内容正文:
第05讲 模型与符号
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理(吃透教材)
模块三 教材习题学解题
模块四 核心考点精准练
模块五 小试牛刀过关测
1、了解用符号和模型来表示复杂的事物或过程的科学方法。举例说出学习和生活中所见过的符号和模型。学会用模型解释简单的科学现象和过程。
2、知道物质通常是由分子构成的,分子是由原子构成的,有些物质是由原子直接构成的。知道原子和分子的主要区别。知道不同种类和数量的原子能构成各种不同的分子。
3、知道原子是由原子核和核外电子构成的,原子核又是由质子和中子构成的。知道原子内各种微粒的电性以及各种微粒之间的数量关系。理解离子的概念,知道离子也是构成物质的基本粒子。
4、知道同位素的结构特点,能判断具体粒子是否互为同位素;了解同位素的应用。
一、模型与符号
1、模型
(1)模型的概念:模型是依照实物的形状和结构按比例制成的物品,是用来显示复杂事物或过程的表现手段,如图画、图表、计算机图像等。
(2)模型的分类:
① 物体的复制品;② 事物变化的过程;③ 图片;④ 数学公式、表达式或特定的词。
(3)模型的作用:建立模型能帮助人们理解他们无法直接观察到的事物,如科学家们经常用模型来代表非常庞大或极其微小的事物(太阳系中的行星、细胞的细微结构等)。
2、符号
(1)符号的概念:符号是代表事物的标记。
(2)符号的作用:
① 能简单明了地表示事物。
② 可以避免由于事物外形不同而引起的混乱。
③ 可以避免由于表达事物的文字语言不同而引起的混乱。
二、化学模型的建立
1、模型可以是实物的模型,一可以是事件的模型,模型能表达出研究对象的基本的特征。如:
① 人们用水分子结构模型来了解水分子的构成:两个氢原子成104.5°角附在氧原子上;
比例模型 棍棒模型
② 分子聚集成物质。
2、分子的构成
(1)分子是由原子构成的。
(2)分子构成的描述:以分子AmBn为例,1个AmBn分子由m个A原子和n个B原子构成。
如1个H2分子由2个H原子构成;1个O2分子由2个O原子构成;1个H2O分子由2个H原子和1个O原子构成。
3、物质的构成
4、分子和原子
(1)
(2)
5、区分不同的分子
(1)分子是构成物质的一种基本粒子,不同的分子构成不同的物质。由原子构成分子时:
①相同的原子种类,不同的原子个数,能够成不同的分子。如O2分子与O3分子、CO分子与CO2分子、SO2分子与SO3分子等。
②相同的原子个数,不同的原子种类,也能构成不同的分子。如H2与O2、N2,H2O与CO2、SO2,CO与N2,SO3与NH3等。
6、粒子的大小与质量
(1)分子和原子都有一定的质量和体积。
(2)原子的体积很小,原子半径一般在10-10m数量级。
(3)分子和原子的质量也非常小。氢分子是最轻的分子,其分子质量的数量级是10-27kg。
(4)不同种类的分子和原子质量不同,体积也不同。
三、原子的构成
1.原子的结构
原子
总结:① 原子内部不是实心体,很多是“空”的;
② 并不是所有的原子中都含有中子(如:氢原子中没有中子);
③ 原子不显电性:质子数=核电荷数=核外电子数;
④ 原子的质量主要集中在原子核上,原子的相对原子质量(取整数时)≈ 质子数+中子数;
⑤ 相对原子质量的单位为1,一般不写也不读。
2.原子结构示意图(以氧原子为例):小圈表示原子核,圈内的数字表示质子数,弧线表示电子层,弧线上的数字表示电子数,最外层电子数决定元素的化学性质。
四、元素与同位素
1、元素概念:具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子总称为元素。
2、同位素概念:原子中核内质子数相同、中子数不同的同类原子统称为同位素。
3、元素、同位素的比较
元素
同位素
概念
具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子称为元素
具有相同质子数和不同中子数的同一元素的不同原子互称同位素
研究范围
核电荷数(即质子数)相同的一类原子
同一种元素中,中子数不相同的原子
特性
具有相同质子数,其带的电荷数可以不同,具有的化合价可以不同,所以具有的性质也不同
原子的质子数相同而中子数不同,所以质量数不同,但同价态的同位素化学性质几乎完全相同
实例
如:Fe、Fe2+、Fe3+为铁元素,为氮元素,其物理性质和化学性质都不同
如:——氢元素三种同位素化学性质几乎相同
5、 离子
1、概念:离子是带电荷的原子或原子团。
原子团是“原子的集团”,由几个原子组成,在许多化学反应里作为一个整体参加反应。
2、分类:
① 阳离子:带正电荷;质子数大于电子数。
② 阴离子:带负电荷;质子数小于电子数。
教材习题02
4.分子和原子的主要区别是( )。
A.分子能直接构成物质,而原子不能
B.在化学反应中,分子可分,原子不可分
C.分子质量大,原子质量小
D.分子间有空隙,而原子间无空隙
解题方法
①记忆知识点
……
【答案】B。
教材习题04
4.有3种不同的原子,甲原子核内有6个质子和6个中子,乙原子核内有6个质子和8个中子,丙原子核内有7个质子和7个中子。下列说法正确的是( )。
A.甲和乙是同一种元素
B.甲和乙的核电荷数不同
C.乙和丙核外电子数相等
D.乙和丙互为同位素原子
解题方法
①掌握元素原子核重质子数中子数,电子数等
……
【答案】A
一.物质的微粒性
1.(2024春•义乌市期中)下列各图中●和〇分别表示氢原子和氧原子,其中能表示保持H2O化学性质的微粒是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、能表示水分子,能保持H2O化学性质的,故A符合题意;
B、该图是氢分子和氧分子的混合气体,不能保持H2O化学性质,故B不符合题意;
C、该图是氢气,不能保持H2O化学性质,故C不符合题意;
D、该图表示氢原子和氧原子,不能保持H2O化学性质,故D不符合题意。
故选:A。
二.分子、原子、离子、元素与物质之间的关系
2.(2024秋•龙湾区期中)酒精是无色透明的液体,密度比水小,约为0.8g/cm3。现将一定量的酒精与水混合,下列示意图能表示酒精分子在水中分布的是( )
【解答】解:现将一定量的酒精与水混合,酒精分子和水分子会发生扩散现象,酒精分子和水分子会均匀分布,故D符合题意。
故选:D。
3.(2024春•浙江期中)最近,科学家制造出了含4个氧原子的新型“氧分子”,而一个氧气分子是由2个氧原子构成的,针对以上事实,下列说法中错误的是( )
A.新型“氧分子”与氧气分子都是由氧原子构成的
B.每个新型“氧分子”与每个氧气分子含有氧原子个数不同
C.氧气分子与新型“氧分子”的化学性质应该有不同之处
D.一个新型“氧分子”由2个氧气分子构成
【解答】解:A、氧分子是由两个氧原子构成的,新型“氧分子”是由4个氧原子构成的,故A说法正确;
B、4个氧原子的新型“氧分子”,而氧分子是由2个氧原子构成的,故B说法正确;
C、同种分子性质相同,不同分子性质不同,故C说法正确;
D、新型“氧分子”是由4个氧原子构成,不是由2个氧气分子构成,故D说法错误。
故选:D。
三.原子的定义与构成
4.(2024春•上城区校级期中)蓝色起源公司近年来一直致力于用月壤实现太阳能发电,据了解月壤中有丰富的资源,尤其是应用于可控核聚变的燃料He﹣3。如图所示为He﹣3及其同位素原子He﹣4的结构示意图,下列说法正确的是( )
A.“”表示的微粒为中子
B.He﹣3的相对原子质量为3
C.He﹣3与He﹣4的质子数分别为3和4
D.He﹣3与He﹣4的化学性质不同
【解答】解:A、原子是由原子核和核外电子构成,原子核是由质子和中子构成,质子带正电,中子不带电,则“”表示的微粒为质子,该选项说法不正确;
B、相对原子质量≈质子数+中子数,由图He﹣3中,有2个质子和1个中子,则相对原子质量为3,该选项说法正确;
C、氦为2号元素,原子序数=原子的质子数,则He﹣3与He﹣4的质子数均为2,该选项说法不正确;
D、决定元素化学性质的为最外层电子数,由于He﹣3与He﹣4和核外电子数均为2,均属于稳定结构,则化学性质相似,该选项说法不正确。
故选:B。
5.(2024春•吴兴区期中)1934年科学家在实验中发现了氢元素的一种同位素原子——氚,氚的质子数为1,中子数为2,则下列能表示其原子结构的是( )
【解答】解:氚的原子核是一个质子和两个中子组成的,核外由一个电子绕着原子核高速运动,故B正确,ACD错误。
故选:B。
四.模型与符号
6.(2024春•洞头区期中)建模是学习科学的一种方法,下列不属于模型的是( )
A.欧姆定律 B.甲烷分子结构
C.温州轨道标识 D.空气成分
【解答】解:A.这是电流的计算公式,属于模型,故A正确;
B.这是甲烷分子结构模型,故B正确;
C.这是温州轨道标识,不属于模型,故C错误;
D.这是空气成分的模型,故D正确;
故选:C。
7.(2024春•乐清市期中)19世纪初,道尔顿提出原子论,用一些圆圈再加上各种点、线和字母表示不同的原子,如图是道尔顿当时采用的某些原子符号。根据这些符号,下列选项中表示一氧化碳分子模型的是( )
A. B. C. D.
【解答】解:1个一氧化碳分子是由1个碳原子和1个氧原子构成,一氧化碳分子的模型是D。
故选:D。
8.(2024春•乐清市期中)ABC干粉灭火剂主要组分为磷酸二氢铵,含量为75%。2024年“315”晚会曝光了“灭不了火的灭火器,被公开兜售”的新闻。在学习完《微粒的符号与模型》后,某学习小组选择进行关于磷酸二氢铵微观模型的微项目学习,如图是该小组的项目学习记录单(部分),据此回答下面小题。
驱动性问题:如何制作磷酸二氢铵结构模型?
模型展示:
化学式:NH4H2PO4
模型说明书:
一个氢原子的质量:1.674×10﹣27千克
一个氧原子的质量:2.657×10﹣26千克
一个磷原子的质量:5.189×10﹣26千克
一个氮原子的质量:2.324×10﹣26千克
“建模”是科学学习中的一种重要方法,为了增进对模型的理解,该小组组织学习了有关模型的概念,下列选项中不是模型的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A.行星运动轨道模型,故A正确;
B.这是磁力线模型,故B正确;
C.这是水分子模型,故C正确;
D.这是滑动变阻器的符号,故D错误;
故选:D。
五.同位素的概念及应用
9.(2024春•洞头区期中)2022年9月,温州朔门古港遗址的发现重现了温州“千年商港”的盛况,经碳﹣14测定该遗址建于东晋时期。碳﹣14是碳﹣12的一种同位素,下列关于同位素的说法正确的是( )
A.碳﹣14和碳﹣12的在元素周期表中位于相同的格子
B.碳﹣14和碳﹣12的主要区别是电子数不同
C.碳﹣14的中子数是6
D.碳﹣14和碳﹣12的化学性质不同,所以碳﹣14能测遗址年代而碳﹣12不能
【解答】解:A、碳﹣14和碳﹣12均为碳元素,其原子中的质子数相同,因此在元素周期表中位于相同的格子,选项说法正确;
B、碳﹣14和碳﹣12的质子数均为6,其原子的核外具有6个电子,主要区别是中子数不同,选项说法错误;
C、碳﹣14的中子数是14﹣6=8,选项说法错误;
D、碳﹣14和碳﹣12的中子数不同,所以碳﹣14能测遗址年代而碳﹣12不能,选项说法错误。
故选:A。
10.(2024春•拱墅区校级期中)氕(H)、氘(H)、氚(H)是氢的三种同位素原子。下列说法正确的是( )
A.氕、氘、氚是三种不同的元素
B.三种原子的质量相等
C.三种原子的核外电子数不同
D.氕原子中的中子数为0
【解答】解:A、氕、氘、氚质子数都是l,都是氢元素,故A错误;
B、根据相对原子质量约等于质子数加中子数,氘原子的相对原子质量是2;氕原子的相对原子质量是1,氚原子的相对原子质量是3,故三种原子的质量不相等,故B错误;
C、氕、氘、氚质子数都是l,即核外电子数均为1,三种原子的核外电子数相同,故C错误;
D、相对原子质量约等于质子数加中子数,氕原子中的中子数为0,故D正确。
故选:D。
六.原子结构的探索历程
11.(2024春•杭州期中)1911年,英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子(带正电、质量比电子大得多)轰击金箔实验。根据实验,不能获得的结论是( )
A.金原子核外电子带负电
B.金原子核带正电
C.金原子核体积很小
D.金原子核的质量比α粒子大得多
【解答】解:A、由该实验不能得出金原子核外电子带负电,故A错误;
B、由图可知,带正电的α粒子遇到原子核后,方向发生了偏转,说明原子核带正电,故B正确;
C、由图可知,绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,只有少量α粒子的运转方向发生了偏转,说明金原子核体积很小,故C正确。
D、由图可知,有少数的α粒子被反弹了回来,说明遇到了质量很大的物质,则金原子核的质量比α粒子大得多,故D正确。
故选:A。
12.(2024春•鹿城区校级期中)科学家对元素的相对原子质量的认识经历了漫长的时间。
材料一:19世纪初,有化学家认为:氢是母体,其他元素原子的相对原子质量理论上都是氢的整数倍,少数元素如Cl是35.5倍,则是由于实验误差造成的。
材料二:1886年,英国科学家克鲁克斯大胆假设:同一元素的原子,可以有不同的相对原子质量。化学家定出的元素相对原子质量是其不同原子相对原子质量的平均值。
材料三:1961年8月,国际上采用12C的作为相对原子质量的标准,确定各个同位素原子的相对原子质量。某元素的相对原子质量是其各种同位素原子的相对原子质量乘以各自在该元素中所占的百分比之和。
(1)在克鲁克斯假设中,同种元素的原子,相对原子质量却不同,是因为原子核中质子数相同,而 不同。
(2)氢的三种同位素原子氕氘氚相对原子质量分别为1、2、3,氢元素的相对原子质量为1.008,则三种原子中百分比含量最多的是 。
(3)结合已学知识和上述材料分析,下列说法正确的 (可多选)。
A.元素的相对原子质量一定大于它所有的同位素原子的相对原子质量
B.自然界中大部分元素都有同位素原子,由此推测大部分元素的相对原子质量不是整数
C.若相对原子质量采用12C的作为标准,则各元素的相对原子质量也会改变
D.氯元素的相对原子质量是35.5,自然界仅有的两种同位素原子35Cl和37Cl,二者数量百分比各占一半
E.在化学变化中某金属原子失去电子与其他原子化合,计算该化合物相对分子质量时仍能使用该金属元素原来的相对原子质量
【解答】解:(1)原子核是由质子和中子构成,相对原子质量≈质子数+中子数,故同种元素的原子,相对原子质量却不同,是因为原子核中质子数相同,而中子数不同;
(2)根据某元素的相对原子质量是其各种同位素原子的相对原子质量乘以各自在该元素中所占的百分比之和,由于氢的三种同位素原子氕氘氚相对原子质量分别为1、2、3,氢元素的相对原子质量为1.008,1.008更接近与氕的相对原子质量1,说明氕在三种原子中百分比含量最多;
(3)A、某元素的相对原子质量是其各种同位素原子的相对原子质量乘以各自在该元素中所占的百分比之和,则某元素的相对原子质量不一定大于它所有的同位素原子的相对原子质量,故A说法错误;
B、化学家测定出的元素相对原子质量是其不同原子相对原子质量的平均值,则大部分元素都有同位素原子,由此可推测出大部分元素的相对原子质量不是整数,故B说法正确;
C、若相对原子质量采用12C的作为标准,相对比值发生改变,则各元素的相对原子质量也会改变,故C说法正确;
D、某元素的相对原子质量是其各种同位素原子的相对原子质量乘以各自在该元素中所占的百分比之和,则氯元素的相对原子质量是35.5,它的两种同位素原子35Cl 所占的百分比大于37Cl,故D说法错误;
E、电子的质量很小,可以忽略不计,在化学变化中某金属原子失去电子与其他原子化合,计算该化合物相对分子质量时继续使用该金属元素原来的相对原子质量,故E说法正确。
故答案为:
(1)中子数;
(2)氕;
(3)BCE。
一.选择题(共9小题)
1.(2024春•余杭区期末)如图是卢瑟福将带正电的α粒子流轰击金箔后的运动轨迹示意图,其中能说明原子质量几乎全部集中在原子核内的轨迹( )
A.a B.b C.c D.d
【解答】解:因为原子核带正电,占据的空间很小,集中了几乎所有原子的质量,所以当带正电的α粒子流轰击金箔后,遇到原子核会改变方向,被反弹回来,所以它的轨迹是c,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选:C。
2.(2024春•浦江县期末)2019年7月6日,浙江余杭良渚古城遗址获准列入世界遗产名录。考古学家通过对有关遗址出土文物中的碳﹣14含量测定,推测其年代距今4700﹣5300年。碳﹣14原子与碳﹣12原子不同的是( )
A.质子数 B.核电荷数 C.电子数 D.中子数
【解答】解:A、碳﹣14原子与碳﹣12原子均是碳元素形成的原子,它们的质子数相同,故选项错误。
B、原子中核电荷数=核内质子数,碳﹣14原子与碳﹣12原子的质子数相同,则核电荷数相同,故选项错误。
C、原子中核电荷数=核内质子数=核外电子数,碳﹣14原子与碳﹣12原子的质子数相同,则电子数相同,故选项错误。
D、相对原子质量=质子数+中子数,碳﹣14原子与碳﹣12原子的质子数相同,但它们的相对原子质量不同,则它们的中子数一定不同,故选项正确。
故选:D。
3.(2024春•苍南县期末)核废水中含有大量的氚,一旦进入人体可能会对人造成辐射损害。氕原子和氚原子结构如图所示,下列说法正确的是( )
氕原子
氚原子
A.氕原子与氚原子相对原子质量相同
B.氕原子与氚原子的核外电子数不同
C.氕原子与氚原子的质子数相同
D.氕原子与氚原子的中子数相同
【解答】解:A、氕原子与氚原子质子数相同,中子数不同,由于相对原子质量=质子数+中子数,因此相对原子质量不同,不符合题意;
B、氕原子与氚原子的核外电子数相同,都等于1,不符合题意;
C、氕原子与氚原子的质子数相同,符合题意;
D、氕原子与氚原子的中子数不相同,不符合题意。
故选:C。
4.(2024春•拱墅区期末)1911年,英国科学家卢瑟福用带正电的α粒子轰击金属箔,得到了如图所示的实验现象。该实验不能得出的结论是( )
A.原子中原子核的体积很小
B.原子中原子核的质量较大
C.原子中原子核带正电
D.原子核由质子和中子构成
【解答】解:A、带正电的α粒子轰击金属箔,大多数α粒子不改变原来的方向直接通过,说明原子中原子核的体积很小,选项说法正确;
B、带正电的α粒子轰击金属箔,极少数α粒子被反弹回来,说明α粒子碰到的原子核的质量比较大,选项说法正确;
C、带正电的α粒子轰击金属箔,有极少数α粒子被反弹回来,说明α粒子碰到的原子核带正电荷,选项说法正确;
D、带正电的α粒子轰击金属箔,不能证明原子核是由质子和中子组成,选项说法错误。
故选:D。
5.(2024春•滨江区校级期末)原子结构模型的建立经历不断完善、不断修正的过程,使得模型更接近事物的本质,下列相关科学史描述不正确的是( )
A.英国化学家道尔顿提出了实心球模型,认为原子是坚实的、不可再分的实心球
B.英国物理学家汤姆生发现了原子内有带负电的电子,且原子是电中性的
C.英国科学家卢瑟福用带正电的α粒子轰击金属箔,得出正电荷均匀分布在整个原子内
D.丹麦科学家玻尔改进了卢瑟福的模型,认为电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上运动
【解答】解:A.1803年道尔顿提出了世界上第一个原子结构模型——实心小球模型,故选项A说法正确;
B.汤姆生发现了阴极射线是由速度很高的带负电的电子组成的,认为原子不是实心的,推翻了实心小球模型,并提出了枣糕模型,为原子的电中性提供了解释,故选项B说法正确;
C.卢瑟福用带正电的α粒子轰击金属箔,得出原子核带正电、居于原子中心、质量很大、在原子中所占体积很小的结论,故选项C说法错误;
D.玻尔改进了卢瑟福的模型,提出了电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上运动,解决了原子结构的稳定性问题,故选项D说法正确。
故选:C。
6.(2024春•金东区期末)青少年正处于身体的迅速生长发育时期,需要适量补充钙、锌等。这里的“钙”“锌”指的是( )
A.单质 B.元素 C.离子 D.原子
【解答】解:这里的“钙”、“锌”指的是不是以单质、分子、原子、离子等形式存在,这里所指的“钙、锌”是强调存在的元素,与具体形态无关。
故选:B。
7.(2023秋•鹿城区期末)下列关于物质的说法,正确的是( )
A.分子是组成物质的最小微粒
B.利用纳米科学技术可以操控物质的分子
C.物质由液态变为固态时,体积一定减小
D.由于固体、液体、气体都是由分子组成的,所以它们的物理性质相同
【解答】解:A、分子是组成物质的微粒,但不是最小的;故A错误;
B、利用纳米科学技术可以操控物质的分子;故B正确;
C、一般物质由液态变为固态时,体积一定减小,但水变成冰体积变大;故C错误;
D、由于固体、液体、气体都是由分子组成的,它们的物理性质不相同;故D错误;
故选:B。
8.(2022秋•温州期末)两只分别装有空气和二氧化氮气体的玻璃瓶,瓶口相对中间用玻璃板隔开,如图甲。装置的微观模型用图乙表示,其中“●“代表空气粒子,“〇“代表二氧化氮分子。抽去玻璃板,紧贴瓶口,一段时间后瓶中微粒分布情况可表示为( )
A. B.
C. D.
【解答】解:空气分子和二氧化氮分子都在不停地运动,打开玻璃板后,空气分子会进入二氧化氮分子中间空隙,而二氧化氮分子会进入空气分子的空隙,从而使右边颜色变浅,左边颜色变深。当达到一定时间后,左右两个瓶子内的分子分布均匀,即两边的颜色是一致的。
故选A。
9.(2023春•丽水期末)分析推理是学习科学常用的方法,下列推理中正确的是( )
A.离子是带电的微粒,带电的微粒一定是离子
B.氮气可以作保护气,说明氮气不与任何物质反应
C.氧气和臭氧的组成元素相同,所以化学性质也相同
D.某物质燃烧后生成CO2和H2O,则该物质的组成中一定含有碳、氢元素
【解答】解:A、离子是带电的微粒,但带电的微粒不一定是离子,也可能是质子、电子等,故选项推理错误。
B、氮气可以作保护气,是因为氮气的化学性质不活泼,不能说明氮气不与任何物质反应,氮气在一定条件下也能与其它物质发生化学反应,如镁在氮气中燃烧生成氮化镁,故选项推理错误。
C、氧气和臭氧的组成元素相同,但分子的构成不同,化学性质不相同,故选项推理错误。
D、某物质燃烧后生成CO2和H2O,CO2和H2O两种物质中含有碳、氢、氧三种元素,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,反应物氧气中只含有氧元素,则某物质中一定含有碳、氢两种元素,可能含有氧元素,故选项推理正确。
故选:D。
二.填空题(共3小题)
10.(2024春•武义县期末)水和过氧化氢是两种物质。回答下列问题:
(1)它们都是由 (填元素名称)组成的。
(2)从微观的角度看是由于构成它们的分子不同,一个过氧化氢分子由 构成。
【解答】解:(1)水和过氧化氢都是由氢、氧元素组成的。
(2)从微观的角度看是由于构成它们的分子不同,一个过氧化氢分子由2个氢原子和2个氧原子构成。
故答案为:(1)氢、氧元素。
(2)2个氢原子和2个氧原子。
11.(2024春•长兴县期末)为破解原子内部结构的奥秘,一代又一代科学家进行了不懈地探索。
史料一:1897年,英国科学家汤姆生通过实验发现了带负电的电子,并推测原子中还有带正电的粒子,从而建立了西瓜模型。
史料二:1911年,英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子轰击金箔实验,发现如下现象:
①绝大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向;②有小部分α粒子改变了原来的运动方向;③有极少部分α粒子被弹了回来。从而建立了原子核式结构模型。
史料三:1913年,丹麦科学家玻尔改进了卢瑟福的原子核式结构模型,认为电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上运动。
(1)根据α粒子散射实验,统计不同偏转角度的α粒子数量,绘制图像如图所示,其中符合实验现象的图像是 。
(2)从原子结构模型的建立过程中,我们发现 。(可多选)
A.汤姆生、卢瑟福等科学家都是在实验的基础上,通过推理和想象建构原子模型
B.卢瑟福的原子核式结构模型推翻了汤姆生对原子内部结构的所有观点
C.玻尔改进了卢瑟福的原子结构模型,使人们对原子结构的认识达到了完美的境界
D.建立模型往往需要有一个不断完善、不断修正的过程,以使模型更接近事物的本质
【解答】解:(1)金原子核质量比α粒子大很多,且体积很小,所以当α粒子正碰到金原子核被弹了回来,且是很少被弹回,金原子核质量比α粒子大很多,当α粒子正碰到金原子核被弹了回来,能说明原子内部绝大部分是空的,故A图像符合题意;故选A;
(2)A、汤姆生、卢瑟福两位科学家都是在实验的基础上,通过推理和想象建构原子模型,故选A正确;
B、19世纪末,汤姆生发现了电子,认为原子是西瓜模型,卢瑟福能过α粒子散射实验验证了原子的核式结构模型,卢瑟福的原子核式结构模型不是推翻了汤姆生对原子内部结构的所有观点,故B错误;
C、卢瑟福的原子模型在当时是认为正确的,但随着科学的发展,技术的进步,发现卢瑟福的原子模型也不全对,玻尔改进了卢瑟福的原子结构模型,但并没有使人们对原子结构的认识达到完美的境界,故C错误;
D、建立模型往往需要有一个不断完善、不断修正的过程,以使模型更接近事物的本质,故D正确。
故答案为:(1)A;(2)AD。
12.(2024春•温州期末)电与磁的发展推动了人类对微观粒子的认识。
材料一:19世纪,物理学家发现空气在高电压作用下会产生粒子流,通过磁场时该粒子流会发生偏转(如图甲),且偏转方向与带正电的α粒子(内含2个质子)在磁场作用下的运动方向相反,这些粒子即为电子。
材料二:1911年,卢瑟福用α粒子轰击金箔,发现大多数α粒子穿过金箔后仍保持原来的运动方向,但有少数α粒子发生了较大角度的偏转,极少数α粒子发生反弹(如图乙)。在分析实验结果的基础上,提出了原子核式结构模型。
材料三:1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮原子核。氮原子核在被轰击后有微粒被打出,同时α粒子留在核内,导致氮原子核转变为氧原子核。
(1)材料二中少数α粒子发生了较大角度的偏转,α粒子发生偏转的原因是 。
(2)材料三中“氮原子核转变为氧原子核”说明氮原子核内 数目增加,使氮原子转变成氧原子。
(3)电荷的定向运动形成电流。请结合材料一分析电子和α粒子在磁场中运动时偏转方向相反的原因: 。
【解答】解:(1)材料二中少数α粒子发生了较大角度的偏转,α粒子发生偏转的原因是α粒子与原子核都带正电,二者距离较近时由于同种电荷相互排斥的作用,改变了α粒子的运动状态。
(2)氮原子核转变为氧原子核说明氮原子核内质子数目增加,使氮原子转变成氧原子。
(3)电荷的定向运动形成电流,电子和α粒子在磁场中运动时偏转方向相反的原因:电子和α粒子带不同种电荷,二者以相同方向运动时形成的电流方向相反,磁场方向不变,受力方向相反。
故答案为:(1)α粒子与原子核都带正电,二者距离较近时由于同种电荷相互排斥的作用,改变了α粒子的运动状态;
(2)质子;
(3)电子和α粒子带不同种电荷,二者以相同方向运动时形成的电流方向相反,磁场方向不变,受力方向相反。
三.解答题(共1小题)
13.(2023秋•江北区期末)如图甲,在千岛湖中漂着一座生态浮岛。专家在浮岛上种植了耐寒水芹和耐热空心菜,有效地解决了千岛湖部分库湾的氮磷升高问题。某研究小组在此地探究了“空心菜对湖泊水体中含氮量的影响”,实验结果如图乙所示。
(1)生态浮岛上的水芹和空心菜属于生态系统成分中的 。
(2)千岛湖部分库湾有氮磷升高问题,其中的“氮、磷”指的是 (填字母)。
A.原子
B.分子
C.元素
D.单质
(3)根据图乙的实验结果,可得出的结论是:空心菜能够 (选填“升高”或“降低”)池塘水体中的含氮总量。
【解答】解:(1)在生态系统中,绿色植物能进行光合作用制造有机物是生产者,因此生态浮岛上的水芹和空心菜属于生态系统成分中的生产者。
(2)物质是由元素组成的,元素是宏观概念,只讲种类,不讲个数,“氮、磷”指的是物质中的元素。
(3)根据图乙曲线可知,空心菜能够降低池塘水体中含氮总量。
故答案为:(1)生产者。
(2)C。
(3)降低。
14.(2024春•金东区期末)1911年,英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子散射实验,提出了原子的核式结构模型,为原子模型的建立做出了重大贡献。小科同学在项目化学习中,使用若干辐射环磁体(如图乙所示,两个磁极分别位于内外两环)、金属板、橡皮筋等器材制作了一个演示模型,用以模拟α粒子散射的动态过程,演示模型的制作过程如下。
①如图甲所示,将长条金属板弯折成环形(保留10cm的缺口),并固定在桌面上。
②在环形金属板中央放置一块直径5cm、重40g的辐射环磁体。
③在环形金属板的缺口处连接一段橡皮筋(图中未画出),用以向环内“发射α粒子”。
根据演示模型并结合所学知识回答。
(1)固定在环形金属板中央的磁体,用来模拟的是原子中的哪一结构 ?
(2)下列四个辐射环磁体中最适合用作模拟被发射的“α粒子”的是 (填字母编号)。
A.直径2cm、重5g、内环N极、外环S极
B.直径5cm、重40g、内环S极、外环N极
C.直径2cm、重5g、内环S极、外环N极
D.直径5cm、重40g、内环N极、外环S极
(3)该实验很好地模拟了卢瑟福α粒子散射实验的现象,即α粒子穿过金属箔后的运动情况为: 。
(4)小科同学通过环形金属板的缺口处向内依次发射12颗“α粒子”,这些“α粒子”最终会吸附在环形金属板上。在模拟实验完成后,将环形金属板展平,图中最符合实际情况的是 (填字母编号,金属板上的点代表被吸附的“α粒子”)。
A.B.
C.D.
【解答】解:(1)在卢瑟福的α粒子散射实验中,由于原子核带正电,而α粒子也带正电,因此它们之间会相互排斥。为了模拟这种排斥作用,实验中使用了固定在环形金属板中央的磁体。这个磁体产生的磁场可以模拟原子核对α粒子的排斥力,使得α粒子在接近原子核时受到偏转。因此,这个磁体在这里用来模拟的是原子中的原子核。
(2)考虑到α粒子带正电,并且质量相对大(尽管在原子尺度上仍然很小),我们需要选择一个同样带正电且质量相对更大的物体。C选项5g质量小,符合α粒子在原子尺度上质量相对较大的特点(尽管与辐射环磁体相比仍然很小)。同时,内环S极、外环N极的配置使得它在磁场中会受到与α粒子相似的力(如果假设辐射环磁体产生的磁场类似于原子核周围的电场)。故答案为C。
(3)关于α粒子散射的结果,卢瑟福发现大多数α粒子几乎不发生偏转,只有少数α粒子发生了较大的偏转,极少数α粒子甚至发生了大角度的偏转(偏转角度超过90度,有的甚至几乎达到180度,被反弹回来)。这个现象表明原子核内部大部分是空的。
(4)由于大多数α粒子几乎不发生偏转,只有少数发生了小角度的偏转,极少数发生了大角度的偏转,因此我们需要选择一个能够反映这种分布情况的环形金属板空间构型。选项D中的构型符合这种情况:大多数α粒子沿着直线穿过环形金属板(对应实验结果中的“大多数α粒子几乎不发生偏转”),少数α粒子在穿过环形金属板时发生了小角度的偏转(对应实验结果中的“少数α粒子发生了较大的偏转”),极少数α粒子甚至被反弹回来(对应实验结果中的“极少数α粒子发生了大角度的偏转”)。故答案为D。
故答案为:(1)原子核;(2)C;(3)大多数α粒子几乎不发生偏转,只有少数发生了小角度的偏转,极少数发生了大角度的偏转;(4)D。
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第05讲 模型与符号
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理(吃透教材)
模块三 教材习题学解题
模块四 核心考点精准练
模块五 小试牛刀过关测
1、了解用符号和模型来表示复杂的事物或过程的科学方法。举例说出学习和生活中所见过的符号和模型。学会用模型解释简单的科学现象和过程。
2、知道物质通常是由分子构成的,分子是由原子构成的,有些物质是由原子直接构成的。知道原子和分子的主要区别。知道不同种类和数量的原子能构成各种不同的分子。
3、知道原子是由原子核和核外电子构成的,原子核又是由质子和中子构成的。知道原子内各种微粒的电性以及各种微粒之间的数量关系。理解离子的概念,知道离子也是构成物质的基本粒子。
4、知道同位素的结构特点,能判断具体粒子是否互为同位素;了解同位素的应用。
一、模型与符号
1、模型
(1)模型的概念:模型是依照实物的形状和结构按比例制成的物品,是用来显示复杂事物或过程的表现手段,如图画、图表、计算机图像等。
(2)模型的分类:
① 物体的复制品;② 事物变化的过程;③ 图片;④ 数学公式、表达式或特定的词。
(3)模型的作用:建立模型能帮助人们理解他们无法直接观察到的事物,如科学家们经常用模型来代表非常庞大或极其微小的事物(太阳系中的行星、细胞的细微结构等)。
2、符号
(1)符号的概念:符号是代表事物的标记。
(2)符号的作用:
① 能简单明了地表示事物。
② 可以避免由于事物外形不同而引起的混乱。
③ 可以避免由于表达事物的文字语言不同而引起的混乱。
二、化学模型的建立
1、模型可以是实物的模型,一可以是事件的模型,模型能表达出研究对象的基本的特征。如:
① 人们用水分子结构模型来了解水分子的构成:两个氢原子成104.5°角附在氧原子上;
比例模型 棍棒模型
② 分子聚集成物质。
2、分子的构成
(1)分子是由原子构成的。
(2)分子构成的描述:以分子AmBn为例,1个AmBn分子由m个A原子和n个B原子构成。
如1个H2分子由2个H原子构成;1个O2分子由2个O原子构成;1个H2O分子由2个H原子和1个O原子构成。
3、物质的构成
4、分子和原子
(1)
(2)
5、区分不同的分子
(1)分子是构成物质的一种基本粒子,不同的分子构成不同的物质。由原子构成分子时:
①相同的原子种类,不同的原子个数,能够成不同的分子。如O2分子与O3分子、CO分子与CO2分子、SO2分子与SO3分子等。
②相同的原子个数,不同的原子种类,也能构成不同的分子。如H2与O2、N2,H2O与CO2、SO2,CO与N2,SO3与NH3等。
6、粒子的大小与质量
(1)分子和原子都有一定的质量和体积。
(2)原子的体积很小,原子半径一般在10-10m数量级。
(3)分子和原子的质量也非常小。氢分子是最轻的分子,其分子质量的数量级是10-27kg。
(4)不同种类的分子和原子质量不同,体积也不同。
三、原子的构成
1.原子的结构
原子
总结:① 原子内部不是实心体,很多是“空”的;
② 并不是所有的原子中都含有中子(如:氢原子中没有中子);
③ 原子不显电性:质子数=核电荷数=核外电子数;
④ 原子的质量主要集中在原子核上,原子的相对原子质量(取整数时)≈ 质子数+中子数;
⑤ 相对原子质量的单位为1,一般不写也不读。
2.原子结构示意图(以氧原子为例):小圈表示原子核,圈内的数字表示质子数,弧线表示电子层,弧线上的数字表示电子数,最外层电子数决定元素的化学性质。
四、元素与同位素
1、元素概念:具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子总称为元素。
2、同位素概念:原子中核内质子数相同、中子数不同的同类原子统称为同位素。
3、元素、同位素的比较
元素
同位素
概念
具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子称为元素
具有相同质子数和不同中子数的同一元素的不同原子互称同位素
研究范围
核电荷数(即质子数)相同的一类原子
同一种元素中,中子数不相同的原子
特性
具有相同质子数,其带的电荷数可以不同,具有的化合价可以不同,所以具有的性质也不同
原子的质子数相同而中子数不同,所以质量数不同,但同价态的同位素化学性质几乎完全相同
实例
如:Fe、Fe2+、Fe3+为铁元素,为氮元素,其物理性质和化学性质都不同
如:——氢元素三种同位素化学性质几乎相同
5、 离子
1、概念:离子是带电荷的原子或原子团。
原子团是“原子的集团”,由几个原子组成,在许多化学反应里作为一个整体参加反应。
2、分类:
① 阳离子:带正电荷;质子数大于电子数。
② 阴离子:带负电荷;质子数小于电子数。
教材习题02
4.分子和原子的主要区别是( )。
A.分子能直接构成物质,而原子不能
B.在化学反应中,分子可分,原子不可分
C.分子质量大,原子质量小
D.分子间有空隙,而原子间无空隙
解题方法
①记忆知识点
……
【答案】B。
教材习题04
4.有3种不同的原子,甲原子核内有6个质子和6个中子,乙原子核内有6个质子和8个中子,丙原子核内有7个质子和7个中子。下列说法正确的是( )。
A.甲和乙是同一种元素
B.甲和乙的核电荷数不同
C.乙和丙核外电子数相等
D.乙和丙互为同位素原子
解题方法
①掌握元素原子核重质子数中子数,电子数等
……
【答案】A
一.物质的微粒性
1.(2024春•义乌市期中)下列各图中●和〇分别表示氢原子和氧原子,其中能表示保持H2O化学性质的微粒是( )
A. B.
C. D.
二.分子、原子、离子、元素与物质之间的关系
2.(2024秋•龙湾区期中)酒精是无色透明的液体,密度比水小,约为0.8g/cm3。现将一定量的酒精与水混合,下列示意图能表示酒精分子在水中分布的是( )
3.(2024春•浙江期中)最近,科学家制造出了含4个氧原子的新型“氧分子”,而一个氧气分子是由2个氧原子构成的,针对以上事实,下列说法中错误的是( )
A.新型“氧分子”与氧气分子都是由氧原子构成的
B.每个新型“氧分子”与每个氧气分子含有氧原子个数不同
C.氧气分子与新型“氧分子”的化学性质应该有不同之处
D.一个新型“氧分子”由2个氧气分子构成
三.原子的定义与构成
4.(2024春•上城区校级期中)蓝色起源公司近年来一直致力于用月壤实现太阳能发电,据了解月壤中有丰富的资源,尤其是应用于可控核聚变的燃料He﹣3。如图所示为He﹣3及其同位素原子He﹣4的结构示意图,下列说法正确的是( )
A.“”表示的微粒为中子
B.He﹣3的相对原子质量为3
C.He﹣3与He﹣4的质子数分别为3和4
D.He﹣3与He﹣4的化学性质不同
5.(2024春•吴兴区期中)1934年科学家在实验中发现了氢元素的一种同位素原子——氚,氚的质子数为1,中子数为2,则下列能表示其原子结构的是( )
四.模型与符号
6.(2024春•洞头区期中)建模是学习科学的一种方法,下列不属于模型的是( )
A.欧姆定律 B.甲烷分子结构
C.温州轨道标识 D.空气成分
7.(2024春•乐清市期中)19世纪初,道尔顿提出原子论,用一些圆圈再加上各种点、线和字母表示不同的原子,如图是道尔顿当时采用的某些原子符号。根据这些符号,下列选项中表示一氧化碳分子模型的是( )
A. B. C. D.
8.(2024春•乐清市期中)ABC干粉灭火剂主要组分为磷酸二氢铵,含量为75%。2024年“315”晚会曝光了“灭不了火的灭火器,被公开兜售”的新闻。在学习完《微粒的符号与模型》后,某学习小组选择进行关于磷酸二氢铵微观模型的微项目学习,如图是该小组的项目学习记录单(部分),据此回答下面小题。
驱动性问题:如何制作磷酸二氢铵结构模型?
模型展示:
化学式:NH4H2PO4
模型说明书:
一个氢原子的质量:1.674×10﹣27千克
一个氧原子的质量:2.657×10﹣26千克
一个磷原子的质量:5.189×10﹣26千克
一个氮原子的质量:2.324×10﹣26千克
“建模”是科学学习中的一种重要方法,为了增进对模型的理解,该小组组织学习了有关模型的概念,下列选项中不是模型的是( )
A. B.
C. D.
五.同位素的概念及应用
9.(2024春•洞头区期中)2022年9月,温州朔门古港遗址的发现重现了温州“千年商港”的盛况,经碳﹣14测定该遗址建于东晋时期。碳﹣14是碳﹣12的一种同位素,下列关于同位素的说法正确的是( )
A.碳﹣14和碳﹣12的在元素周期表中位于相同的格子
B.碳﹣14和碳﹣12的主要区别是电子数不同
C.碳﹣14的中子数是6
D.碳﹣14和碳﹣12的化学性质不同,所以碳﹣14能测遗址年代而碳﹣12不能
10.(2024春•拱墅区校级期中)氕(H)、氘(H)、氚(H)是氢的三种同位素原子。下列说法正确的是( )
A.氕、氘、氚是三种不同的元素
B.三种原子的质量相等
C.三种原子的核外电子数不同
D.氕原子中的中子数为0
六.原子结构的探索历程
11.(2024春•杭州期中)1911年,英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子(带正电、质量比电子大得多)轰击金箔实验。根据实验,不能获得的结论是( )
A.金原子核外电子带负电
B.金原子核带正电
C.金原子核体积很小
D.金原子核的质量比α粒子大得多
12.(2024春•鹿城区校级期中)科学家对元素的相对原子质量的认识经历了漫长的时间。
材料一:19世纪初,有化学家认为:氢是母体,其他元素原子的相对原子质量理论上都是氢的整数倍,少数元素如Cl是35.5倍,则是由于实验误差造成的。
材料二:1886年,英国科学家克鲁克斯大胆假设:同一元素的原子,可以有不同的相对原子质量。化学家定出的元素相对原子质量是其不同原子相对原子质量的平均值。
材料三:1961年8月,国际上采用12C的作为相对原子质量的标准,确定各个同位素原子的相对原子质量。某元素的相对原子质量是其各种同位素原子的相对原子质量乘以各自在该元素中所占的百分比之和。
(1)在克鲁克斯假设中,同种元素的原子,相对原子质量却不同,是因为原子核中质子数相同,而 不同。
(2)氢的三种同位素原子氕氘氚相对原子质量分别为1、2、3,氢元素的相对原子质量为1.008,则三种原子中百分比含量最多的是 。
(3)结合已学知识和上述材料分析,下列说法正确的 (可多选)。
A.元素的相对原子质量一定大于它所有的同位素原子的相对原子质量
B.自然界中大部分元素都有同位素原子,由此推测大部分元素的相对原子质量不是整数
C.若相对原子质量采用12C的作为标准,则各元素的相对原子质量也会改变
D.氯元素的相对原子质量是35.5,自然界仅有的两种同位素原子35Cl和37Cl,二者数量百分比各占一半
E.在化学变化中某金属原子失去电子与其他原子化合,计算该化合物相对分子质量时仍能使用该金属元素原来的相对原子质量
一.选择题(共9小题)
1.(2024春•余杭区期末)如图是卢瑟福将带正电的α粒子流轰击金箔后的运动轨迹示意图,其中能说明原子质量几乎全部集中在原子核内的轨迹( )
A.a B.b C.c D.d
2.(2024春•浦江县期末)2019年7月6日,浙江余杭良渚古城遗址获准列入世界遗产名录。考古学家通过对有关遗址出土文物中的碳﹣14含量测定,推测其年代距今4700﹣5300年。碳﹣14原子与碳﹣12原子不同的是( )
A.质子数 B.核电荷数 C.电子数 D.中子数
3.(2024春•苍南县期末)核废水中含有大量的氚,一旦进入人体可能会对人造成辐射损害。氕原子和氚原子结构如图所示,下列说法正确的是( )
氕原子
氚原子
A.氕原子与氚原子相对原子质量相同
B.氕原子与氚原子的核外电子数不同
C.氕原子与氚原子的质子数相同
D.氕原子与氚原子的中子数相同
4.(2024春•拱墅区期末)1911年,英国科学家卢瑟福用带正电的α粒子轰击金属箔,得到了如图所示的实验现象。该实验不能得出的结论是( )
A.原子中原子核的体积很小
B.原子中原子核的质量较大
C.原子中原子核带正电
D.原子核由质子和中子构成
5.(2024春•滨江区校级期末)原子结构模型的建立经历不断完善、不断修正的过程,使得模型更接近事物的本质,下列相关科学史描述不正确的是( )
A.英国化学家道尔顿提出了实心球模型,认为原子是坚实的、不可再分的实心球
B.英国物理学家汤姆生发现了原子内有带负电的电子,且原子是电中性的
C.英国科学家卢瑟福用带正电的α粒子轰击金属箔,得出正电荷均匀分布在整个原子内
D.丹麦科学家玻尔改进了卢瑟福的模型,认为电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上运动
6.(2024春•金东区期末)青少年正处于身体的迅速生长发育时期,需要适量补充钙、锌等。这里的“钙”“锌”指的是( )
A.单质 B.元素 C.离子 D.原子
7.(2023秋•鹿城区期末)下列关于物质的说法,正确的是( )
A.分子是组成物质的最小微粒
B.利用纳米科学技术可以操控物质的分子
C.物质由液态变为固态时,体积一定减小
D.由于固体、液体、气体都是由分子组成的,所以它们的物理性质相同
8.(2022秋•温州期末)两只分别装有空气和二氧化氮气体的玻璃瓶,瓶口相对中间用玻璃板隔开,如图甲。装置的微观模型用图乙表示,其中“●“代表空气粒子,“〇“代表二氧化氮分子。抽去玻璃板,紧贴瓶口,一段时间后瓶中微粒分布情况可表示为( )
A. B.
C. D.
9.(2023春•丽水期末)分析推理是学习科学常用的方法,下列推理中正确的是( )
A.离子是带电的微粒,带电的微粒一定是离子
B.氮气可以作保护气,说明氮气不与任何物质反应
C.氧气和臭氧的组成元素相同,所以化学性质也相同
D.某物质燃烧后生成CO2和H2O,则该物质的组成中一定含有碳、氢元素
二.填空题(共3小题)
10.(2024春•武义县期末)水和过氧化氢是两种物质。回答下列问题:
(1)它们都是由 (填元素名称)组成的。
(2)从微观的角度看是由于构成它们的分子不同,一个过氧化氢分子由 构成。
11.(2024春•长兴县期末)为破解原子内部结构的奥秘,一代又一代科学家进行了不懈地探索。
史料一:1897年,英国科学家汤姆生通过实验发现了带负电的电子,并推测原子中还有带正电的粒子,从而建立了西瓜模型。
史料二:1911年,英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子轰击金箔实验,发现如下现象:
①绝大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向;②有小部分α粒子改变了原来的运动方向;③有极少部分α粒子被弹了回来。从而建立了原子核式结构模型。
史料三:1913年,丹麦科学家玻尔改进了卢瑟福的原子核式结构模型,认为电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上运动。
(1)根据α粒子散射实验,统计不同偏转角度的α粒子数量,绘制图像如图所示,其中符合实验现象的图像是 。
(2)从原子结构模型的建立过程中,我们发现 。(可多选)
A.汤姆生、卢瑟福等科学家都是在实验的基础上,通过推理和想象建构原子模型
B.卢瑟福的原子核式结构模型推翻了汤姆生对原子内部结构的所有观点
C.玻尔改进了卢瑟福的原子结构模型,使人们对原子结构的认识达到了完美的境界
D.建立模型往往需要有一个不断完善、不断修正的过程,以使模型更接近事物的本质
12.(2024春•温州期末)电与磁的发展推动了人类对微观粒子的认识。
材料一:19世纪,物理学家发现空气在高电压作用下会产生粒子流,通过磁场时该粒子流会发生偏转(如图甲),且偏转方向与带正电的α粒子(内含2个质子)在磁场作用下的运动方向相反,这些粒子即为电子。
材料二:1911年,卢瑟福用α粒子轰击金箔,发现大多数α粒子穿过金箔后仍保持原来的运动方向,但有少数α粒子发生了较大角度的偏转,极少数α粒子发生反弹(如图乙)。在分析实验结果的基础上,提出了原子核式结构模型。
材料三:1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮原子核。氮原子核在被轰击后有微粒被打出,同时α粒子留在核内,导致氮原子核转变为氧原子核。
(1)材料二中少数α粒子发生了较大角度的偏转,α粒子发生偏转的原因是 。
(2)材料三中“氮原子核转变为氧原子核”说明氮原子核内 数目增加,使氮原子转变成氧原子。
(3)电荷的定向运动形成电流。请结合材料一分析电子和α粒子在磁场中运动时偏转方向相反的原因: 。
三.解答题(共1小题)
13.(2023秋•江北区期末)如图甲,在千岛湖中漂着一座生态浮岛。专家在浮岛上种植了耐寒水芹和耐热空心菜,有效地解决了千岛湖部分库湾的氮磷升高问题。某研究小组在此地探究了“空心菜对湖泊水体中含氮量的影响”,实验结果如图乙所示。
(1)生态浮岛上的水芹和空心菜属于生态系统成分中的 。
(2)千岛湖部分库湾有氮磷升高问题,其中的“氮、磷”指的是 (填字母)。
A.原子
B.分子
C.元素
D.单质
(3)根据图乙的实验结果,可得出的结论是:空心菜能够 (选填“升高”或“降低”)池塘水体中的含氮总量。
14.(2024春•金东区期末)1911年,英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子散射实验,提出了原子的核式结构模型,为原子模型的建立做出了重大贡献。小科同学在项目化学习中,使用若干辐射环磁体(如图乙所示,两个磁极分别位于内外两环)、金属板、橡皮筋等器材制作了一个演示模型,用以模拟α粒子散射的动态过程,演示模型的制作过程如下。
①如图甲所示,将长条金属板弯折成环形(保留10cm的缺口),并固定在桌面上。
②在环形金属板中央放置一块直径5cm、重40g的辐射环磁体。
③在环形金属板的缺口处连接一段橡皮筋(图中未画出),用以向环内“发射α粒子”。
根据演示模型并结合所学知识回答。
(1)固定在环形金属板中央的磁体,用来模拟的是原子中的哪一结构 ?
(2)下列四个辐射环磁体中最适合用作模拟被发射的“α粒子”的是 (填字母编号)。
A.直径2cm、重5g、内环N极、外环S极
B.直径5cm、重40g、内环S极、外环N极
C.直径2cm、重5g、内环S极、外环N极
D.直径5cm、重40g、内环N极、外环S极
(3)该实验很好地模拟了卢瑟福α粒子散射实验的现象,即α粒子穿过金属箔后的运动情况为: 。
(4)小科同学通过环形金属板的缺口处向内依次发射12颗“α粒子”,这些“α粒子”最终会吸附在环形金属板上。在模拟实验完成后,将环形金属板展平,图中最符合实际情况的是 (填字母编号,金属板上的点代表被吸附的“α粒子”)。
A.B.
C.D.
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