 多。N2分子不易打开，性质稳定，O2分子较易打开化学键，一经打开，O原子又比N 原子易得电子，所以氧气更活泼。
3. 为什么分子组成都是C2H6O的乙醇和二甲醚在性质上差异很大？
提示：因为它们的结构不同。
4. 碳的同素异形体（金刚石、石墨、C60和碳纳米管等）在性质和用途上有极大差异 的原因是什么？
提示：碳原子与碳原子之间的连接方式不同，导致了它们形成的物质性质不同。
应用　体验
A. 金刚石与碳纳米管互为同素异形体
B. N5与N2互为同素异形体
C. 14C的质子数为14
D. C原子半径比N原子半径大
解析：同素异形体是同种元素形成的不同单质。金刚石和碳纳米管、N5和N2都互为同 素异形体；14C的质子数为6；C原子半径大于N原子半径。
C
A. H2和D2互为同素异形体
C. CH3CH2OH和CH3—O—CH3互为同分异构体
D. 水和冰是同一种物质
解析：H2和D2是由氢元素的不同同位素形成的氢气单质，既不是同位素，也不是同素 异形体，故选A。
A
A. 不同雪花中含有的H2O分子数不同
B. 不同雪花中含有相同数目的水分子
C. 不同雪花的化学性质不同
D. 不同雪花中水分子的空间排列方式不同
解析：雪花均由水分子构成，其化学性质相同；由于水分子空间排列方式不同造成了 雪花的形状不同，世界上没有两片形状完全相同的雪花，说明不同雪花中水分子的空 间排列有差异。
D
A. 物质的结构反映物质的性质，物质的性质决定物质的结构
B. 物质的结构包括构成物质的微粒之间的相互作用，分子的构型、手性等
C. 物质的结构随着人们的认识或研究的程度经常发生一些小的变化
D. 物质的结构有宏观和微观两方面的认识，从宏观上说物质是由元素组成的，从微 观上说物质是由分子构成的
解析：物质的结构决定物质的性质，A项错误；物质的结构指的是构成物质的微粒、 微粒间的作用力及微粒的排列方式等，B项正确；物质的结构是自然存在的，只是人 们认识物质结构的过程在逐步深入，C项错误；从微观上说，构成物质的微粒有分 子，也有原子、离子等，D项错误。
B
（1）物质结构与性质关系的研究过程
（2）
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课堂强研习 合作学习 精研重难
课时作业
A. 化学是在质子变化的层次上研究物质的一门基础学科
B. 化学学科的特征是从宏观和微观两个角度认识物质
C. 化学学科研究物质性质但不能创造出新物质
D. 化学学科表征物质的方法与物理学科完全相同
B
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A. 一氧化碳具有还原性，二氧化碳没有，是由于分子构成不同
B. 铁在空气中易生锈，铝在空气中抗腐蚀能力很强，是由于金属活动性顺序不同
C. 金刚石是无色透明的晶体，石墨是黑色的有金属光泽的细鳞片状固体，是由于碳 原子的排列方式不同
D. 铁块在空气中不能燃烧，纳米级铁粉在空气中可以自燃，是由于铁与空气的接触 面积不同
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A. 核聚变为放热反应
B. 聚变发电有利于减少碳排放量
C. 聚变发电，可使核能全部转化成电能
B
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A. 12C、13C、14C都属于碳的同素异形体
B. CaC2晶体中存在离子键和共价键
C. CH4的空间填充模型如图所示
D. 石墨烯属于芳香烃的一种
B
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A. X的质子数为33
D. X的质量数为92
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A. 乙醇和丙三醇互为同系物
B. 35Cl和37Cl互为同位素
C. O2和O3互为同素异形体
D. 丙酮（ ）和环氧丙烷（ ）互为同分异构体
A
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解析：结构相似，组成上相差若干个CH2原子团的有机化合物为同系物，乙醇 （CH3CH2OH）是饱和一元醇，丙三醇是饱和三元醇，两者所含官能团数目不同，不 互为同系物，A错误；质子数相同、中子数不同的同种元素互为同位素，35Cl的质子 数为17，中子数为18，37Cl的质子数为17，中子数为20，两者质子数相同、中子数不 同，互为同位素，B正确；由同种元素组成的不同的单质互为同素异形体，O2和O3是 由氧元素组成的不同的单质，两者互为同素异形体，C正确；分子式相同、结构不同 的化合物互为同分异构体，丙酮和环氧丙烷的分子式相同、结构不同，两者互为同分 异构体，D正确。
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A. X的中子数为2
B. X、Y互为同位素
B
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A. 该物质的分子式为SN
B. 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
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。
B
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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
解析：碳纤维显然主要是由碳元素组成，B正确，D错误；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，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。
D
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B. N60的发现开辟了能源世界的新天地，将来可能成为很好的火箭燃料
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11. 有下列几组物质：
②石墨与富勒烯
③硝基丙烷（CH3CH2CH2NO2）与丙氨酸（ ）
④CH3CH2CH2CH3和
⑤天然气的主要成分与沼气的主要成分　
⑥HF与HCl
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对各组物质的性质异同点进行分析，请用数字序号回答问题：
（1）互为同素异形体的是 。
（2）互为同分异构体的是 。
（3）互为同位素的是 。
（4）属于同一化合物的是 。
②
③④
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⑤
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B. 钋元素的相对原子质量为210
C. 210Po比209Po原子核多一个中子
D. 研究表明，烟草中含有210Po和210Pb等，它们互为同位素
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C　
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47.09 g　
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