跨学科实践活动02 制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程（原卷版）

跨学科实践活动02制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程一、科学家探索原子结构的历程为了揭示原子结构的奥秘，人类经历了漫长的探索。1803年，道尔顿提出：物质由微小的不可再分的原子构成。1897年，汤姆孙发现原子内有带负电的微粒。1909年，卢瑟福进行了α粒子(α粒子由2个质子和2个中子构成)轰击金箔实验。结果发现：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，但是有少数粒子却发生了较大角度的偏转，并且有极少数α粒子的偏转角度超过90°，像是被金箔弹了回来。1919年，卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子，发现一个α粒子留在了一个氮原子中，使氮原子变成了氧原子，同时有微粒从氮原子中被打出。二、原子的构成原子中，原子核位于原子中心，原子的质量主要集中在原子核上，原子核由质子和中子构成。电子在原子核外高速无轨运动。所有原子都有原子核和核外电子，不一定有中子（如氢原子无中子）。1．原子核带正电，原子核带的正电荷数（即核电荷数）与核外电子带的负电荷数（数值上等于核外电子数）相等，电性相反，所以原子不显电性2．原子中的等量关系：核电荷数=质子数=核外电子数3．卢瑟福α粒子散射实验的解释一束带正电的α粒子轰击金箔：大多数α粒子穿透金箔——原子虽小，但原子内空间相对较大，而且电子质量很小

。一小部分α粒子路径偏转——α粒子受到带正电的原子核的排斥，发生偏转，说明原子内部有一微粒，该微粒的体积很小，带正电，即原子核。极少数的α粒子反弹——α粒子撞到原子核被反弹，说明原子中心的原子核体积较小，但质量相对较大。三、分子、原子、离子、元素、物质之间的关系1．物质的宏观组成和微观构成关系构成物质的微粒有：分子、原子、离子。大多数物质由分子构成，少数物质(金属、稀有气体、部分非金属固体)由原子构成，一些物质是由离子构成的。如：水由水分子构成，铁由铁原子构成，氯化钠由氯离子和钠离子构成。2．分子、原子、离子、元素与物质之间的区别（1）物质和元素都是宏观概念，它们只讲种类，不讲个数；而分子、原子和离子等是微观粒子，既讲种类，也讲个数。（2）元素是具有相同核电荷数（即核内质子数）的一类原子的总称；它与物质之间是组成关系，它是用来描述物质的宏观组成的，用“组成”来描述；例如，水是由氢元素和氧元素组成的（但不能说“水是由二个氢元素和一个氧元素组成的”）。（3）而分子、原子和离子都是微观粒子；它们与物质之间是构成关系，它们是用来描述物质的微观构成的，习惯上用“构成”来描述；例如，水是由水分子构成的（一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的；但不能说“一个水分子是由氢元素和氧元素组成的”）；铁是由铁原子构成的；氯化钠是由钠离子和氯离子构成的。（4）对于分子、原子和离子来说，分子是保持物质化学性质的最小粒子，它在化学变化中是可以再分的；原子是化学变化中的最小粒子，它在化学变化中是不可再分的；而离子是指带电的原子或原子团（实际上是一种特殊的原子）。命题点一了解科学家探索原子结构的历程【典例1-1】（1）物质是由原子构成的，是由________首先提出来的，________首次发现了电子，提出了原子是可分的观点。

（2）①卢瑟福实验中能佐证“大部分质量集中到了一个很小的结构上”这个“很小的结构”是指________。

②卢瑟福“α粒子轰击金箔”的实验，可推出的原子结构模型为________(填序号)。【训练1-1】下列哪位科学家首先提出了物质由不可见的原子构成，且原子是不可分割的实心小球的观点？（）A.牛顿B.道尔顿C.汤姆孙D.卢瑟福【训练1-2】汤姆孙通过实验发现了电子，这一发现主要纠正了哪位科学家原子论中的什么观点？（）A.牛顿的万有引力观点B.道尔顿的原子不可分割观点C.卢瑟福的核式结构观点D.居里夫人的放射性观点【训练1-3】科学家运用了模型建构的方法探索原子的结构。下列对原子结构模型演变过程的认识，不正确的是A．道尔顿认为原子是不可再分的实心球，是构成物质的最小粒子B．汤姆孙等人在原子中发现了电子，推翻了道尔顿实心球模型C．卢瑟福等人通过粒子散射实验修正了汤姆孙葡萄干布丁模型D．卢瑟福核式模型是最完善的原子结构模型，不会被替代命题点二构成物质的微观粒子【典例2-1】化学是从微观的角度研究物质的性质、组成、结构及其变化规律的学科，构成物质的粒子之间关系如图所示。回答下列问题：（1）甲是。（2）在水、汞和氯化钠三种物质中，由离子构成的物质是；保持水的化学性质的最小粒子是。（3）用微观粒子（分子、原子）的观点说明下列事实。酒香不怕巷子深。【训练2-1】建立宏观与微观之间联系是化学学科重要的思维方式。物质是由分子原子等微观粒子构成的。如二氧化碳是由构成的，汞是由构成的。【训练2-2】用下列各种微粒填空（填序号）：①分子

②原子

③离子

④质子

⑤中子

⑥电子

⑦原子核（1）分子是由构成，原子核是由构成。（2）构成物质的微粒有，不显电性的微粒是。（3）化学变化中可以再分的粒子是，化学变化中最小的粒子是。命题点三原子结构模型的认识与分析【典例3-1】如图为某原子结构模型示意图，其中a、b、c是构成该原子的三种不同粒子。下列说法正确的是A．决定该原子种类的粒子是bB．所有原子的原子核均由a、b、c三种粒子构成C．原子中a与c的数目一定相同D．原子的质量主要集中在a和c上【训练3-1】如图是某种氢原子的结构模型图，下列说法正确的是A．氢气是由氢原子构成的 B．该原子的核电荷数为3C．该原子的原子核内有2个质子和1个中子 D．该原子只有1个电子，在化学变化中可能失去【训练3-2】考古人员使用碳14(质子数为6，14为质子数和中子数之和)年代检测法，测出三星堆出土的“鸟形金饰片”(如图)距金约3200年至3000年。下列模型能表示碳14原子结构的是A． B．C． D．命题点四元素、原子、分子与物质的层次关系【典例4-1】自然界中无时不在进行着的循环，使地球充满勃勃生机。（1）三种物质的组成中，都含有氧（选填“元素”、“原子”或“分子”）。（2）图中海水属于（选填“纯净物”或“混合物”），海水中含有大量氯化钠，氯化钠是由（填离子符号）和构成的。（3）在水蒸发的过程中，下列说法正确的是_______（填字母序号）。A．水分子不断运动 B．水分子之间间隔不变 C．水分子大小发生变化【训练4-1】在H2、H2O、H2O2三种物质中，都含有A．氢元素 B．氢原子 C．氢分子 D．氢气【训练4-2】2024年2月28日，日本福岛核废水开始第四次排海。福岛核废水中含有的放射性物质氚(质子数为1，中子数为2的一种原子)是一种危害非常大的放射性核素。如图为氢原子和氚原子的结构示意图，氚原子和氢原子(填“是”或“否”)同种元素，它们的区别是数不同。氢原子氚原子命题点五根据微观模型探究物质的组成与结构【典例5-1】同学们为了探究水的组成，用如图所示的装置进行实验。通电后两电极都有气体放出，经检验甲试管里的气体能燃烧，乙试管里的气体能使带火星的木条复燃。若氢原子模型用“”表示，氧原子模型用“”表示，则保持乙试管中气体物质化学性质的最小微粒的模型是A．B．C．D．【典例5-2】如图是氢气和氯气发生反应的微观示意图。（图片是H2、Cl2分子，2个H、2个Cl原子，2个HCl分子）（1）生成物C是（填“纯净物”或“混合物”）。（2）保持氢气的化学性质的最小微粒是。（3）根据以上的微观示意图，写出化学变化的微观实质。【训练5-1】今年，我国科学家首次拍摄到水分子团簇图象，模型如图．下列说法正确的是A．团簇中的水分子没有空隙B．团簇中的水分子不再运动C．水蒸气冷凝成水，分子间隔减小D．双氧水和冰都是由水分子构成【训练5-2】下图是某化学反应的微观模拟图，根据图示回答下列问题。（1）在丙图中将相关粒子图形补充完整。（2）甲图中的物质属于(填“纯净物”“混合物”)，理由是。（3）此变化前后未发生变化的粒子是(填名称)。1．判断题。（正确的打“√”，错误的打“×”）（1）原子是构成物质的最小粒子。（）（2）汤姆生发现的电子带负电。（）（3）原子在化学反应中可以再分为更小的粒子。（）（4）离子是原子通过得到或失去质子后形成的带电微粒。（）（5）原子核位于原子的中心，体积很小，但集中了原子的几乎全部质量。（）2．卢瑟福进行的α粒子散射实验，不能得出的结论是？（）A.原子核带正电B.原子核体积很小C.原子核外电子带负电D.原子核比电子所占空间小得多3．下列哪个模型能最准确地代表卢瑟福提出的原子结构？（）A.实心球模型B.葡萄干布丁模型C.核式结构模型D.电子云模型4．如图分别为氧分子模型图、某原子构成示意图，下列说法中正确的是A．只有分子能够直接构成物质B．质子、中子、电子均匀分散在原子中C．图1微观模型可表示化学符号是2OD．由图2可以得出原子体积很小，原子核体积更小5．下列关于分子和原子的说法，正确的是A．构成物质的微粒有分子、原子和离子B．分子是由原子构成的，因此分子一定比原子大C．分子可以分裂成原子，而原子不能再分D．热胀冷缩是因为构成物质微粒的大小随温度的改变而改变6．下列有关粒子的说法中正确的是A．原子均由原子核和核外电子构成 B．分子可分，原子不可分C．氯化钠是由氯化钠分子构成的 D．分子一定比原子大7．下列叙述错误的是A．分子、原子和离子都能直接构成物质B．原子中原子核与核外电子的电量相等、电性相反，因而原子不显电性C．决定原子质量大小的主要是原子核，所有原子的原子核都是由质子和中子构成的D．相对于原子来说，原子核的体积小到几乎可以忽略不计8．如图，向上提起活塞，容器中的水发生汽化，最能表示水汽化后相同空间内粒子分布的是A． B． C． D．9．下图是表示气体分子微粒的示意图，图中“●”和“○”分别表示两种不同质子数的原子，那么其中表示混合物的是A．

B．

C．

D．

10．如图表示治理汽车尾气所涉及反应的微观过程。下列说法正确的是A．丁为空气污染物 B．该化学反应前后原子的种类发生了改变C．该反应属于化合反应 D．该反应将有毒物质转化为无毒物质11．近年来，科学家用X射线激光技术观察到一氧化碳分子与氧原子在催化剂表面相互作用的过程(如下图)。下列关于该过程的说法不正确的是A．发生了化学变化 B．分子发生了改变C．原子核没有发生改变 D．催化剂的化学性质发生了改变12．建构微观模型是学习化学的一种科学思维，观察如图所示的原子结构，可知属于同种元素的原子是；具有相对稳定结构的原子是；三种原子中，质量最小的是。13．如图所示是氢气和氯气反应的示意图，试回答：（1）该反应的类型属于反应。（2）保持氢气化学性质的最小粒子是。14．在“宏观一微观一符号”之间建立联系，是化学特有的思维方式。下图是转化汽车尾气中有害气体的微观示意图。（1）反应前的图示中含有种分子；（2）以上变化中的最小粒子是；（3）从微观角度看，物质“”是由（选填“分子”或“原子”）构成的。15．物质与其构成粒子之间的关系如图1所示，铝原子的相关信息如图2所示。结合图1和图2的信息，回答下列问题。（1）将图1和图2中的内容补充完整：①；②(填一种气体)；X=。（2）铝原子的相对原子质量为，在化学反应中易(填“失去”或“得到”)电子形成铝离子，铝离子的符号为。16．多角度认识“空气”，有助于我们更好地理解它。（1）从分类角度：空气属于（填“混合物”或“纯净物”）。（2）从微观角度；用“”表示氧原子，“”表示氮原子。①用“”可表示的微粒是（填符号）。②同温同压下，气体的体积比等于分子数目比。若空气中其它成分忽略不计，如图可表示空气微观模型的是。（填字母）（3）从环保角度：下列保护空气措施不合理的是________（填字母）。A．工厂通过加高烟囱排放废气B．积极植树造林C．提倡步行、骑自行车等“低碳”出行方式（4）从变化角度，当有高温、高压条件下，空气中的氮气和氧气会反应生成一氧化氮，请写出上述反应符号表达式17