将化学实验搬进网络世界-2013年诺贝尔化学奖 教学资源

一、单选题

1. 难度：简单

2013年诺贝尔化学奖授予美国的三位化学家，获奖理由是“为复杂化学系统创立了多尺度模型”，该研究成果已经应用于如下领域，下列描述不包含化学变化的是（　　）

A.废气净化 B.植物的光合作用的研究

C.药物的研究 D.光电作用中光能向电能的转化

2. 难度：简单

2013年诺贝尔化学奖授予“为复杂化学系统创立了多尺度模型“”的三位美国科学家，使化学家能通过计算机模拟，更快获得比传统实验更精准的预测结果。以下说法正确的是（　　）

A.化学不再需要实验 B.化学研究只需要计算机模拟就行了

C.化学不再是纯实验科学 D.未来化学的方向还是经验化

3. 难度：简单

2013年诺贝尔化学奖是三位美国科学家，获奖理由是“为复杂化学系统创立了多尺度模型”。他们提出的方法能让科研人员通过计算机来解开化学反应过程的神秘面纱，下列有关模拟化学反应的说法正确的是（　　）

A.模拟化学反应前后原子种类不变

B.模拟化学反应前后分子种类不变

C.模拟化学反应前后原子个数改变

D.模拟化学反应前后原子核内中子改变

4. 难度：简单

2013年度诺贝尔化学奖获得者的研究成果是“发展多尺度模型研究复杂化学体系”，它让化学家们得以用计算机做“帮手”来揭示化学过程。晶体硅是制造计算机必不可少的材料，右图是硅元素的部分信息。下列说法正确的是

A.Si原子核外有14个电子 B.Si元素的相对原子质量为14

C.Na₂SiO₃是一种氧化物 D.晶体硅在空气中不稳定

5. 难度：简单

最近，科学家使用巨型计算机模拟后确认：60个N原子可结合成空心、且类似于C₆₀结构的N₆₀分子。下列关于对N₆₀认识的叙述中正确的是（　　）

A.N₆₀是一种新型的化合物 B.一个N₆₀分子中含有30个N₂分子

C.N₆₀的相对分子质量为840g D.N₆₀和N₂混合形成混合物

二、填空题

6. 难度：简单

2013年诺贝尔奖又颁发了化学奖。今年的诺贝尔化学奖颁给了3位美国科学家，以表彰他们在电脑模拟化学反应领域作出的开创性贡献。将传统的化学实验搬到了网络世界。化学反应发生的速度堪比光速。刹那间，电子就从一个原子核跳到另一个原子核，以前，对化学反应的每个步骤进行追踪几乎是不可能完成的任务。而在由这三位科学家研发出的多尺度模型的辅助下，化学家们让计算机做“做帮手”来揭示化学过程。以镁和氧气反应为例，镁原子的最外层有____个电子，反应时镁原子的最外层电子跳到氧原子的最外层上，形成两种带电的粒子________ 和____________（填粒子符号），这两种带电的粒子在静电作用下构成氧化镁。

7. 难度：简单

三位美国科学家通过计算机模拟酶催化反应机理，发表了全球第一个酶类反应的计算机模型，终于实现了对所有分子的普遍适用性。则回答：

（1）他们在分子尺度（层次）上成功模拟研究蛋白质分子，计算出生命化学的通用程序。下列有关蛋白质的说法中不正确的是（_______）

A蛋白质是由碳、氢、氧三种元素组成的有机化合物

B若少量的重金属盐中毒，可以食用含蛋白质的食物来解毒

C青少年多喝富含蛋白质的牛奶，有利于健康

D甲醛能与蛋白质发生反应，失去原有的生理活性

（2）酶也是一类重要的蛋白质，是生物催化剂。下列图像为计算机模拟人体内某种酶在不同pH条件下，酶催化效率与温度之间的相互关系。请从图像中进行

①人体体温t₁为37℃时，各种酶催化效率最___（填“高”或“低”）；

②在温度从0→t₂的变化中，酶的催化效率变化规律应是_________。

8. 难度：中等

2013年诺贝尔化学奖授予三位美国科学家，因给复杂的化学体系设计了多尺度模型而分享800万瑞典克朗（约合120万美元）奖金。通过计算机程序真实模拟复杂的化学过程，可全面了解和预测化学反应的细节进程。则：

（1）多尺度模型研究方法将化学实验融入信息时代，用计算机模拟化学反应的精妙过程，使得整个化学领域经历了一场革命性的变化。下列说法中正确的是（_____）

A化学不再需要使用试管、烧杯等仪器动手实验

B化学不再是纯实验科学

C化学可完全依靠计算机进行模拟实验

D未来化学领域的发展方向还是经验化

（2）通过超级计算机模拟还发现：N₆₀在高温或机械撞击时可生成N₂ ，其积蓄的巨大能量会在一瞬间释放出来，请写出相关的化学方程式为_______________。这一发现将开辟世界能源的新领域，你设想出N₆₀的未来用途主要应用于__________。

（3）该项化学奖获得者设计出电子尺度的量子化学和原子尺度的分子力学相结合的多尺度模型，将化学实验带入网络空间的研究。请问多尺度模型技术可应用到哪些方面？（要求至少两点）_________________。