高中化学苏教选修专题物质结构的探索无止境张.ppt

*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,高中化学苏教选修专题物质结构的探索无止境课件张,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,NO B,O,3,C,CO,2,D,氟氯烃,解析：,O,3,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,4体会学习物质研究的方法有助于探索物质世界的奥秘.,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。,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,该粘合剂的成分可能是(),CCO2 D氟氯烃,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。,研究物质的结构与性能的关系,专题5 物质结构的探索无止境,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”。,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。,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。,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。,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。,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；,研究生命现象的化学物质,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,CO B,CO,2,和,H,2,O,C,H,2,O,和,O,2,D,CH,3,OH,和,O,2,解析：乙酸乙酯的化学式为,C,4,H,8,O,2,，用,C,4,H,8,O,2,减去,2,分子,CH,4,得,C,2,O,2,，即,2,分子,CO,。,A,下列有关手性药物的叙述正确的是(),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。,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。,2下列说法不正确的是(),C电子从能量高的轨道回到能量低的轨道时，放出能量,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。,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。,4体会学习物质研究的方法有助于探索物质世界的奥秘.,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,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。,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。,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。,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。,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？,1%的太阳能，就能满 足当前全世界的能源需求。,量子力学理论推动化学反应的深入研究,太阳能的有效利用主要依靠化学所研 制的新型材料。,C它的抗腐蚀能力强,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,3 nm,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(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,3 nm,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性质几乎相同,但生物性质可能会截然不同，一种异构体有治病疗效，另一 种可能没有，甚至对人体有害。如果在没有手性催化剂的作 用下，生成的手性药物大多数是两种手性异构体，但在手性 催化剂作用下，可以主要生成一种异构体。,答案,D,规律方法,看似相似的物质，其性质可能不同，研究物质要深入物质的内部结构，揭开表象，探究真实。,本部分内容讲解结束,按,ESC,键退出全屏播放,谢谢观看！,