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-2024-2025学年初中化学跨学科实践活动命题探究（人教版2024）

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b B．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3 C．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2O D．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 17．19世纪以前，人们一直认为原子是不可分的，一百多年来，科学家通过实验与推理不断纠正错误认识，逐步揭开原子的构成。 （1）1897年，通过实验发现了带负电的电子，他推测原子中还有带正电的物质，他推测的依据是 。 （2）1911年著名物理学家为探索原子的内部结构进行了著名的ɑ粒子散射实验（图1），实验现象如图2。 由实验现象可以推理得出的结论有_______（填序号）。 A．原子核带正电 B．原子核很小，但集中了原子的大部分质量 C．原子核由质子和中子构成 D．原子内部有很大的空间 （3）若a粒子撞击到电子， （填“明显影响”或“几乎不影响”）α粒子运动轨迹，原因是 。 （4）1919年，卢瑟福用α粒子核轰击氮原子核，发现了一种新粒子，这种粒子带一个单位的正电荷，其质量与氢原子相近，这种粒子的名称为 。 （5）20世纪80年代中期，人们借助扫描隧道显微镜观察到原子在物质表面的排列状况。下列有关人类对原子结构的认识中，说法正确的是_______。 A．扫描隧道显微镜可确定原子的真实存在 B．扫描隧道显微镜可以观察到原子的内部结构 C．科学模型的建立是一个不断完善、不断修正的过程 D．人类借助模型的建立，对原子的认识逐渐接近本质 （6）很多炼金术师，想把单纯的铜、铁、铅、锡等金属炼制为昂贵的黄金，从化学反应层面，基于你对原子的认识，你认为可行吗？并说明理由 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$ 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)。 【答案】（1）道尔顿 汤姆孙 （2）原子核 C 【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 【答案】D 【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 【答案】B 【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 【答案】D 【解析】A、道尔顿是探索原子的结构较早的科学家，受当时科学水平的局限性，道尔顿认为原子是“不可再分的实心球体”，是构成物质的最小粒子。A正确； B、由于汤姆孙等人在原子中发现了电子，提出汤姆孙葡萄干布丁模型，所以推翻了道尔顿实心球模型。B正确； C、英国物理学家卢瑟福设计了α粒子散射实验，得出卢瑟福核式模型，修正了汤姆孙关于原子结构的汤姆孙葡萄干布丁模型。C正确； D、卢瑟福提出了原子核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里。但卢瑟福核式模型也不是是最完善的原子结构模型，将会被替代。人类对原子结构的认识永无止境。D不正确。 综上所述：选择D。 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 。 【答案】（1） 原子 （2）氯化钠 水分子 （3）分子在不断运动 【解析】（1）构成物质的微粒有分子、原子和离子，且原子能够构成分子，原子得失电子形成离子，故甲是原子； （2）水是由水分子构成的，汞是由汞原子直接构成的，氯化钠是由钠离子和氯离子构成的，所以由离子构成的物质是氯化钠；由分子构成的物质，分子是 保持其化学性质的最小粒子，水是由水分子构成的，所以保持水的化学性质的最小粒子是水分子； （3）酒香不怕巷子深是因为分子在不断运动，酒精分子不断向外扩散，所以我们能够闻到酒香。 【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。 【答案】 二氧化碳分子 汞原子 【分析】物质是由分子、原子、离子构成。金属单质、部分固态非金属单质、稀有气体单质由原子直接构成。常见气体，水及硫酸等由分子构成。 【解析】二氧化碳是常见气体，由分子构成，故填：二氧化碳分子； 汞是金属单质由原子直接构成，故填：汞原子。 【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 。 【答案】（1）② ④⑤ （2）①②③ ①②⑤ （3）① ② 【解析】（1）构成分子的粒子是原子，故选②； 原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成的，故选④⑤； （2）分子、原子、离子都能构成物质，如水是由分子构成的，汞是由原子构成的，氯化钠是由离子构成的，故选①②③； 中子不带电，质子带正电，原子核带正电，电子带负电，原子不带电，分子是由原子构成的分子不带电，离子是原子得失电子形成的，离子带电，故选：①②⑤； 化学变化过程中分子分成原子，原子重新组合成新的分子，故化学变化中可以再分的粒子是分子，化学变化中最小的粒子是原子，故分别填：①、②。 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b B．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 【答案】D 【分析】根据模型图可知，a为质子，b为电子，c为中子； 【解析】A、质子数决定元素的种类，决定该原子种类的粒子是a，故A错误； B、氢原子内只含有质子和电子，没有中子，即只含有a质子、c中子两种粒子，故B错误； C、质子数和中子数不一定相等，原子中a与c的数目不一定相同，故C错误； D、原子的质量主要集中在原子核上，原子核是由质子和中子构成，故集中在a和c上，故D正确。 故选D。 【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3 C．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 【答案】D 【解析】A、氢气是由氢分子构成的，氢分子是由氢原子构成的，故A错误； B、该原子的核电荷数=质子数=1，故B错误； C、根据图示，该原子的原子核内有1个质子和2个中子，故C错误； D、该原子只有1个电子，在化学变化中可能失去，形成H+，故D正确。 故选D。 【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． 【答案】C 【解析】根据题意，碳14的质子数为6，14为质子数和中子数之和，则碳14原子的中子数为；原子的质子数=核外电子数，则碳14原子核外有6个电子。 故选C。 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 【答案】（1）元素 （2）混合物 （3）A 【解析】（1）二氧化碳是由氧元素和碳元素组成、水是由氢元素和氧元素组成、氧气是由氧元素组成，所以都含有氧元素； （2）①海水的主要成分是水，还含有氯化钠、氯化钙、氯化镁等多种物质，属于混合物；②氯化钠是由钠离子和氯离子构成的，离子电荷要写在符号的右上角，且数字在前、正负号在后，当数值为1时可省略，所以它们的符号分别为、； （3）A、水蒸发的过程中水分子不断运动，正确； B、水蒸发后体积变大，水分子本身没有改变，改变的是分子间的间隔，变大了，错误； C、水蒸发是物理变化，水分子大小不变，错误； 故选A。 【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 【答案】A 【解析】H2、H2O、H2O2三种物质的化学式在这里表示的是三种纯净物，纯净物不可能含有其他物质或分子，而物质是由元素组成的，元素只讲种类，不讲个数，所以在H2、H2O、H2O2三种物质中，都含有氢元素；故选：A。 【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 【答案】是 中子 【解析】氚原子和氢原子的质子数都是1，属于同种元素，它们的区别是中子数不同。 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． 【答案】B 【解析】电解水负极生成氢气，正极生成氧气，所以乙试管中气体是氧气。一个氧分子是由两个氧原子构成的，依据题干信息可知氧原子模型用“ ”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 。 综上所述；选择B。 【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 。 【答案】（1）纯净物 （2）氢分子 （3）分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子 【解析】（1）根据微观示意图，可以看到该反应中生成物只有一种物质HCl，则属于纯净物； （2）对于由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒子，故保持氢气化学性质的最小粒子是氢分子。 （3）根据反应的图示分析得出该反应的微观实质为氢分子分解为氢原子，氯气分子分解为氯原子，氢原子与氯原子重新组合成氯化氢分子，则体现出的化学反应的微观实质为：在化学变化中，分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子。 【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 【答案】C 【解析】A、根据分子的特征知道，分子间有间隔，所以团簇中的水分子有空隙。A不正确； B、根据分子的特征知道，分子不断运动，所以团簇中的水分子不断运动。B不正确； C、水蒸气冷凝成水，分子能量减小，分子间隔减小。C正确； D、双氧水由过氧化氢分子构成，冰由水分子构成。D不正确。 综上所述：选择C。 【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)。 【答案】（1） （2）混合物 甲图中的物质由两种物质组成（或由不同分子构成） （3）氢原子、氮原子 【解析】（1） 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变，在丙图中应补充一个氨分子。故填：。 （2）甲图中的物质属于混合物，理由是甲图中的物质由两种物质组成或由不同分子构成。故填：混合物；甲图中的物质由两种物质组成（或由不同分子构成）。 （3）由微观模拟图可知，此变化前后未发生变化的粒子是氢原子、氮原子。故填：氢原子、氮原子。 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。（ ） 【答案】（1）× （2）√ （3）√ （4）× （5）√ 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 【答案】C 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 【答案】C 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2O D．由图2可以得出原子体积很小，原子核体积更小 【答案】D 【解析】A、不是只有分子能够直接构成物质，原子、离子也可以构成物质，故选项说法错误； B、质子、中子、电子不是均匀分散在原子中，原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的，原子核是由质子和中子构成的，原子核的体积很小，如果把原子比作一个庞大的体育场，而原子核只相当于一只蚂蚁，因此，原子里有很大的空间，电子就在这个空间里作高速的运动，故选项说法错误； C、1个氧分子由2个氧原子构成，其化学符号是O2，故选项说法错误； D、由图2某原子构成示意图，可以得出原子体积很小，原子核体积更小，故选项说法正确。 故选D。 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 【答案】A 【解析】A、构成物质的微粒有分子、原子和离子，该选项说法正确； B、分子是由原子构成，则分子一定比构成其的原子大，但不一定比其它原子大，该选项说法不正确； C、分子可分裂成原子，在化学变化中，原子不可再分，不限制化学变化，原子还能分为原子核和核外电子，该选项说法不正确； D、热胀冷缩过程中，微粒大小不变，微粒间的间隔随温度改变而改变，该选项说法不正确。 故选A。 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 【答案】A 【解析】A、原子均由原子核和核外电子构成，A正确； B、分子可分为原子，原子可分为原子核和核外电子，所以原子可分，B错误； C、氯化钠是由氯离子和钠离子构成的，C错误； D、分子和原子的大小没有特定关系，分子不一定比原子大，D错误。 故选：A。 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 【答案】C 【解析】A、构成物质的微粒有分子、原子、离子，所以分子、原子和离子都能直接构成物质，故A正确； B、在原子中，原子核所带的正电荷数与核外电子所带的负电荷数电量相等，所以整个原子不显电性，故B正确； C、原子的质量主要集中在原子核上，原子核是由质子和中子构成的，所以决定原子质量大小的主要是原子核(即质子和中子)，但不是所有原子的原子核都是由质子和中子构成的，例如氢原子的原子核只有质子，没有中子，故C错误； D、在原子中，原子核极小，体积只占原子体积的几千亿分之一，因此相对于原子来说，原子核的体积小到几乎可以忽略不计，故D正确。 故选C。 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． 【答案】C 【解析】水汽化，只是状态的改变，无新物质生成，属于物理变化，水分子本身没有发生改变，没有新的分子生成，只是水分子间的间隔变大，则最能表示水汽化后相同空间内粒子分布的是C。 故选：C。 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．   【答案】B 【分析】纯净物是由一种物质组成；微观是由同种分子或同种原子构成的；混合物是由两种或两种以上物质组成；微观是由不同种分子构成的。 【解析】A.该物质是由同种分子构成的，属于纯净物，此选项错误； B.该物质是由两种分子构成的，属于混合物，此选项正确； C.该物质是由同种分子构成的，属于纯净物，此选项错误； D.该物质是由同种分子构成的，属于纯净物，此选项错误； 故选B。 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 【答案】D 【解析】A、由图可知丁为二氧化碳，无毒，不是空气污染物，选项错误； B、由图可知反应前有碳、氮、氧三种原子，反应后也为碳、氮、氧三种原子，原子种类不变，选项错误； C、由图可知，该反应生成物有两种，不符合“多变一”的形式，不属于化合反应，选项错误； D、该反应将有毒的气体一氧化碳和二氧化氮转化为无毒的气体氮气和二氧化碳，选项正确。 故选D。 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 【答案】D 【解析】A、图示表示一氧化碳与氧原子反应生成了二氧化碳，属于化学变化，A正确； B、图示表示一氧化碳分子变为二氧化碳分子，B正确； C、化学反应中原子不发生改变，C正确； D、催化剂在化学变化中化学性质不发生改变，D错误。 故选D。 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 。 【答案】 甲和乙 丙 甲 【解析】质子数相同的原子为同种元素的原子，则甲和乙属于同种元素的原子。因为图中原子核外只有一层电子，所以核外电子数为2就达到相对稳定结构，甲、乙核外是1个电子，不是稳定结构，丙核外是2个电子，达到相对稳定结构。相对原子质量≈质子数+中子数，故质量最小的是甲。 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 。 【答案】（1）化合 （2）H2/氢分子 【解析】（1）根据图示，该反应由2种物质生成一种物质，符合多变一的特点，属于化合反应； （2）由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒子，故保持氢气化学性质的最小粒子是氢分子。 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。 【答案】（1）2/两/二 （2）原子 （3）分子 【解析】（1）由图可知反应前共有两种分子，分别为一氧化碳分子和一氧化氮分子； （2）原子是化学变化中的最小粒子，故填：原子； （3）由图可以看出一个该粒子是由两个氮原子构成的，为氮分子，故填：分子。 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 。 【答案】（1）原子 氧气（合理即可） 13 （2）26.98 失去 A13+ 【解析】（1）铝是金属单质，是由铝原子直接构成的，金刚石是由碳原子直接构成的；分子是由原子构成的，原子得失电子形成离子，所以①为原子； 氧气是由氧分子构成的，则②可以为氧气等（合理即可）； 由元素周期表中的一格可知，左上角的数字表示原子序数，则X表示铝原子序数，由铝原子结构示意图可知，铝的质子数=13，在原子中，原子序数=质子数，则铝的原子序数为13，即X=13； （2）由元素周期表中的一格可知，汉字下方的数字表示相对原子质量，则铝原子的相对原子质量为26.98； 由铝原子结构示意图可知，铝原子最外层电子数为3＜4，在化学反应中易失去3个电子，形成带3个单位正电荷的铝离子，铝离子的符号为Al3+。 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 。 【答案】（1）混合物 （2） B （3）A （4） 【解析】（1）空气中含有氮气、氧气等多种物质，属于混合物； （2）①用“”表示氧原子，用“”表示1个分子由2个氧原子构成，是氧分子，符号表示为O2； ②同温同压下，气体的体积比等于分子数目比，氮气约占空气体积的五分之四，氧气约占空气体积的五分之一，所以氮气分子与氧气分子的个数比为4：1，所以可表示空气微观模型的是B，故选：B； （3）A、工厂通过加高烟囱直接排放废气，不能减少污染物的排放，不利于保护空气，故A产生不合理； B、积极植树造林，可吸收部分有害气体，减少粉尘，有利于保护空气，故B措施合理； C、提倡步行、骑自行车等“低碳”出行方式，可减少化石燃料的燃烧，减少汽车尾气排放，有利于保护空气，故C措施合理； 故选：A； （4）在高温、高压条件下，空气中的氮气和氧气会反应生成一氧化氮，该反应的符号表达式为：。 17．19世纪以前，人们一直认为原子是不可分的，一百多年来，科学家通过实验与推理不断纠正错误认识，逐步揭开原子的构成。 （1）1897年，通过实验发现了带负电的电子，他推测原子中还有带正电的物质，他推测的依据是 。 （2）1911年著名物理学家为探索原子的内部结构进行了著名的ɑ粒子散射实验（图1），实验现象如图2。 由实验现象可以推理得出的结论有_______（填序号）。 A．原子核带正电 B．原子核很小，但集中了原子的大部分质量 C．原子核由质子和中子构成 D．原子内部有很大的空间 （3）若a粒子撞击到电子， （填“明显影响”或“几乎不影响”）α粒子运动轨迹，原因是 。 （4）1919年，卢瑟福用α粒子核轰击氮原子核，发现了一种新粒子，这种粒子带一个单位的正电荷，其质量与氢原子相近，这种粒子的名称为 。 （5）20世纪80年代中期，人们借助扫描隧道显微镜观察到原子在物质表面的排列状况。下列有关人类对原子结构的认识中，说法正确的是_______。 A．扫描隧道显微镜可确定原子的真实存在 B．扫描隧道显微镜可以观察到原子的内部结构 C．科学模型的建立是一个不断完善、不断修正的过程 D．人类借助模型的建立，对原子的认识逐渐接近本质 （6）很多炼金术师，想把单纯的铜、铁、铅、锡等金属炼制为昂贵的黄金，从化学反应层面，基于你对原子的认识，你认为可行吗？并说明理由 。 【答案】（1）原子不显电性，电子带负电 （2）ABD （3）几乎不影响 电子的质量比α粒子小得多 （4）质子 （5）ACD （6）不可行，发生化学变化只是原子最外层电子得失，质子数不变，元素和原子的种类不变 【解析】（1）1987年，汤姆森通过实验发现了带负电的电子，他推测原子中还有带正电的物质，他推测的依据是原子不显电性； （2）A、根据题意：α粒子带正电荷，一小部分α粒子改变了原来的运动方向，由于同种电荷相互排斥，说明原子核带正电荷；故选项说法正确； B、有极少数α粒子被弹了回来，说明金原子中有体积很小、质量大的原子核；故选项说法正确； C、根据卢瑟福为探索原子的内部结构进行的“α粒子散射实验”，无法得出原子核的构成，故选项说法错误； D、大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向，说明金原子中有一个很大的空间，原子不是一个实心球体，故选项说法正确； 故选ABD； （3）若α粒子撞击到电子几乎不影响α粒子运动轨迹，原因是电子的质量远比α粒子小的多； （4）决定元素种类的是核内质子数，卢瑟福用α粒子核轰击氮原子核，发现了一种新粒子，这种粒子带一个单位的正电荷，其质量与氢原子相近，氢原子中含有1个质子和一个电子，电子的质量很小，可以忽略不计，质子就是带一个单位正电荷的微粒，所以这种粒子的名称为质子； （5）A、扫描隧道显微镜可确定原子的真实存在，此选项说法正确； B、扫描隧道显微镜不能观察到原子的内部结构，只能确定原子可再分，此选项说法错误； C、科学模型的建立是一个不断完善不断修正的过程，此选项说法正确； D、人类借助模型的建立，对原子的认识逐渐接近本质，此选项说法正确； 故选ACD； （6）在化学反应前后，元素的质量、种类，原子的质量、种类和数目都不变，只是原子最外层电子得失，不可能变为金。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$