第三单元 物质构成的奥秘知识点背记清单-2026-2027学年九年级化学人教版上册
2026-10-13
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内容正文:
2026人教版·化学九年级上册·第三单元
2026人教版九年级化学上册 第三单元《物质构成的奥秘》知识点背记清单(带图)
依据人教版《化学》九年级上册教材编写
适用学段
九年级(初中化学起始篇)
教材版本
人教版《化学》九年级上册(2024年审核通过)
内容范围
第三单元《物质构成的奥秘》(课题1 分子和原子、课题2 原子的结构、课题3 元素)
使用建议
课前预习、课堂笔记、课后复习背诵、考前自查
一、知识导航
第三单元《物质构成的奥秘》由三个课题组成,是初中化学从“宏观”走向“微观”的关键单元。本单元从生活经验和实验现象出发,认识物质由分子、原子等微观粒子构成,学习分子、原子的基本性质以及分子与原子的关系;认识原子的构成、核外电子的分层排布和离子的形成;建立元素的概念,学习元素符号和元素周期表的初步知识,形成用元素、原子、分子的观点认识物质组成与结构的思路和方法。
(一)课题1 分子和原子:通过品红扩散等实验和生活现象认识物质由微观粒子构成,理解分子的质量和体积很小、分子在不停运动、分子间有间隔等基本性质,认识分子可以分成原子,原子可以重新组合成新的分子。
(二)课题2 原子的结构:认识原子由原子核和核外电子构成,了解质子、中子、电子的带电情况和核电荷数、质子数、核外电子数的关系,学习核外电子的分层排布和原子结构示意图,认识离子的形成,了解相对原子质量的含义。
(三)课题3 元素:建立元素的概念,了解地壳中元素的含量,学习元素符号的书写与含义,认识元素周期表的编排规律和原子序数的含义。
背记提示:重点掌握——分子的三个基本性质;分子与原子的区别与联系;原子中核电荷数、质子数与核外电子数的关系;原子结构示意图的表示方法;元素的概念;元素符号的书写规则与含义;相对原子质量的标准和近似计算。
二、知识点背记
课题1 分子和原子
(一)物质由微观粒子构成
核心知识
走过花圃会闻到花香,湿衣服晾晒会变干,蔗糖放到水里会逐渐“消失”而水有了甜味——这些现象说明物质是由看不见的微小粒子构成的。
科学技术的进步证明,物质是由分子、原子等微观粒子构成的。借助扫描隧道显微镜等先进仪器,人们既能观察到一些分子和原子,也能移动原子。
【实验3-1】向盛有水的烧杯中加入少量品红,静置,品红在静置的水中会扩散,说明分子在不停地运动。
1. 生活经验告诉我们,蔗糖可分成细小颗粒。试想,当它分到人的眼睛无法直接分辨时会得到什么?又以什么形式存在呢?上述生活和实验中的现象,在很久以前就引起了一些学者的探究兴趣。为了解释这类现象,他们提出物质由看不见的微小粒子构成的设想。
图1 品红在水中扩散〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-1〕
2. 走过花圃会闻到花香;湿的衣服经过晾晒会变干;蔗糖放到水里会逐渐“消失”,而水却有了甜味。这些生活和实验中的现象表明,物质是由看不见的微小粒子构成的。
图2 用扫描隧道显微镜获得的某种有机物分子(Ⅰ)和银原子(Ⅱ)的图像〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-2〕
图3 通过移走硅原子形成的文字〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-3〕
3. 科学技术的进步,证明了物质是由分子、原子等微观粒子构成的。现在我们通过先进的科学仪器不仅能够观察到一些分子和原子,还能移动原子。分子的质量和体积通常都很小。例如,1个水分子的质量约是3×10-26 kg,1滴水(以20滴水为1 mL计)中大约有1.67×1021个水分子。如果10亿人来数1滴水里的水分子,每人每分钟数100个,日夜不停,需要3万多年才能数完。
(二)分子的性质
核心知识
分子的质量和体积都很小;微观粒子(如分子)总是在不断运动着,温度越高,分子运动越快。
分子之间有间隔:气体可压缩储存于钢瓶中;物质固态、液态、气态时的体积不同;物体受热膨胀、遇冷收缩都是分子间间隔改变的结果。
用分子观点解释现象:花香扩散、湿衣变干、蔗糖溶解、品红扩散都是分子运动的结果。
1. 微观粒子(如分子)总是在不断运动着。花香在空气中的扩散、湿衣服中的水在晾晒时的挥发、蔗糖在水中的溶解及品红在水中的扩散都是分子运动的结果。在实验3-1中,如果使用的是热水,品红的扩散会更快一些。这是因为在受热的情况下,分子能量增大,运动加快。
图4 分子运动现象的实验〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-4〕
2. 【探究】分子运动现象。问题:怎样才能认识分子运动呢?信息:氨(NH3)易溶于水,能使无色的酚酞溶液变成红色。实验:(1)向盛有20 mL蒸馏水的小烧杯A中滴入5~6滴酚酞溶液,搅拌均匀,观察溶液的颜色(溶液无色);(2)从烧杯A中取少量溶液置于试管中,向其中慢慢滴加浓氨水,观察溶液颜色的变化(试管中溶液变红);(3)另取一个小烧杯B,加入5 mL浓氨水。用一个大烧杯罩住烧杯A和烧杯B,观察几分钟。
【分析与结论·参考答案】(1)烧杯B中的浓氨水有挥发性,氨分子不断运动,进入罩着的大烧杯内的空气中,溶解于烧杯A的蒸馏水中,使酚酞溶液变红。这一现象说明分子在不停地运动。(2)结论:分子总是在不断运动着。
3. 我们知道气体可压缩储存于钢瓶中,这是因为分子之间有间隔,在受压的情况下分子间的间隔减小,加压、降温可以使气体液化。相同质量的同种物质在固态、液态和气态时的体积不同,表明其分子间的间隔不同。物体的热胀冷缩现象是因为物质分子间的间隔受热时增大,遇冷时缩小。
(三)分子可以分为原子
核心知识
由分子构成的物质在发生物理变化时,分子本身没有发生变化;由分子构成的物质在发生化学变化时,一种物质的分子就会变成其他物质的分子。
由分子构成的物质,分子是保持其化学性质的最小粒子。
在化学变化中,分子可以分为原子,原子又可以结合成新的分子;分子的种类可以发生变化,而原子的种类不会发生变化。原子是化学变化中的最小粒子。
1. 由分子构成的物质在发生物理变化时,分子本身没有发生变化。例如,水在蒸发时,它只是由液态变成了气态,而水分子没有变成其他分子,它的化学性质也没有改变。当品红溶于水时,品红分子和水分子都没有变成其他分子,它们的化学性质也各自保持不变。
2. 由分子构成的物质在发生化学变化时,一种物质的分子就会变成其他物质的分子。例如,我们在实验室用过氧化氢(H2O2)制取氧气(O2)时,过氧化氢分子就变成了与其化学性质不同的水分子(H2O)和氧分子。又如,氢气(H2)在氯气(Cl2)中燃烧时,氢分子和氯分子都发生了变化,生成了氯化氢分子(HCl),氢气和氯气的化学性质不再保持。可见,由分子构成的物质,分子是保持其化学性质的最小粒子。
图5 几种分子的模型〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-5〕
3. 分子是由原子构成的。有些分子由同种原子构成,如1个氧分子是由2个氧原子构成的,1个氢分子是由2个氢原子构成的;大多数分子由两种或两种以上原子构成,如1个二氧化碳分子是由1个碳原子和2个氧原子构成的,1个氨分子是由1个氮原子和3个氢原子构成的。
图6 氧化汞分子分解示意图〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-6〕
4. 在化学变化中,分子可以分为原子,原子又可以结合成新的分子。例如,用过氧化氢制取氧气时,过氧化氢分子分解,生成水分子和氧分子。又如,加热红色的氧化汞粉末时,氧化汞分子会分解成氧原子和汞原子,每2个氧原子结合成1个氧分子,许多汞原子聚集成金属汞。可见,在化学变化中,分子的种类可以发生变化,而原子的种类不会发生变化。因此,原子是化学变化中的最小粒子。
5. 【思考与讨论】氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,试分析在该反应中分子和原子的变化情况。
图7 氢气与氯气反应的示意图〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-7〕
【思考与讨论·参考答案】在该反应中,氢分子和氯分子分别分解为氢原子和氯原子(分子发生变化),氢原子与氯原子又重新组合成氯化氢分子(原子重新结合成新的分子);反应前后氢原子、氯原子的种类和数目都没有变化,而分子的种类由氢分子、氯分子变成了氯化氢分子。
6. 科学史话:1808年,道尔顿在《化学哲学的新体系》一书中论述了原子论的观点,这在化学发展史上具有里程碑意义。道尔顿提出的原子论观点主要有:(1)物质是由看不见的原子构成的,原子是不可分割的,在化学变化中其本性保持不变;(2)同种原子的形状、质量和性质都是相同的,不同种原子的形状、质量和性质是不同的;(3)在化学变化中,不同原子以简单整数比相互结合,结合物的质量等于所含原子的质量之和。
(四)学完本课题你知道了什么
1. 物质由分子、原子等微观粒子构成,这些微观粒子总在不停地运动。
2. 在物理变化中,分子不会变成其他分子;在化学变化中,分子会变成其他分子。构成物质的分子是保持该物质化学性质的最小粒子。
3. 在化学变化中,分子可以分为原子,原子又可以结合成新的分子。
4. 在化学变化中,原子不能再分,它是化学变化中的最小粒子。
课题2 原子的结构
(五)原子的构成
核心知识
原子是由居其中心的原子核与核外电子构成的。原子核一般由质子和中子构成。每个质子带1个单位的正电荷,每个电子带1个单位的负电荷,中子不带电荷。
在原子中,核电荷数=质子数=核外电子数,原子不显电性。
原子的体积很小:将一个原子与一个乒乓球相比,相当于将一个乒乓球与地球相比。
1. 原子的体积很小。如果将一个原子与一个乒乓球相比,就相当于将一个乒乓球与地球相比。原子能够结合成分子的奥秘,正是人们在研究这小小的原子的结构时被逐步揭示出来的。
图8 原子的体积很小〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-8〕
2. 科学实验证明,原子是由居其中心的原子核与核外电子构成的。原子核一般由质子和中子构成。每个质子带1个单位的正电荷,每个电子带1个单位的负电荷,中子不带电荷。由于原子核内质子所带正电荷与核外电子所带负电荷数量相等、电性相反,所以原子不显电性。可见,原子核所带的正电荷数(核电荷数)等于核内质子数,也等于核外电子数。
图9 原子的构成示意图〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-9〕
表1 几种原子的构成(教材表3-1)
原子种类
质子数
中子数
核外电子数
氢
1
0
1
碳
6
6
6
氧
8
8
8
钠
11
12
11
氯
17
18
17
(六)原子核外电子的排布
核心知识
核外电子具有不同的运动状态,离核近的电子能量较低,离核越远,电子的能量越高。离核最近的电子层为第一层,依次类推为第二、三、四、五、六、七层,离核最远的也叫最外层。
原子核外电子最少的只有1层,最多的有7层,最外层电子数一般不超过8个(只有1层的,电子数不超过2个)。
原子结构示意图:小圈和圈内的“+n”表示原子核及核电荷数,弧线表示电子层,弧线上的数字表示该电子层上的电子数。
1. 与原子相比,原子核的体积更小,如果把原子比作一个体育场,那么原子核只相当于体育场中的一只蚂蚁。因此,原子核外有很大的空间,电子就在这个空间里不停地运动着。
图10 核外电子分层排布示意图〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-10〕
2. 科学研究表明,在含有多个电子的原子中,核外电子具有不同的运动状态,离核近的电子能量较低,离核越远,电子的能量越高。离核最近的电子层为第一层,次之为第二层,依次类推为第三、四、五、六、七层,离核最远的也叫最外层。核外电子的分层排布如上图所示。已知原子核外电子最少的只有1层,最多的有7层,最外层电子数一般不超过8个(只有1层的,电子数不超过2个)。
图11 氧原子的结构示意图〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-11〕
3. 用原子结构示意图可简明、方便地表示原子核外电子的排布。在原子结构示意图中,小圈表示原子核,圈内的数字(如“+8”)表示原子核及核电荷数;弧线表示电子层,弧线上的数字(如“2”“6”)表示该电子层上的电子数。
图12 部分原子的结构示意图〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元资料卡片〕
(七)离子的形成
核心知识
氦、氖、氩等稀有气体原子的最外层一般都有8个电子(氦有2个电子),这样的结构是一种相对稳定的结构。
金属原子最外层电子一般少于4个,化学反应中易失去电子;非金属原子最外层电子一般多于4个,化学反应中易得到电子。
带电荷的原子叫作离子:带正电荷的原子叫作阳离子(如钠离子 Na+),带负电荷的原子叫作阴离子(如氯离子 Cl-)。离子也是构成物质的微观粒子。
1. 氦、氖、氩等稀有气体不易与其他物质发生反应,化学性质比较稳定。它们的原子最外层一般都有8个电子(氦有2个电子),这样的结构被认为是一种相对稳定的结构。钠、镁、铝等金属的原子最外层电子一般都少于4个,在化学反应中易失去电子;氯、氧、硫、磷等非金属的原子最外层电子一般都多于4个,在化学反应中易得到电子;它们都趋向于达到相对稳定的结构。金属、非金属的化学性质与其原子的核外电子排布,特别是最外层电子的数目有关。
图13 钠与氯气反应生成氯化钠的示意图〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-12〕
2. 以钠与氯气的反应为例。钠原子的最外层有1个电子,氯原子的最外层有7个电子。当钠与氯气反应时,钠原子最外层的1个电子转移到氯原子的最外层,使两者都形成相对稳定的结构。在上述过程中,钠原子因失去1个电子而带上1个单位的正电荷,氯原子因得到1个电子而带上1个单位的负电荷。这种带电荷的原子叫作离子。带正电荷的原子叫作阳离子,如钠离子(Na+);带负电荷的原子叫作阴离子,如氯离子(Cl-)。带相反电荷的钠离子与氯离子相互作用就形成了氯化钠。可见,离子也是构成物质的微观粒子。
3. 离子符号中右上角的“+”“-”表示电性,如Na+表示1个钠离子带1个单位正电荷,Cl-表示1个氯离子带1个单位负电荷。
(八)相对原子质量
核心知识
以一种碳原子(碳-12,含有6个质子和6个中子)质量的为标准,其他原子的质量与它相比,得到相对原子质量(符号为Ar)。
氢的相对原子质量约为1,氧的相对原子质量约为16。质子、中子的相对质量都约等于1;电子的质量很小,整个原子的质量主要集中在原子核上。
在一般的化学计算中,多采用相对原子质量的近似值,可从书后附录Ⅱ中查到。
1. 原子的质量很小。例如,1个氢原子的质量约为1.67×10-27 kg,1个氧原子的质量约为2.66×10-26 kg。由于原子质量的数值太小,书写和使用都不方便,所以国际上一致同意采用相对质量。以一种碳原子质量的为标准,其他原子的质量与它相比,得到相对原子质量(符号为Ar)。根据这个标准,氢的相对原子质量约为1,氧的相对原子质量约为16。
图14 相对质量示意图〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-13〕
表2 构成原子的粒子的质量(教材表3-2)
粒子种类
质量
质子
1.672 6×10-27 kg
中子
1.674 9×10-27 kg
电子
质子质量的
2. 如表2所示,构成原子的质子、中子的相对质量都约等于1;与质子、中子相比,电子的质量很小,整个原子的质量主要集中在原子核上。
图15 张青莲(1908—2006)〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-14〕
3. 中国科学院院士张青莲教授为相对原子质量的测定作出了卓越贡献。他于1983年当选为国际纯粹与应用化学联合会原子量与同位素丰度委员会委员。他主持测定的铟、铱、锑、铕、铈、铒、锗、镝、锌的相对原子质量数据被确认为国际标准。
(九)原子模型的演变(科学史话)
1. 原子模型的演变反映了人类探索物质结构的漫长历程。我国古代思想家提出了“端”的观点。古希腊哲学家也提出了意义相近的“原子”的概念。1808年,道尔顿在古代原子观点和科学实验的基础上系统地提出了原子论。上述“端”和“原子”可被认为是原子的“实心球模型”。
图16 道尔顿原子模型示意图〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-15〕
2. 19世纪末,英国物理学家汤姆孙(J. J. Thomson,1856—1940)通过一系列实验发现了电子。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。
图17 汤姆孙原子模型示意图〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-16〕
3. 1909年,英国物理学家卢瑟福(E. Rutherford,1871—1937)进行了α粒子散射实验。1911年,他提出了原子的“核式结构模型”: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。直到19世纪末,人们都认为原子是不可再分的。电子、质子和中子的发现,使人们对物质结构的认识深入原子内部,意识到原子仍然具有一定的结构。
图18 卢瑟福原子模型示意图〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-17〕
(十)学完本课题你知道了什么
1. 原子的构成:原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子构成。核外电子(每个电子带1个单位负电荷),质子每个质子带1个单位正电荷,中子不带电荷。在原子中,核电荷数=质子数=核外电子数。
2. 原子中的核外电子是分层排布的,可以用原子结构示意图表示。
3. 构成物质的微观粒子除了原子、分子,还有离子。带电荷的原子叫作离子。
4. 以一种碳原子质量的为标准,其他原子的质量与它相比,得到相对原子质量。
课题3 元素
(十一)元素
核心知识
元素是质子数(即核电荷数)相同的一类原子的总称。
地壳中含量最高的元素是氧(质量分数约48.6%),含量居第二位的是硅(约26.3%)。
物质发生化学变化时,原子的种类不变,元素也不会改变。
图19 蛋壳、贝壳和石灰石的主要成分都是碳酸钙〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-18〕
1. 人们利用化学方法分析众多的物质,发现组成它们的基本成分——元素其实只有一百多种,就像可拼写出数十万个英文单词的字母只有26个一样。例如,蛋壳、贝壳和石灰石的主要成分都是碳酸钙(CaCO3),而碳酸钙是由碳、氧、钙这三种元素组成的。又如,氧气(O2)和二氧化碳(CO2)的组成和性质不同,但它们都含有氧元素。
图20 地壳中的元素含量(质量分数)〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-19〕
2. 各种元素在地壳中的含量如图20所示,其中含量最高的是氧元素,它的质量分数接近50%,含量居第二位的是硅元素。在地壳中含量较低的碳、氢、氮等元素,对动植物的生命活动有着重要作用。
图21 多种多样的物质及其组成〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-20〕
3. 由一百多种元素组成的上亿种物质都是由原子、分子或离子构成的。当物质发生化学变化时,原子的种类不变,元素也不会改变。
4. 氧分子和二氧化碳分子中都含有氧原子,这些氧原子的原子核内都含有8个质子,即核电荷数为8。化学上将质子数(即核电荷数)为8的所有氧原子统称为氧元素。同样,将质子数为1的所有氢原子统称为氢元素,将质子数为6的所有碳原子统称为碳元素。可见,元素是质子数(即核电荷数)相同的一类原子的总称。
5. 【思考与讨论】在下列化学反应中,反应物与生成物相比较,分子是否发生了变化?原子是否发生了变化?元素是否发生了变化?硫+氧气二氧化硫;过氧化氢水+氧气。
【思考与讨论·参考答案】两个反应中,分子都发生了变化(硫分子、氧分子变成二氧化硫分子;过氧化氢分子变成水分子和氧分子);原子都没有发生变化(反应前后原子的种类和数目不变);元素都没有发生变化(反应前后元素的种类不变,如硫、氧元素,氢、氧元素)。
(十二)元素符号
核心知识
国际上统一采用元素拉丁文名称的第一个字母(大写)来表示元素;如果几种元素拉丁文名称的第一个字母相同,就附加一个小写字母来区别。
书写元素符号时应注意:由两个字母表示的元素符号,第二个字母必须小写(如Cl、Ca、Cu)。
元素符号表示一种元素,还表示这种元素的一个原子。如O既表示氧元素,又表示氧元素的一个原子。
1. 如果用文字、图形来表示一百多种元素及其组成的上亿种物质将十分麻烦。国际上统一采用元素拉丁文名称的第一个字母(大写)来表示元素,如氢元素的符号为H,氧元素的符号为O;如果几种元素拉丁文名称的第一个字母相同,就附加一个小写字母来区别,如用Cl表示氯元素,Ca表示钙元素,Cu表示铜元素。
表3 一些常见元素的名称、元素符号和相对原子质量(近似值)(教材表3-3)
元素名称
元素符号
相对原子质量
元素名称
元素符号
相对原子质量
氢
H
1
氮
N
14
氦
He
4
氧
O
16
锂
Li
7
氟
F
19
铍
Be
9
氖
Ne
20
硼
B
11
钠
Na
23
碳
C
12
镁
Mg
24
铁
Fe
56
铜
Cu
63.5
锌
Zn
65
汞
Hg
201
2. 元素符号表示一种元素,还表示这种元素的一个原子。例如,元素符号O既表示氧元素,又表示氧元素的一个原子。
图22 道尔顿的元素符号〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-21〕
3. 资料卡片:在古代,人们常用象形、会意等符号表示不同物质。道尔顿曾用图形加字母表示不同原子。这种符号在表示物质组成时显得复杂,记忆和书写也不方便,后来被用字母表示的元素符号所替代。
(十三)元素周期表简介
核心知识
元素周期表共有7个横行,18个纵列。每一个横行叫作一个周期,每一个纵列叫作一个族(8、9、10三个纵列共同组成一个族)。
元素周期表按元素原子核电荷数递增的顺序给元素编号,叫作原子序数。原子序数与核电荷数在数值上相同。
元素周期表对金属元素、非金属元素和稀有气体元素用不同的颜色进行区分,并标上了元素的相对原子质量。
图23 超级市场的商品排列有序〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-23〕
1. 超级市场里有成百上千种商品,为了便于顾客选购,必须分门别类,有序摆放。我们周围的物质世界是由一百多种元素组成的,为了便于研究元素的性质和用途,也需要寻求它们之间的内在规律。为此,科学家们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。
图24 徐寿(1818—1884)〔源自人教版《化学》九年级上册教材第三单元图3-22〕
2. 一种元素的中文名称只用一个字表示,除了我国自古以来就使用的金、银、铜、铁、锡、硫等,其余多为近代以来新造的。在我国近代化学启蒙者徐寿与他人合译的《化学鉴原》中,许多元素的中文名称,如钠、铝、钾、钙、锌等沿用至今。元素名称用字有规律,从偏旁就可以知道它们属于哪一类元素:有金字旁的是金属元素,有石字旁的是固态非金属元素,有气字头的是气态非金属元素或稀有气体元素,有三点水的是液态非金属元素。只有金属元素汞例外,通常状况下它呈液态。
3. 元素周期表共有7个横行,18个纵列。每一个横行叫作一个周期,每一个纵列叫作一个族(8、9、10三个纵列共同组成一个族)。为了便于查找,元素周期表按元素原子核电荷数递增的顺序给元素编了号,叫作原子序数。原子序数与核电荷数在数值上相同。元素周期表对金属元素、非金属元素和稀有气体元素用不同的颜色进行区分,并标上了元素的相对原子质量。
(十四)学完本课题你知道了什么
1. 元素是质子数(即核电荷数)相同的一类原子的总称。
2. 当物质发生化学变化时,原子的种类不变,元素也不会改变。
3. 每种元素都用一个国际通用的符号来表示。元素符号是学习化学的重要工具。学习化学时,正确地记忆和书写一些常见的元素符号是必要的。
4. 元素周期表是学习和研究化学的重要工具。
三、易错易混辨析
表4 易混知识辨析
易混知识
区别与联系
分子与原子
分子由原子构成。在化学变化中,分子可以分成原子,原子重新组合成新分子;分子种类变化,原子种类不变。分子是保持物质化学性质的最小粒子(由分子构成的物质),原子是化学变化中的最小粒子。
物理变化与化学变化(微观角度)
物理变化中分子本身没有变化(分子种类不变);化学变化中分子变成其他分子(分子种类改变,原子种类不变)。
质子数、核电荷数与核外电子数
在原子中,核电荷数=质子数=核外电子数,原子不显电性;离子中核外电子数与质子数不相等(阳离子电子数少于质子数,阴离子电子数多于质子数)。
原子与离子
原子不带电(质子数=电子数);离子带电(阳离子带正电荷,阴离子带负电荷)。原子得失电子形成离子,离子得失电子可形成原子。
元素与原子
元素是质子数相同的一类原子的总称,是宏观概念,只讲种类不讲个数;原子是微观粒子,既讲种类又讲个数。如水由氢、氧两种元素组成,1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。
元素符号的意义
元素符号表示一种元素,还表示这种元素的一个原子;若前面加数字,如2O,只表示2个氧原子(宏观意义消失)。
相对原子质量
相对原子质量是一个比值,不是原子的实际质量,单位为1(常省略不写);相对原子质量≈质子数+中子数。
元素名称与偏旁
金(钅)字旁对应金属元素,石字旁对应固态非金属元素,气字头对应气态非金属元素或稀有气体元素,三点水对应液态非金属元素。汞是呈液态的金属元素。
四、考点自查打卡表
对照考点逐条自查:已掌握的在“已掌握”栏打勾,尚未掌握的在“待复习”栏打勾并重点复习。
表5 第三单元考点自查打卡表
序号
考点
已掌握
待复习
1
能举例说明物质由分子、原子等微观粒子构成(花香、品红扩散、湿衣晾干等)
□
□
2
能说出分子的基本性质(质量和体积很小、不断运动、分子间有间隔)并用其解释生活现象
□
□
3
能说出分子与原子的关系,理解“分子是保持物质化学性质的最小粒子”“原子是化学变化中的最小粒子”
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4
能说出原子的构成(原子核+核外电子,质子带正电、电子带负电、中子不带电)
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5
能运用“核电荷数=质子数=核外电子数”进行判断和计算
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6
能看懂并画出简单的原子结构示意图,说出核外电子分层排布规律(最外层不超过8个)
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7
能说出相对稳定结构、离子的概念,区分阳离子与阴离子(如Na+、Cl-)
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8
能说出相对原子质量的定义、标准,会查相对原子质量并做简单计算
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9
能说出元素的概念,知道地壳中含量最高的元素是氧
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10
能正确书写常见元素符号并说出其含义(O、2O、2Cl-、3Na+等)
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11
能说出元素周期表的结构(7个周期、18个纵列、族、原子序数)
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12
能运用元素、分子、原子的观点描述物质的组成与变化
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五、练习与应用(附参考答案)
课题1 练习与应用(教材第63~64页)
1. 下列关于空气及其成分的说法中,正确的是( )。〔教材改编·教材第63页第1题〕
A. 空气是由空气分子构成的
B. 空气里氮气、氧气等分子均匀地混合在一起
C. 氮气和氧气混合后,其化学性质都发生改变
D. 空气经过液化、汽化等过程得到氮气和氧气,发生了化学变化
【参考答案】B。空气是混合物,由氮气、氧气等分子组成,各成分的分子均匀混合、保持各自化学性质;空气中没有“空气分子”;氮气和氧气混合是物理混合,化学性质不变;空气液化、汽化分离氮气和氧气是物理变化。
2. 木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳的示意图如下。下列有关叙述中,不正确的是( )。〔教材改编·教材第63页第2题〕
图25 木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳的微观示意图(题2 配图)
A. 该反应属于化合反应
B. 反应前后原子种类发生了变化
C. 二氧化碳与氧气、碳的化学性质不同
D. 该反应是木炭在空气中燃烧时发生的主要反应
【参考答案】B。化学反应前后原子种类不变(图中碳原子、氧原子种类和数目都没有变化);碳与氧气两种物质生成二氧化碳一种物质,是化合反应;二氧化碳与碳、氧气的化学性质不同;木炭在空气中燃烧的主要反应也是生成二氧化碳。
3. 参照示例填写下列过程发生的变化及判断依据。〔教材改编·教材第64页第3题〕
表6 物质变化过程与判断依据
变化过程
变化类型
反应物→生成物
判断依据
冰→冰和水
(物理变化)
—
(分子种类没有变化)
过氧化氢→水和氧气
过氧化氢→水+氧气
氮气→液氮
—
硫和氧气→二氧化硫
硫+氧气→二氧化硫
【参考答案】过氧化氢水和氧气:化学变化,判断依据是过氧化氢分子变成了水分子和氧分子,分子种类发生变化;氮气→液氮:物理变化,判断依据是氮气分子本身没有变化,只是分子间间隔改变,分子种类没有变化;硫和氧气二氧化硫:化学变化,判断依据是硫分子和氧分子变成了二氧化硫分子,分子种类发生变化。
4. 以下示意图描述了两种物质的变化过程,请回答下列问题。〔教材改编·教材第64页第4题〕
图26 两种物质的变化过程示意图(题4 配图)
(1)图Ⅰ所示过程属于____(填“物理”或“化学”)变化,是因为其中的____(填“分子”或“原子”)种类____(填“有”或“无”)变化。
(2)图Ⅱ所示过程属于____(填“物理”或“化学”)变化,是因为其中的____(填“分子”或“原子”)种类____(填“有”或“无”)变化。
【参考答案】(1)物理;分子;无(水分子拆开成原子后重新组合成水分子,分子种类没有变化)。(2)化学;分子;有(过氧化氢分子变成水分子和氧分子,分子种类有变化,原子种类无变化)。
5. 从分子及其运动的角度分析并解释下列现象。〔教材改编·教材第64页第5题〕
(1)香水要密封保存。
(2)加油站严禁烟火。
(3)热水能使压瘪的乒乓球复原。
(4)氧气在加压后可装入钢瓶。
(5)王安石(宋代)《梅花》诗中“遥知不是雪,为有暗香来”描述的现象。
【参考答案】(1)香水中的香精分子在不停运动,密封保存可防止香精分子扩散到空气中而挥发损失。(2)汽油分子在不停运动,加油站空气中弥漫着汽油分子,遇明火容易燃烧甚至引发爆炸,所以严禁烟火。(3)压瘪的乒乓球内的气体受热后分子运动加快,分子间间隔增大,球内气体体积膨胀,使乒乓球复原。(4)氧分子之间有间隔,加压使分子间间隔减小,所以氧气可装入钢瓶。(5)梅花开放时,花香的分子不断运动、扩散到周围的空气中,人闻到香气,说明分子在不停地运动。
课题2 练习与应用(教材第70~71页)
1. 下列各组微观粒子中,可以构成原子核的是( )。〔教材改编·教材第70页第1题〕
A. 质子和电子 B. 质子和中子 C. 电子和中子 D. 质子、中子和电子
【参考答案】B。原子核由质子和中子构成(氢原子核内只有1个质子,没有中子)。
2. 原子的质子数等于( )。〔教材改编·教材第71页第2题〕
A. 中子数 B. 核外电子数 C. 中子数和核外电子数之和 D. 中子数和核外电子数之差
【参考答案】B。在原子中,核电荷数=质子数=核外电子数;中子数不一定等于质子数(如钠原子有11个质子、12个中子)。
3. 下列选项中,表示氧原子结构示意图的是( )。〔教材改编·教材第71页第3题〕
A.(+7)2 5 B.(+7)2 8 C.(+8)2 6 D.(+8)2 8
【参考答案】C。氧原子的核电荷数为8,核外有8个电子,排布为第一层2个、第二层6个,即(+8)2 6。
4. 碳的相对原子质量是( )。〔教材改编·教材第71页第4题〕
A. 12 g B. 12 C. 1.660 5×10-27 kg D. g
【参考答案】B。相对原子质量是以一种碳原子质量的为标准得到的比值,单位为1(常省略不写),不是实际质量,碳的相对原子质量约为12。
5. 物质一般是由分子、原子或离子等微观粒子构成的。例如,构成水的是______,构成汞的是______,构成氯化钠的是______和______。〔教材改编·教材第71页第5题〕
【参考答案】水分子(H2O);汞原子(Hg);钠离子(Na+)和氯离子(Cl-)。
6. 右图所示原子的核电荷数为______,核外有______个电子层,第二层上有______个电子,最外层上有______个电子。〔教材改编·教材第71页第6题〕
【参考答案】16;3;8;6。该原子结构示意图为(+16)2 8 6:核电荷数为16,第一层2个电子,第二层8个电子,第三层(最外层)6个电子。
7. 填写下表中的空格。〔教材改编·教材第71页第7题〕
表7 原子的构成(填表)
原子种类
核电荷数
质子数
中子数
核外电子数
氧
8
8
硫
16
16
镁
12
12
【参考答案】氧:中子数8、核外电子数8;硫:中子数16、核外电子数16;镁:中子数12、核外电子数12。核外电子数=质子数;中子数=相对原子质量-质子数(硫的相对原子质量约32,镁约24)。
8. 从附录Ⅱ中查出钠、镁、铝的相对原子质量(保留一位小数)。根据所查数据,比较相同质量的钠、镁、铝三种金属,哪一种所含的原子个数最多,哪一种所含的原子个数最少?为什么?〔教材改编·教材第71页第8题〕
【参考答案】钠(Na)的相对原子质量约为23.0,镁(Mg)约为24.3,铝(Al)约为27.0。相同质量的三种金属中,钠所含的原子个数最多,铝所含的原子个数最少。理由:原子的实际质量与相对原子质量成正比,相对原子质量越小,单个原子越轻,相同质量的金属所含原子个数越多。
9. 已知碳-12原子的质量约为1.993×10-26 kg,一种铁原子的质量约为9.288×10-26 kg。计算这种铁原子的相对原子质量(计算结果保留一位小数)。〔教材改编·教材第71页第9题〕
【参考答案】铁原子的相对原子质量=9.288×10-26 kg÷(1.993×10-26 kg×)≈9.288×10-26 kg÷1.660 8×10-27 kg≈55.9。这种铁原子的相对原子质量约为55.9。
课题3 练习与应用(教材第76~77页)
1. 地壳中含量最高的元素是( )。〔教材改编·教材第76页第1题〕
A. Si B. Fe C. Al D. O
【参考答案】D。地壳中含量最高的元素是氧,其质量分数约48.6%,接近50%;硅约26.3%,铝约7.73%。
2. 下列说法中,不正确的是( )。〔教材改编·教材第77页第2题〕
A. 氯化氢、氯化钠都含有氯元素
B. 1个氯化氢分子是由1个氢原子和1个氯原子构成的
C. 氯化氢是由氢、氯两种元素组成的
D. 氯化氢是由氢气和氯气混合而成的
【参考答案】D。氯化氢是纯净物,由氯化氢分子构成,不是氢气与氯气的混合物;A、B、C 说法均正确。
3. 不同种元素的本质区别是( )。〔教材改编·教材第77页第3题〕
A. 原子的质子数不同 B. 原子的中子数不同 C. 相对原子质量不同 D. 原子的核外电子数不同
【参考答案】A。元素是质子数(即核电荷数)相同的一类原子的总称,不同种元素原子的质子数不同。
4. 写出元素名称或元素符号。〔教材改编·教材第77页第4题〕
Li______;Na______;Al______;Si______;K______;氮______;镁______;磷______;硫______;金______。
【参考答案】锂;钠;铝;硅;钾;N;Mg;P;S;Au。
5. 改正下列写错的元素符号。〔教材改编·教材第77页第5题〕
氦(he)______;铜(CU)______;锌(zN)______。
【参考答案】He;Cu;Zn。由两个字母组成的元素符号,第一个字母必须大写,第二个字母必须小写。
6. 写出下列符号的意义。〔教材改编·教材第77页第6题〕
O表示______;2O表示______;2Cl-表示______;3Na+表示______。
【参考答案】O表示氧元素(或1个氧原子);2O表示2个氧原子;2Cl-表示2个氯离子;3Na+表示3个钠离子。
7. 分析下列各组物质的元素组成,将每组中相同元素的名称、元素符号、原子序数和相对原子质量填入括号内。〔教材改编·教材第77页第7题〕
(1)O2、KMnO4、MnO2、CO2、SO2、CuO 都含有(______)元素。
(2)CO、H2CO3、CH4、CaCO3、Na2CO3 都含有(______)元素。
【参考答案】(1)氧元素,元素符号O,原子序数8,相对原子质量16;(2)碳元素,元素符号C,原子序数6,相对原子质量12。
8. 查阅元素周期表,写出原子序数为20、26和53的元素的名称和元素符号。举例说明生活中与它们有关的物质和用途。〔教材改编·教材第77页第8题〕
【参考答案】原子序数20:钙(Ca),如蛋壳、石灰石中含有钙元素,人体骨骼和牙齿的主要成分含钙,可适量补钙;原子序数26:铁(Fe),如铁锅、钢铁制品,铁是血红蛋白的组成元素,缺铁可导致贫血,注意补铁;原子序数53:碘(I),如加碘食盐中含有碘,碘是人体必需的微量元素,缺碘会影响甲状腺功能(答案合理即可)。
六、复习与提高(附参考答案)
1. 下列事实中,能证明分子在化学变化中可分的是( )。〔教材改编·教材第79页第1题〕
A. 蔗糖溶解于水中 B. 湿衣服晾晒变干 C. 空气分离得到氧气 D. 过氧化氢分解得到氧气
【参考答案】D。过氧化氢分解时,过氧化氢分子分成氢原子和氧原子,再重新组合成水分子和氧分子,说明分子在化学变化中可以分成原子;A、B、C 都是物理变化,分子本身没有变化。
2. 下列物质中,含有氧分子的是( )。〔教材改编·教材第79页第2题〕
A. 液态空气 B. 二氧化锰 C. 四氧化三铁 D. 二氧化碳
【参考答案】A。液态空气中含有氧气,氧气由氧分子构成;二氧化锰、四氧化三铁、二氧化碳中只含氧元素(氧原子),不含氧分子。
3. 在化学反应中,原子可能发生变化的是其( )。〔教材改编·教材第79页第3题〕
A. 质子数 B. 核外电子数 C. 中子数 D. 相对原子质量
【参考答案】B。化学反应前后原子种类不变,质子数、中子数不变;原子得失电子形成离子时,核外电子数会发生变化。
4. 2020年12月17日,我国探月工程嫦娥五号返回器携带着1 731 g月壤样品安全着陆。月壤中含量丰富的氦-3可作为核聚变燃料,其原子核是由2个质子和1个中子构成的,氦-3的原子结构示意图为( )。〔教材改编·教材第79页第4题〕
A.(+2)2 B.(+2)3 C.(+3)2 D.(+3)2 1
【参考答案】A。氦-3原子核内有2个质子,核电荷数为+2;原子不显电性,核外电子数等于质子数,为2个,第一层最多排2个电子,示意图为(+2)2。
5. 我国化学家张青莲教授主持测定的铟(In)元素的相对原子质量被确认为国际标准。铟元素的相对原子质量为115,原子的核电荷数为49,其核外电子数为( )。〔教材改编·教材第79页第5题〕
A. 164 B. 115 C. 66 D. 49
【参考答案】D。在原子中,核电荷数=质子数=核外电子数,铟原子的核外电子数为49。
6. 稀土元素是有重要用途的资源。铈元素(Ce)是一种常见的稀土元素,右图为元素周期表中铈元素的信息。下列有关说法中,不正确的是( )。〔教材改编·教材第79页第6题〕
图27 元素周期表中铈元素的信息(题6 配图)
A. 铈的原子序数是58 B. 铈属于非金属元素 C. 铈原子的质子数为58 D. 铈的相对原子质量是140.1
【参考答案】B。铈的汉字名称带“钅”字旁,是金属元素;原子序数58、质子数58、相对原子质量140.1 的表述均正确。
7. 下图为两种气体发生反应的示意图,其中相同的球表示同一种原子。下列说法中,正确的是( )。〔教材改编·教材第79页第7题〕
图28 两种气体发生反应的微观示意图(题7 配图)
A. 该反应的反应物分子不可分
B. 该反应的生成物属于混合物
C. 该反应前后的原子种类没有发生变化
D. 该反应既不是化合反应也不是分解反应
【参考答案】C。化学反应前后原子种类不变(图中原子种类没有变化);反应物分子在反应中可以分成原子(A错);生成物只有一种,属于纯净物(B错);两种反应物生成一种生成物,属于化合反应(D错)。
8. 氮气(N2)与氢气(H2)反应生成氨气(NH3)的生产过程叫作合成氨。该反应对氮肥生产具有重要意义,相关研究曾三次获得诺贝尔化学奖。请分别从元素组成和微观粒子构成的角度描述该反应中的物质及其变化。〔教材改编·教材第79页第8题〕
【参考答案】从元素组成看:氮气由氮元素组成,氢气由氢元素组成,氨气由氮、氢两种元素组成;该反应前后元素的种类不变(仍只有氮、氢两种元素)。从微观粒子构成看:每个氮分子由2个氮原子构成,每个氢分子由2个氢原子构成,每个氨分子由1个氮原子和3个氢原子构成;反应时氮分子和氢分子分别分成氮原子、氢原子,氮原子与氢原子重新组合成氨分子;反应前后氮原子、氢原子的种类和数目都不变。
说明:本清单依据人教版《化学》九年级上册教材编写,全部图、表及数据均源自该教材第三单元(教材第55~79页)。
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