Question

【題目】2013年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予三位美國(guó)科學(xué)家，因給復(fù)雜的化學(xué)體系設(shè)計(jì)了多尺度模型而分享800萬(wàn)瑞典克朗（約合120萬(wàn)美元）獎(jiǎng)金。通過(guò)計(jì)算機(jī)程序真實(shí)模擬復(fù)雜的化學(xué)過(guò)程，可全面了解和預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)的細(xì)節(jié)進(jìn)程。則：

（1）多尺度模型研究方法將化學(xué)實(shí)驗(yàn)融入信息時(shí)代，用計(jì)算機(jī)模擬化學(xué)反應(yīng)的精妙過(guò)程，使得整個(gè)化學(xué)領(lǐng)域經(jīng)歷了一場(chǎng)革命性的變化。下列說(shuō)法中正確的是（_____）

A化學(xué)不再需要使用試管、燒杯等儀器動(dòng)手實(shí)驗(yàn)

B化學(xué)不再是純實(shí)驗(yàn)科學(xué)

C化學(xué)可完全依靠計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)

D未來(lái)化學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展方向還是經(jīng)驗(yàn)化

（2）通過(guò)超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬還發(fā)現(xiàn)：N60在高溫或機(jī)械撞擊時(shí)可生成N2 ，其積蓄的巨大能量會(huì)在一瞬間釋放出來(lái)，請(qǐng)寫出相關(guān)的化學(xué)方程式為_______________。這一發(fā)現(xiàn)將開辟世界能源的新領(lǐng)域，你設(shè)想出N60的未來(lái)用途主要應(yīng)用于__________。

（3）該項(xiàng)化學(xué)獎(jiǎng)獲得者設(shè)計(jì)出電子尺度的量子化學(xué)和原子尺度的分子力學(xué)相結(jié)合的多尺度模型，將化學(xué)實(shí)驗(yàn)帶入網(wǎng)絡(luò)空間的研究。請(qǐng)問(wèn)多尺度模型技術(shù)可應(yīng)用到哪些方面？（要求至少兩點(diǎn)）_________________。

Answer 1

【答案】B 研制開發(fā)出最好性能的火箭燃料（其他合理答案亦可） 設(shè)計(jì)新藥物、研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和工作機(jī)制

【解析】

（1）A、計(jì)算機(jī)模擬還需要實(shí)際實(shí)驗(yàn)積累的數(shù)據(jù)，所以還需進(jìn)行動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B、化學(xué)有了計(jì)算機(jī)的引入，不單純依靠實(shí)際實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，也可以通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬，進(jìn)行相互驗(yàn)證，增加了科學(xué)性和準(zhǔn)確性，選項(xiàng)B正確；

C、計(jì)算機(jī)建立模擬模型，還是需要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)作為支撐的，只有計(jì)算機(jī)，沒有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，無(wú)法完成模型建立，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D、單純依靠經(jīng)驗(yàn)化，新的理論和思路無(wú)法進(jìn)行探究和驗(yàn)證，推動(dòng)不了化學(xué)的發(fā)展，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B；

（2）反應(yīng)物N60，反應(yīng)條件為高溫或機(jī)械撞擊，生成物N2，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為；根據(jù)題目信息，該反應(yīng)會(huì)釋放大量的能量，因此可以作為能源使用，生成物沒有污染，所以可以作為火箭發(fā)射時(shí)的燃料，其他作為能源使用的答案也可；

（3）新藥物的開發(fā)，有利于疾病的治愈，通過(guò)藥物合成中電子尺度的量子化學(xué)模型研究藥物分子結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)固，確定合理的藥物結(jié)構(gòu)，結(jié)合原子尺度的分子化學(xué)模型打通合成穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的路徑，另外還可通過(guò)電子尺度的量子化學(xué)模型和原子尺度的分子化學(xué)模型研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及工作機(jī)制，將必須氨基酸進(jìn)行合成，減少必須通過(guò)外界攝入的麻煩，因此可以在設(shè)計(jì)新藥物和研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和工作機(jī)制進(jìn)行應(yīng)用。