第二单元物质结构研究的范式与方法-高二化学自主复习讲义（2019选择性必修2）

第二单元物质结构研究的范式与方法自主复习学习任务一物质结构研究的范式一、物质结构研究的范式1．物质结构研究有两种常见的范式：________、________。2．归纳范式的过程为________________。具体而言，根据________进行________，抽象出________，上升为________。3．演绎范式的过程为________________。具体而言，它是从某个________出发，向从属于这一结论的多个要素进行________的过程。【答案】：1.归纳范式演绎范式2.从个别到一般事实概括归纳共同点本质规律3.从一般到个别一般结论推理学习任务二物质结构研究的方法二、物质结构研究的方法1．常用的化学研究方法有________、________和________等方法。2．构成物质的微粒和物质的微观结构难以直接观测，可以运用________、________等方法，通过________、________、________，借助________和________。3．科学研究问题的第一步是________，在观察的基础上，科学家提出________，即根据________，对所研究的事物或现象作出初步的________。4．化学是一门以________为基础的学科，人们往往需要借助________________对假设的正确性进行检验。5．科学家需要运用一定的________与________对实验结果进行处理。【答案】：1.科学假设和论证实验模型建构2.实验模型分析观察推理科学假说论证3.观察假设已有知识解释4.实验实验观测的事实5.逻辑推理模型思维自主测评一、单选题1．在探索微观世界的过程中，科学家们常通过建立假说模型来把握物质的结构及特点。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．假说是对未知领域的事物或现象的一种推测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【答案】B【详解】假说是科学家在探索的过程中，为把握物质的结构及特点而建立的一种模型，它是对未知领域的事物或现象的一种推测，然后通过实验或推理去验证它正确与否，故选B。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【答案】B【详解】物理学中的假说是以事物或现象和科学理论为依据，对未知领域的事物或现象提出的一种推测。故ACD错误，B正确；故答案为：B。3．化学中的模型有助于我们形成化学学科的思想和方法，其中，实物模型是依靠物质的基本形态所做的模仿。下列属于实物模型的是ABCD卢瑟福原子结构模型

分子的结构模型氧化汞受热分解示意图接触法制硫酸示意图A．A B．B C．C D．D【答案】D【详解】A．原子结构模型属于微观结构模型；B．分子结构模型属于微观结构模型；C．从微观分析化学变化，属于微观模型；D．接触法制硫酸示意图是依靠实际物质所做，属于实物模型；故答案为：D。4．下列不同时期原子结构模型的提出时间排列正确的是()①电子分层排布模型②“葡萄干布丁”模型③量子力学模型④道尔顿原子学说⑤核式模型A．①③②⑤④ B．④②③①⑤C．④②⑤①③ D．④⑤②①③【答案】C【详解】①电子分层排布模型由玻尔1913年提出；②“葡萄干布丁”模型由汤姆逊1903年提出；③量子力学模型于1926年提出；④道尔顿原子学说于1803年提出；⑤核式模型由卢瑟福于1911年提出；所以顺序为④②⑤①③，答案选C。5．同族元素所形成的同一类型的化合物，其结构和性质往往相似。化合物PH4I是一种白色晶体，下列对它的描述中正确的是()A．它是一种共价化合物 B．在加热时此化合物可以分解为PH3和HIC．这种化合物不能跟碱反应 D．该化合物不易溶于水【答案】B【详解】A.铵盐为离子化合物，A错误；B.因为氯化铵受热逐渐分解为氯气和氨气，相似得，PH4I在加热时可以分解为PH3和HI，B正确；C.在加热状况下，可与碱反应生成PH3，C错误；D.氯化铵在水中易溶，故此化合物易溶于水，D错误。故选择B。点睛：已知同主族元素形成的同类型化合物其性质类似，所以在解题时可参考氨气和氯化铵的性质。6．类推的思维方式在化学学习与研究中经常采用，但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论正确的是A．由“Cl2+H2OHCl+HClO”可推出“F2+H2OHF+HFO”也能发生B．HCl的水溶液显强酸性，推出HF的水溶液也显强酸性C．由“2Fe+3Cl22FeCl3”可推出“2Fe+3I22FeI3”也能发生D．Na、K在周期表中属于同一主族，化学性质相似，Na常温下与水剧烈反应，故K常温下也能与水剧烈反应【答案】D【详解】A．氟单质具有强氧化性，和水反应生成氧气，，A错误；B．HF的水溶液为弱酸，而不是强酸，B错误；C．铁与碘生成碘化亚铁，不是碘化铁，，C错误；D．同一主族从上到下，元素的金属性逐渐增强，Na、K在周期表中属于同一主族，化学性质相似，且钾的金属性强于钠，Na常温下与水剧烈反应，故K常温下也能与水剧烈反应，D正确；故选D。7．近日，中国国家知识产权局公布了“一种抗肿瘤无机含硒纳米颗粒及其制备方法和应用”的专利，该发明为硒(Se，与O和S位于同一主族)在抗肿瘤方面的应用提供了一种新的制备方法，有望抗肿瘤的同时降低其毒副作用。下列说法正确的是A．氢化物热稳定性：H2Se>H2OB．该方法制备的硒纳米颗粒是胶体C．酸性：H2SO4<H2SeO4D．与S相比，Se与H2更难反应【答案】D【详解】A．O与Se同主族，原子序数Se>O，所以Se元素的非金属性弱于O元素，则氢化物的稳定性H2Se<H2O，A错误；B．制备的硒纳米颗粒是纯净物，不是胶体，B错误；C．非金属性Se<S，则最高价氧化物的水化物的酸性：H2SO4>H2SeO4，C错误；D．非金属性越强越容易与氢化合，所以与S相比，Se与H2更难反应，D正确；综上所述答案为D。8．现代大爆炸理论认为：天然元素源于氢、氦等原子核的融合反应。这与一百多年前普鲁特运用思辨性推测出的“氢是所有元素之母”的预言恰好“一致”。下列说法正确的是()A．科学研究中若能以思辨性推测为核心，就能加快科学的进程B．普鲁特的“既然氢最轻，它就是其他一切元素之母”的推理是符合逻辑的C．“一致”是巧合，普鲁特的预言没有科学事实和理论支撑，只是一种猜测D．“现代大爆炸理论”是解释宇宙诞生的唯一正确的理论【答案】C【详解】A.科学研究应以实验为核心，不能以思辨性推测为核心，故A错误；B.氢的确是元素之母，但与氢最轻无关，故B错误；C.普鲁特的预言没有科学事实和理论支撑，“一致”只是巧合，故C正确；D.“星云说理论”能解释宇宙诞生：太阳系是由一块星云收缩形成的，先形成的是太阳，然后剩余的星云物质进一步收缩演化形成行星，故D错误。故选C。9．原子结构模型经历了五个主要阶段:1803年实心球模型→1897年葡萄干面包式模型→1911年原子核式结构模型→1913的轨道模型→20世纪初电子云的原子结构模型。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【答案】A【详解】1803年英国科学家道尔顿提出近代原子学说，即原子结构的实心球模型；1897年，英国科学家汤姆生发现了电子，之后提出葡萄干面包式原子结构模型；1911年英国物理学家卢瑟福提出了原子核式结构模型；1913年丹麦物理学家波尔引入量子论观点，提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型；20世纪初奥地利物理学家薛定谔提出电子云模型，为近代量子力学原子结构模型。综上分析，对轨道模型贡献最大的科学家是玻尔，故选A。10．中学化学中很多“规律”都可以类推，下列根据有关“规律”推出的结论正确的是A．Na在空气中燃烧会生成Na2O2，故Li在空气中燃烧也会生成Li2O2B．浓硫酸可以干燥HCl气体，故也可用浓硫酸干燥HI气体C．硅是半导体材料。故同族的锗也是半导体材料D．卤素单质随核电荷数增加熔点升高。故碱金属单质熔点也随核电荷数增加而升高【答案】C【详解】A、Na在空气中燃烧会生成Na2O2，但Li没有Na活泼，在空气中燃烧会生成的是Li2O，故A错误；B、B.浓硫酸可以干燥HCl气体，但不能用浓硫酸干燥HI气体，因为浓硫酸具有强氧化性，可以氧化HI，故B错误；C、硅是半导体材料，同族的锗也在金属和非金属的分界线，故锗是半导体材料；D、卤素单质随核电荷数增加熔点升高，由于卤素单质是分子晶体，但碱金属单质熔点随核电荷数增加而降低，碱金属单质是金属晶体，故D错误；故选C。11．科学家根据元素周期律和原子结构理论预测，原子序数为114的元素位于第七周期ⅣA族，称为类铅元素。下面关于它的原子结构和性质预测正确的是A．类铅元素原子的最外层电子数为6B．它的最高价氧化物水化物的碱性比铅的最高价氧化物水化物的碱性弱C．它的金属性比铅强，具有放射性D．它的原子半径比铅小【答案】C【详解】A.类铅元素位于第七周期ⅣA族，可知该元素的原子的最外层电子数为4个，A错误；B.由于同一主族的元素从上到下元素的金属性逐渐增强，元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性就越强，所以类铅的最高价氧化物水化物的碱性比铅的最高价氧化物水化物的碱强，B错误；C.同一主族的元素从上到下元素的金属性逐渐增强，而且原子序数大于92号的元素大多具有放射性，由于类铅元素在铅元素的下一周期，所以金属性比铅强，具有放射性，C正确；D.原子核外电子层数越多，原子半径越大。由于类铅在铅的下一周期，所以原子半径比铅大，D错误；故合理选项是C。12．1911年，英国物理学家卢瑟福用带正电的α粒子轰击极薄的金箔，为了解释实验结果，提出了原子的有核模型。图中黑点表示金原子核的位置，曲线ab、cd和ef表示经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹，能正确反映实验结果的图是A． B． C． D．【答案】D【分析】用粒子(带正电，质量较小)轰击金箔时，大部分粒子直接穿过金箔，有少数因同性相斥发生一定的偏移，极小的一部分被笔直地弹回。【详解】A．c这个粒子不会偏向原子核运动，c到d的轨迹错误，A错误；B．e这个粒子不会偏向原子核运动，e到f的轨迹错误，B错误；C．e这个粒子不会偏向原子核运动，e到f的轨迹错误，C错误；D．D选项中三条轨迹符合粒子在原子核周围运动的规律，D正确；故答案选D。13．下列是不同时期的原子结构模型，按提出时间的先后顺序排列正确的是①玻尔原子结构模型；②“葡萄干布丁”模型；③量子力学模型；④道尔顿原子论；⑤核式模型A．①③②⑤④ B．④②③①⑤ C．④②⑤①③ D．⑤④②①③【答案】C【详解】①玻尔原子结构模型于1913年提出；②"葡萄干布丁”模型是由汤姆孙于1904年提出的；③量子力学模型于20世纪20年代中期提出；④道尔顿原子论于1803年提出；⑤核式模型由卢瑟福于1911年提出；故按提出时间的先后顺序排列正确的是④②⑤①③，故合理选项是C。14．下列关于晶体性质的描述中，正确的是A．晶体具有物理性质各向同性的特点B．形成晶体的形态与结晶过程的速率无关C．晶体表现自范性的过程是自发过程，不需要外界条件D．用X射线衍射实验可以区分晶体和非晶体【答案】D【详解】A．晶体具有规则的几何外型、固定的熔点和沸点，具有物理性质各向异性的特点，A不正确；B．当溶液的温度快速下降时，形成晶体的颗粒小，溶液缓慢降温时，形成晶体的颗粒大，则表明形成晶体的形态与结晶过程的速率有关，B不正确；C．晶体表现自范性的过程是自发过程，并且自发过程的实现，仍需要一定的条件，C不正确；D．晶体内部微粒排列规则，具有各向异性，而非晶体内部微粒排列不规则，所以用X射线衍射实验可以区分晶体和非晶体，D正确；故选D。15．下列关于物质性质的说法正确的是A．物质的性质是物质固有的，不随外界因素的改变而改变B．物质的性质包括物理性质和化学性质C．物质的性质包括物理性质、化学性质、生物活性和生理活性等D．物质的性质完全是由物质的结构所决定的【答案】C【详解】A．物质的性质虽然是物质固有的，但也会随外界因素的改变而改变，如H2O2，在强氧化性环境中表现还原性，在强还原性环境中表现氧化性，A不正确；B．物质的性质中，物理性质和化学性质只是其中的一部分，B不正确；C．物质的性质不仅包括物理性质、化学性质，还包括生物活性和生理活性等，C正确；D．物质的性质不仅由物质的结构所决定，还由物质的组成决定，D不正确；故选C。二、填空题16．构成物质的微粒和物质的微观结构难以直接观测，可以运用、等方法，通过、、，借助和。【答案】实验模型分析观察推理科学假说论证【详解】化学是一门实验科学，在“宏观—微观—符号”之间建立联系，是学习化学的一种重要思维方式，研究微观粒子的性质对学好化学有很大帮助。在学习化学知识的过程中，构建模型可形象生动地感受化学反应的实质。构成物质的微粒和物质的微观结构难以直接观测，可以运用实验、模型等方法，通过分析、观察、推理，借助科学假说和论证。17．请从物质结构研究的历史中选取一个主题，仔细查阅资料，整理出参与研究的科学家所作的贡献，阐述研究的方法，体会科学家坚持不懈、敢于批判的精神。【答案】根据原子结构模型的演变可知：(1)19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体；(2)1897年，英国科学家汤姆生发现了电子，1904年提出“葡萄干面包式”的原子结构模型；(3)1911年英国物理学家卢瑟福(汤姆生的学生)提出了带核的原子结构模型；(4)1913年丹麦物理学家波尔(卢瑟福的学生)引入量子论观点，提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型；(5)奥地利物理学家薛定提出电子云模型(几率说).【详解】根据原子结构模型的演变可知：(1)19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体；(2)1897年，英国科学家汤姆生发现了电子，1904年提出“葡萄干面包式”的原子结构模型；(3)1911年英国物理学家卢瑟福(汤姆生的学生)提出了带核的原子结构模型；(4)1913年丹麦物理学家波尔(卢瑟福的学生)引入量子论观点，提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型；(5)奥地利物理学家薛定提出电子云模型(几率说)。18．科学家需要运用一定的与对实验结果进行处理。【答案】逻辑推理模型思维【详解】科学家需要运用一定的逻辑推理与模型思维对实验结果进行处理。模型既可以是对原型的简化和纯化、抽象和近似，也可以是结合某种理论形态下建立的思维模型。19．化学是一门以为基础的学科，人们往往需要借助对假设的正确性进行检验。【答案】实验实验观测的事实【详解】一种假设是否正确，往往需要进行检验，而检验假设的最直接的方法，就是进行化学实验。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性进行检验。20．常用的化学研究方法有、和等方法。【答案】科学假设和论证实验模型建构【详解】常用的化学研究方法有科学假设和论证、实验和模型建构等方法。21．结合已有知识和实例，分别阐述归纳法和演绎法在