化学苏教版 (2019)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精品复习练习题

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1．认识物质结构研究对各种性能的新物质发现、设计和合成的重要意义。
2．感受物质结构研究对推动人类文明作出的巨大贡献。
知识精讲
知识点01 物质结构研究促进了化学科学的发展
1．人类物质结构的探索和研究
1811年，意大利科学家阿伏加德罗提出了分子的概念，认为气体分子可以有几个原子组成。
1860年，确立了“原子——分子论”，即原子按一定方式结合成分子，分子组成物质，分子的结构决定了分子的性质。
1869年，俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律，有助于从理论上指导化学元素的发现和应用。
19世纪中叶，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饱和性相继被发现，为有机立体化学的发展奠定了基础。
2．物质结构研究的意义
（1）认识物质结构，可以帮助我们认识物质的性能。如金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都有碳元素组成，但他们的性能有很大的差别，原因是碳原子之间的排列方式不同。
（2）研究物质结构，能够为设计和合成新物质提供理论基础。
（3）揭示物质结构与性能的关系，可帮助我们预测新物质的性能。
（4）研究物质结构，能帮助我们了解材料的结构与性能之间的关系。
（5）物质结构研究，使生命科学在分子水平上探索生命现象的本质。
（6）物质结构研究对保护生态环境、实现社会的可持续发展有重要意义。
知识点02 物质结构的探索
1．探索生命运动的化学机理
20世纪经典生物学的最大突破是在分子水平上探索生命现象的本质。
研究配体小分子和受体生物大分子相互作用机理，有助于进行手性生物分子和手性药物的开发。
研究食草动物胃内的酶是如何把植物纤维分解为小分子的，为充分利用自然界中的植物纤维资源打下基础。
合成具有生物活性的分子，可帮助人类揭示生命的奥秘。
了解生物体内信息分子的运动规律和生理调控的化学机理，创造“新陈代谢”的目标。
2．化学反应的量子力学理论的发展
量子化学是结构化学最重要的理论基础，结构化学是量子化学最直接的实验基础和推动力量。
3．物质结构研究对于保护生态环境、实现社会的可持续发展亦具有重大意义。
【即学即练1】由下列事实得出的结论错误的是（ ）
A．维勒利用无机物合成了尿素，突破了无机物与有机物的界限
B．门捷列夫在前人工作的基础上发现了元素周期律，表明科学研究既要继承又要创新
C．C60是英国和美国化学家共同发现的，体现了国际科技合作的重要性
D．1998年，科恩和波普尔因理论化学方面的贡献获诺贝尔化学奖，意味着化学已成为以理论研究为主的学科
答案：D
【即学即练2】通过对物质结构与性质的研究，能够解决许多问题。在生命科学领域，下列不能通过研究结构与性质的关系加以解决的问题是( )
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
答案：C
解析：结构是内在的，而不是外在的，指甲可以改变，C项错。
【即学即练3】科学研究发现铂的两种化合物(短线表示化学键)有不同的特性，其中a具有抗癌作用，而b没有；a是极性分子而b是非极性分子。则下列说法正确的是( )
A．a、b分子中，Pt原子与2个Cl原子、2个N原子间形成的结构与CH2Cl2相似
B．a在水中的溶解度比b在水中的溶解度大
C．a、b互为同素异形体
D．a、b是同一物质
答案：B
解析：a、b两种分子的结构都是四边形，但它们中的—Cl与—NH3所处位置不同，前者是顺式，后者是反式，互为顺反异构体；根据“相似相溶规则”，a是极性分子，相对于非极性分子的b易溶于水；同素异形体是对于单质而言的，不能用于化合物；a、b结构不同，化学性质也不同，不是同一物质。
能力拓展
考法01 物质结构研究的意义
1．哲学意义
证明世界的物质性和人类认识自然世界的永无止境。世界是由物质构成的，物质是由不同层次的微粒构成的复杂系统。人们找到了描述丰富多彩、变化万千的物质世界的最重要的概念——元素，使物质世界变得简单有序。
2．科学理论和方法上的意义
丰富了人们关于物质世界的基本知识，逐渐形成了从微观分析到揭示宏观现象的思维范式，即“结构决定性质”。
3．实践上的意义
物质结构研究获得的知识和方法可以指导人们解决很多实践中的问题。
【典例1】1999年度诺贝尔化学奖授予了开创“飞秒(10－15 s)化学”新领域的科学家，使运用激光光谱技术观测化学反应时分子中原子运动成为可能。你认为该技术不能观察到的是( )
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
答案：A
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。
分层提分
题组A 基础过关练
1．关于化学科学探索的意义，下列有关说法错误的是( )
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
答案：D
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。
2．下列描述中不正确的是( )
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
答案：B
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；科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。
3．某化学兴趣小组在学校科技节活动中表演了“滴水生火”“吹气生火”的小魔术。如图所示，在蒸发皿上放一小团脱脂棉，在里面裹入一种淡黄色的化合物，对着脱脂棉吹气或者用胶头滴管滴几滴水，一会儿脱脂棉会燃烧起来。
(1)淡黄色的化合物为________。
(2)由“滴水生火”的小魔术可以得出Na2O2和H2O发生反应的依据：a.有氧气生成；b._______________。该反应的化学方程式是__________________________________。
(3)“吹气生火”的过程中发生的化学反应方程式为______________________。
答案：(1)Na2O2
(2)有热量放出 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
(3)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2