百年学典 中考风向标 化学 跨学科综合实践专题8 制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程

试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page77页，共=sectionpages77页跨学科综合实践专题8制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程一、制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程1.项目的育人价值“制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程”项目是针对人类对自然物质的不断探索与认识设计的，并根据理解制作模型，属于作品制作类实践活动，对构建正确的科学观念有重要意义。在设计过程中要注重体现历史发展线索，反思历史关键事件。该项目综合体现“物质的组成与结构”学习主题的大概念及核心知识，承载学生必做实验：“水的组成及变化的探究”，帮助学生建构微粒观、元素观、结构观、守恒观和辩证观等化学概念，促进“系统与模型”、“模式”、“结构与功能”等跨学科大概念的进一步发展。该项目要求学生有意识地应用化学核心知识，自主调用生物、历史等多个学科的相关知识，应用技术与工程的方法解决问题，参与多种实践活动，自主反思、不断改进，正确理解科学的探究方法，激发学生的探究意识。2.内容结构自然界存在着繁多的物质，物质也在不断的发生改变。物质是怎么构成的？物质的结构与物质的性质之间有什么样的关系？…人类对这些问题的探索经历了漫长而艰辛的过程，而且，科学家们还在为寻求这些问题的答案进行着坚持不懈的探索。该项目以物质的组成和结构为核心，综合考虑科学家对物质组成及结构的探索，原子结构模型的发展历程，选择具体的技术与工程方法完成各阶段原子结构模型、水分子模型及用适当的方法展示科学家探索物质组成与结构的历程。3.活动设计“制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程”项目涉及内容较多，需要在探究过程中挖掘历史发展，反思历史关键事件，通过宏观与微观的结合认识物质，是一个较为综合、复杂的实践活动。学生在完成任务的过程中，不仅要充分理解物质与结构的探索历程并进行反思学习，还要遵从作品制作的一般过程和方法，要在整体设计的基础上进行制作，在多次试验的基础上优化方案并完善作品。该项目共有以下5个核心活动。活动1：认识水分子。初步认识原子、分子，进行“水的组成及变化的探究”实验，探讨有关物质微观组成的研究历史，分析假说，模型，证据之间的关联，理解科学本质，引导学生从科学研究方法和概念形成两方面完成宏观到微观的构建，聚焦水分子，探讨搭建分子模型。活动2：构建原子模型，认识物质组成规律。在建立分子认识的基础上，继续探讨有关物质微观组成的研究历史，重点探讨原子模型的发展历程，进一步构建原子模型，并在原子模型的基础上，认识物质组成的规律。活动3：设计并制作模型。从实际出发，探讨水分子模型与各原子模型特点，绘制模型设计图，小组合作动手制作模型，通过多轮多次的“设计—行动—反思”对制作的模型进行试验和优化。活动4：探究元素与物质组成的奥秘。从元素的角度认识物质，以元素周期表为依托交流讨论，探讨人类对元素认识的发展过程。整合人类探究物质与结构的历程，选择合适的展示形式，制作展示作品。活动5：组展示、交流和评价“水分子模型”、“原子模型”及“展示科学家探索物质组成与结构的历程”，反思和总结设计和制作经验，提炼模型制作的思路与方法。4.实施建议开展“制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程”项目活动，建议紧密结合物质的组成与结构中元素、分子、原子、水的组成及变化的探究等内容。如果学生尚未学习相关内容，该项目活动的实施需要8课时，活动1需要2课时，活动2需要2课时，活动3需要1课时，活动4需要2课时，活动5需要1课时。如果学生已经学习了相关内容，需要用4课时开展活动，活动1与活动2需要1课时，活动3、活动4、活动5各需要1课时。建议师生共同制订评价量表，用于学生自我诊断、组间评价，以及教师的评价反馈。评价维度评价等级合格良好优秀作品分子、原子模型模仿书中模型模，简单制作。模仿书中模型制作。考虑原子的质量与大小，原子核质量与大小等问题，在模型中有所体现。自主创意设计分子、原子模型，并符合事实。能体现原子的质量与大小，原子核质量与大小等。发展历程展示仅通过海报等形式简单展示发展历程。通过海报或其他形式展示发展历程，展示内容较为丰富。综合运用海报、视频等手段展示发展历程，内容完整丰富，富有创意。反思与改进对分子、原子模型的设计进行整体评价，通过师生讨论认识到方案存在的具体问题，并提出改进方法。从历史发展、原子分子的结构特点、使用材质、连接方式等部分维度进行评价，主动反思模型存在的主要问题，提出改进方案并尝试解决问题。主动从历史发展、原子分子的结构特点、使用材质、连接方式等部分维度进行评价；不断反思模型存在的主要问题，提出改进方案并尝试解决间题。协同合作体现小组合作，有简单的任务分工；成员合作完成部分任务。分工较为明确，能阐述每个成员的具体贡献；展现较充分的合作，成员合作完成各项任务。分工明确合理，能阐述每个成员的具体贡献：成员积极协同合作完成各项任务，成员之间及时沟通，互相帮助，共同克服困难，根据项目情况调整任务分工。表达交流汇报思路不清晰，展示形式单一。按照一定的思路呈现项目成果；展示形式比较丰富，语言比较流畅。按照清晰的思路呈现项目过程和成果；展示形式丰富多样，语言流畅。5.收集与整理分析1．新冠病毒蔓延期间，为了做好自我保护大家外出时必须佩戴符合要求的口罩。医用口罩生产过程中常用环氧乙烷灭菌，环氧乙烷的结构如图所示。下列有关环氧乙烷的说法中不正确的是A．每个分子中含有7个原子 B．其中C、H的质量比为6:1C．属于化合物 D．其中氧元素的质量分数最大2．纳米技术是研究结构尺寸在0.1-100nm范围内材料的性质和应用。下图为某纳米小人(C39H42O2)的结构简式。下列说法正确的是A．C39H42O2中碳、氢元素的质量比为78：7B．一个该分子中含有84个原子C．研究纳米技术可实现对整个微观世界的有效控制D．该分子由碳、氢、氧三种元素组成3．化学实验兴趣小组同学想了解水的组成，他们对水的组成展开探究：【提出疑问】水是由什么元素组成的？【作出猜想】猜想（1）：水是由氧元素组成；猜想（2）：水是由氢元素组成；猜想（3）：水是由氢元素和氧元素组成｡【设计实验】如图所示【实验现象】（1）通电后，两根电极上都出现______｡（2）一段时间后正､负两极试管内收集的气体体积比为______｡【实验验证】（3）如何鉴别试管b产生的气体：______｡【实验结论】（4）水是由______组成的｡（5）电解水的化学方程______｡【实验拓展】（6）水和天然气重整可以得到合成气，其反应的微观示意图如图所示｡①在微观模型A､B､C､D中，表示水分子的是______（填字母）｡②该反应的化学方程式为______；生成物中C和D的质量比为______｡4．19世纪以前，人们一直认为原子是不可分的。1897年汤姆生发现了带负电的电子。并提出类似“西瓜”的原子模型。为进一步探究原子的结构，1911年，卢瑟福用一束带正电的质量比电子大得多的高速粒子轰击金箔。【收集证据】绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，只有少数粒子发生了较大的偏转，并且有极少数粒子的偏转超过90，有的甚至几乎达到180°，像是被金箔弹了回来。【猜想与假设】粒子遇到电子后，运动方向______（填“会”或“不会”）发生明显的改变，除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上，否则大角度的散射是不可能的。【解释与结论】（1）绝大多数粒子穿过后方向不变，说明______（填字母序号）。A．原子的质量是均匀分布的

B．原子内部绝大部分空间是空的C．原子是实心的

D．原子核带正电（2）卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”中的“很小的结构指的是______。（3）当粒子轰击金箔时，如图中四条运动轨迹不可能出现的是______（填序号）。（4）下图中符合卢瑟福实验结论的原子结构模型的是______。A．不可再分的实心球体B．枣糕模型C．核式结构模型（5）从原子结构模型建立的过程中，我们发现______。（填序号）A．科学模型的建立是一个不断完善、不断修正的过程B．模型在科学研究中起着很重要的作用C．卢瑟福的原子模型建立，使人们对原子结构的认识达到了完美的境界D．人类借助模型的建立，对原子的认识逐渐接近本质答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page99页，共=sectionpages22页参考答案：1．D【详解】A、由图可知，每个环氧乙烷分子由2个碳原子、4个氢原子和1个氧原子共7个原子构成，不符合题意；B、环氧乙烷中C、H元素的质量比为：（12×2）：4=6:1，不符合题意；C、环氧乙烷是由C、H、O三种元素组成的纯净物，属于化合物，不符合题意；D、环氧乙烷中C、H、O元素的质量比为：（12×2）：4：16=6:1:4，故碳元素的质量分数最大，符合题意。故选D。2．A【详解】A、C39H42O2中碳、氢元素的质量比为(39×12):(42×1)=78:7，符合题意；B、一个该分子中有39+42+2=83个原子，不符合题意；C、微观世界存在比原子还小的微粒，仅仅是纳米技术难以有效控制整个微观世界，不符合题意；D、应该说成“纳米小人”是由碳、氢、氧三种元素组成的（宏观），或者是该分子是由碳、氢、氧三种原子构成的（微观），不能前面是微观概念，后面是宏观概念，不符合题意。故选A。3．

气泡

1∶2

往收集的b试管中伸入燃着的木条，若木条燃烧更旺的是氧气

氢元素和氧元素

B

14∶3【详解】①通电后，两根电极上都有气体产生，故出现气泡。②一段时间后正､负两极试管内收集的气体体积比为1:2。③b中产生的是氧气，故检验方法为往收集的b试管中伸入燃着的木条，若木条燃烧更旺的是氧气。④电解水实验结论是水是由氢氧两种元素组成的。⑤电解水反应的化学方程式为。⑥水分子由氢原子和氧原子构成，则微观模型A､B､C､D中，表示水分子的是B。⑦由微观示意图可知该反应是甲烷与水在高温条件下生成氢气和一氧化碳的反应，故化学反应方程式为。⑧由方程式可知，生成物中C和D的质量比为28:6=14:3。4．

不会

B

原子核

a

C

ABD【详解】[猜想与假设]粒子遇到电子后，运动方向不会发生明显的改变，因为电子质量很小，除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上，否则大角度的散射是不可能的，故填：不会。[解释与结论]（1）绝大多数粒子穿过后方向不变，说明原子内部绝大部分空间是空的，故选：B。（2）原子质量主要集中在原子核上，卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”中的“很小的结构指的是原子核。（3）当粒子轰击金箔