第二单元 空气、物质的构成与组成（单元复习讲义）-【上好课】2024-2025学年九年级化学上册同步精品课堂（科粤版2024）

第二单元 空气、物质的构成与组成 思维导图 知识梳理 空气的成分 第1节 一、空气有哪些成分 1.空气成分的发现 （1）1772年英国人 发现空气中含有一种气体，这种气体既不能供动物呼吸也不支持燃烧,它就是我们今天所说的“氮气”。 （2）18世纪70年代，瑞典科学家 和英国的科学家化学家 里，分别发现并制得了氧气。 （3）法国科学家 最早用 的方法研究了空气的成分，第一次明确提出了“空气是由 和 组成 ”，其中氧气约占空气总体积的 的结论。 2.拉瓦锡测定空气成分的实验 实验过程如下： 【实验一】 实验操作：①把少量汞放在密闭的容器里，连续加热12天（目的：耗尽曲颈甑内的氧气） 实验现象：发现一部分银白色液态汞（Hg）变成了红色粉末（HgO），同时容器里空气的体积差不多减少了1/5； 实验结论：剩余的 4/5 体积的气体，既不能供给呼吸也不能支持燃烧，他认为这些气体都是氮气； 反应原理： 【实验二】 实验操作：把汞表面上所生成的红色粉未收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热； 实验现象：红色粉末又变成银白色液体和能使带火星木条复燃的气体 实验结论：氧化汞加热分解生成的氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的气体的体积 反应原理： 通过上述实验，拉瓦锡得出了结论： 拉瓦锡得出了空气由 和 组成，其中氧气约占空气总体积 。 拉瓦锡测定空气中氧气含量实验的不足： （1）实验时间比较长； （2）实验操作及实验装置比较复杂； （3）且实验过程对环境有污染。 3.空气中氧气成分的测定 （1）实验操作： ①连接装置并检查装置的 ； ②在集气瓶内装入 ，再把剩余的容积分成五等份，并用橡皮筋做上记号； ③ 用弹簧夹夹紧乳胶管，点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中，并把塞子塞紧； ④ 燃烧结束并 至室温后，打开弹簧夹，观察实验现象及睡眠的变化情况。 （2）实验现象 ①红磷燃烧，发出 火焰，有大量 ，放出 ； ②冷却后，打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶内空气总体积的 。 （3）实验结论 ①氧气约占空气总体积的 ； ②剩余的气体主要是 ，由实验推测氮气化学性质 ， 、 且 于水。 （4）实验原理 利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内 ，在大气压的作用下，水倒流入容器内，且进入容器内水的体积即为空气中减少的 。 红磷燃烧的文字表达式为： （5）实验装置 止水夹 红磷 燃烧匙 集气瓶 烧杯 导气管 实验仪器：集气瓶、橡胶塞、燃烧匙、导气管、乳胶管、弹簧夹、烧杯、酒精灯及火柴（点燃红磷时使用）； （6）实验药品的选择 ①选择的药品在空气中 且只与氧气反应；该药品燃烧后的生成物为固态或液态，所占的空间体积可忽略不计； ②不能用木炭、硫、铁丝、镁等代替红磷。木炭、硫燃烧后的生成物分别是二氧化碳、二氧化硫气体，会弥补所消耗氧气的体积使集气瓶内压强变化不明显，而铁丝在空气中不燃烧，镁不仅可以与空气中的氧气反应，也能与空气中的氮气、二氧化碳反应生成固态物质。 （7）测得的体积小于1/5的原因：① ；② ；③ 。 （8）集气瓶内加入少量水的目的：迅速降温、吸收产生的 ，防止燃烧物溅落下来 。 4.空气的成分 （1）稀有气体的发现 ①19 世纪末，英国的物理学家瑞利（J.W.S. Rayleigh，1842—1919）发现从空气中分离出来的氮气的密度比用化学方法制得的纯净氮气密度 ，说明空气中 。 ②英国化学家拉姆西（W. Ramsay，1852—1916）经过实验和推理，终于发现了稀有气体 。 ③后来经过多位科学家的实验和探究，又进一步发现了空气中的稀有气体还含有氦（He）、氖（Ne）、氪（Kr）、氙（Xe）等成分。 （2）空气的成分 气体 氮气（N2） 氧气（O2） 稀有气体 二氧化碳（CO2） 其他气体 体积分数 0.94% 0.03% 0.03% 【注意】 ①水蒸气在空气中的含量不固定，受地区和天气的影响。如阴雨天空气湿度大，水蒸气含量也会略大。 ②二氧化碳的含量也会因人类活动而有所变化。 【易错提醒】 ①空气的成分按体积计算，大约是：氮气占78%、氧气占21%，注意是体积分数而不是质量分数； ②空气中不含有氢气、一氧化碳等气体。 ③空气是一种混合气体，其成分比较稳定的。 二、氮气和稀有气体有用吗性质 用途 决定 体现 1.氮气 （1）物理性质： 、 的气体， 溶于水，熔沸点低，密度比空气略小。 颜色 状态（常温常压） 气味 密度（标准状况） 熔点 沸点 是否易溶于水 无色 气态 无味 1.251g/L -209.9℃ -195.8℃ 否 （2）化学性质：氮气化学性质很 ，常温下 跟其他物质发生反应，但在高温、高能量条件下可与某些物质发生反应。 （3）用途： 低温、常温条件下化学性质稳定：① ，保存食品；② ； 高温等条件下可参与化学反应：① ；② ；③ ； 物理性质：液氮做制冷剂；超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能，如磁悬浮列车； 2.稀有气体 （1）物理性质：无色、无味，稀有气体在通电时能发出不同颜色的光； （2）化学性质：学性质很稳定，一般不跟其他物质发生反应，被称为“惰性气体”。 （3）用途： ①稀有气体一般不与其他物质反应，曾被称为“惰性气体”（用作 ） ②稀有气体通电时，发出不同颜色的光：（用作 、 ） 氦气—粉红色光；氖气—红光；氩气—蓝紫色光；氙气—特强白光 ③氦气是密度很小的气体，化学性质很稳定。（用作填充 ） 3、 怎样区分混合物和纯净物 1.混合物：由 的物质组成； （1）生活中经常接触的混合物：空气、糖水、牛奶、泥沙等； （2）混合物的特点：无固定成分，各自保持着单独存在时的化学性质； 2.纯净物：只由 物质组； （1）常见纯净物：水（H2O）、硫（S）、蔗糖（C12H22O11）； （2）纯净物的特点：固定的组成和性质 【易错警示】由同种元素组成的物质不一定是纯净物。单质由同种元素组成，但是由同种元素组成的物质不一定是单质，必须是由同种元素组成的纯净物才是单质，如氧气和臭氧混合在一起，虽只有氧元素，但因有两种不同的分子，属于混合物。 四、空气污染危害大 1.空气中污染物的来源：（1） 污染；（2） 污染；（3）生活污染； 2.空气中的主要污染物： （1） （PM10、PM2.5）； （2）有害气体： 、一氧化碳、氮氧化物等 【易错提醒】二氧化硫、二氧化氮等容易形成酸雨；二氧化碳不会造成空气污染，但是会产生温室效应。 3.空气污染的主要危害： ①损害 ； ②影响 ； ③损坏地面设施，破坏文物古迹； ④导致地球生态平衡失调； ⑤臭氧层破坏和酸雨（主要由二氧化氮、二氧化硫等引起）等。 4、 保护大气环境 1.空气污染的防治措施： （1）加强 ； （2）使用清洁能源； （3）工厂的废气必须经过除尘、除污处理，达标后再排放； （4）积极 等。 （5）树立青少年的保护环境观念，从小事做起； 2.空气质量日报 （1）空气质量日报的主要内容： ；空气污染指数；空气质量指数级别。 （2）空气污染指数 列入空气质量监测标准的基本项目有： 、 、二氧化氮、可吸入颗粒物（粒径在10微米以下的颗粒物，称PM10，又称飘尘）和臭氧等。 （3）空气质量指数级别：划分为6级，级别越高，空气质量 。 空气质量指数 0~50 51~100 101~150 151~200 201~300 ＞300 空气质量指数级别 一级 二级 三级 四级 五级 六级 空气质量指数类别及表示颜色 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染 绿色 黄色 橙色 红色 紫色 褐红色 【典例1】最早用定量的方法研究了空气成分的科学家是（　　） A．拉瓦锡 B．张青莲 C．道尔顿 D．门捷列夫 【典例2】如图分别是拉瓦锡和实验室测定空气中氧气含量的装置图。下列说法不正确的是（　　） A．汞和红磷均只与空气中的氧气反应 B．反应结束后，容器内剩余气体是氮气 C．若装置气密性不好，会导致测得氧气的体积分数偏小 D．汞加热易形成汞蒸气，其测量结果比红磷更准确 【典例3】空气成分中含量多且可用作保护气的是（　　） A．N2 B．O2 C．稀有气体 D．CO2 【典例4】亚运会用来填充巨型升空飞龙的气体是（　　） A． 氩气 B．氙气 C．氦气 D．氢气 【典例5】下列各组物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是（　　） A．冰水混合物　五氧化二磷 B．二氧化碳　澄清石灰水 C．汽水　河水 D．净化后的空气　受污染的空气 【典例6】2024年某日部分城市空气质量预报如表所示，当日空气质量最好的城市为（　　） 城市 成都 杭州 郑州 上海 污染指数 60 55 35 38 质量级别 Ⅲ Ⅱ Ⅰ Ⅳ A．成都 B．杭州 C．郑州 D．上海 构成物质的微观粒子 第2节 物质是由 、 、 等微观粒子构成的。 一、分子是什么 1.了解在物理变化和化学变化中分子发生的不同改变 【实验2-2】把香水洒在小毛巾上，抖开小毛巾，绕实验室一周。 现象： 问题：为什么我们与小毛巾相隔一段距离，还能闻到香味？ 解释：香水是由酒精分子和多种香精分子混合在一起构成的。所以，当香水的这些分子通过运动扩散到空气中后，我们就能闻到香水的气味了。 【实验2-3】在玻璃管的两端分别放置蘸有浓盐酸和浓氨水的棉花团，塞紧胶塞。 现象：玻璃管中产生大量白烟 问题：为什么蘸有浓盐酸和浓氨水的棉花团并没有接触，却会在空中生成浓浓的白烟？ 解释：盐酸中挥发出来的氯化氢分子和氨水中挥发出来的氨分子运动到空中相遇，并发生化学变化，生成氯化铵小颗粒，扩散到空中，形成白烟。 讨论：以上两个实验中所发生的变化有什么不同？与同学讨论并填写下表。 问题 【实验2-2】 【实验2-3】 变化中有无新物质生成？ 是物理变化还是化学变化？ 变化中分子本身有无改变？ 对比上述两个实验可知： （1）由分子构成的物质，在物理变化中，分子本身 ，仍然保持该物质的化学性质；在化学变化中，分子本身 ，生成化学性质与原物质不同的新物质。所以，分子（molecule）是保持物质 的一种微观粒子。 （2）分子是构成物质的一种 。不同的分子一定会构成各不相同的物质。 （3）分子的特性： a.质量、体积都很 ； b.分子在 ，且与温度有关，温度越高，运动速率越快； c.分子之间存在 。同一物质气态时分子间隔最大，固体时分子间隔最小 ；物体的热胀冷缩现象就是分子间的间隔受热时增大，遇冷时变小的缘故。 二、原子是什么？ 1. 氧化汞受热分解实验。 操作：将红色的氧化汞粉末装在试管里加 ； 现象：结果红色粉末渐渐变化，试管内壁上出现银光闪闪的水银；同时，还可以收集到能支持燃烧的氧气。＋ 氧化汞 HgO 汞 Hg 氧气 O2 加热 可见，氧化汞发生变化了，可用文字表述为： 从微观粒子的角度来看，这个变化是怎样发生的呢？ 在化学变化中，氧化汞分子分解成单个的汞原子和氧原子。图中共有 个汞原子， 个氧原子。 由很多的汞原子直接构成了汞。 两个氧原子结合成一个氧分子，很多氧分子构成了氧气。 氧化汞分子由氧原子和汞原子构成。 图中共有 个氧化汞分子。 通过上述分析，可以得出以下结论： （1）在化学变化中，氧化汞分子分解成为 和 。换句话说，氧化汞分子是由汞原子和氧原子构成的。由此可见：分子由 构成。 （2）有的物质可由 直接构成，如金属汞是由 直接构成的。 （3）汞原子和氧原子本身在化学变化中没有发生变化，只是 发生改变，它们 后构成新的物质。 结论 ： 1.原子是构成物质的另一种微观粒子。原子构成 ，原子也可直接构成 。 2.在化学变化中，分子本身发生变化，而原子本身没有发生根本变化，只是重新组合成新分子，构成新物质。所以，原子是 中的最小微观粒子。 3.在化学变化中， 的种类发生了改变，而 的种类没有改变。 4.化学反应实质：在化学变化中，分子 ，原子又 。 【易错警示】提到微观粒子时，必须搭配“构成”二字，不能用“组成”。 2.原子的内部结构 （1）原子的特点 a.质量、体积都很小； b.原子也在不断地运动着； （2）科学家对原子结构的探究历程 化学科学发展历程中， 是化学科学研究的基本方法。 1808年，道尔顿（英国）认为原子是一个不可再分的实心球体。 1897年，汤姆孙（英国）发现了电子。1904年提出“枣糕模型”。 1911年，卢瑟福（英国）提出有核原子模型。 1913年，玻尔（丹麦）认为电子只在一些特定的轨道绕核运动。 依据量子力学，现在的原子结构模型（电子云模型）； （3）原子的内部结构原子核 核外电子 原子 质子 中子 每个质子带一个单位 电荷 每个电子带一个单位 电荷 不带电 带 电 所带的正电荷数称为 观察下表列出的几种常见原子内部微观粒子的数目，从中你得到什么？ 原子 原子核 核外电子数 原子 原子核 核外电子数 质子数 中子数 质子数 中子数 氢 1 0 1 氧 8 8 8 氦 2 2 2 钠 11 12 11 碳 6 6 6 氯 17 18 17 氮 7 7 7 铁 26 30 26 a.在原子中，核电荷数＝核内 ＝核外 ； b.原子核内不一定有 ，如氢原子，核内只有一个质子； c.不同种类的原子，其根本区别在于它们 的不同，这也决定了元素的种类； d.质子数与中子数 相等； （3）原子结构示意图 ①原子结构图各部分的含义： a.圆圈内的数字：表示原子的 b.+：表示原子核的 c.弧线：表示 d.弧线上的数字：表示该电子层上的 ②核外电子排布的规律： a.第一层最多排 个电子； b.第二层最多排 个电子； c.最外层最多不超过 个电子，达到8个电子的惰性状态是稀有气体的稳定结构（第一层为最外层时， 个电子为稳定结构）； ③原子结构与化学性质的关系 a.金属原子：最外层电子数一般 4个，为不稳定结构，在反应中较易 电子，趋于里层的稳定结构； b.非金属原子：最外层电子数一般 或 4个（氢原子特殊），属于不稳定结构，在反应中较易 电子，趋于本层的稳定结构； c.稀有气体原子：最外层电子数等于 个（氦原子除外，最外层电子数为2），为稳定结构。 三、原子的质量有多大 1.构成原子的粒子的质量 a.原子很小，原子核更小。 b.比原子核还要小得多的电子，在原子核外广阔的空间内做高速运。 c.在原子中，整个原子的质量几乎都集中在 上。 d.质子和中子的质量，都大约＝1个氢原子的质量； e.电子质量≈质子质量的1/1836。 2.相对原子质量 为更方便地书写和使用原子的质量，国际上采用相对质量，即把原子核里含质子、中子各6个的碳原子（碳-12）的质量分为12等份，则其中一份的质量为： 以一种碳原子（碳-12）质量的1/12作为标准，把其他原子的质量与这个标准相比较所得到的比值，称为这种原子的相对原子质量。 计算公式是： 例 氧原子的相对原子质量＝ 几种常见微观粒子 质量/kg 相对原子质量/相对质量（取整数） 铁原子 9.288×10－26 质子 1.6726×10－27 中子 1.6749×10－27 你认为相对原子质量的数值与原子的质子数和中子数有什么关系？ 原子 原子核 核外电子数 原子 原子核 核外电子数 质子数 中子数 质子数 中子数 氢 1 0 1 氧 8 8 8 氦 2 2 2 钠 11 12 11 碳 6 6 6 氯 17 18 17 氮 7 7 7 铁 26 30 26 相对原子质量≈ + 【考点点睛】（1）相对原子质量不是原子的真实质量； （2）相对原子质量是个比值,单位为1，一般不写； （3）相对原子质量与原子的真实质量成正比。 3.张青莲院士的贡献 中国科学院院士 教授（1908—2006）是无机化学领域的杰出专家。他对 （又称 ）的测定做出了卓越贡献，他主持测定的铟、铱、锑、铕、铈、铒、锗、锌、钐、镝等原子量新值被采用为国际新标准。 四、离子怎样形成 1.什么是离子：最外层的电子数不为8的原子，在化学反应中容易得到或者失去电子，趋于变成稳定结构。当原子得到或失去电子之后便变为 。 2.离子的形成及分类（以氯化钠为例） 目的 观察钠在氯气中燃烧 【实验2-4】 操作：把装满氯气的集气瓶倒扣于加热至熔化的金属钠上，你观察到什么现象？ 现象： 结论：生成的白烟是一种白色的固体小颗粒，化学名称叫氯化钠（NaCl）， 的主要成分。 （1）钠原子、氯原子形成氯化钠的过程 钠原子失去l个电子，变成带1个单位的正电荷的 （Na＋，像这样带正电的原子叫 ）； 氯原子则得到1个电子，变成带1个单位的负电荷的 （Cl-，像这样带负电的原子叫 ），阴阳离子相互作用结合成氯化钠（NaCl）。 由此可见， 也是构成物质的一种微观粒子。 3.符号书写 离子符号的主体是元素符号，在元素符号的右上角标上数字和正负号，用来表明离子所带电荷的数量和正负。书写的基本规则是数字在前，符号在后。例如：Mg2＋。 注意：当离子所带电荷为1时，1可以省略不写，直接用正负号表示离子带一个单位的正电荷或负电荷，如Na＋、OH－等。 4.离子符号的意义：表示一种离子及一个离子所带的电荷数。 Mg2+：表示 ，其中数字“2”的意义是 ； 2Mg2+：表示 （离子符号前面的系数表示离子的个数） 物质是微观粒子构成的： 原子 分子 物质 构成 构成 直接构成 微观粒子 分解 离子 得电子 失电子 构成 【典例1】“赠人玫瑰，手留余香”。“手留余香”是因为（　　） A．分子之间有间隙 B．分子在不断运动 C．分子的体积很小 D．分子的质量很小 【典例2】下列物质中含有氧分子的是（　　） A．H2O B．O2 C．KMnO4 D．NO2 【典例3】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 【典例4】下列说法中正确的是（　　） A．①表示钠原子 B．①②③表示的微粒都具有相对稳定的结构 C．①③两种粒子能形成AB2型化合物 D．以上微粒表示4种元素 【典例5】为纪念门捷列夫，101号元素被命名为“钔”，一种钔原子的质子数为101，中子数为157，则该原子核外电子数为（　　） A．56 B．101 C．157 D．258 【典例6】在H2，H2O，H2SO4三种分子中都含有（　　） A． 氢原子 B．1个氢分子 C．氢元素 D．2个氧元素 【典例7】下列粒子结构示意图，表示阴离子的是（　　） A． B． C． D． 第3节 辨别物质的组成 一、什么是元素 1.概念：具有相同 （即核内 ）的一类原子的总称。 【考点点睛】 ①元素的种类由原子的 决定， 不同， 就不同；同种元素的原子的中子数不一定相同。 ②元素是宏观概念，只有 ，没有 。 氕、氘、氚原子分别是氢元素的三种原子，是氕、氘、氚的原子结构示意图，它们有什么共同的和不同的特征？ 氕、氘、氚原子虽然中子数不同，但质子数 ，所以它们都属于 。 2.化学变化中，分子、原子、元素的变化 【讨论】在下列化学反应中，反应前后分子、原子、元素种类是否发生了变化？ 物质发生化学变化时， 的 ，原子和元素的 ； 3.元素种类 世界上的物质都是由元素组成的。物质的总数多达几千万种，而且还在逐年增加，但组成它们的元素却只有100余种。 4.元素的分布 （1）在地壳中：含量居于前五位的元素是： 。 （2）地壳里各种元素的含量差别很大，其中氧元素最多， 含量接近50%，硅元素其次，超过1/4，加上铝、铁、钙、钠、 钾、镁、氢元素，这9种元素就占了地壳总质量的98.8%，其 余元素约占 。 （3）多数元素含量虽少，但作用不可忽视。如碳、氮、硫、磷等元素，组成生物体的基本元素，缺乏，生物体便无法生存和繁衍。 二、怎么表示元素的名称和符号 1.元素符号：为了便于研究和交流，国际上用统一的字母来表示各种元素，称为元素符号。 2.书写规律： （1）元素符号采用该元素的拉丁文名称的第一个字母(大写)来表示；如氢元素的符号为H，氧元素的符号为O； （2）如果几种元素拉丁文名称的第一个字母相同，则再加第二个乃至第二个字母(小写)来表示。如用Cu表示 ，用Ca表示 ，用Cl表示 。 【易错提醒】 3.元素符号的意义元素符号的意义 宏观 微观 表示1种 表示该种 （由原子构成的物质） 表示该元素的 ，如H表示 元素符号加上数字，表示某元素有 只讲种类， 不讲个数； 既讲种类， 又讲概念； 三、元素周期表 1.1869年，俄国化学家 根据元素的原子结构和性质，把它们科学有序地排列起来，这样就得到了元素周期表。 2.结构：7个横行，每一横行叫作 周期，共 周期； 18个纵列，每一纵列叫作 族（8、9、10三个纵列共同组成1个族），共 周期， A是主族，B是副族 3.排列规律： 同周期：原子 相同，从左到右 逐渐增加，电子层数＝ 同族：原子 相同（He例外）， 逐渐增加（化学性质相似） 4.元素周期表中每一方格提供的信息： 13 Al 铝 26.98 表示 表示 表示元素的 表示元素的 其中：原子序数= ＝ ＝ ；相对原子质量≈ + 。 　　5.元素中文名称的规律 （1） 金属元素：中文名称带“钅”字旁，金属“ ”例外； （2） 非金属元素：①“石”字旁，固态非金属；②“氵”，液态非金属；③“气”字头，气态非金属； 四、单质和化合物有何不同 请你比较形成以下两组纯净物的元素种数，它们之间有什么不同呢？ 第一组：氧气（O2）、氩气（Ar）、碳（C）、铁（Fe）、汞（Hg） 第二组：二氧化碳（CO2）、氨气（NH3）、氯化铵（NH4Cl）、硫酸（H2SO4） 不同点是： 1.单质：由同种元素组成的纯净物叫作单质。 2.化合物：由不同种元素组成的纯净物叫作化合物。 3.氧化物：如果化合物仅由两种元素组成且其中一种是氧元素，则此类化合物称为氧化物。 4.分类 根据一定的 或 将物质进行分组和归纳的方法称为 法。化学上，依据物质的组成可以对物质进行分类。如根据组成物质的 ，可以将物质分为纯净物和混合物；再根据组成元素的 ，可以将纯净物分为单质和化合物。 物质 单质 混合物 纯净物 化合物 金属单质 非金属单质 氧化物 酸、碱、盐 种数 元素 种类 拓展延伸 【典例1】溴元素在元素周期表中信息如图。下列有关溴元素的说法不正确的是（　　） A．原子序数是35 B．元素符号是Br C．属于金属元素 D．相对原子质量为79.90 【典例2】“中国芯”的关键材料是硅。如图为元素周期表中的一格和硅原子的结构示意图，下列有关说法错误的是（　　） A．图中的x为8 B．硅属于非金属元素 C．硅的相对原子质量为14 D．硅元素位于元素周期表第三周期 【典例3】下列属于化合物的是（　　） A． 纯净的空气 B．冰水 C．铁锈 D．氧气 【典例4】重氢可应用于光导纤维制备，重氢和氢都属于氢元素，是因为它们的原子具有相同的（　　） A．质子数 B．中子数 C．原子核 D．相对原子质量 【典例5】地壳中主要元素的含量如图，其中含量最多的元素是（　　） A． 铝 B．硅 C．氧 D．铁 【典例6】下列元素符号，正确的是（　　） A．铜：Cu B．钴Co C．氯Al D．氖Ne 跨学科实践活动：学习探究水的组成的科学史并制作分子模型 第4节 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 1.科学家探索物质组成与构成的时间轴 2.水的组成的发现 （1）1781 年，英国科学家普里斯特利、卡文迪什分别将“可燃空气（氢气）”与空气或“脱燃素空气（氧气）”混合后点燃爆炸，发现有 。 （3） 拉瓦锡利用自制的装置（如图 2.4-2），将玻璃曲颈甑中的蒸馏水加热，水蒸气进入用陶瓷密封的红热铁管后，在试管中收集到了“可燃空气（氢气）”。 讨论与交流 1.拉瓦锡通过“铁和水蒸气反应”实验收集到了“可燃空气（氢气）”，结合普里斯特利、卡文迪什的实验结果，推理得出结论：水由氢、氧两种元素组成。你认同吗？为什么？ 拉瓦锡利用水蒸气与高温的铁反应，生成了一种黑色固体（Fe3O4）和“可燃空气”。这个“可燃空气”后来被证明是氢气。 2.道尔顿、盖－吕萨克、阿伏伽德罗对“氢气和氧气反应”实验做出了不同的解释。你更赞成哪一位科学家的观点，为什么？他们运用了什么方法探索物质的组成与构成？分享你的看法。 阿伏伽德罗则提出了不同的解释。他引入了分子概念，并指出在盖-吕萨克的实验中，相同体积的气体的分子数相同而非原子数。他们都是运用了化学实验方法探究物质的组成与构成。 【实验2-5】水的组成及变化的探究 提出问题 水由什么元素组成呢？ 设计实验 1.实验装置设计 方案一、方案二是两种电解水装置，请你仔细阅读并画出方案三的简易电解水装置图。 所需仪器如下：水槽1个、试管2支、胶塞2个（中间打孔插入电极），电极2个，电源1个，导线2根。 2.检验生成物的方法水 氢气 氧气 用燃着的木条点燃气体，并在火焰上方罩一个 的烧杯，观察到火焰为 ，烧杯内壁有 出现，则证明生成的气体为氢气。 生成物 通电 检验生成物的方法 进行实验 利用方案一的水电解器进行实验，实验步骤是：①电解水；②检验产物，注意每一步骤的具体操作方式，观察并记录现象与数据。 撰写实验报告 水的组成及变化的探究实验 姓名： 班级： 日期： 实验目的：探究水的组成及变化。 实验原理：水在直流电的作用下，会分解生成氢气和氧气 实验用品：水电解器、直流电源、导线、烧杯、酒精灯、火柴、小木条、蒸馏水、氢氧化钠溶液（或稀硫酸）等。 实验示意图 实验步骤 观察与记录 电解水 1. 取约100mL的水于烧杯中，加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸①，搅拌。 2.打开两支刻度管的活塞，将溶液注入电解器中至两支刻度管充满，关闭活塞，连接直流电源。 3.通电，观察并记录电极上和刻度管内的现象。 4.一段时间后，停止通电。 ①通电后，两个电极的表面出现的现象是 。 ②电解后，连接电源负极的刻度管内气体体积为 ，连接电源正极的刻度管内气体体积为 ，它们的比约为 。 检验生成物 5. 用燃着的木条靠近与电源负极相连的刻度管管口，打开活塞，在尖嘴口罩一个干冷的烧杯，观察并记录现象。 ③与电源负极相连的刻度管内气体 。烧杯内壁出现 。 6. 关闭与电源负极相连的刻度管管口活塞。用燃着的木条靠近与电源正极相连的刻度管管口，打开活塞，观察并记录现象。 ④与电源正极相连的刻度管内气体 。 实验结果与讨论： 1.收集证据 正极上产生的气体是 ，负极上产生的气体是 ，V正∶ V负≈ 。 巧记：正氧负氢，氢二氧一 2.分析证据 项目 反应物 生成物 物质种类 水（H2O） 氢气（H2） 氧气（O2） 元素组成 、 氢元素（H） 氧元素（O） 3.得出结论 根据电解水生成氢气和氧气，同时结合氢气和氧气反应生成水的实验事实，得出水是由 和 组成的。 反思与评价 1. 电解水和煮沸水时都有气泡产生，产生气泡的原因有何不同？ 2. 以上实验中有哪些现象和数据能够说明水不是一种元素，而是由氢、氧两种元素组成的？ 表达与交流 根据这一实验，你认为探究物质的组成可以采用什么样的思路？ 注意事项： 电解水时通常在水中加入少量稀硫酸（或氢氧化钠）是为了 ，它们本身并未参加反应。 思路与方法导引 > > > 探究物质组成的一般思路 探究化合物的元素组成时，根据“化学变化前后，元素的种类不会发生变化”这一规律，若能将化合物分解为已知组成的物质，就可通过分析生成物的元素组成来推测该化合物的组成；反之，若能用已知组成的物质合成化合物，我们也可以通过分析反应物的元素组成来推测该化合物的组成。 在现代化学研究中， 科学家还会借助 、 红外光谱仪、X射线衍射仪等仪器来测定物质的组成与构成。 项目活动2 制作分子模型 1.制作模型 分子模型的制作数量要求 2个氢分子（2H2） n个水分子（nH2O，n≥6） 1个氮分子（N2） 1个二氧化碳分子（CO2） 2个氧分子（2O2） 1个氨分子（NH3） 2.拼装模型演示电解水的微观过程 方案一：用2个水分子模型演示 方案二：用4个水分子模型演示 方案三：用6个水分子模型演示 思路与方法导引 > > > 1.方案一、二、三中水分子模型拆分后分别得到多少个氢原子和氧原子？氢原子和氧原子的个数比是多少？ 方案 氢原子 氧原子 氢原子：氧原子 方案一 2个水分子 方案二 4个水分子 方案三 6个水分子 2. 方案一、二、三中氢原子和氧原子重新组合后分别得到多少个氢分子和氧分子？水分子、氢分子和氧分子的个数比是多少？ 方案 氢原子 氧原子 氢分子 氧分子 水分子：氢分子：氧分子 方案一 2个水分子 方案二 4个水分子 方案三 6个水分子 3. 化学变化中原子、分子的种类和数目以及元素的种类是否发生了变化？结合该实验说说化学变化的微观实质是什么。 在化学变化中，分子的种类 ，而原子的种类、数目以及元素的种类 。 化学变化的微观实质： 。 最后，请你将所制作和拼装后得到的模型进行分类，分别放进右边的三个筐中。 项目活动3 展示“水分子漫游记”情景剧 根据水分子物质性质和物理性质，体会会分子在变化中的经历，以“水分子”为主角编写剧本，小组共同制作道具，分配角色并做好预演或拍摄。 拓展延伸 【典例1】电解水实验如图所示。下列说法不正确的是（　　） A．a玻璃管上方产生的气体是氧气 B．该实验说明水是由氢气和氧气组成的 C．产生氢气和氧气的体积比为2：1 D．用燃着的木条可以检验产生的气体 【典例2】学习小组为探究水的组成设计实验装置如下（加入氢氧化钠增强水的导电性）。通电一段时间后，下列说法正确的是（　　） A．a、b管产生气体的体积比约为1：2 B．b管内产生的气体具有可燃性 C．氢氧化钠溶液的溶质质量分数变大 D．该实验可得出水由氢气和氧气组成 【典例3】为探究水的组成及变化，某同学设计如图装置进行电解水实验，先在电解器玻璃管里加满水（含少量NaOH），再接通直流电源。有关说法不正确的是（　　） A．电解时，乙玻璃管的气泡在c位置产生 B．甲、乙两支玻璃管中生成气体的体积比约为2：1 C．用燃着的木条在乙玻璃管尖嘴口检验产生的气体，产生淡蓝色火焰 D．加入少量氢氧化钠是为了增强水的导电性 【典例4】电解水时，在水中加入少量硫酸或氢氧化钠，这是为了（　　） A．防止发生事故 B．得到更多的氧气和氢气 C．增强水的导电性 D．使水分解产生气体的速率变慢 【典例5】用如图所示的装置进行水的电解实验，以下描述正确的是 （　　） ①甲、乙两试管内收集到的气体的体积比约为2：1； ②甲试管和电源的正极相连，乙试管和电源的负极相连； ③甲试管内产生的气体能燃烧，且燃烧时火焰呈淡蓝色； ④乙试管内产生的气体能使带火星的木条复燃； ⑤由实验可知，水是由氢原子和氧原子直接构成的。 A． 只有①③④ B．只有②④⑤ C．只有①②③④ D．只有①②③④⑤ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二单元 空气、物质的构成与组成 思维导图 知识梳理 空气的成分 第1节 一、空气有哪些成分 1.空气成分的发现 （1）1772年英国人卢瑟福发现空气中含有一种气体，这种气体既不能供动物呼吸也不支持燃烧,它就是我们今天所说的“氮气”。 （2）18世纪70年代，瑞典科学家舍勒和英国的科学家化学家普利斯特里，分别发现并制得了氧气。 （3）法国科学家拉瓦锡最早用定量的方法研究了空气的成分，第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成 ”，其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。 2.拉瓦锡测定空气成分的实验 实验过程如下： 【实验一】 实验操作：①把少量汞放在密闭的容器里，连续加热12天（目的：耗尽曲颈甑内的氧气） 实验现象：发现一部分银白色液态汞（Hg）变成了红色粉末（HgO），同时容器里空气的体积差不多减少了1/5； 实验结论：剩余的 4/5 体积的气体，既不能供给呼吸也不能支持燃烧，他认为这些气体都是氮气；汞+氧气 氧化汞 加热 反应原理： 【实验二】 实验操作：把汞表面上所生成的红色粉未收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热； 实验现象：红色粉末又变成银白色液体和能使带火星木条复燃的气体 实验结论：氧化汞加热分解生成的氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的气体的体积汞+氧气 氧化汞 加强热 反应原理： 通过上述实验，拉瓦锡得出了结论： 拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积1/5。 拉瓦锡测定空气中氧气含量实验的不足： （1）实验时间比较长； （2）实验操作及实验装置比较复杂； （3）且实验过程对环境有污染。 3.空气中氧气成分的测定 （1）实验操作： ①连接装置并检查装置的气密性； ②在集气瓶内装入少量的水，再把剩余的容积分成五等份，并用橡皮筋做上记号； ③ 用弹簧夹夹紧乳胶管，点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中，并把塞子塞紧； ④ 燃烧结束并冷却至室温后，打开弹簧夹，观察实验现象及睡眠的变化情况。 （2）实验现象 ①红磷燃烧，发出黄色火焰，有大量白烟生成，放出热量； ②冷却后，打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/5。 （3）实验结论 ①氧气约占空气总体积的 1/5； ②剩余的气体主要是氮气，由实验推测氮气化学性质比较稳定，不燃烧、不支持燃烧且不易溶于水。 （4）实验原理 利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，水倒流入容器内，且进入容器内水的体积即为空气中减少的氧气体积。五氧化二磷 红磷+ 氧气 加热 红磷燃烧的文字表达式为： （5）实验装置 止水夹 红磷 燃烧匙 集气瓶 烧杯 导气管 实验仪器：集气瓶、橡胶塞、燃烧匙、导气管、乳胶管、弹簧夹、烧杯、酒精灯及火柴（点燃红磷时使用）； （6）实验药品的选择 ①选择的药品在空气中能燃烧且只与氧气反应；该药品燃烧后的生成物为固态或液态，所占的空间体积可忽略不计； ②不能用木炭、硫、铁丝、镁等代替红磷。木炭、硫燃烧后的生成物分别是二氧化碳、二氧化硫气体，会弥补所消耗氧气的体积使集气瓶内压强变化不明显，而铁丝在空气中不燃烧，镁不仅可以与空气中的氧气反应，也能与空气中的氮气、二氧化碳反应生成固态物质。 （7）测得的体积小于1/5的原因：①红磷的量不足；②装置的气密性不好；③未冷却到室温便读数。 （8）集气瓶内加入少量水的目的：迅速降温、吸收产生的白烟，防止燃烧物溅落下来炸裂瓶底。 4.空气的成分 （1）稀有气体的发现 ①19 世纪末，英国的物理学家瑞利（J.W.S. Rayleigh，1842—1919）发现从空气中分离出来的氮气的密度比用化学方法制得的纯净氮气密度稍大，说明空气中还含有其他不支持燃烧的气体。 ②英国化学家拉姆西（W. Ramsay，1852—1916）经过实验和推理，终于发现了稀有气体氩（Ar）。 ③后来经过多位科学家的实验和探究，又进一步发现了空气中的稀有气体还含有氦（He）、氖（Ne）、氪（Kr）、氙（Xe）等成分。 （2）空气的成分 气体 氮气（N2） 氧气（O2） 稀有气体 二氧化碳（CO2） 其他气体 体积分数 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03% 【注意】 ①水蒸气在空气中的含量不固定，受地区和天气的影响。如阴雨天空气湿度大，水蒸气含量也会略大。 ②二氧化碳的含量也会因人类活动而有所变化。 【易错提醒】 ①空气的成分按体积计算，大约是：氮气占78%、氧气占21%，注意是体积分数而不是质量分数； ②空气中不含有氢气、一氧化碳等气体。 ③空气是一种混合气体，其成分比较稳定的。 二、氮气和稀有气体有用吗性质 用途 决定 体现 1.氮气 （1）物理性质：无色、无味的气体，难溶于水，熔沸点低，密度比空气略小。 颜色 状态（常温常压） 气味 密度（标准状况） 熔点 沸点 是否易溶于水 无色 气态 无味 1.251g/L -209.9℃ -195.8℃ 否 （2）化学性质：氮气化学性质很稳定，常温下难跟其他物质发生反应，但在高温、高能量条件下可与某些物质发生反应。 （3）用途： 低温、常温条件下化学性质稳定：①充氮包装，保存食品；②充氮灯泡； 高温等条件下可参与化学反应：①制取氮肥；②合成染料；③制造炸药； 物理性质：液氮做制冷剂；超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能，如磁悬浮列车； 2.稀有气体 （1）物理性质：无色、无味，稀有气体在通电时能发出不同颜色的光； （2）化学性质：学性质很稳定，一般不跟其他物质发生反应，被称为“惰性气体”。 （3）用途： ①稀有气体一般不与其他物质反应，曾被称为“惰性气体”（用作焊接保护气） ②稀有气体通电时，发出不同颜色的光：（用作霓虹灯、激光技术） 氦气—粉红色光；氖气—红光；氩气—蓝紫色光；氙气—特强白光 ③氦气是密度很小的气体，化学性质很稳定。（用作填充探空气球） 3、 怎样区分混合物和纯净物 1.混合物：由两种或两种以上的物质组成； （1）生活中经常接触的混合物：空气、糖水、牛奶、泥沙等； （2）混合物的特点：无固定成分，各自保持着单独存在时的化学性质； 2.纯净物：只由一种物质组； （1）常见纯净物：水（H2O）、硫（S）、蔗糖（C12H22O11）； （2）纯净物的特点：固定的组成和性质 【易错警示】由同种元素组成的物质不一定是纯净物。单质由同种元素组成，但是由同种元素组成的物质不一定是单质，必须是由同种元素组成的纯净物才是单质，如氧气和臭氧混合在一起，虽只有氧元素，但因有两种不同的分子，属于混合物。 四、空气污染危害大 1.空气中污染物的来源：（1）工业污染；（2）交通污染；（3）生活污染； 2.空气中的主要污染物： （1）可吸入颗粒物（PM10、PM2.5）； （2）有害气体：二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等 【易错提醒】二氧化硫、二氧化氮等容易形成酸雨；二氧化碳不会造成空气污染，但是会产生温室效应。 3.空气污染的主要危害： ①损害人体健康； ②影响植物生长； ③损坏地面设施，破坏文物古迹； ④导致地球生态平衡失调； ⑤臭氧层破坏和酸雨（主要由二氧化氮、二氧化硫等引起）等。 4、 保护大气环境 1.空气污染的防治措施： （1）加强大气质量监测； （2）使用清洁能源； （3）工厂的废气必须经过除尘、除污处理，达标后再排放； （4）积极植树造林等。 （5）树立青少年的保护环境观念，从小事做起； 2.空气质量日报 （1）空气质量日报的主要内容：首要污染物；空气污染指数；空气质量指数级别。 （2）空气污染指数 列入空气质量监测标准的基本项目有：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（粒径在10微米以下的颗粒物，称PM10，又称飘尘）和臭氧等。 （3）空气质量指数级别：划分为6级，级别越高，空气质量越差。 空气质量指数 0~50 51~100 101~150 151~200 201~300 ＞300 空气质量指数级别 一级 二级 三级 四级 五级 六级 空气质量指数类别及表示颜色 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染 绿色 黄色 橙色 红色 紫色 褐红色 【典例1】最早用定量的方法研究了空气成分的科学家是（　　） A．拉瓦锡 B．张青莲 C．道尔顿 D．门捷列夫 【答案】A 【解析】法国科学家拉瓦锡最早用定量的方法研究了空气成分，并且得出空气是由氧气和氮气组成的结论． 解：最早用定量的方法研究了空气成分的科学家是拉瓦锡。 故选：A 【典例2】如图分别是拉瓦锡和实验室测定空气中氧气含量的装置图。下列说法不正确的是（　　） A．汞和红磷均只与空气中的氧气反应 B．反应结束后，容器内剩余气体是氮气 C．若装置气密性不好，会导致测得氧气的体积分数偏小 D．汞加热易形成汞蒸气，其测量结果比红磷更准确 【答案】B 【解析】红磷燃烧能够消耗空气中的氧气，氧气消耗后，容器中的气压减小，在外界大气压作用下，水进入容器，进入容器中的水的体积即为容器中空气中的氧气体积，进一步可以计算出空气中氧气的含量。 A、汞和红磷均只与空气中的氧气反应，故选项正确。 B、反应结束后，容器内剩余气体是氮气、稀有气体等气体，故选项不正确。 C、若装置气密性不好，会导致测得氧气的体积分数偏小，故选项正确。 D、汞加热易形成汞蒸气，汞蒸气能和氧气充分反应，其测量结果比红磷更准确，故选项正确。 故选：B。 【典例3】空气成分中含量多且可用作保护气的是（　　） A．N2 B．O2 C．稀有气体 D．CO2 【答案】A 【解析】解：空气中各成分的体积分数分别是：氮气大约占空气体积的78%、氧气大约占空气体积的21%、稀有气体大约占空气体积的0.94%、二氧化碳大约占空气体积的0.03%、水蒸气和其它气体和杂质大约占0.03%；即空气成分中含量多的是氮气，且氮气的化学性质不活泼，可作为保护气。 故选：A。 【典例4】亚运会用来填充巨型升空飞龙的气体是（　　） A． 氩气 B．氙气 C．氦气 D．氢气 【答案】C 【解析】解：能够用作填充气球的气体应该具有的性质有：密度比空气小，化学性质稳定． 氩气、氙气的密度比空气大，不能用作填充气球的气体；氢气的密度比空气小，但是氢气具有可燃性，填充气球时容易发生安全事故，不宜用作填充气球的气体； 氦气的密度比空气小，化学性质不活泼，可以用作填充巨型升空飞龙的气体。 故选：C。 【典例5】下列各组物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是（　　） A．冰水混合物　五氧化二磷 B．二氧化碳　澄清石灰水 C．汽水　河水 D．净化后的空气　受污染的空气 【答案】B 【解析】解：A、冰水混合物由一种物质组成，属于纯净物；五氧化二磷由一种物质组成，属于纯净物，故A错； B、二氧化碳由一种物质组成，属于纯净物；澄清石灰水中含有氢氧化钙和水，属于混合物，故B正确； C、汽水中含有水、碳酸等物质，属于混合物；河水中含有水和可溶性杂质，属于混合物，故C错； D、净化后的空气中含有氧气、氮气、二氧化碳等物质，属于混合物；受污染的空气中含有污染物、氧气、氮气等物质，属于混合物，故D错。 故选：B。 【典例6】2024年某日部分城市空气质量预报如表所示，当日空气质量最好的城市为（　　） 城市 成都 杭州 郑州 上海 污染指数 60 55 35 38 质量级别 Ⅲ Ⅱ Ⅰ Ⅳ A．成都 B．杭州 C．郑州 D．上海 【答案】C 【解析】解：A.成都的污染指数为60，虽然不高，但在四个城市中相对较高，因此不是空气质量最好的城市，A错误； B.杭州的污染指数为55，相较于成都有所降低，但在四个城市中仍然不是最低的，所以也不是空气质量最好的城市，B错误； C.郑州的污染指数为35，是四个城市中最低的，根据空气质量标准，污染指数越低，空气质量越好，因此郑州是当日空气质量最好的城市，C正确； D.上海的污染指数为38，看似较低，但在给定的四个城市中，并不是最低的，因此也不是空气质量最好的城市，D错误； 故选：C。 构成物质的微观粒子 第2节 物质是由分子、原子、离子等微观粒子构成的。 一、分子是什么 1.了解在物理变化和化学变化中分子发生的不同改变 【实验2-2】把香水洒在小毛巾上，抖开小毛巾，绕实验室一周。 现象：大家都会闻到香水味 问题：为什么我们与小毛巾相隔一段距离，还能闻到香味？ 解释：香水是由酒精分子和多种香精分子混合在一起构成的。所以，当香水的这些分子通过运动扩散到空气中后，我们就能闻到香水的气味了。 【实验2-3】在玻璃管的两端分别放置蘸有浓盐酸和浓氨水的棉花团，塞紧胶塞。 现象：玻璃管中产生大量白烟 问题：为什么蘸有浓盐酸和浓氨水的棉花团并没有接触，却会在空中生成浓浓的白烟？ 解释：盐酸中挥发出来的氯化氢分子和氨水中挥发出来的氨分子运动到空中相遇，并发生化学变化，生成氯化铵小颗粒，扩散到空中，形成白烟。 讨论：以上两个实验中所发生的变化有什么不同？与同学讨论并填写下表。 问题 【实验2-2】 【实验2-3】 变化中有无新物质生成？ 无 有 是物理变化还是化学变化？ 物理变化 化学变化 变化中分子本身有无改变？ 无 有 对比上述两个实验可知： （1）由分子构成的物质，在物理变化中，分子本身不发生改变，仍然保持该物质的化学性质；在化学变化中，分子本身发生改变，生成化学性质与原物质不同的新物质。所以，分子（molecule）是保持物质化学性质的一种微观粒子。 （2）分子是构成物质的一种微观粒子。不同的分子一定会构成各不相同的物质。 （3）分子的特性： a.质量、体积都很小； b.分子在不停地运动，且与温度有关，温度越高，运动速率越快； c.分子之间存在间隔。同一物质气态时分子间隔最大，固体时分子间隔最小 ；物体的热胀冷缩现象就是分子间的间隔受热时增大，遇冷时变小的缘故。 二、原子是什么？ 1. 氧化汞受热分解实验。 操作：将红色的氧化汞粉末装在试管里加强热； 现象：结果红色粉末渐渐变化，试管内壁上出现银光闪闪的水银；同时，还可以收集到能支持燃烧的氧气。＋ 氧化汞 HgO 汞 Hg 氧气 O2 加热 可见，氧化汞发生变化了，可用文字表述为： 从微观粒子的角度来看，这个变化是怎样发生的呢？ 在化学变化中，氧化汞分子分解成单个的汞原子和氧原子。图中共有2个汞原子，2个氧原子。 由很多的汞原子直接构成了汞。 两个氧原子结合成一个氧分子，很多氧分子构成了氧气。 氧化汞分子由氧原子和汞原子构成。 图中共有2个氧化汞分子。 通过上述分析，可以得出以下结论： （1）在化学变化中，氧化汞分子分解成为汞原子和氧原子。换句话说，氧化汞分子是由汞原子和氧原子构成的。由此可见：分子由原子构成。 （2）有的物质可由原子直接构成，如金属汞是由汞原子直接构成的。 （3）汞原子和氧原子本身在化学变化中没有发生变化，只是组合方式发生改变，它们重新组合后构成新的物质。 结论 ： 1.原子是构成物质的另一种微观粒子。原子构成分子，原子也可直接构成某些物质。 2.在化学变化中，分子本身发生变化，而原子本身没有发生根本变化，只是重新组合成新分子，构成新物质。所以，原子是化学变化中的最小微观粒子。 3.在化学变化中，分子的种类发生了改变，而原子的种类没有改变。 4.化学反应实质：在化学变化中，分子分解成原子，原子又重新组合成新的分子。 【易错警示】提到微观粒子时，必须搭配“构成”二字，不能用“组成”。 2.原子的内部结构 （1）原子的特点 a.质量、体积都很小； b.原子也在不断地运动着； （2）科学家对原子结构的探究历程 化学科学发展历程中，模型建构是化学科学研究的基本方法。 1808年，道尔顿（英国）认为原子是一个不可再分的实心球体。 1897年，汤姆孙（英国）发现了电子。1904年提出“枣糕模型”。 1911年，卢瑟福（英国）提出有核原子模型。 1913年，玻尔（丹麦）认为电子只在一些特定的轨道绕核运动。 依据量子力学，现在的原子结构模型（电子云模型）； （3）原子的内部结构原子核 核外电子 原子 质子 中子 每个质子带一个单位正电荷 每个电子带一个单位负电荷 不带电 带正电 所带的正电荷数称为核电荷数 观察下表列出的几种常见原子内部微观粒子的数目，从中你得到什么？ 原子 原子核 核外电子数 原子 原子核 核外电子数 质子数 中子数 质子数 中子数 氢 1 0 1 氧 8 8 8 氦 2 2 2 钠 11 12 11 碳 6 6 6 氯 17 18 17 氮 7 7 7 铁 26 30 26 a.在原子中，核电荷数＝核内质子数＝核外电子数； b.原子核内不一定有中子，如氢原子，核内只有一个质子； c.不同种类的原子，其根本区别在于它们核内质子数的不同，这也决定了元素的种类； d.质子数与中子数不一定相等； （3）原子结构示意图 ①原子结构图各部分的含义： a.圆圈内的数字：表示原子的质子数 b.+：表示原子核的电性 c.弧线：表示电子层 d.弧线上的数字：表示该电子层上的电子数 ②核外电子排布的规律： a.第一层最多排2个电子； b.第二层最多排8个电子； c.最外层最多不超过8个电子，达到8个电子的惰性状态是稀有气体的稳定结构（第一层为最外层时，2个电子为稳定结构）； ③原子结构与化学性质的关系 a.金属原子：最外层电子数一般少于4个，为不稳定结构，在反应中较易失去电子，趋于里层的稳定结构； b.非金属原子：最外层电子数一般等于或多于4个（氢原子特殊），属于不稳定结构，在反应中较易得到电子，趋于本层的稳定结构； c.稀有气体原子：最外层电子数等于8个（氦原子除外，最外层电子数为2），为稳定结构。 三、原子的质量有多大 1.构成原子的粒子的质量 a.原子很小，原子核更小。 b.比原子核还要小得多的电子，在原子核外广阔的空间内做高速运。 c.在原子中，整个原子的质量几乎都集中在原子核上。 d.质子和中子的质量，都大约＝1个氢原子的质量； e.电子质量≈质子质量的1/1836。 2.相对原子质量 为更方便地书写和使用原子的质量，国际上采用相对质量，即把原子核里含质子、中子各6个的碳原子（碳-12）的质量分为12等份，则其中一份的质量为： 以一种碳原子（碳-12）质量的1/12作为标准，把其他原子的质量与这个标准相比较所得到的比值，称为这种原子的相对原子质量。 计算公式是： 例 氧原子的相对原子质量＝ 几种常见微观粒子 质量/kg 相对原子质量/相对质量（取整数） 铁原子 9.288×10－26 56 质子 1.6726×10－27 1 中子 1.6749×10－27 1 你认为相对原子质量的数值与原子的质子数和中子数有什么关系？ 原子 原子核 核外电子数 原子 原子核 核外电子数 质子数 中子数 质子数 中子数 氢 1 0 1 氧 8 8 8 氦 2 2 2 钠 11 12 11 碳 6 6 6 氯 17 18 17 氮 7 7 7 铁 26 30 26 相对原子质量≈质子数+中子数 【考点点睛】（1）相对原子质量不是原子的真实质量； （2）相对原子质量是个比值,单位为1，一般不写； （3）相对原子质量与原子的真实质量成正比。 3.张青莲院士的贡献 中国科学院院士张青莲教授（1908—2006）是无机化学领域的杰出专家。他对原子量（又称相对原子质量）的测定做出了卓越贡献，他主持测定的铟、铱、锑、铕、铈、铒、锗、锌、钐、镝等原子量新值被采用为国际新标准。 四、离子怎样形成 1.什么是离子：最外层的电子数不为8的原子，在化学反应中容易得到或者失去电子，趋于变成稳定结构。当原子得到或失去电子之后便变为离子。 2.离子的形成及分类（以氯化钠为例） 目的 观察钠在氯气中燃烧 【实验2-4】 操作：把装满氯气的集气瓶倒扣于加热至熔化的金属钠上，你观察到什么现象？ 现象：剧烈燃烧，火焰呈黄白色且产生大量白烟，反应停止后，集气瓶壁观察到白色固体，大量放热。 结论：生成的白烟是一种白色的固体小颗粒，化学名称叫氯化钠（NaCl），食盐的主要成分。 （1）钠原子、氯原子形成氯化钠的过程 钠原子失去l个电子，变成带1个单位的正电荷的钠离子（Na＋，像这样带正电的原子叫阳离子）； 氯原子则得到1个电子，变成带1个单位的负电荷的氯离子（Cl-，像这样带负电的原子叫阴离子），阴阳离子相互作用结合成氯化钠（NaCl）。 由此可见，离子也是构成物质的一种微观粒子。 3.符号书写 离子符号的主体是元素符号，在元素符号的右上角标上数字和正负号，用来表明离子所带电荷的数量和正负。书写的基本规则是数字在前，符号在后。例如：Mg2＋。 注意：当离子所带电荷为1时，1可以省略不写，直接用正负号表示离子带一个单位的正电荷或负电荷，如Na＋、OH－等。 4.离子符号的意义：表示一种离子及一个离子所带的电荷数。 Mg2+：表示镁离子，其中数字“2”的意义是1个镁离子带2个单位的正电荷； 2Mg2+：表示2个镁离子（离子符号前面的系数表示离子的个数） 物质是微观粒子构成的： 原子 分子 物质 构成 构成 直接构成 微观粒子 分解 离子 得电子 失电子 构成 【典例1】“赠人玫瑰，手留余香”。“手留余香”是因为（　　） A．分子之间有间隙 B．分子在不断运动 C．分子的体积很小 D．分子的质量很小 【答案】B 【解析】根据分子的基本特征：分子质量和体积都很小；分子之间有间隔；分子是在不断运动的；同种的分子性质相同，不同种的分子性质不同，可以简记为：“两小运间，同同不不”，结合事实进行分析判断即可。 “手留余香”，是因为花香中含有的分子是在不断地运动的，向四周扩散，使人们闻到花香。 故选：B。 【典例2】下列物质中含有氧分子的是（　　） A．H2O B．O2 C．KMnO4 D．NO2 【答案】B 【解析】A、H2O是由水分子构成的，不含氧分子，故A错误； D、O2是由氧分子构成的，故B正确； C、KMnO4是由钾离子和高锰酸根离子构成的，不含氧分子，故C错误； D、NO2是由二氧化氮分子构成的，不含氧分子，故D错误； 故选：B。 【典例3】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】根据氢气的构成、在原子中，原子序数=质子数=核外电子数，以及核外电子的排布规律和化学反应中得失电子的关系分析。 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、因为在原子中，质子数=核外电子数=核电荷数，该原子的核电荷数为1，故B错误； C、该原子的原子核内有2个中子和1个质子，故C错误； D、该原子只有1个电子，在化学变化中可能失去，生成带一个单位正电荷的氢离子，故D正确； 故选：D。 【典例4】下列说法中正确的是（　　） A．①表示钠原子 B．①②③表示的微粒都具有相对稳定的结构 C．①③两种粒子能形成AB2型化合物 D．以上微粒表示4种元素 【答案】B 【解析】解：A、①质子数=11，核外电子数=10，质子数＞核外电子数，表示钠离子，故选项说法错误。 B、①②③的最外层为电子数均为8，均属于相对稳定结构；④中原子的最外层电子数为2，但其核外只有一个电子层，属于稀有气体元素的原子，属于相对稳定结构，故选项说法正确。 C、①③两种粒子分别是钠离子、氯离子，钠元素显+1价，氯元素显-1价，组成化合物的化学式为NaCl,两种粒子能形成AB型化合物，故选项说法错误。 D、元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称，图示的粒子中共有五种质子数，即表示5种元素，故选项说法错误。 故选：B。 【典例5】为纪念门捷列夫，101号元素被命名为“钔”，一种钔原子的质子数为101，中子数为157，则该原子核外电子数为（　　） A．56 B．101 C．157 D．258 【答案】B 【解析】解：在原子中，核电荷数=质子数=核外电子数，钔原子的质子数为101，则钔原子的核外电子数为101。 故选：B。 【典例6】在H2，H2O，H2SO4三种分子中都含有（　　） A． 氢原子 B．1个氢分子 C．氢元素 D．2个氧元素 【答案】A 【解析】解：分子是由原子构成的，在H2，H2O，H2SO4三种分子中都含有氢原子。 故选：A。 【典例7】下列粒子结构示意图，表示阴离子的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】根据原子的质子数=核外电子数，阳离子的质子数＞核外电子数，阴离子的质子数＜核外电子数进行分析。 解：A、该粒子质子数＜核外电子数，为阴离子，该选项符合题意； B、该粒子质子数=核外电子数，为原子，该选项不符合题意； C、该粒子质子数＞核外电子数，为阳离子，该选项不符合题意； D、该粒子质子数＞核外电子数，为阳离子，该选项不符合题意； 故选：A。 第3节 辨别物质的组成 一、什么是元素 1.概念：具有相同核电荷数（即核内质子数）的一类原子的总称。 【考点点睛】 ①元素的种类由原子的质子数决定，质子数不同，元素种类就不同；同种元素的原子的中子数不一定相同。 ②元素是宏观概念，只有种类，没有个数。 氕、氘、氚原子分别是氢元素的三种原子，是氕、氘、氚的原子结构示意图，它们有什么共同的和不同的特征？ 氕、氘、氚原子虽然中子数不同，但质子数相同，所以它们都属于氢元素。 2.化学变化中，分子、原子、元素的变化 【讨论】在下列化学反应中，反应前后分子、原子、元素种类是否发生了变化？ 物质发生化学变化时，分子的种类发生变化，原子和元素的种类不变； 3.元素种类 世界上的物质都是由元素组成的。物质的总数多达几千万种，而且还在逐年增加，但组成它们的元素却只有100余种。 4.元素的分布 （1）在地壳中：含量居于前五位的元素是：氧、硅、铝、铁、钙。 （2）地壳里各种元素的含量差别很大，其中氧元素最多， 含量接近50%，硅元素其次，超过1/4，加上铝、铁、钙、钠、 钾、镁、氢元素，这9种元素就占了地壳总质量的98.8%，其 余元素约占1.2%。 （3）多数元素含量虽少，但作用不可忽视。如碳、氮、硫、磷等元素，组成生物体的基本元素，缺乏，生物体便无法生存和繁衍。 二、怎么表示元素的名称和符号 1.元素符号：为了便于研究和交流，国际上用统一的字母来表示各种元素，称为元素符号。 2.书写规律： （1）元素符号采用该元素的拉丁文名称的第一个字母(大写)来表示；如氢元素的符号为H，氧元素的符号为O； （2）如果几种元素拉丁文名称的第一个字母相同，则再加第二个乃至第二个字母(小写)来表示。如用Cu表示 铜元素 ，用Ca表示 钙元素 ，用Cl表示 氯元素 。 【易错提醒】 3.元素符号的意义元素符号的意义 宏观 微观 表示1种元素 表示该种物质（由原子构成的物质） 表示该元素的1个原子，如H表示1个氢原子 元素符号加上数字，表示某元素有若干个原子 只讲种类， 不讲个数； 既讲种类， 又讲概念； 三、元素周期表 1.1869年，俄国化学家门捷列夫根据元素的原子结构和性质，把它们科学有序地排列起来，这样就得到了元素周期表。 2.结构：7个横行，每一横行叫作一个周期，共7个周期； 18个纵列，每一纵列叫作一个族（8、9、10三个纵列共同组成1个族），共16个周期， A是主族，B是副族 3.排列规律： 同周期：原子电子层数相同，从左到右最外层电子数逐渐增加，电子层数＝周期序数 同族：原子最电外层电子数相同（He例外），电子层数逐渐增加（化学性质相似） 4.元素周期表中每一方格提供的信息： 13 Al 铝 26.98 表示元素符号 表示元素名称 表示元素的相对原子质量 表示元素的原子序数 其中：原子序数=核电荷数＝核内质子数＝核外电子数；相对原子质量≈质子数+中子数。 　　5.元素中文名称的规律 （1） 金属元素：中文名称带“钅”字旁，金属“汞”例外； （2） 非金属元素：①“石”字旁，固态非金属；②“氵”，液态非金属；③“气”字头，气态非金属； 四、单质和化合物有何不同 请你比较形成以下两组纯净物的元素种数，它们之间有什么不同呢？ 第一组：氧气（O2）、氩气（Ar）、碳（C）、铁（Fe）、汞（Hg） 第二组：二氧化碳（CO2）、氨气（NH3）、氯化铵（NH4Cl）、硫酸（H2SO4） 不同点是：第一组纯净物是由一种元素组成的；第二组纯净物是由两种或两种以上的元素组成的； 1.单质：由同种元素组成的纯净物叫作单质。 2.化合物：由不同种元素组成的纯净物叫作化合物。 3.氧化物：如果化合物仅由两种元素组成且其中一种是氧元素，则此类化合物称为氧化物。 4.分类 根据一定的规则或特征将物质进行分组和归纳的方法称为分类法。化学上，依据物质的组成可以对物质进行分类。如根据组成物质的种数，可以将物质分为纯净物和混合物；再根据组成元素的种类，可以将纯净物分为单质和化合物。物质 单质 混合物 纯净物 化合物 金属单质 非金属单质 氧化物 酸、碱、盐 种数 元素 种类 拓展延伸 【典例1】溴元素在元素周期表中信息如图。下列有关溴元素的说法不正确的是（　　） A．原子序数是35 B．元素符号是Br C．属于金属元素 D．相对原子质量为79.90 【答案】C 【解析】解：A、溴原子原子序数是35，该选项正确； B、溴元素元素符号是Br,该选项正确； C、溴元素名称中不含有金字旁，是非金属元素，该选项不正确； D、溴原子相对原子质量是79.90，该选项正确。 故选：C。 【典例2】“中国芯”的关键材料是硅。如图为元素周期表中的一格和硅原子的结构示意图，下列有关说法错误的是（　　） A．图中的x为8 B．硅属于非金属元素 C．硅的相对原子质量为14 D．硅元素位于元素周期表第三周期 【答案】C 【解析】解：A、原子中，质子数=核外电子数，14=2+x=4，x=8，故选项说法正确。 B、硅带“石”字旁，属于固态非金属元素，故选项说法正确。 C、根据元素周期表中的一格可知，汉字下面的数字表示相对原子质量，该元素的相对原子质量为28.09，故选项说法错误。 D、周期数=原子核外电子层数，硅元素的原子核外有3个电子层，则在元素周期表中，硅元素位于第三周期，故选项说法正确。 故选：C。 【典例3】下列属于化合物的是（　　） A． 纯净的空气 B．冰水 C．铁锈 D．氧气 【答案】B 【解析】单质是由一种元素组成的纯净物；化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物； 混合物是由两种或两种以上物质组成的。 解：A、空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等多种物质，属于混合物，选项错误； B、冰水只含有一种物质水，且是由两种元素组成的化合物，选项正确； C、铁锈的主要成分是氧化铁，属于混合物，选项错误； D、氧气是由一种元素组成的纯净物，是单质，选项错误。 故选：B。 【典例4】重氢可应用于光导纤维制备，重氢和氢都属于氢元素，是因为它们的原子具有相同的（　　） A．质子数 B．中子数 C．原子核 D．相对原子质量 【答案】A 【解析】根据元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称，决定元素种类的是质子数（即核电荷数），进行分析解答。 解：A、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，决定元素的种类得是核电荷数（即核内质子数），重氢和氢都属于氢元素，是因为它们的原子具有相同的质子数，故A正确； B、重氢和氢的中子数不相同，质子数相同，故B错； C、重氢和氢的中子数不同，所以原子核不同，故C错； D、重氢和氢的相对原子质量不同，故D错。 故选：A。 【典例5】地壳中主要元素的含量如图，其中含量最多的元素是（　　） A． 铝 B．硅 C．氧 D．铁 【答案】C 【解析】解：如图所示：地壳中含量最多的元素是氧元素。 故选：C。 【典例6】下列元素符号，正确的是（　　） A．铜：Cu B．钴Co C．氯Al D．氖Ne 【答案】D 【解析】书写元素符号时应注意：由一个字母表示的元素符号要大写；由两个字母表示的元素符号，第一个字母大写，第二个字母小写。 解：A、铜的元素符号表示为Cu,故A错误； B、钴的元素符号表示为Co,故B错误； C、氯的元素符号表示为Cl,故C错误； D、氖的元素符号表示为Ne,故D正确； 故选：D。 跨学科实践活动：学习探究水的组成的科学史并制作分子模型 第4节 项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程 1.科学家探索物质组成与构成的时间轴 2.水的组成的发现 （1）1781 年，英国科学家普里斯特利、卡文迪什分别将“可燃空气（氢气）”与空气或“脱燃素空气（氧气）”混合后点燃爆炸，发现有水生成。 （3） 拉瓦锡利用自制的装置（如图 2.4-2），将玻璃曲颈甑中的蒸馏水加热，水蒸气进入用陶瓷密封的红热铁管后，在试管中收集到了“可燃空气（氢气）”。 讨论与交流 1.拉瓦锡通过“铁和水蒸气反应”实验收集到了“可燃空气（氢气）”，结合普里斯特利、卡文迪什的实验结果，推理得出结论：水由氢、氧两种元素组成。你认同吗？为什么？ 拉瓦锡利用水蒸气与高温的铁反应，生成了一种黑色固体（Fe3O4）和“可燃空气”。这个“可燃空气”后来被证明是氢气。 2.道尔顿、盖－吕萨克、阿伏伽德罗对“氢气和氧气反应”实验做出了不同的解释。你更赞成哪一位科学家的观点，为什么？他们运用了什么方法探索物质的组成与构成？分享你的看法。 阿伏伽德罗则提出了不同的解释。他引入了分子概念，并指出在盖-吕萨克的实验中，相同体积的气体的分子数相同而非原子数。他们都是运用了化学实验方法探究物质的组成与构成。 【实验2-5】水的组成及变化的探究 提出问题 水由什么元素组成呢？ 设计实验 1.实验装置设计 方案一、方案二是两种电解水装置，请你仔细阅读并画出方案三的简易电解水装置图。 所需仪器如下：水槽1个、试管2支、胶塞2个（中间打孔插入电极），电极2个，电源1个，导线2根。 2.检验生成物的方法水 氢气 氧气 用燃着的木条点燃气体，并在火焰上方罩一个干冷的烧杯，观察到火焰为淡蓝色，烧杯内壁有小水珠出现，则证明生成的气体为氢气。 用燃着的木条靠近气体，燃着的木条燃烧得更旺，证明生成的气体是氧气。 生成物 通电 检验生成物的方法 进行实验 利用方案一的水电解器进行实验，实验步骤是：①电解水；②检验产物，注意每一步骤的具体操作方式，观察并记录现象与数据。 撰写实验报告 水的组成及变化的探究实验 姓名： 班级： 日期： 实验目的：探究水的组成及变化。 实验原理：水在直流电的作用下，会分解生成氢气和氧气 实验用品：水电解器、直流电源、导线、烧杯、酒精灯、火柴、小木条、蒸馏水、氢氧化钠溶液（或稀硫酸）等。 实验示意图 实验步骤 观察与记录 电解水 1. 取约100mL的水于烧杯中，加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸①，搅拌。 溶液的温度会升高 2.打开两支刻度管的活塞，将溶液注入电解器中至两支刻度管充满，关闭活塞，连接直流电源。 3.通电，观察并记录电极上和刻度管内的现象。 4.一段时间后，停止通电。 ①通电后，两个电极的表面出现的现象是气体放出。 ②电解后，连接电源负极的刻度管内气体体积为11.5mL，连接电源正极的刻度管内气体体积为5.6mL，它们的比约为2：1。 检验生成物 5. 用燃着的木条靠近与电源负极相连的刻度管管口，打开活塞，在尖嘴口罩一个干冷的烧杯，观察并记录现象。 ③与电源负极相连的刻度管内气体能燃烧且产生淡蓝色的火焰。烧杯内壁出现烧杯内壁有小水珠生成。 6. 关闭与电源负极相连的刻度管管口活塞。用燃着的木条靠近与电源正极相连的刻度管管口，打开活塞，观察并记录现象。 ④与电源正极相连的刻度管内气体能使燃着的木条燃烧得更旺。 实验结果与讨论： 1.收集证据 正极上产生的气体是氧气，负极上产生的气体是氢气，V正∶ V负≈1：2。 巧记：正氧负氢，氢二氧一 2.分析证据 项目 反应物 生成物 物质种类 水（H2O） 氢气（H2） 氧气（O2） 元素组成 氢元素、氧元素 氢元素（H） 氧元素（O） 3.得出结论 根据电解水生成氢气和氧气，同时结合氢气和氧气反应生成水的实验事实，得出水是由氢元素和氧元素组成的。 反思与评价 1. 电解水和煮沸水时都有气泡产生，产生气泡的原因有何不同？ 电解水有气体产生，是水发生化学变化分解成了氢气和氧气； 加热水有气体产生，是水从液体变成气态，只发生了物理变化； 2. 以上实验中有哪些现象和数据能够说明水不是一种元素，而是由氢、氧两种元素组成的？ 正极气体使燃着的木条燃烧得更旺和负极气体管口有淡蓝色火焰产生说明水不是一种元素，而是由氢、 氧元素组成的。 表达与交流 根据这一实验，你认为探究物质的组成可以采用什么样的思路？ 注意事项： 电解水时通常在水中加入少量稀硫酸（或氢氧化钠）是为了增强水的导电性，它们本身并未参加反应。 思路与方法导引 > > > 探究物质组成的一般思路 探究化合物的元素组成时，根据“化学变化前后，元素的种类不会发生变化”这一规律，若能将化合物分解为已知组成的物质，就可通过分析生成物的元素组成来推测该化合物的组成；反之，若能用已知组成的物质合成化合物，我们也可以通过分析反应物的元素组成来推测该化合物的组成。 在现代化学研究中， 科学家还会借助元素分析仪、 红外光谱仪、X射线衍射仪等仪器来测定物质的组成与构成。 项目活动2 制作分子模型 1.制作模型 分子模型的制作数量要求 2个氢分子（2H2） n个水分子（nH2O，n≥6） 1个氮分子（N2） 1个二氧化碳分子（CO2） 2个氧分子（2O2） 1个氨分子（NH3） 2.拼装模型演示电解水的微观过程 方案一：用2个水分子模型演示 方案二：用4个水分子模型演示 方案三：用6个水分子模型演示 思路与方法导引 > > > 1.方案一、二、三中水分子模型拆分后分别得到多少个氢原子和氧原子？氢原子和氧原子的个数比是多少？ 方案 氢原子 氧原子 氢原子：氧原子 方案一 2个水分子 4 2 2：1 方案二 4个水分子 8 4 2：1 方案三 6个水分子 12 6 2：1 2. 方案一、二、三中氢原子和氧原子重新组合后分别得到多少个氢分子和氧分子？水分子、氢分子和氧分子的个数比是多少？ 方案 氢原子 氧原子 氢分子 氧分子 水分子：氢分子：氧分子 方案一 2个水分子 4 2 2 1 2：2：1 方案二 4个水分子 8 4 4 2 2：2：1 方案三 6个水分子 12 6 6 3 2：2：1 3. 化学变化中原子、分子的种类和数目以及元素的种类是否发生了变化？结合该实验说说化学变化的微观实质是什么。 在化学变化中，分子的种类发生变化，而原子的种类、数目以及元素的种类保持不变。 化学变化的微观实质：分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子。 最后，请你将所制作和拼装后得到的模型进行分类，分别放进右边的三个筐中。 项目活动3 展示“水分子漫游记”情景剧 根据水分子物质性质和物理性质，体会会分子在变化中的经历，以“水分子”为主角编写剧本，小组共同制作道具，分配角色并做好预演或拍摄。 拓展延伸 【典例1】电解水实验如图所示。下列说法不正确的是（　　） A．a玻璃管上方产生的气体是氧气 B．该实验说明水是由氢气和氧气组成的 C．产生氢气和氧气的体积比为2：1 D．用燃着的木条可以检验产生的气体 【答案】B 【解析】电解水时，正极产生的是氧气，氧气能使带火星的木条复燃，负极产生的是氢气，氢气燃烧生成水，氧气和氢气的体积比约为1：2，质量比是8：1。 解：A、根据“正氧负氢，氢二氧一”，可知与正极连接产生的是氧气，所以a玻璃管上方产生的气体是氧气，该选项正确。 B、水是由氢、氧两种元素组成的纯净物，不含有氢气和氧气，该选项不正确。 C、根据“正氧负氢，氢二氧一”，产生氢气和氧气的体积比为2：1，该选项正确。 D、产生的氧气具有助燃性，可使燃着的木条燃烧的更旺盛；氢气具有可燃性，被燃着的木条点燃发出淡蓝色火焰，可用燃着的木条可以检验产生的气体，该选项正确。 故选：B。 【典例2】学习小组为探究水的组成设计实验装置如下（加入氢氧化钠增强水的导电性）。通电一段时间后，下列说法正确的是（　　） A．a、b管产生气体的体积比约为1：2 B．b管内产生的气体具有可燃性 C．氢氧化钠溶液的溶质质量分数变大 D．该实验可得出水由氢气和氧气组成 【答案】C 【解析】水通电时，负极产生氢气，正极产生氧气，体积比为2：1，氢气具有可燃性、氧气具有助燃性，据以上分析解答。 解：A.水通电时，与电源负极相连的一极产生氢气，与电源正极相连的一极产生氧气，体积比为2：1，a 管与电源负极相连，产生氢气，b 管与电源正极相连，产生氧气，所以 a、b 管产生气体的体积比约为 2：1，故错误； B.b 管内产生的气体是氧气，具有助燃性，没有可燃性，故错误； C.通电过程中，水不断被电解，溶剂减少，氢氧化钠质量不变，所以氢氧化钠溶液的溶质质量分数变大，故正确； D.水通电时，产生氢气和氧气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，化学变化中元素的种类不变，该实验可得出水由氢元素和氧元素组成，而不是氢气和氧气组成，故错误。 故选：C。 【典例3】为探究水的组成及变化，某同学设计如图装置进行电解水实验，先在电解器玻璃管里加满水（含少量NaOH），再接通直流电源。有关说法不正确的是（　　） A．电解时，乙玻璃管的气泡在c位置产生 B．甲、乙两支玻璃管中生成气体的体积比约为2：1 C．用燃着的木条在乙玻璃管尖嘴口检验产生的气体，产生淡蓝色火焰 D．加入少量氢氧化钠是为了增强水的导电性 【答案】C 【解析】电解水时，正极产生的是氧气，氧气能使带火星的木条复燃，负极产生的是氢气，氢气具有可燃性，氧气具有助燃性，氧气和氢气的体积比约为1：2，质量比是8：1。 解：A、电解时，乙玻璃管的气泡在c位置产生，选项说法正确，不符合题意； B、电解水实验中，与电源正极相连的一端产生氧气，与电源负极相连的一端产生氢气，产生氢气与氧气的体积比约为2：1，故图中甲玻璃管产生的是氢气，乙玻璃管产生的是氧气，则甲、乙两支玻璃管中生成气体的体积比约为2：1，选项说法正确，不符合题意； C、乙玻璃管产生的是氧气，氧气具有助燃性，则用燃着的木条在乙玻璃管尖嘴口检验产生的气体，实验现象为木条燃烧更旺，选项说法错误，符合题意； D、纯水的导电性较弱，加入少量氢氧化钠是为了增强水的导电性，选项说法正确，不符合题意。 故选：C。 【典例4】电解水时，在水中加入少量硫酸或氢氧化钠，这是为了（　　） A．防止发生事故 B．得到更多的氧气和氢气 C．增强水的导电性 D．使水分解产生气体的速率变慢 【答案】C 【解析】电解水实验中，普通的水的导电性较弱，加入硫酸或氢氧化钠是为了增强水的导电性，可以据此解答． 解：A、本实验中用的是直流电，并且电源较低，所以一般不会发生实验事故，况且加入硫酸或氢氧化钠也不会防止事故的发生，故A不正确； B、电解水时，加入硫酸或氢氧化钠后参加反应的物质依然只有水，不会增加生成物质的质量，即不会得到更多的氧气，故B不正确； C、硫酸和氢氧化钠的溶液具有良好的导电性，而纯水导电性很弱，反应较慢，所以在水中加入少量硫酸或氢氧化钠是为了增强水的导电性，故C正确； D、加入了硫酸或是氢氧化钠后会增加溶液的导电性，从而使分解速率变快，故D不正确。 故选：C。 【典例5】用如图所示的装置进行水的电解实验，以下描述正确的是 （　　） ①甲、乙两试管内收集到的气体的体积比约为2：1； ②甲试管和电源的正极相连，乙试管和电源的负极相连； ③甲试管内产生的气体能燃烧，且燃烧时火焰呈淡蓝色； ④乙试管内产生的气体能使带火星的木条复燃； ⑤由实验可知，水是由氢原子和氧原子直接构成的。 A． 只有①③④ B．只有②④⑤ C．只有①②③④ D．只有①②③④⑤ 【答案】A 【解析】解：①甲、乙两试管内收集到的气体的体积比约为2：1，故选项正确； ②甲试管和电源的负极相连，乙试管和电源的正极相连，故选项不正确； ③甲试管内产生的气体能燃烧，且燃烧时火焰呈淡蓝色，故选项正确； ④乙试管内产生的气体是氧气，氧气能使带火星的木条复燃，故选项正确； ⑤由实验可知，水分子是由氢原子和氧原子直接构成的，故选项不正确。 故选：A。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$