1.2 物质结构研究的范式与方法 同步学案（含答案）2024-2025学年高二化学苏教版（2020）选择性必修2
文档属性
| 名称 | 1.2 物质结构研究的范式与方法 同步学案（含答案）2024-2025学年高二化学苏教版（2020）选择性必修2 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-05-07 13:57:11 | ||
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文档简介
第二单元 物质结构研究的范式与方法
1. 初步认识研究物质结构的两种范式及其相互关系。
2. 初步了解研究物质结构的一般方法，了解其在物质结构研究中所起的作用。
3. 了解现代仪器和手段为测定物质结构、建立相关理论作出的重要贡献。
4. 初步学会从宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知等角度解决化学问题。
范式(paradigm)的概念和理论是美国著名科学史家、科学哲学家托马斯·库恩提出并在《科学革命的结构》(1962)中系统阐述的，它指的是一个共同体成员所共享的信仰、价值、技术等的集合，是指常规科学所赖以运作的理论基础和实践规范，是从事某一科学的研究者群体所共同遵从的世界观和行为方式。
范式的特点是：(1)范式在一定程度内具有公认性；(2)范式是一个由基本定律、理论、应用以及相关的仪器设备等构成的一个整体，它的存在给科学家提供了一个研究纲领；(3)范式还为科学研究提供了可模仿的成功的先例。
物质结构研究有哪些范式？
1. 什么是归纳范式？回顾在学习烷烃通式和元素核外电子排布规律时，是如何运用归纳范式学习的？
2. 如何研究含有碳碳双键和碳碳三键的不饱和烃的通性？
3. 什么是演绎范式？
4. 如何由钠的原子结构特点和还原性预测同族的钾、铷、铯的还原性？
5. 阅读教材，讨论水分子间为什么易形成氢键？由此可推出什么结论？ ROH、RCOOH为什么在水中溶解度较大？
碳氢化合物为什么在水中溶解度小？你理解的相似相溶规则是什么内容？
逻辑方法在自然科学中的应用，往往是多种方法的并用、配合或交替。归纳和演绎在化学研究中的应用也是如此。
1. 化学研究一般是先归纳、后演绎，阅读教材，简单说明这种研究途径的过程和本质。
2. 演绎是从一般到个别，从理论到新的事实。简单说明归纳与演绎的关系。
在物质结构的研究中，除借助科学仪器等物质手段，还需要借助化学研究的方法。常用的化学研究方法有科学假设和论证、实验、模型建构等。
1. 阅读教材，了解科学家如何通过科学假设和论证研究问题。法拉第首先发现了苯，后来凯库勒对苯的结构进行了研究。
凯库勒与苯的六元环结构
(1) 科学家是如何研究、最终如何确认苯的凯库勒式的？
(2) 为了证明假设是否正确，必须经过不断地重复实验进行论证。若实验证明假设是正确的，科学家就接受这个假设；如果实验不支持假设，则必须对假设进行修改，并设计新的实验进行反复验证。经实验证明正确的假设还需通过建立理论来将这些知识组织起来，使之成为知识体系。观察下图，你认为什么时候需对原有理论进行修正？
(3) 下图所示是原子结构模型的演变，原子结构理论在发展过程中经过多次修正，最后才形成修正后的理论。
2. 通过实验方法了解物质结构。
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与否进行检验。
晶体的X射线衍射
显微红外光谱仪 电子显微镜 原子吸收分光光度计 X射线衍射仪
测定物质组成和结构的仪器
(1) 17世纪发明的光学显微镜能否观察分子层次的物质结构，有什么意义？
(2) 20世纪中后期的扫描隧道显微镜、原子力显微镜可用于研究什么？各种光谱和晶体X射线衍射实验方法可用于研究什么？
3. 通过模型方法研究物质。
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。
宏观模型和微观结构模型
(1) 实物(宏观)模型有什么意义，什么是微观结构模型？
(2) 了解原子结构的演变和微观结构模型。
原子结构模型 相关科学家 特点
道尔顿模型 (1803) 坚实不可再分的实心球
汤姆生模型 (1904) 平均分布着正电荷的粒子嵌着同样多的电子
卢瑟福模型 (1911) 带正电荷的原子核位于中心。质量主要集中在原子核上，电子沿不同轨道运转
玻尔模型 (1913) 电子在一定轨道上绕核做高速圆周运动
电子云模型 (1935) 现代物质结构学说
提出“近代原子学说”的是英国科学家________，他是最早提出科学的原子学说的人；发现电子的是英国科学家________，他提出了________________的原子结构模型；英国物理学家________通过α粒子散射实验，提出了原子结构有核模型；丹麦物理学家________研究了______________后，大胆地引入波粒二象性的观点，提出了新的原子结构模型。
(3) 模型抽取了物质原型的关键要素，是对原型的简化。科学家从实验中获得的大量原始数据出发，抽象出一定的模型，然后选择合理的方法进行计算，最后得出科学的规律。模型有什么作用？为什么被广泛应用？
(4) 如图是乙烯和乙炔的球棍模型。该模型对我们了解分子结构和化学反应中化学键的变化有什么帮助？
乙烯 乙炔
1. [2024泰州期中]下图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( )
A. ④②⑤①③ B. ④②③①⑤ C. ①③②⑤④ D. ④⑤②①③
2. [2024南通海安高级中学阶段性检测]类推的思维方法在化学学习与研究中有时会产生错误结论，故类推的结论最终要经过实践的检验，才能决定其正确与否。下列几种类推结论正确的是( )
A. 由Na和水反应生成NaOH和H2可类推其他金属和水反应也生成氢氧化物和H2
B. 由铁放置在空气中一段时间后就会生锈，可推出更活泼的铝不能稳定存在于空气中
C. Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，则Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2
D. Na3N与盐酸反应生成NaCl和NH4Cl，则Mg3N2与盐酸反应生成MgCl2和NH4Cl
3. [2024苏州南航附中月考]下列关于归纳范式的说法不正确的是( )
A. 归纳范式的过程为“从个别到一般”
B. 由“相似相溶规则”可推知，乙醇易溶于水运用的是归纳法
C. 由甲烷、乙烷、丙烷等的性质可归纳出烷烃的性质
D. 归纳范式就是根据事实进行概括归纳，抽象出共同点
4. [2024苏州一中月考]“假说”在化学科学的研究和发展中起到不可替代的作用，但必须以已有的科学事实和理论为依据，更要用系统的科学观察和实验来验证。下列“假说”在化学科学发展过程中曾经起到一定的作用，从目前的化学理论看，仍然正确的是( )
A. 阿伦尼乌斯提出的假说：电解质在溶液中会自发离解成带电的粒子
B. 道尔顿提出的假说：元素的原子以其原子质量为特征，原子不可再分
C. 盖·吕萨克提出的假说：同温同压下，相同体积的不同气体含有相同数目的原子
D. 贝采里乌斯提出的假说：不同原子显不同电性，因而产生吸引力，由此形成化合物
5. 下列说法不正确的是( )
A. 金属性：K>Na>Li B. 热稳定性：HI>HCl>HF
C. 非金属性：F>O>N D. 碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
6. 约里奥居里夫妇用α粒子轰击X和Y两种元素，获得人工放射性元素——N和 P，两位科学家因此获得诺贝尔化学奖，其核反应为 X＋He―→N＋n和 Y＋He―→P＋n。下列有关说法错误的是( )
A. X、Y属于同族元素 B. dcY的中子数为14
C. P和 P互为同位素 D. 以上反应及生成的各粒子均表示核素
7. 归纳范式指根据事实进行概括归纳出共同点，如直链烷烃的通式可用CnH2n＋2表示。现有一系列化合物，按下列特点排列，若用通式表示这一系列化合物，则其通式(n属于正整数)为( )
CH2===CH2、CH2===CH—CH===CH2、CH2===CH—CH===CH—CH===CH2、
CH2===CH—CH===CH—CH===CH—CH===CH2
A. CnH2n B. CnH2n－2 C. CnH2n－4 D. C2nH2n＋2
8. [2025南通名校联盟适应性测试改编]我们都知道极性分子是分子中正、负电荷重心不重合的分子。极性分子的存在对物质的物理性质(如溶解性、熔沸点等)有重要影响。极性分子易溶于极性溶剂。极性越大，在同种极性溶剂中溶解度越大，这一现象被称为“相似相溶规则”。由此推断在以下4种气体中，在水中溶解度最大的气体是( )
A. CH4 B. H2S C. HF D. O3
9. 某同学将一小块金属钠和一小块铁分别放在表面皿中，研究它们在空气中的稳定性，该学生采用的研究方法是
①假说法 ②实验法 ③分类法 ④比较法( )
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ②④
10. (1) 人们在长期探索物质的微粒和物质的微观结构的过程中，主要运用了________________、________、________；________为化学研究提供了分析原子和分子结构的理论基础；________________________方法早已应用于研究原子、分子和晶体结构。
(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。
(4) 结合已有知识和实例，分别阐述归纳法和演绎法在化学学习中的作用：____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
11. 揭示原子内部结构的奥秘，有助于我们理解所处的物质世界。下图是元素周期表的一部分，完成下列填空。
(1) 表中元素f的氢化物的电子式是________，这是利用了物质结构研究的________________________________________________________________________方法。
(2) 某元素形成的气态氢化物中氢的含量是所有氢化物中最高的，该元素形成的化合物种类也最多，该元素是________(填编号)。可由此元素不同的氢化物推断出此系列物质的分子式通式，这种物质结构研究的范式是________________。
(3) α粒子是________(填编号)原子所形成的一种粒子，1909年，卢瑟福等人做了用α粒子轰击金箔的实验，从而提出原子核式结构模型，下列选项能正确表示这种模型的是________(填字母)。
A B C D
(4) 古代哲学家们也树立了不少有关物质构成的观点。例如，我国战国时期的惠施认为物质是无限可分的；而同时期的墨子认为如果物质不存在被分割的条件，物质就不能被无限分割。惠施的观点可表示为
请你用相同的图示方法表示墨子的观点：_______________________________。
这是利用了物质结构研究的________范式。
第二单元 物质结构研究的范式与方法
【活动方案】
活动一：
物质结构研究有两种常见的范式，一是归纳范式，二是演绎范式。
活动二：
1. 归纳范式，其过程为“由个别到一般”。具体而言，根据事实进行概括归纳，抽象出共同点，上升为本质规律。
学习烷烃通式时，由甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的分子式，归纳出饱和烷烃的碳链结构与通式CnH2n＋2。
学习元素周期律时，通过比较1～20号元素的原子核外电子排布来认识前20号元素对应原子结构的不同，从中归纳出元素核外电子排布的规律，并从结构上解释了同族元素性质相似的原因。
2. 大量实验发现含有碳碳双键和碳碳三键的不饱和烃容易发生加成反应和氧化反应，结构特征分析也发现不饱和键具有不稳定的性质，最后根据结构与性质的关系归纳得出这类有机物的通性。
3. 演绎范式，其过程通常为“从一般到个别”。具体而言，他是从某个一般结论出发，向从属于这一结论的多个要素进行推理的过程。
4. 钠原子最外电子层上1个电子极易失去，表现出强还原性，钾、铷、铯与钠结构相似，半径依次增大，所以可以推出钾、铷、铯元素具有更强的还原性的结论。
5. 水是极性较强的分子，水分子之间存在较强的氢键，水分子既可为生成氢键提供H，又有孤电子对接受H。从分子的结构可以推知，凡能为生成氢键提供和接受H的溶质分子，极性与水相似，均可通过氢键和水结合，在水中溶解度较大。ROH、RCOOH极性与水相似，分子能为生成氢键提供和接受H，所以可通过氢键和水结合，在水中溶解度大。
6. 碳氢化合物极性较小，也难以和水形成氢键，在水中溶解度很小。极性与水相似，能与水形成氢键的物质，在水中溶解度大；极性与水相差大，不能与水形成氢键的物质在水中溶解度小，即相似相溶规则。
活动三：
1. “实验假说理论新实验”的过程，在本质上就是从个别到一般，再到个别的过程。
2. 归纳需要演绎作指导，以解决归纳研究的目的性、方向性和结果的正确性问题，演绎需要归纳提供前提。
活动四：
1. (1) 德国化学家凯库勒经过大量猜想假设，于1865年提出了苯分子的六元环结构，再经过后人的验证，最终形成了大家所熟悉的凯库勒式。
(2) 当反常现象大量出现，而原有理论又不能很好地做出解释时，就需对原有理论加以修改，甚至需要提出新的理论。
2. (1) 17世纪发明的光学显微镜，虽然不能观察分子层次的物质结构，但为研究物质结构提供了非常重要的思想方法。
(2) 扫描隧道显微镜、原子力显微镜可用于研究分子结构。各种光谱和晶体X射线衍射实验方法应用于研究原子、分子和晶体结构。
3. (1) 实物(宏观)模型有利于人们对事物做出整体认识。物质的微观层次结构，难以直接观察到，需要通过思维加工使抽象的微观世界以可视化的形式展现出来，也称微观结构模型。
(2) 道尔顿 汤姆生 葡萄干面包式 卢瑟福 玻尔 电子的运动
(3) 模型对沟通科学现象与其本质的认识过程，起到了重要的桥梁作用。同时，它给人以简单、清晰的物理图像和直观明确的物理含义，因此被广泛采用。
(4) 乙烯是平面形结构，乙炔是直线形结构，它们的分子空间形态及化学反应过程中化学键断裂的情况很难想象，通过球棍模型的展现，其微观结构一目了然。
【课堂反馈】
1. A 玻尔原子结构模型于1913年提出； “葡萄干面包式”模型由汤姆生于1904年提出；量子力学模型于20世纪20年代中期提出；道尔顿原子论于1803年提出；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。故选A。
2. D 金属和水反应不一定生成氢氧化物和H2，如高温下，铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，A错误；铝能稳定存在于空气中，是因为表面有一层致密的氧化膜，B错误；Na2O2能氧化＋4价硫，故Na2O2与SO2反应生成Na2SO4，C错误。
3. B 由“相似相溶规则”可推知，乙醇易溶于水运用的是演绎法，B错误。
4. A 元素的原子以质子数为特征，原子可以再分，B错误；同温同压下，相同体积的不同气体含有相同数目的分子，不一定具有相同数目的原子，C错误；显不同电性的粒子是离子，阴、阳离子通过静电作用形成化学键，进而构成化合物，静电作用既包括吸引力，也包括排斥力，D错误。
5. B F、Cl、I为同主族元素，非金属性F>Cl>I，故热稳定性HI6. D 根据b＋4＝13＋1，a＋2＝7＋0，经过计算X为B，同理Y为Al，B、Al属于同族元素，A正确；Y为 Al，左下角数字13代表质子数，左上角数字27代表质量数，Al的中子数＝质量数－质子数＝27－13＝14，B正确；同位素是指质子数相同而中子数不同的核素，P和P互为同位素，C正确；n表示中子，不属于核素，D错误。
7. D 分析题中所列的四种化合物的分子组成，可得它们的分子式分别为C2H4、C4H6、C6H8、C8H10，由这四种化合物的分子式可知，相邻分子间的组成系差为C2H2，设第n个物质的分子式为CxHy，则x＝2＋2(n－1)＝2n，y＝4＋2(n－1)＝2n＋2，所以这一系列化合物的通式为C2nH2n＋2。故选D。
8. C 水为极性分子，根据“相似相溶规则”可知，极性最大的分子在水中的溶解度最大。CH4 为非极性分子，H2S、HF、O3均为极性分子，但O3极性较小。电负性F>S，则HF的极性比H2S大，且HF能与水形成分子间氢键，在水中溶解度最大。故选C。
9. D 假说法是以客观事实材料和科学理论为依据，对未知事实或规律所提出的一种推测性说明，题目未提出推测性说明，①错误；通过两金属暴露于空气中，以实验研究它们在空气中的稳定性，②正确；没有分门别类地对物质及其变化进行研究，③错误；金属钠和铁片分别放在表面皿中，采取对比的方法来研究它们在空气中的稳定性，④正确。故选D。
10. (1) 科学假设和论证 实验 模型建构 量子力学 光谱和晶体X射线衍射实验
(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
(4) 归纳法：是由认识个别到认识一般，如学习氯及其化合物的性质后，可以推断卤族元素的性质；演绎法：是由认识一般进而认识个别，学习元素递变性质后推断某一种具体元素的性质
11. (1) 微观结构模型
(2) b 归纳范式 (3) a C
(4) 演绎
1. 初步认识研究物质结构的两种范式及其相互关系。
2. 初步了解研究物质结构的一般方法，了解其在物质结构研究中所起的作用。
3. 了解现代仪器和手段为测定物质结构、建立相关理论作出的重要贡献。
4. 初步学会从宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知等角度解决化学问题。
范式(paradigm)的概念和理论是美国著名科学史家、科学哲学家托马斯·库恩提出并在《科学革命的结构》(1962)中系统阐述的，它指的是一个共同体成员所共享的信仰、价值、技术等的集合，是指常规科学所赖以运作的理论基础和实践规范，是从事某一科学的研究者群体所共同遵从的世界观和行为方式。
范式的特点是：(1)范式在一定程度内具有公认性；(2)范式是一个由基本定律、理论、应用以及相关的仪器设备等构成的一个整体，它的存在给科学家提供了一个研究纲领；(3)范式还为科学研究提供了可模仿的成功的先例。
物质结构研究有哪些范式？
1. 什么是归纳范式？回顾在学习烷烃通式和元素核外电子排布规律时，是如何运用归纳范式学习的？
2. 如何研究含有碳碳双键和碳碳三键的不饱和烃的通性？
3. 什么是演绎范式？
4. 如何由钠的原子结构特点和还原性预测同族的钾、铷、铯的还原性？
5. 阅读教材，讨论水分子间为什么易形成氢键？由此可推出什么结论？ ROH、RCOOH为什么在水中溶解度较大？
碳氢化合物为什么在水中溶解度小？你理解的相似相溶规则是什么内容？
逻辑方法在自然科学中的应用，往往是多种方法的并用、配合或交替。归纳和演绎在化学研究中的应用也是如此。
1. 化学研究一般是先归纳、后演绎，阅读教材，简单说明这种研究途径的过程和本质。
2. 演绎是从一般到个别，从理论到新的事实。简单说明归纳与演绎的关系。
在物质结构的研究中，除借助科学仪器等物质手段，还需要借助化学研究的方法。常用的化学研究方法有科学假设和论证、实验、模型建构等。
1. 阅读教材，了解科学家如何通过科学假设和论证研究问题。法拉第首先发现了苯，后来凯库勒对苯的结构进行了研究。
凯库勒与苯的六元环结构
(1) 科学家是如何研究、最终如何确认苯的凯库勒式的？
(2) 为了证明假设是否正确，必须经过不断地重复实验进行论证。若实验证明假设是正确的，科学家就接受这个假设；如果实验不支持假设，则必须对假设进行修改，并设计新的实验进行反复验证。经实验证明正确的假设还需通过建立理论来将这些知识组织起来，使之成为知识体系。观察下图，你认为什么时候需对原有理论进行修正？
(3) 下图所示是原子结构模型的演变，原子结构理论在发展过程中经过多次修正，最后才形成修正后的理论。
2. 通过实验方法了解物质结构。
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与否进行检验。
晶体的X射线衍射
显微红外光谱仪 电子显微镜 原子吸收分光光度计 X射线衍射仪
测定物质组成和结构的仪器
(1) 17世纪发明的光学显微镜能否观察分子层次的物质结构，有什么意义？
(2) 20世纪中后期的扫描隧道显微镜、原子力显微镜可用于研究什么？各种光谱和晶体X射线衍射实验方法可用于研究什么？
3. 通过模型方法研究物质。
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。
宏观模型和微观结构模型
(1) 实物(宏观)模型有什么意义，什么是微观结构模型？
(2) 了解原子结构的演变和微观结构模型。
原子结构模型 相关科学家 特点
道尔顿模型 (1803) 坚实不可再分的实心球
汤姆生模型 (1904) 平均分布着正电荷的粒子嵌着同样多的电子
卢瑟福模型 (1911) 带正电荷的原子核位于中心。质量主要集中在原子核上，电子沿不同轨道运转
玻尔模型 (1913) 电子在一定轨道上绕核做高速圆周运动
电子云模型 (1935) 现代物质结构学说
提出“近代原子学说”的是英国科学家________，他是最早提出科学的原子学说的人；发现电子的是英国科学家________，他提出了________________的原子结构模型；英国物理学家________通过α粒子散射实验，提出了原子结构有核模型；丹麦物理学家________研究了______________后，大胆地引入波粒二象性的观点，提出了新的原子结构模型。
(3) 模型抽取了物质原型的关键要素，是对原型的简化。科学家从实验中获得的大量原始数据出发，抽象出一定的模型，然后选择合理的方法进行计算，最后得出科学的规律。模型有什么作用？为什么被广泛应用？
(4) 如图是乙烯和乙炔的球棍模型。该模型对我们了解分子结构和化学反应中化学键的变化有什么帮助？
乙烯 乙炔
1. [2024泰州期中]下图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( )
A. ④②⑤①③ B. ④②③①⑤ C. ①③②⑤④ D. ④⑤②①③
2. [2024南通海安高级中学阶段性检测]类推的思维方法在化学学习与研究中有时会产生错误结论，故类推的结论最终要经过实践的检验，才能决定其正确与否。下列几种类推结论正确的是( )
A. 由Na和水反应生成NaOH和H2可类推其他金属和水反应也生成氢氧化物和H2
B. 由铁放置在空气中一段时间后就会生锈，可推出更活泼的铝不能稳定存在于空气中
C. Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，则Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2
D. Na3N与盐酸反应生成NaCl和NH4Cl，则Mg3N2与盐酸反应生成MgCl2和NH4Cl
3. [2024苏州南航附中月考]下列关于归纳范式的说法不正确的是( )
A. 归纳范式的过程为“从个别到一般”
B. 由“相似相溶规则”可推知，乙醇易溶于水运用的是归纳法
C. 由甲烷、乙烷、丙烷等的性质可归纳出烷烃的性质
D. 归纳范式就是根据事实进行概括归纳，抽象出共同点
4. [2024苏州一中月考]“假说”在化学科学的研究和发展中起到不可替代的作用，但必须以已有的科学事实和理论为依据，更要用系统的科学观察和实验来验证。下列“假说”在化学科学发展过程中曾经起到一定的作用，从目前的化学理论看，仍然正确的是( )
A. 阿伦尼乌斯提出的假说：电解质在溶液中会自发离解成带电的粒子
B. 道尔顿提出的假说：元素的原子以其原子质量为特征，原子不可再分
C. 盖·吕萨克提出的假说：同温同压下，相同体积的不同气体含有相同数目的原子
D. 贝采里乌斯提出的假说：不同原子显不同电性，因而产生吸引力，由此形成化合物
5. 下列说法不正确的是( )
A. 金属性：K>Na>Li B. 热稳定性：HI>HCl>HF
C. 非金属性：F>O>N D. 碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
6. 约里奥居里夫妇用α粒子轰击X和Y两种元素，获得人工放射性元素——N和 P，两位科学家因此获得诺贝尔化学奖，其核反应为 X＋He―→N＋n和 Y＋He―→P＋n。下列有关说法错误的是( )
A. X、Y属于同族元素 B. dcY的中子数为14
C. P和 P互为同位素 D. 以上反应及生成的各粒子均表示核素
7. 归纳范式指根据事实进行概括归纳出共同点，如直链烷烃的通式可用CnH2n＋2表示。现有一系列化合物，按下列特点排列，若用通式表示这一系列化合物，则其通式(n属于正整数)为( )
CH2===CH2、CH2===CH—CH===CH2、CH2===CH—CH===CH—CH===CH2、
CH2===CH—CH===CH—CH===CH—CH===CH2
A. CnH2n B. CnH2n－2 C. CnH2n－4 D. C2nH2n＋2
8. [2025南通名校联盟适应性测试改编]我们都知道极性分子是分子中正、负电荷重心不重合的分子。极性分子的存在对物质的物理性质(如溶解性、熔沸点等)有重要影响。极性分子易溶于极性溶剂。极性越大，在同种极性溶剂中溶解度越大，这一现象被称为“相似相溶规则”。由此推断在以下4种气体中，在水中溶解度最大的气体是( )
A. CH4 B. H2S C. HF D. O3
9. 某同学将一小块金属钠和一小块铁分别放在表面皿中，研究它们在空气中的稳定性，该学生采用的研究方法是
①假说法 ②实验法 ③分类法 ④比较法( )
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ②④
10. (1) 人们在长期探索物质的微粒和物质的微观结构的过程中，主要运用了________________、________、________；________为化学研究提供了分析原子和分子结构的理论基础；________________________方法早已应用于研究原子、分子和晶体结构。
(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。
(4) 结合已有知识和实例，分别阐述归纳法和演绎法在化学学习中的作用：____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
11. 揭示原子内部结构的奥秘，有助于我们理解所处的物质世界。下图是元素周期表的一部分，完成下列填空。
(1) 表中元素f的氢化物的电子式是________，这是利用了物质结构研究的________________________________________________________________________方法。
(2) 某元素形成的气态氢化物中氢的含量是所有氢化物中最高的，该元素形成的化合物种类也最多，该元素是________(填编号)。可由此元素不同的氢化物推断出此系列物质的分子式通式，这种物质结构研究的范式是________________。
(3) α粒子是________(填编号)原子所形成的一种粒子，1909年，卢瑟福等人做了用α粒子轰击金箔的实验，从而提出原子核式结构模型，下列选项能正确表示这种模型的是________(填字母)。
A B C D
(4) 古代哲学家们也树立了不少有关物质构成的观点。例如，我国战国时期的惠施认为物质是无限可分的；而同时期的墨子认为如果物质不存在被分割的条件，物质就不能被无限分割。惠施的观点可表示为
请你用相同的图示方法表示墨子的观点：_______________________________。
这是利用了物质结构研究的________范式。
第二单元 物质结构研究的范式与方法
【活动方案】
活动一：
物质结构研究有两种常见的范式，一是归纳范式，二是演绎范式。
活动二：
1. 归纳范式，其过程为“由个别到一般”。具体而言，根据事实进行概括归纳，抽象出共同点，上升为本质规律。
学习烷烃通式时，由甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的分子式，归纳出饱和烷烃的碳链结构与通式CnH2n＋2。
学习元素周期律时，通过比较1～20号元素的原子核外电子排布来认识前20号元素对应原子结构的不同，从中归纳出元素核外电子排布的规律，并从结构上解释了同族元素性质相似的原因。
2. 大量实验发现含有碳碳双键和碳碳三键的不饱和烃容易发生加成反应和氧化反应，结构特征分析也发现不饱和键具有不稳定的性质，最后根据结构与性质的关系归纳得出这类有机物的通性。
3. 演绎范式，其过程通常为“从一般到个别”。具体而言，他是从某个一般结论出发，向从属于这一结论的多个要素进行推理的过程。
4. 钠原子最外电子层上1个电子极易失去，表现出强还原性，钾、铷、铯与钠结构相似，半径依次增大，所以可以推出钾、铷、铯元素具有更强的还原性的结论。
5. 水是极性较强的分子，水分子之间存在较强的氢键，水分子既可为生成氢键提供H，又有孤电子对接受H。从分子的结构可以推知，凡能为生成氢键提供和接受H的溶质分子，极性与水相似，均可通过氢键和水结合，在水中溶解度较大。ROH、RCOOH极性与水相似，分子能为生成氢键提供和接受H，所以可通过氢键和水结合，在水中溶解度大。
6. 碳氢化合物极性较小，也难以和水形成氢键，在水中溶解度很小。极性与水相似，能与水形成氢键的物质，在水中溶解度大；极性与水相差大，不能与水形成氢键的物质在水中溶解度小，即相似相溶规则。
活动三：
1. “实验假说理论新实验”的过程，在本质上就是从个别到一般，再到个别的过程。
2. 归纳需要演绎作指导，以解决归纳研究的目的性、方向性和结果的正确性问题，演绎需要归纳提供前提。
活动四：
1. (1) 德国化学家凯库勒经过大量猜想假设，于1865年提出了苯分子的六元环结构，再经过后人的验证，最终形成了大家所熟悉的凯库勒式。
(2) 当反常现象大量出现，而原有理论又不能很好地做出解释时，就需对原有理论加以修改，甚至需要提出新的理论。
2. (1) 17世纪发明的光学显微镜，虽然不能观察分子层次的物质结构，但为研究物质结构提供了非常重要的思想方法。
(2) 扫描隧道显微镜、原子力显微镜可用于研究分子结构。各种光谱和晶体X射线衍射实验方法应用于研究原子、分子和晶体结构。
3. (1) 实物(宏观)模型有利于人们对事物做出整体认识。物质的微观层次结构，难以直接观察到，需要通过思维加工使抽象的微观世界以可视化的形式展现出来，也称微观结构模型。
(2) 道尔顿 汤姆生 葡萄干面包式 卢瑟福 玻尔 电子的运动
(3) 模型对沟通科学现象与其本质的认识过程，起到了重要的桥梁作用。同时，它给人以简单、清晰的物理图像和直观明确的物理含义，因此被广泛采用。
(4) 乙烯是平面形结构，乙炔是直线形结构，它们的分子空间形态及化学反应过程中化学键断裂的情况很难想象，通过球棍模型的展现，其微观结构一目了然。
【课堂反馈】
1. A 玻尔原子结构模型于1913年提出； “葡萄干面包式”模型由汤姆生于1904年提出；量子力学模型于20世纪20年代中期提出；道尔顿原子论于1803年提出；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。故选A。
2. D 金属和水反应不一定生成氢氧化物和H2，如高温下，铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，A错误；铝能稳定存在于空气中，是因为表面有一层致密的氧化膜，B错误；Na2O2能氧化＋4价硫，故Na2O2与SO2反应生成Na2SO4，C错误。
3. B 由“相似相溶规则”可推知，乙醇易溶于水运用的是演绎法，B错误。
4. A 元素的原子以质子数为特征，原子可以再分，B错误；同温同压下，相同体积的不同气体含有相同数目的分子，不一定具有相同数目的原子，C错误；显不同电性的粒子是离子，阴、阳离子通过静电作用形成化学键，进而构成化合物，静电作用既包括吸引力，也包括排斥力，D错误。
5. B F、Cl、I为同主族元素，非金属性F>Cl>I，故热稳定性HI
7. D 分析题中所列的四种化合物的分子组成，可得它们的分子式分别为C2H4、C4H6、C6H8、C8H10，由这四种化合物的分子式可知，相邻分子间的组成系差为C2H2，设第n个物质的分子式为CxHy，则x＝2＋2(n－1)＝2n，y＝4＋2(n－1)＝2n＋2，所以这一系列化合物的通式为C2nH2n＋2。故选D。
8. C 水为极性分子，根据“相似相溶规则”可知，极性最大的分子在水中的溶解度最大。CH4 为非极性分子，H2S、HF、O3均为极性分子，但O3极性较小。电负性F>S，则HF的极性比H2S大，且HF能与水形成分子间氢键，在水中溶解度最大。故选C。
9. D 假说法是以客观事实材料和科学理论为依据，对未知事实或规律所提出的一种推测性说明，题目未提出推测性说明，①错误；通过两金属暴露于空气中，以实验研究它们在空气中的稳定性，②正确；没有分门别类地对物质及其变化进行研究，③错误；金属钠和铁片分别放在表面皿中，采取对比的方法来研究它们在空气中的稳定性，④正确。故选D。
10. (1) 科学假设和论证 实验 模型建构 量子力学 光谱和晶体X射线衍射实验
(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
(4) 归纳法：是由认识个别到认识一般，如学习氯及其化合物的性质后，可以推断卤族元素的性质；演绎法：是由认识一般进而认识个别，学习元素递变性质后推断某一种具体元素的性质
11. (1) 微观结构模型
(2) b 归纳范式 (3) a C
(4) 演绎