跨学科实践活动2 制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程（同步讲义）化学人教版2024九年级上册

第三章 物质构成的奥秘 跨学科实践活动2 制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程 教学目标 1.通过制作模型和展示科学家的探索历程，进一步认识物质是由微观粒子构成的。 2.进一步体会用元素和分子、原子观点认识物质组成与结构的思路和方法。 重点和难点 重点：微型空气质量“检测站”的组装与使用。 ◆任务一 探究构成物质的微观粒子 1.列举实例 生活中的很多现象和实例都说明了物质是由分子、原子等微观粒子构成的。 生活现象或实例 微观分析 湿衣服经过晾晒会变干 水分子在不断运动 花香四溢 香味分子在不断运动 糖块放在水里会消失 蔗糖分子在不断运动 水沸腾壶盖被顶起 水由水分子构成，温度升高，分子间隔变大 2.分析归纳 物理、化学中都有对微观粒子运动特点的描述以及相关验证实验，它们的探究思路有什么区别和联系呢? 科目 物理 化学 验证思路 ①微观→宏观→微观 ②物质是由微观粒子构成的→气、液、固三 态都存在扩散现象→分子热运动 ①宏观→微观 ②生活现象→物质是由微观粒子构成的→分子在不断运动 设计实验 气体扩散试验 液体扩散试验 气体扩散试验 结论描述 一切物质的分子都在不停地做无规则运动 微观粒子(如分子)总是在不断运动着 3.查阅资料 探究微观粒子需要借助许多科学仪器、实验技术和实验方法。下面列举了一些前沿技术与方法： (1)科研仪器：扫描隧道显微镜、核磁共振波谱仪、X射线荧光光谱仪等。 (2)实验技术与方法：超短脉冲激光技术、电子成像技术等。 请同学们查阅资料，看看微观粒子基础研究领域还有哪些前沿科技。 ◆任务二 认识模型在探索物质组成与结构中的作用 1.化学、物理和生物学等课程中有多种模型体现了物质的组成与结构。请总结这些模型有哪些不同的学科特点。 2.我们知道，生物体的结构是有层次的，化学中“物质的组成与结构”也是具有层次的，用概念图、简图、思维导图等方法可以清楚地表现元素、分子、原子之间的关系。 你还有哪些方法能用来表示它们的关系? 3.(1)查阅资料，了解道尔顿、汤姆孙和卢瑟福提出的原子模型，以及科学家认识原子结构的历程。 ①道尔顿提出了原子论，汤姆孙发现了原子中的电子，这在当时是一件很了不起的事，但由于受到那时科学技术水平的限制，他们的理论中存在一些缺陷，甚至错误，按照目前初中阶段你学的原子结构的理论，道尔顿的原子论存在的缺陷是：他认为原子是实心球体；汤姆孙原子结构模型的缺陷是：他同样认为原子是实心的，且电子是均匀分布在原子上的。 ②根据卢瑟福的实验所产生的现象，不能够获得的结论是： 。 A.原子核体积很小 B.原子核质量较大 C.原子核带有正电 D.核外电子带有负电 科学家探索物质奥秘的过程艰难而又曲折，史实告诉我们：科学是不断发展的，科学发展的道路是曲折漫长的，任何一种科学理论都有它的局限性。 (2)用身边常见的材料如橡皮泥、绿豆、小米等材料制作道尔顿、汤姆孙、卢瑟福的原子模型，并说明实验、推理和假说等科学方法在探索原子结构中的作用。 ◆任务三 以水为例梳理物质组成与结构的认识思路 1.了解科学家发现水的组成的历程，可以通过角色扮演、图示等方式展示。 如，18世纪末，英国化学家普里斯特利发现把氢气和空气混合，用电火花点燃会发出震耳的爆鸣声，且有液滴生成→英国科学家卡文迪什用纯氧代替空气进行上述实验，确认所得液滴是水→受当时错误观念的束缚，两位科学家都认为“水”是一种元素，而不是由多种元素组成的物质。 2.了解分子观点的形成过程及其在近代科学发展中的重要作用。结合这些资料，可以用纸板、橡皮泥、黏土等材料制作水分子、氢分子、氧分子的模型，并展示氢气和氧气反应生成水的过程。 【展示与交流】 1.展示上述活动中的典型案例并与同学们交流心得体会。以下为部分案例的展示： (1)用钢圈和彩球制作的卢瑟福原子结构模型 (2)水的组成发展历程的思维导图 2.总结本次活动在知识、方法和观念等方面的收获。拟定一个主题，以报告、论文或图画等形式表达自己的认识和体会，并与同学们交流。 即学即练 1．人类不同阶段认识原子的模型示意图如下，其中卢瑟福的“a粒子轰击金箔”实验对认识原子起到了关键作用。结合你所学的知识判断，下列有关说法中，不正确的是 A．汤姆孙发现了电子，推翻了道尔顿原子不可再分的认识 B．“a粒子轰击金箔”实验证实相对于整个原子而言，原子核的质量和体积都很小 C．“a粒子轰击金箔”实验证实原子内的正电荷集中在居于原子中心的原子核上 D．电子云模型形象说明电子在原子核外作无规则的高速运动 考点一 微观结构模型 【例1】如图是几种分子的模型，请由图分析，下列说法正确的是 A．氧气和二氧化碳中都含有氧分子 B．氢气是由氢分子构成，氢分子是由氢原子构成 C．中H的化合价为价 D．二氧化碳的相对分子质量为28 【变式1-1】如图为某原子结构模型的示意图，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．原子中b与c的数目一定相同 C．原子中a与c的数目一定相同 D．原子的质量集中在a和c上 【变式1-2】构建模型是研究物质结构的科学方法，原子结构模型发展历经多个阶段。 (1)卢瑟福通过 粒子散射实验发现，原子中带正电荷部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在原子核外运动，据此提出的原子模型为 （填序号）。 (2)玻尔提出电子分层排布的原子模型。某元素的原子结构示意图为，若最外层电子数x=7，则原子形成的离子符号是 。 考点二 科学探究物质组成与结构的历程 【例2】兴趣小组的同学在老师的带领下探索物质构成的奥秘。 任务一：探究原子构成的奥秘 【信息检索1】19世纪以前，人们普遍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)19世纪末，汤姆孙通过一系列实验发现了电子，他推测原子中还有带正电荷的微观粒子，他推测的依据是 。 (2)1909年，卢瑟福进行粒子散射实验：用一束粒子轰击金箔，发现大多数粒子能穿透金箔且不改变原来的前进方向，但也有一小部分粒子运动路径发生了改变，还有极少数的粒子被反弹了回来。 ①已知1个粒子由2个中子和2个质子构成，则粒子带 （填“正”或“负”）电荷。 ②图1中符合卢瑟福实验结论的原子结构模型是 （填字母）。 ③当粒子轰击金箔时，其运动轨迹不可能是图2中的 （填字母）。 任务二：探索分子构成的奥秘 【信息检索2】19世纪初，科学家们提出早期的分子学说，部分观点如下： 观点1：单质分子由同种原子构成，化合物分子由质子数不同的不同种原子构成。 观点2：分子质量等于构成它的原子质量总和。 (3)从元素角度谈谈你对观点1的认识： 。 (4)原子和分子的质量很小，为书写和使用方便引入相对原子质量，结合观点2判断下列说法错误的是______（填字母）。 A．1个分子质量一定大于1个原子的质量 B．相对分子质量等于构成它的所有原子的相对原子质量之和 C．以一个碳-12原子实际质量的作为基准，其他原子的实际质量与它相比得到相对原子质量 【变式2-1】探秘原子结构。人类探索原子结构，经历了漫长的过程。 (1)1897年，汤姆森发现了 ，提出原子是可分的，并建立了原子模型，如图所示。 (2)1911年，物理学家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，预期这些粒子会毫不费力地击穿金原子，到达对面的探测板上，结果发现：绝大多数粒子穿过金箔后仍保持原来的运动方向，少数粒子发生了较大角度的偏转，极少数粒子被反弹回来。 ①当粒子轰击金箔时，图中四条运动轨迹中不可能出现的是 (填序号) ②卢瑟福根据实验现象推测：原子中心有一个结构(原子核)，它具有如下特点 。 (3)用高能粒子轰击原子核是研究微观粒子的一种常用方法。 1938年，德国科学家哈恩用中子轰击轴-235原子(质子数为92，相对原子质量是235，元素符号为U)，得到了质子数为56的钡原子，并用图中模型表示该变化。 从微观的视角看，上述变化是不是化学变化 ，理由是 。 (4)分析原子结构及原子的发现历程，以下观点正确的是___________。 A．科学模型的建立是一个不断完善、修正的过程 B．模型是一种重要的方法，人类借助模型构建，对原子的认识逐渐接近本质 C．科学结论的得出要依据客观事实，面对前人的观点要敢于质疑 D．跟卢瑟福原子模型比较，汤姆森原子模型不科学，对科学发展的贡献不大 【变式2-2】项目式学习  某学校化学兴趣小组的同学在学习了物质的结构后，组织完成了下列活动。 活动一：认识揭示原子构成的历程 【查阅资料】19世纪末，汤姆孙发现原子内有带负电的微粒，否定了“原子不可再分”。1909年，卢瑟福为探索原子的内部结构进行了著名的粒子(带正电)散射实验，实验现象如图1所示。 【思考归纳】 (1)由实验现象可以推理得出的结论有___________(填字母)。 A．原子核带正电 B．原子内部有很大的空间 C．原子核由质子和中子构成 D．原子核外的电子是分层排布的 (2)图2为原子结构模型的演变图，请按照演变的时间顺序进行排序： 。核外电子距离原子核越远，电子能量越 (填“高”或“低”)。 活动二：设计概念图并交流 【思考归纳】 (3)图3是有关物质宏观组成和微观构成的思维导图，其中“▲”应填入的是___________(填字母)。 A．原子 B．中子 C．电子 D．质子 【拓展应用】 (4)图4分别表示的是水、铜和氯化钠三种物质的实物及微观图示。 其中由分子构成的物质是 ，氯化钠是由 构成的。 基础达标 1．实践活动课堂上，同学们利用橡皮泥制作分子模型。“” 模型（其中的“”和“” 表示不同元素的原子）可表示的分子是 A． B． C． D． 2．如图为某原子结构的模型示意图，其中a、b、c是构成该原子的三种不同粒子，下列说法正确的个数有 ①决定该原子种类的粒子是b；     ②原子的质量主要集中在a和c上； ③原子中b与c的数目一定相同；     ④原子中a与c的数目一定相同； ⑤a、b、c三种粒子构成了原子核；     ⑥该原子核外有6个电子。 A．0个 B．1个 C．2个 D．3个 3．借助模型可以更好地认识物质的微观构成。下列物质由离子构成的是 A．金刚石 B．干冰 C．汞 D．氯化钠 4．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 5．人类对原子结构的认识，是科学家们不断探索、不断提出新的结构模型的过程。下列认识中，正确的是 A．汤姆孙认为原子是不可再分的实心球，是构成物质的最小粒子 B．道尔顿等人在原子中发现了电子，证明原子是可分的 C．卢瑟福等人通过α粒子散射实验发现了带正电的原子核 D．卢瑟福原子模型是最完善的原子结构模型，不会被替代 6．如图是锂原子结构的行星模型，图中原子核内有3个质子、4个中子。下列有关认识正确的是 A．锂原子的核电荷数是4 B．图中带负电的微观粒子是电子 C．原子核是不可分割的实心球体 D．由图可知，锂原子带2个单位负电荷 7．王玲同学做了一些分子和原子的模型，能保持氧气化学性质的粒子模型是 A． B． C． D． 8．建立模型是学习化学的重要方法。下列化学模型不正确的是 A．地壳中元素含量 B．空气成分示图 C．原子的构成 D．物质的组成与结构 9．模型建构是化学科学研究的基本方法。如图是某同学绘制的原子结构模型和原子结构示意图，有关说法正确的是 A．①②属于同种元素 B．②对应的原子结构示意图是③ C．③在化学反应中易得到电子 D．③⑤的化学性质相似 10．某同学制作了一些模型，表示相应的微观粒子。其中表示过氧化氢分解过程中不能再分的粒子是 A． B． C． D． 综合应用 11．人们为了解释原子结构的奥秘，经历了漫长的探究过程。 (1)1803年，道尔顿提出原子概念，他认为一切物质都是由原子构成的。1897年，汤姆生发现原子中存在一种带负电荷的粒子，证明原子是可以再分的，又提出了“葡萄干布丁模型”，汤姆生发现的粒子是 。 (2)1911年物理学家卢瑟福为探索原子的内部结构，进行了著名的a粒子轰击金箔实验，实验中α粒子的运动轨迹如图所示。 ①由实验现象可以推理得出的结论有 (填编号)。 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 ②若α粒子撞击到电子，α粒子运动轨迹 (填“偏转”或“几乎不变”)，原因是 。 ③1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，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 。 ④原子是一种看不见、摸不着的微粒，为了帮助人们理解原子的结构，汤姆森、卢瑟福等人都运用了 来表达他们的理论成果。 12．为了揭示原子结构的奥秘，人类经历了漫长的探索。 材料一：1803年，道尔顿在原子论中提出：物质由微小的不可再分的原子构成。 材料二：1897年，汤姆生发现原子内有带负电的微粒，否定了“原子不可再分”。 材料三：1911年，卢瑟福进行了著名的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α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°，有的几乎达到180°，像是被金箔弹了回来。 材料四：1919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。 材料五：1931年，张青莲教授主持测定的铟、铱、锑、钠、铈、铒、锗、镝等元素的相对原子质量新值被国际原子量委员会采用为国际新标准。直到原子量得以较准确测定后，近代原子论学说才真正地确立起来。 阅读分析，解决问题： (1)汤姆生实验中，带负电的微粒是 。 (2)卢瑟福实验中使用的金箔是由 （填“分子”、“原子”或“离子”）构成的；通过卢瑟福实验，可推出的原子结构模型为 （填图1中字母）。 (3)当α粒子轰击金箔时，图2所示的运动轨迹不可能是 （填图2中字母）。 (4)小凯在阅读材料四后，认为该过程不属于化学变化。请结合化学变化的微观本质进行解释： 。 (5)张青莲教授在德国深造期间，开始了重水临界温度的测定，研究1个重水分子是由2个重氢原子和1个氧原子构成的，重氢原子的质子数是1，中子数是2，和氢原子互为同位素。1个重水分子的相对分子质量是： ；重水和双氧水都是由氢元素和氧元素组成的，但化学性质不同的原因： 。 13．人类对原子结构的认识是逐渐深入的，下图所示的是不同时期科学家提出的原子结构模型。 1808年，道尔顿提出了原子论：认为原子是一个不可再分割的实心球体（如图1）。 (1)19世纪末，汤姆孙在实验中发现原子能释放出一种带负电的粒子，这种粒子就是 。在此基础上，他提出了一种原子模型，认为正电荷均匀分布在整个原子内，带负电荷的电子镶嵌其中（如图2）。 (2)1909年，物理学家卢瑟福进行了著名的α粒子散射实验，并于1911年提出了原子的“核式结构模型”（如图3），实验现象如图4所示（已知α粒子带正电）。图4中能佐证“原子大部分质量集中到了一个很小的结构上”的现象是 ，这个“很小的结构”是指 。 14．化学是在分子、原子层次上研究物质的科学。 I.认识原子 人类探索原子结构的奥秘，经历了漫长的过程。如图是卢瑟福用α粒子轰击金箔的实验，请结合现象分析。 (1)实验中，大多数α粒子不改变原来的运动方向，原因是 。 (2)若原子的质量和正电荷在原子内均匀分布，则少数α粒子就 （填“会”或“不会”）发生大角度散射。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)通过α粒子散射实验，你认为原子结构为如图中的 。 A． B． C． (4)如图是几位代表性的科学家及他们提出的原子结构模型，请根据所学确定模型建立的先后顺序 （填序号）。 II.认识分子 (5)保持水的化学性质的最小粒子是 。 (6)如图所示，将盛有浓氨水的塑料盖套住长玻璃管下端后，白纸逐渐变红。在室温下红色从数字1到达8的位置，需2min；若将塑料盖浸入热水中，需1min。后者时间更短的原因是 。 (7)水壶中的水烧开沸腾后，壶盖被顶起，原因是 。 (8)碘的蒸气、碘的固体颗粒都能使淀粉变蓝，原因是 。 (9)1滴水里约有1.67×1021个水分子，说明 。 拓展培优 15．建构模型、知识网络是学习化学的重要方法。 I.构建原子模型 材料一：1803年，道尔顿在原子论中提出：物质由微小的不可再分的原子构成。 材料二：1897年，汤姆生发现原子内有带负电的粒子。 材料三：1911年，卢瑟福进行了著名的α粒子(α粒子由2个质子和2个中子构成)轰击金箔实验(如图①所示)。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α粒子却发生了较大角度的偏转，并且有极少数α粒子被金箔弹了回来。 (1)汤姆生否定的道尔顿原子理论中的观点是 。 (2)根据材料三，下列说法正确的是______(填字母)。 A．该实验说明金原子核带正电 B．金原子是实心球体，紧密排列 C．绝大多数的α粒子穿过金箔且不改变方向说明金原子核体积很小 (3)图②中，氮原子中，x= 。氮、氧不属于同种元素的原因是 。 (4)图③是钠元素在元素周期表中的信息。钠的相对原子质量为 ，钠属于 (填“金属元素”、“非金属元素”或“稀有气体元素”)。 II.构建物质的组成与构成知识网络 (5)A处应填写 。 (6)构成铁的粒子是 。 (7)红磷由磷元素组成，磷的元素符号为 。 16．“宏观辨识与微观探析”是化学学科的核心素养之一，在宏观、微观和符号之间建立联系是化学学科的重要思维方式。 (1)图1是两个微粒的结构模型示意图，这两个微粒 (填“属于”或“不属于”)同种元素，依据是 ，若表示He-3原子，3为相对原子质量，则对应图1中的 (填a或b)。 (2)日本向海洋倾倒被福岛H-3核污染的废水，此举将长期严重污染太平洋。H-3是一种核内含有2个中子的氢原子：请画出H-3原子结构示意图 。 (3)2020年5月，科学家在《Science》期刊上首次报道了原子与分子的“最简单”反应。存在两种路径，并用先进技术手段拍下了该反应的影像资料。其中一种路径如图3所示。 ①此“最简单”反应中表示H原子，表示D原子，D原子核中有 个质子，此反应中涉及的元素种类有 种。 ②该反应可表示为H+ →H2+ ；由此可见，在化学变化中， (填“分子”或“原子”，下同)可分，而 不可分。 17．人类探索原子结构的奥秘，经历了漫长的过程。 (1)1897年，汤姆孙分析了高压放电管的阴极射线，发现了原子中含有电子，打破了原子是实心球体的说法，他认为原子里充斥着正电荷，带负电荷的电子像葡萄干一样镶嵌在其中。 1911年，物理学家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，预期这些粒子会毫不费力地击穿金原子，到达对面的探测板上，结果发现：绝大多数粒子穿过金箔后仍保持原来的运动方向，少数粒子发生了较大角度的偏转，极少数粒子被反弹回来。 ①当粒子轰击金箔时，下图四条运动轨迹中不可能出现的是 （填序号）。    ②卢瑟福根据实验现象推测：原子中心有一个结构（原子核），它具有如下特点： 。 ③同学们制作了上述3种原子结构模型，如下图所示，其中能代表汤姆孙原子结构模型的是 （填字母）。 ④从原子结构模型建立的过程中，下列说法不正确的是 （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．人类借助模型的建立，对原子的认识逐渐接近本质 D．卢瑟福原子模型的建立，使人们对原子结构的认识达到了不可超越的境界 (2)原子的质量很小，国际上统一用相对原子质量来计算原子的质量，作为标准的碳原子质量为1.993×10﹣26 kg，甲原子质量是这种碳原子质量的2倍，下列有关说法正确的是 。 A．甲的相对原子质量为2 B．甲的相对原子质量为24 C．甲的原子质量为0.332×10﹣26 kg D．甲的相对原子质量为3.986×10﹣26 kg (3)原子的相对质量之比与原子的实际质量之比 （填“相等”“不相等”或“无法比较”）。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 物质构成的奥秘 跨学科实践活动2 制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程 教学目标 1.通过制作模型和展示科学家的探索历程，进一步认识物质是由微观粒子构成的。 2.进一步体会用元素和分子、原子观点认识物质组成与结构的思路和方法。 重点和难点 重点：微型空气质量“检测站”的组装与使用。 ◆任务一 探究构成物质的微观粒子 1.列举实例 生活中的很多现象和实例都说明了物质是由分子、原子等微观粒子构成的。 生活现象或实例 微观分析 湿衣服经过晾晒会变干 水分子在不断运动 花香四溢 香味分子在不断运动 糖块放在水里会消失 蔗糖分子在不断运动 水沸腾壶盖被顶起 水由水分子构成，温度升高，分子间隔变大 2.分析归纳 物理、化学中都有对微观粒子运动特点的描述以及相关验证实验，它们的探究思路有什么区别和联系呢? 科目 物理 化学 验证思路 ①微观→宏观→微观 ②物质是由微观粒子构成的→气、液、固三 态都存在扩散现象→分子热运动 ①宏观→微观 ②生活现象→物质是由微观粒子构成的→分子在不断运动 设计实验 气体扩散试验 液体扩散试验 气体扩散试验 结论描述 一切物质的分子都在不停地做无规则运动 微观粒子(如分子)总是在不断运动着 3.查阅资料 探究微观粒子需要借助许多科学仪器、实验技术和实验方法。下面列举了一些前沿技术与方法： (1)科研仪器：扫描隧道显微镜、核磁共振波谱仪、X射线荧光光谱仪等。 (2)实验技术与方法：超短脉冲激光技术、电子成像技术等。 请同学们查阅资料，看看微观粒子基础研究领域还有哪些前沿科技。 ◆任务二 认识模型在探索物质组成与结构中的作用 1.化学、物理和生物学等课程中有多种模型体现了物质的组成与结构。请总结这些模型有哪些不同的学科特点。 2.我们知道，生物体的结构是有层次的，化学中“物质的组成与结构”也是具有层次的，用概念图、简图、思维导图等方法可以清楚地表现元素、分子、原子之间的关系。 你还有哪些方法能用来表示它们的关系? 3.(1)查阅资料，了解道尔顿、汤姆孙和卢瑟福提出的原子模型，以及科学家认识原子结构的历程。 ①道尔顿提出了原子论，汤姆孙发现了原子中的电子，这在当时是一件很了不起的事，但由于受到那时科学技术水平的限制，他们的理论中存在一些缺陷，甚至错误，按照目前初中阶段你学的原子结构的理论，道尔顿的原子论存在的缺陷是：他认为原子是实心球体；汤姆孙原子结构模型的缺陷是：他同样认为原子是实心的，且电子是均匀分布在原子上的。 ②根据卢瑟福的实验所产生的现象，不能够获得的结论是：D。 A.原子核体积很小 B.原子核质量较大 C.原子核带有正电 D.核外电子带有负电 科学家探索物质奥秘的过程艰难而又曲折，史实告诉我们：科学是不断发展的，科学发展的道路是曲折漫长的，任何一种科学理论都有它的局限性。 (2)用身边常见的材料如橡皮泥、绿豆、小米等材料制作道尔顿、汤姆孙、卢瑟福的原子模型，并说明实验、推理和假说等科学方法在探索原子结构中的作用。 ◆任务三 以水为例梳理物质组成与结构的认识思路 1.了解科学家发现水的组成的历程，可以通过角色扮演、图示等方式展示。 如，18世纪末，英国化学家普里斯特利发现把氢气和空气混合，用电火花点燃会发出震耳的爆鸣声，且有液滴生成→英国科学家卡文迪什用纯氧代替空气进行上述实验，确认所得液滴是水→受当时错误观念的束缚，两位科学家都认为“水”是一种元素，而不是由多种元素组成的物质。 2.了解分子观点的形成过程及其在近代科学发展中的重要作用。结合这些资料，可以用纸板、橡皮泥、黏土等材料制作水分子、氢分子、氧分子的模型，并展示氢气和氧气反应生成水的过程。 【展示与交流】 1.展示上述活动中的典型案例并与同学们交流心得体会。以下为部分案例的展示： (1)用钢圈和彩球制作的卢瑟福原子结构模型 (2)水的组成发展历程的思维导图 2.总结本次活动在知识、方法和观念等方面的收获。拟定一个主题，以报告、论文或图画等形式表达自己的认识和体会，并与同学们交流。 即学即练 1．人类不同阶段认识原子的模型示意图如下，其中卢瑟福的“a粒子轰击金箔”实验对认识原子起到了关键作用。结合你所学的知识判断，下列有关说法中，不正确的是 A．汤姆孙发现了电子，推翻了道尔顿原子不可再分的认识 B．“a粒子轰击金箔”实验证实相对于整个原子而言，原子核的质量和体积都很小 C．“a粒子轰击金箔”实验证实原子内的正电荷集中在居于原子中心的原子核上 D．电子云模型形象说明电子在原子核外作无规则的高速运动 【答案】B 【详解】A、汤姆森通过实验发现了电子，提出“葡萄干布丁”模型，推翻了道尔顿原子不可再分的认识，故选项正确； B、“a粒子轰击金箔”实验中有极少数a粒子被反弹了回来，证实了原子内的正电荷集中在居于原子中心的原子核上，相对于整个原子而言，原子核的质量大，但体积小，故选项错误； C、“a粒子轰击金箔”实验中有极少数a粒子被反弹了回来，证实了原子内的正电荷集中在居于原子中心的原子核上，故选项正确； D、现代科学家们在实验中发现电子在原子核周围像“云雾”一样，并没有固定的运动轨迹，即电子云模型形象说明电子在原子核外作无规则的高速运动，故选项正确； 故选：B。 考点一 微观结构模型 【例1】如图是几种分子的模型，请由图分析，下列说法正确的是 A．氧气和二氧化碳中都含有氧分子 B．氢气是由氢分子构成，氢分子是由氢原子构成 C．中H的化合价为价 D．二氧化碳的相对分子质量为28 【答案】B 【详解】A、由物质的构成可知，氧气中含有氧分子，二氧化碳中含有二氧化碳分子，不含有氧分子，故A说法不正确； B、氢气是由氢分子构成，氢分子是由氢原子构成，故B说法正确； C、中H的化合价为价，故C说法不正确； D、二氧化碳的相对分子质量为44，不是28，故D说法不正确。 故选B。 【变式1-1】如图为某原子结构模型的示意图，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．原子中b与c的数目一定相同 C．原子中a与c的数目一定相同 D．原子的质量集中在a和c上 【答案】C 【分析】图中a表示电子，b表示中子，c表示质子。 【详解】A、质子数决定原子种类，由题中信息知，图中c表示质子，所以决定该原子种类的粒子是c，选项A错误； B、原子中质子数不一定等于中子数，因此原子中b与c的数目不一定相同，选项B错误； C、原子中质子数=核外电子数，因此原子中a与c的数目一定相同，选项C正确； D、因为电子的质量很小，原子的质量集中在原子核上，选项D错误。故选C。 【变式1-2】构建模型是研究物质结构的科学方法，原子结构模型发展历经多个阶段。 (1)卢瑟福通过 粒子散射实验发现，原子中带正电荷部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在原子核外运动，据此提出的原子模型为 （填序号）。 (2)玻尔提出电子分层排布的原子模型。某元素的原子结构示意图为，若最外层电子数x=7，则原子形成的离子符号是 。 【答案】(1)③ (2)F- 【详解】（1）根据题中信息：“原子中带正电荷部分的体积很小，电子在原子核外运动”，由此对应的原子模型为③； （2）在原子中，质子数=核外电子数，若最外层电子数x=7，则y=2+7=9，则该原子为氟原子，由于最外层电子数为7，容易得到1个电子，形成带一个单位负电荷的氟离子，离子符号为：F-。 考点二 科学探究物质组成与结构的历程 【例2】兴趣小组的同学在老师的带领下探索物质构成的奥秘。 任务一：探究原子构成的奥秘 【信息检索1】19世纪以前，人们普遍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)19世纪末，汤姆孙通过一系列实验发现了电子，他推测原子中还有带正电荷的微观粒子，他推测的依据是 。 (2)1909年，卢瑟福进行粒子散射实验：用一束粒子轰击金箔，发现大多数粒子能穿透金箔且不改变原来的前进方向，但也有一小部分粒子运动路径发生了改变，还有极少数的粒子被反弹了回来。 ①已知1个粒子由2个中子和2个质子构成，则粒子带 （填“正”或“负”）电荷。 ②图1中符合卢瑟福实验结论的原子结构模型是 （填字母）。 ③当粒子轰击金箔时，其运动轨迹不可能是图2中的 （填字母）。 任务二：探索分子构成的奥秘 【信息检索2】19世纪初，科学家们提出早期的分子学说，部分观点如下： 观点1：单质分子由同种原子构成，化合物分子由质子数不同的不同种原子构成。 观点2：分子质量等于构成它的原子质量总和。 (3)从元素角度谈谈你对观点1的认识： 。 (4)原子和分子的质量很小，为书写和使用方便引入相对原子质量，结合观点2判断下列说法错误的是______（填字母）。 A．1个分子质量一定大于1个原子的质量 B．相对分子质量等于构成它的所有原子的相对原子质量之和 C．以一个碳-12原子实际质量的作为基准，其他原子的实际质量与它相比得到相对原子质量 【答案】(1)原子呈电中性（或原子不显电性） (2) 正 C BC (3)单质由同种元素组成，化合物由不同种元素组成 (4)A 【详解】（1）由于原子不显电性，因此汤姆孙通过实验证明了原子中存在带负电荷的电子时，可推测原子中还有带正电荷的微观粒子。 （2）①质子带正电荷而中子不带电荷，因此由2个中子和2个质子构成的粒子带正电荷。 ②卢瑟福的实验证明，原子中心存在带正电荷的原子核，原子核所占体积极小，即卢瑟福的原子结构模型是核式结构模型，故选C。 ③粒子带正电荷，同种电荷相互排斥；用粒子轰击金箔时，大部分粒子不改变原来的运动方向，少数粒子会因原子核的排斥而改变运动方向，只有极少数粒子被弹回，故图2中A运动轨迹正确；而图2中B、C运动轨迹改变是由于粒子受原子核吸引而不是受原子核排斥，即B、C运动轨迹错误、D运动轨迹正确。 （3）从元素角度分析，单质是由同种元素组成的纯净物，同种元素的原子具有相同的质子数或核电荷数，因此单质分子由同种原子构成；化合物是由不同种元素组成的纯净物，不同种元素的原子具有不同的质子数或核电荷数，因此化合物分子由不同种原子构成。 （4）由于不同分子和不同原子的质量大小不同，因此只能说分子的质量大于构成它的原子质量，但不能说1个分子质量一定大于1个原子的质量，A错误；相对分子质量等于构成它的所有原子的相对原子质量之和，B正确；以一个碳-12原子实际质量的作为基准，其他原子的实际质量与它相比得到相对原子质量，C正确。 故选：A 【变式2-1】探秘原子结构。人类探索原子结构，经历了漫长的过程。 (1)1897年，汤姆森发现了 ，提出原子是可分的，并建立了原子模型，如图所示。 (2)1911年，物理学家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，预期这些粒子会毫不费力地击穿金原子，到达对面的探测板上，结果发现：绝大多数粒子穿过金箔后仍保持原来的运动方向，少数粒子发生了较大角度的偏转，极少数粒子被反弹回来。 ①当粒子轰击金箔时，图中四条运动轨迹中不可能出现的是 (填序号) ②卢瑟福根据实验现象推测：原子中心有一个结构(原子核)，它具有如下特点 。 (3)用高能粒子轰击原子核是研究微观粒子的一种常用方法。 1938年，德国科学家哈恩用中子轰击轴-235原子(质子数为92，相对原子质量是235，元素符号为U)，得到了质子数为56的钡原子，并用图中模型表示该变化。 从微观的视角看，上述变化是不是化学变化 ，理由是 。 (4)分析原子结构及原子的发现历程，以下观点正确的是___________。 A．科学模型的建立是一个不断完善、修正的过程 B．模型是一种重要的方法，人类借助模型构建，对原子的认识逐渐接近本质 C．科学结论的得出要依据客观事实，面对前人的观点要敢于质疑 D．跟卢瑟福原子模型比较，汤姆森原子模型不科学，对科学发展的贡献不大 【答案】(1)电子 (2) C 质量大，体积小，带正电 (3) 不是 原子的种类发生了改变 (4)ABC 【详解】（1）1897年，汤姆森发现了电子，提出原子是可分的。故填：电子； （2）①当a粒子轰击金箔时，右图中四条运动轨迹不可能出现的是C，因为原子核和α粒子都带正电，同种电荷相互排斥，不可能出现偏向原子核方向的轨迹； ②多数a粒子穿过金箔后仍保持原来的运动方向，说明原子核体积很小，少数a粒子发生了较大角度的偏转，说明原子核带正电，极少数a粒子被反弹，说明原子核的质量很大； （3）上述变化不是化学变化，因为化学变化中原子种类不变，而该变化中原子种类发生了改变； （4）A、由原子结构模型的演变可以看出科学模型的建立是一个不断完善、修正的过程，故选项符合题意； B、模型是一种重要的方法，人类借助模型构建，对原子的认识逐渐接近本质，说法正确，故选项符合题意； C、科学结论的得出要依据客观事实，面对前人的观点要敢于质疑，这样科学才会有大的突破，故选项符合题意； D、科学理论的发展过程是发现并改正前人错误认识的过程，卢瑟福、汤姆森对科学发展都作出了很大贡献，故选项不符合题意； 故选：ABC。 【变式2-2】项目式学习  某学校化学兴趣小组的同学在学习了物质的结构后，组织完成了下列活动。 活动一：认识揭示原子构成的历程 【查阅资料】19世纪末，汤姆孙发现原子内有带负电的微粒，否定了“原子不可再分”。1909年，卢瑟福为探索原子的内部结构进行了著名的粒子(带正电)散射实验，实验现象如图1所示。 【思考归纳】 (1)由实验现象可以推理得出的结论有___________(填字母)。 A．原子核带正电 B．原子内部有很大的空间 C．原子核由质子和中子构成 D．原子核外的电子是分层排布的 (2)图2为原子结构模型的演变图，请按照演变的时间顺序进行排序： 。核外电子距离原子核越远，电子能量越 (填“高”或“低”)。 活动二：设计概念图并交流 【思考归纳】 (3)图3是有关物质宏观组成和微观构成的思维导图，其中“▲”应填入的是___________(填字母)。 A．原子 B．中子 C．电子 D．质子 【拓展应用】 (4)图4分别表示的是水、铜和氯化钠三种物质的实物及微观图示。 其中由分子构成的物质是 ，氯化钠是由 构成的。 【答案】(1)AB (2) ①→③→② 高 (3)A (4) 水 钠离子与氯离子（离子或Na+和Cl-） 【详解】(1)粒子带正电，少数粒子发生偏转，大多数粒子未发生偏转，说明原子核带正电，原子内部有很大的空间；不能说明原子核由质子和中子构成，也不能说明原子核外的电子是分层排布的。 (3)原子构成分子，原子得失电子变为离子，具有相同核电荷数或质子数的一类原子的总称为元素，因此“▲”应填入的是原子。 (4)水是由水分子构成的，氯化钠是由钠离子与氯离子（离子或Na+和Cl-）构成的。 基础达标 1．实践活动课堂上，同学们利用橡皮泥制作分子模型。“” 模型（其中的“”和“” 表示不同元素的原子）可表示的分子是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据图像，1个“”由1个“”和3个“”构成。 A、1个O2分子由2个氧原子构成，A选项错误； B、1个CO分子由1个碳原子、1个氧原子构成，B选项错误； C、1个NH3分子由1个氮原子、3个氢原子构成，C选项正确； D、1个CH4分子由1个碳原子、4个氢原子构成，D选项错误。 故选：C。 2．如图为某原子结构的模型示意图，其中a、b、c是构成该原子的三种不同粒子，下列说法正确的个数有 ①决定该原子种类的粒子是b；     ②原子的质量主要集中在a和c上； ③原子中b与c的数目一定相同；     ④原子中a与c的数目一定相同； ⑤a、b、c三种粒子构成了原子核；     ⑥该原子核外有6个电子。 A．0个 B．1个 C．2个 D．3个 【答案】C 【分析】根据质子带正电荷、中子不带电荷、电子带负电荷的相关知识，结合图示先判断a、b、c分别代表的粒子，再根据原子结构的特点以及粒子间存在的数量关系解题。 【详解】由图示可知a带负电荷，代表电子，b不带电荷，代表中子，c带正电荷，代表质子。质子数c决定原子的种类，①错误；原子的质量主要集中在原子核上，原子核通常由质子和中子构成，即原子的质量主要集中在b和c上，②错误；在原子中，质子数和中子数不一定相等，③错误；在原子中，质子数c一定等于核外电子数a，④正确；原子由原子核和核外电子构成，原子核通常由质子和中子构成，⑤错误；根据示意图可知，该原子核外有6个电子，⑥正确；6个说法中正确的有④和⑥。 故选C。 3．借助模型可以更好地认识物质的微观构成。下列物质由离子构成的是 A．金刚石 B．干冰 C．汞 D．氯化钠 【答案】D 【详解】A、金刚石属于固态非金属单质，是由碳原子直接构成的，故选项错误； B、干冰是固态二氧化碳，二氧化碳是由非金属元素组成的化合物，是由二氧化碳分子构成的，故选项错误； C、汞属于金属单质，是由汞原子直接构成的，故选项错误； D、氯化钠是含有金属元素和非金属元素的化合物，是由钠离子和氯离子构成的，故选项正确； 故选：D。 4．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 【详解】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； 故选C。 5．人类对原子结构的认识，是科学家们不断探索、不断提出新的结构模型的过程。下列认识中，正确的是 A．汤姆孙认为原子是不可再分的实心球，是构成物质的最小粒子 B．道尔顿等人在原子中发现了电子，证明原子是可分的 C．卢瑟福等人通过α粒子散射实验发现了带正电的原子核 D．卢瑟福原子模型是最完善的原子结构模型，不会被替代 【答案】C 【详解】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，说法错误； B、汤姆孙发现了电子，证明原子是可分的，说法错误； C、卢瑟福等人通过α粒子散射实验发现了带正电的原子核，说法正确； D、卢瑟福的核式结构模型在当时是一个重大的突破，但它并不是最完善的原子结构模型，基于新的事实和证据，科学家会不断提出新的原子结构模型，说法错误。 故选：C。 6．如图是锂原子结构的行星模型，图中原子核内有3个质子、4个中子。下列有关认识正确的是 A．锂原子的核电荷数是4 B．图中带负电的微观粒子是电子 C．原子核是不可分割的实心球体 D．由图可知，锂原子带2个单位负电荷 【答案】B 【详解】A、原子的质子数等于核电荷数，锂原子的质子数为3，核电荷数也为3，A选项错误； B、质子带正电、中子不带电、电子带负电，图中带负电的微观粒子是电子，B选项正确； C、原子核一般由质子和中子构成，不是不可分割的实心球体，C选项错误； D、由图可知，1个锂原子含有3个质子、3个电子，它们电量相等、电性相反，因此锂原子不显电性，D选项错误。 故选：B。 7．王玲同学做了一些分子和原子的模型，能保持氧气化学性质的粒子模型是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A、图所示粒子为2个H原子构成的一个氢分子，故不正确； B、氧气是由氧分子构成的，其化学性质是由氧分子保持的，此图示表示的是氧分子，故正确； C、图所示粒子为2个H原子和1个O原子构成的一个水分子，故不正确； D、图所示为2个H原子与1个O原子共三个原子，原子并没有结合成分子，故不正确。 故选B。 8．建立模型是学习化学的重要方法。下列化学模型不正确的是 A．地壳中元素含量 B．空气成分示图 C．原子的构成 D．物质的组成与结构 【答案】B 【详解】A、地壳中元素含量由多到少依次是氧、硅、铝、铁等，该模型正确； B、按体积分数计算，空气中氮气约占 78%，氧气约占 21%，此图中氧气和氮气的占比标注错误，该模型不正确； C、原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成，每个电子带 1 个单位负电荷，每个质子带 1 个单位正电荷，中子不带电，该模型正确； D、从宏观上看，物质由元素组成；从微观上看，物质由分子、原子、离子构成，该模型正确。 故选B。 9．模型建构是化学科学研究的基本方法。如图是某同学绘制的原子结构模型和原子结构示意图，有关说法正确的是 A．①②属于同种元素 B．②对应的原子结构示意图是③ C．③在化学反应中易得到电子 D．③⑤的化学性质相似 【答案】C 【详解】A、决定元素种类的为质子数，由图可知，①中只含一个质子，②中含有2个质子，不属于同种元素，该选项说法不正确； B、圆圈内的数字表示原子的质子数，则②对应的原子结果示意图为④，该选项说法不正确； C、③原子的最外层电子数为1，需要得到一个电子形成稳定结构（只有1个电子层，电子数达到2为稳定结构），所以易得到电子，该选项说法正确； D、决定元素化学性质的为最外层电子数，③⑤最外层电子数不同，化学性质不相似，该选项说法不正确。 故选C。 10．某同学制作了一些模型，表示相应的微观粒子。其中表示过氧化氢分解过程中不能再分的粒子是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】在化学变化中，分子可分，原子不可分，原子是化学变化中的最小粒子，故过氧化氢分解过程中不能再分的粒子是氢原子和氧原子。 故选C。 综合应用 11．人们为了解释原子结构的奥秘，经历了漫长的探究过程。 (1)1803年，道尔顿提出原子概念，他认为一切物质都是由原子构成的。1897年，汤姆生发现原子中存在一种带负电荷的粒子，证明原子是可以再分的，又提出了“葡萄干布丁模型”，汤姆生发现的粒子是 。 (2)1911年物理学家卢瑟福为探索原子的内部结构，进行了著名的a粒子轰击金箔实验，实验中α粒子的运动轨迹如图所示。 ①由实验现象可以推理得出的结论有 (填编号)。 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 ②若α粒子撞击到电子，α粒子运动轨迹 (填“偏转”或“几乎不变”)，原因是 。 ③1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，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 。 ④原子是一种看不见、摸不着的微粒，为了帮助人们理解原子的结构，汤姆森、卢瑟福等人都运用了 来表达他们的理论成果。 【答案】(1)电子 (2) ABD 几乎不变 电子质量相对于α粒子太小了 质子 原子结构模型 【详解】（1）原子是由原子核和核外电子构成的，汤姆生发现的带负电荷的粒子是电子； （2）①A、α粒子显正电，在轰击原子核时，少数的α粒子轨迹发生偏转，说明α粒子和原子核互相排斥，根据同性相斥的原则，原子核也显正电性，推理正确； B、α粒子在轰击原子核时，少数的α粒子轨迹发生偏转，极少数的α粒子原路返回，说明原子核质量远大于α粒子，且原子核的体积很小，推理正确； C、α粒子显正电，在轰击原子核时，少数的α粒子轨迹发生偏转，说明α粒子和原子核互相排斥，根据同性相斥的原则，原子核也显正电性，但是不能证明原子核中存在中子，推理错误； D、α粒子在轰击原子核时，少数的α粒子轨迹发生偏转，大部分的α在轰击原子核时，少数的α粒子轨迹发生偏转，粒子未改变运动轨迹，说明原子内部有很大空间，推理正确。 故选ABD； ②由于电子的质量极小，α粒子质量比电子大得多，所以用α粒子轰击电子时，α粒子的运动轨迹几乎不变化； ③原子中带一个单位正电的粒子为质子，氢原子中只有一个质子和一个电子，其质量约等于质子质量，故填：质子； ④为了帮助人们理解原子的结构，汤姆森、卢瑟福等人都运用原子结构模型来表达他们的理论成果。 12．为了揭示原子结构的奥秘，人类经历了漫长的探索。 材料一：1803年，道尔顿在原子论中提出：物质由微小的不可再分的原子构成。 材料二：1897年，汤姆生发现原子内有带负电的微粒，否定了“原子不可再分”。 材料三：1911年，卢瑟福进行了著名的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α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°，有的几乎达到180°，像是被金箔弹了回来。 材料四：1919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。 材料五：1931年，张青莲教授主持测定的铟、铱、锑、钠、铈、铒、锗、镝等元素的相对原子质量新值被国际原子量委员会采用为国际新标准。直到原子量得以较准确测定后，近代原子论学说才真正地确立起来。 阅读分析，解决问题： (1)汤姆生实验中，带负电的微粒是 。 (2)卢瑟福实验中使用的金箔是由 （填“分子”、“原子”或“离子”）构成的；通过卢瑟福实验，可推出的原子结构模型为 （填图1中字母）。 (3)当α粒子轰击金箔时，图2所示的运动轨迹不可能是 （填图2中字母）。 (4)小凯在阅读材料四后，认为该过程不属于化学变化。请结合化学变化的微观本质进行解释： 。 (5)张青莲教授在德国深造期间，开始了重水临界温度的测定，研究1个重水分子是由2个重氢原子和1个氧原子构成的，重氢原子的质子数是1，中子数是2，和氢原子互为同位素。1个重水分子的相对分子质量是： ；重水和双氧水都是由氢元素和氧元素组成的，但化学性质不同的原因： 。 【答案】(1)电子 (2) 原子 C (3)BC (4)化学变化过程中，原子种类不发生改变 (5) 22 分子构成不同 【分析】 【详解】（1）由分析可知，汤姆生实验中，带负电的微粒是电子； （2）金由金原子构成，则卢瑟福实验中使用的金箔是由原子构成的； 卢瑟福实验，发现原子中心有个很小但质量很大、带正电的原子核，则通过通过卢瑟福实验，可推出的原子结构模型为C； （3）原子核带正电，α粒子由2个质子和2个中子构成，带正电，会受到核的排斥，则图2所示的运动轨迹不可能是BC； （4）材料四中氮原子变成了氧原子，原子种类发生改变，不属于化学变化，因为化学变化过程中原子种类不发生改变； （5）根据相对原子质量=质子数+中子数，则重氢原子的，则1个重水分子的相对分子质量=； 1个重水分子是由2个重氢原子和1个氧原子构成的，1个双氧水分子由2个氢原子和2个氧原子构成，重水和双氧水都是由氢元素和氧元素组成，但分子构成不同，所以化学性质不同。 13．人类对原子结构的认识是逐渐深入的，下图所示的是不同时期科学家提出的原子结构模型。 1808年，道尔顿提出了原子论：认为原子是一个不可再分割的实心球体（如图1）。 (1)19世纪末，汤姆孙在实验中发现原子能释放出一种带负电的粒子，这种粒子就是 。在此基础上，他提出了一种原子模型，认为正电荷均匀分布在整个原子内，带负电荷的电子镶嵌其中（如图2）。 (2)1909年，物理学家卢瑟福进行了著名的α粒子散射实验，并于1911年提出了原子的“核式结构模型”（如图3），实验现象如图4所示（已知α粒子带正电）。图4中能佐证“原子大部分质量集中到了一个很小的结构上”的现象是 ，这个“很小的结构”是指 。 【答案】(1)电子/核外电子 (2) 大多数α粒子未发生偏转 原子核 【详解】（1）原子由原子核和核外电子构成，其中原子核又含有带正电的质子和不带电的中子，所以原子核带正电，核外电子是带负电，所以这里填核外电子或电子； （2）粒子回弹是碰到了实心的原子核，只有极少数粒子被回弹，说明原子核小而重。所以现象填极少数粒子被反弹；很小的结构就是原子核。 14．化学是在分子、原子层次上研究物质的科学。 I.认识原子 人类探索原子结构的奥秘，经历了漫长的过程。如图是卢瑟福用α粒子轰击金箔的实验，请结合现象分析。 (1)实验中，大多数α粒子不改变原来的运动方向，原因是 。 (2)若原子的质量和正电荷在原子内均匀分布，则少数α粒子就 （填“会”或“不会”）发生大角度散射。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)通过α粒子散射实验，你认为原子结构为如图中的 。 A． B． C． (4)如图是几位代表性的科学家及他们提出的原子结构模型，请根据所学确定模型建立的先后顺序 （填序号）。 II.认识分子 (5)保持水的化学性质的最小粒子是 。 (6)如图所示，将盛有浓氨水的塑料盖套住长玻璃管下端后，白纸逐渐变红。在室温下红色从数字1到达8的位置，需2min；若将塑料盖浸入热水中，需1min。后者时间更短的原因是 。 (7)水壶中的水烧开沸腾后，壶盖被顶起，原因是 。 (8)碘的蒸气、碘的固体颗粒都能使淀粉变蓝，原因是 。 (9)1滴水里约有1.67×1021个水分子，说明 。 【答案】(1)原子核很小，原子内有（相对）很大的空间 (2) 不会 原子核 (3)C (4)③②① (5)水分子 (6)温度升高，分子的运动速率加快 (7)温度升高，水分子间的间隔变大 (8)同种分子化学性质相同 (9)分子很小 【详解】（1）大多数ɑ粒子不改变原来的运动方向，说明原子核很小，原子内部有较大空间，故填：原子核很小，原子内有（相对）很大的空间； （2）如果原子的质量和正电荷在原子内均匀分布，由于ɑ粒子也带正电荷，则大多数ɑ粒子会发生大角度散射，极少数ɑ粒子不会发生大角度散射；原子是由原子核和核外电子构成，电子质量很小，可忽略不计，则原子的质量主要集中在原子核上，卢瑟福所说的“很小的结构”指的是原子核，故填：不会；原子核； （3）由于大多数ɑ粒子不改变原来的运动方向，说明原子内部有较大空间，少数带正电荷ɑ粒子的方向发生偏转，说明原子核带正电荷，而极少数ɑ粒子被反弹，说明原子中间有一个较小的、带正电荷且质量较大的原子核，故选C； （4）首先是汤姆生发现了电子，提出了布丁模型，然后是卢瑟福用a粒子轰击金箔，发现了原子核，提出了核式模型，最后是波尔提出分层模型，故模型建立的先后顺序是③②①，故填：③②①； （5）由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小微粒，水是由水分子构成，则保持水的化学性质的最小粒子是水分子，故填：水分子； （6）浓氨水具有挥发性，挥发出的氨气不断地运动，与水反应生成氨水，氨水显碱性，能使酚酞溶液变红，在室温下红色从数字1到达8的位置，需2min；若将塑料盖浸入热水中，需1min。后者时间更短的原因是温度升高，分子的运动速率加快，故填：温度升高，分子的运动速率加快； （7）水壶中的水烧开沸腾后，壶盖被顶起，原因是温度升高，水分子间的间隔变大，故填：温度升高，水分子间的间隔变大； （8）同种分子化学性质相同，则碘的蒸气、碘的固体颗粒都能使淀粉变蓝，故填：同种分子化学性质相同； （9）1滴水里约有1.67×1021个水分子，说明分子很小，故填：分子很小。 拓展培优 15．建构模型、知识网络是学习化学的重要方法。 I.构建原子模型 材料一：1803年，道尔顿在原子论中提出：物质由微小的不可再分的原子构成。 材料二：1897年，汤姆生发现原子内有带负电的粒子。 材料三：1911年，卢瑟福进行了著名的α粒子(α粒子由2个质子和2个中子构成)轰击金箔实验(如图①所示)。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α粒子却发生了较大角度的偏转，并且有极少数α粒子被金箔弹了回来。 (1)汤姆生否定的道尔顿原子理论中的观点是 。 (2)根据材料三，下列说法正确的是______(填字母)。 A．该实验说明金原子核带正电 B．金原子是实心球体，紧密排列 C．绝大多数的α粒子穿过金箔且不改变方向说明金原子核体积很小 (3)图②中，氮原子中，x= 。氮、氧不属于同种元素的原因是 。 (4)图③是钠元素在元素周期表中的信息。钠的相对原子质量为 ，钠属于 (填“金属元素”、“非金属元素”或“稀有气体元素”)。 II.构建物质的组成与构成知识网络 (5)A处应填写 。 (6)构成铁的粒子是 。 (7)红磷由磷元素组成，磷的元素符号为 。 【答案】(1)原子不可再分 (2)AC (3) 2 质子数不同 (4) 22.99 金属元素 (5)离子 (6)铁原子 (7)P 【详解】（1）由题干信息可知，汤姆生发现原子内有带负电的粒子，否定的道尔顿原子理论中的观点是：原子不可再分； （2）A、由于极少数α粒子（质子带正电，中子不带电，所以α粒子带正电）被金箔弹了回来，根据同种电荷相互排斥的原理，可以推断出金原子核带正电，说法正确，符合题意； B、关于金原子的结构，实验结果表明，α粒子能够穿过金箔，说明金原子内部有大量的空间，并不是实心球体紧密排列，说法错误，不符合题意； C、关于金原子核的体积，绝大多数α粒子穿过金箔且不改变方向，这说明它们没有遇到太多的阻碍，即金原子核的体积很小，占据的空间相对于整个原子来说非常小，说法正确，符合题意。 故选：AC； （3）在原子，核内质子数=核外电子数，故图②中，氮原子中x=7-5=2；氮、氧不属于同种元素的原因是质子数不同； （4）由元素周期表中的一格可知，汉字下方数字表示相对原子质量，相对原子质量单位为“1”，通常省略不写，故钠的相对原子质量为22.99；钠带“钅”字旁，属于金属元素； （5）物质由元素组成，分子、原子、离子均能构成物质，则A处应填写离子； （6）构成铁的粒子是铁原子； （7）红磷由磷元素组成，磷的元素符号为P。 16．“宏观辨识与微观探析”是化学学科的核心素养之一，在宏观、微观和符号之间建立联系是化学学科的重要思维方式。 (1)图1是两个微粒的结构模型示意图，这两个微粒 (填“属于”或“不属于”)同种元素，依据是 ，若表示He-3原子，3为相对原子质量，则对应图1中的 (填a或b)。 (2)日本向海洋倾倒被福岛H-3核污染的废水，此举将长期严重污染太平洋。H-3是一种核内含有2个中子的氢原子：请画出H-3原子结构示意图 。 (3)2020年5月，科学家在《Science》期刊上首次报道了原子与分子的“最简单”反应。存在两种路径，并用先进技术手段拍下了该反应的影像资料。其中一种路径如图3所示。 ①此“最简单”反应中表示H原子，表示D原子，D原子核中有 个质子，此反应中涉及的元素种类有 种。 ②该反应可表示为H+ →H2+ ；由此可见，在化学变化中， (填“分子”或“原子”，下同)可分，而 不可分。 【答案】(1) 不属于 两种微粒的质子数不同 b (2) (3) 一/1 一/1 HD D 分子 原子 【详解】（1）元素是质子数相同的一类原子的总称，这两个微粒的质子数不同，不属于同种元素； He-3原子，3为相对原子质量，氦是2号元素，在原子中，质子数=原子序数=核外电子数，相对原子质量≈质子数+中子数，故He-3的中子数为：3-2=1，质子数和核外电子数均为2，故对应图1中的b； （2）H-3是一种核内含有2个中子的氢原子，氢是1号元素，在原子中，质子数=原子序数=核外电子数，故氢原子的质子数为1，核外只有一个电子层，核外电子数为1，则其原子结构示意图为：  ； （3）①由原子模型可知，D原子核中有1个质子； 元素是质子数相同的一类原子的总称，两种原子的质子数相同，所以属于同种元素，即此反应中涉及的元素种类有一种； ②由微观反应示意图可知，该反应可表示为：H+HD→H2+D； 由此可知，在化学变化中，分子可分为原子，原子重新组合为新的分子，即在化学变化中，分子可分，原子不可分。 17．人类探索原子结构的奥秘，经历了漫长的过程。 (1)1897年，汤姆孙分析了高压放电管的阴极射线，发现了原子中含有电子，打破了原子是实心球体的说法，他认为原子里充斥着正电荷，带负电荷的电子像葡萄干一样镶嵌在其中。 1911年，物理学家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，预期这些粒子会毫不费力地击穿金原子，到达对面的探测板上，结果发现：绝大多数粒子穿过金箔后仍保持原来的运动方向，少数粒子发生了较大角度的偏转，极少数粒子被反弹回来。 ①当粒子轰击金箔时，下图四条运动轨迹中不可能出现的是 （填序号）。    ②卢瑟福根据实验现象推测：原子中心有一个结构（原子核），它具有如下特点： 。 ③同学们制作了上述3种原子结构模型，如下图所示，其中能代表汤姆孙原子结构模型的是 （填字母）。 ④从原子结构模型建立的过程中，下列说法不正确的是 （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．人类借助模型的建立，对原子的认识逐渐接近本质 D．卢瑟福原子模型的建立，使人们对原子结构的认识达到了不可超越的境界 (2)原子的质量很小，国际上统一用相对原子质量来计算原子的质量，作为标准的碳原子质量为1.993×10﹣26 kg，甲原子质量是这种碳原子质量的2倍，下列有关说法正确的是 。 A．甲的相对原子质量为2 B．甲的相对原子质量为24 C．甲的原子质量为0.332×10﹣26 kg D．甲的相对原子质量为3.986×10﹣26 kg (3)原子的相对质量之比与原子的实际质量之比 （填“相等”“不相等”或“无法比较”）。 【答案】(1) C 体积很小，带正电，集中了原子的主要质量 C D (2)B (3)相等 【详解】（1）①当α粒子轰击金箔时，下图四条运动轨迹中不可能出现的是C，因为原子核和α粒子都带正电，同种电荷相互排斥，不可能出现偏向原子核方向的轨迹，故填：C； ②大多数α粒子穿过金箔后仍保持原来的运动方向，说明原子核体积很小，少数α粒子发生了较大角度的偏转，说明原子核带正电，极少数α粒子被反弹回来，说明原子核集中了原子的主要质量，故填：体积很小，带正电，集中了原子的主要质量； ③根据题中信息可知，汤姆孙认为原子里充斥着正电荷，带负电荷的电子像葡萄干一样镶嵌在其中，故选C； ④A、原子结构的探究经历了漫长的过程，科学模型的建立是一个不断完善、不断修正的过程，故A不符合题意； B、模型在科学研究中起着很重要的作用，故B不符合题意； C、人类借助模型的建立，对原子的认识逐渐接近本质，故C不符合题意； D、卢瑟福的原子模型建立，使人们对原子结构的认识达到了新的境界，还有待于探索，故D符合题意。 故选：D； （2）标准的碳原子质量为1.993×10-26kg，甲原子质量是这种碳原子质量的2倍，则甲原子的质量为，甲的相对原子质量=，故填：B； （3），则原子的相对质量之比与原子的实际质量之比相等，故填：相等。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $