2.4 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（Word试题）-【高效课堂】2026-2027学年九年级上册化学同步导学案（科粤版·新教材）

2.4 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 【1题答案】 【答案】（1）①②③ （2）没有认识到原子中正电荷集中在中心的原子核 （3） ①. 排斥 ②. 同种 【解析】 【小问1详解】 现代原子结构理论表明：①原子可分为原子核和核外电子，还能进一步拆分，并非不可再分；②原子核仅占原子体积极小的一部分，核外有大量空间供电子运动，原子不是实心球体；③同种元素的原子可能存在中子数不同的同位素，质量和部分性质存在差异，因此三个论点均不确切。 【小问2详解】 汤姆森模型假定正电荷均匀充斥在原子中，后续卢瑟福α粒子轰击实验证明正电荷集中在体积极小的原子核上，因此该模型的核心缺陷是未发现原子核的存在，对正电荷的分布判断错误。 【小问3详解】 α粒子带正电，金原子核也带正电，同种电荷相互排斥，因此α粒子途经原子核附近时会受排斥发生偏转；极少数α粒子正面撞击到质量远大于α粒子、体积小、带同种正电荷的金原子核，就会被反弹回来。 【2题答案】 【答案】（1） ①. 1 ②. ③. 混合物 （2） ①. ②. 氢元素和氧元素（或H、O） （3） ①. 碳、氢、氧（或C、H、O） ②. 不是 （4）AC 【解析】 【小问1详解】 白磷燃烧消耗密闭容器内的氧气，氧气约占空气总体积的，因此冷却后钟罩内水面上升至刻度1处；剩余不能支持燃烧的空气主要成分是氮气，化学式为 ；该实验说明空气由多种不同物质组成，属于混合物，因此空气不是单一的元素。 【小问2详解】 根据质量守恒定律，水蒸气和高温铁反应生成四氧化三铁，同时得到的可燃空气是氢气，化学式为​ ；结合氢气和氧气在点燃条件下生成水的实验，两个反应都可以证明水是由氢元素和氧元素组成的化合物。 【小问3详解】 根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，木材隔绝空气加热的产物中含有C、H、O三种元素，因此木材中一定含有碳、氢、氧元素，它是由多种元素组成的复杂物质，不是单一的元素。 【小问4详解】 元素的定义是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称，这类原子要求质子数必须相同，中子数可以不同（比如和都属于碳元素），因此A（质子数中子数都相同的原子）、C（质子数相同中子数不同的原子）都属于同种元素的“一类原子”，B质子数不同的原子属于不同元素，不符合要求，选AC。 【3题答案】 【答案】 ①. 水分子（或） ②. O、H ③. 【解析】 【详解】化学变化的微观本质：化学变化的过程是分子破裂成原子，原子重新组合成新分子的过程，因此反应中分子种类一定改变，原子的种类、数目都不会变化。 本题的反应是水分解生成氢气和氧气：反应物是水分子（），反应过程中水分子分解为氢原子和氧原子，之后氢原子重新结合为氢分子、氧原子重新结合为氧分子，因此发生改变的微观粒子是水分子；整个过程中氢原子（）和氧原子（）没有发生变化。 故①②分别填：水分子（或）；O、H。 ③根据题干给出的反应条件（太阳光、新型催化剂）和反应物生成物，书写对应符号表达式即可。 【4题答案】 【答案】（1） ①. 分子 ②. 原子 ③. 原子 ④. 原子 ⑤. 分子 ⑥. 原子 ⑦. 分子 ⑧. 分子 ⑨. 分子 （2）C 【解析】 【小问1详解】 略。 【小问2详解】 化学变化中的最小微粒是原子，也就是该过程里不能再分的粒子是氢原子和氧原子。 A. 该模型是两个大球构成的氧分子，在水分解过程中可以再分； B. 该模型是两个小球构成的氢分子，在水分解过程中可以再分； C. 该模型是独立的1个大的氧原子和2个小的氢原子，符合“水分解中不能再分的微粒”的要求。 D. 该模型是1个大球和2个小球构成的水分子，在水分解过程中可以再分。 【5题答案】 【答案】（1）元素 （2）①设该化合物的化学式为，已知铝元素和氧元素的质量比为9∶8，则，，所以该化合物的化学式为。 ②铝原子： 氧原子： 铝原子的最外层电子数为3，易失去3个电子形成带3个单位正电荷的铝离子，铝元素在化合物中显+3价，氧原子最外层电子数为6，易得到2个电子形成带2个单位负电荷的氧离子，氧元素在化合物中显-2价，根据在化合物中各元素正负化合价代数和为0的原则，则该化合物的化学式为。 【解析】 【小问1详解】 物质的宏观组成用元素描述，元素是同一类原子的总称，物质由元素组成，符合思维导图的逻辑关系。 【小问2详解】 ① 利用初中化学“元素质量比=（相对原子质量×原子个数）之比”的基础公式，即可推导原子个数比得到化学式。 计算过程见答案。 ② 铝原子最外层只有3个电子，在化学反应中容易失去3个最外层电子，达到最外层8电子的相对稳定结构，因此铝元素显 价；氧原子最外层有6个电子，在化学反应中容易得到2个电子，达到最外层8电子的相对稳定结构，因此氧元素显价。 由于化合物中正负化合价代数和为0，需要2个铝原子失去共6个电子、3个氧原子得到这6个电子，使正负化合价代数和为0，即，因此该化合物的化学式为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.4 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 1. 科学家为揭示原子结构的奥秘，经历了漫长的探究过程。实践小组同学通过阅读化学史，将原子结构发展制作成如下模型。 （1）英国科学家道尔顿最先确立了原子学说，他的中心论点主要有：①原子是不能再分的粒子；②原子是微小的实心球体；③同种元素的原子，其性质和质量相同。按照目前你所学的原子结构理论，你认为道尔顿的三个论点中，不确切的是________（填数字序号）。 （2）英国物理学家汤姆森发现电子并提出类似“葡萄干布丁”的原子模型，认为原子是呈圆球状，充斥着正电荷，而带负电荷的电子则像一粒粒葡萄干镶嵌其中，汤姆森原子结构模型的缺陷是__________。 （3）英国物理学家卢瑟福等人为探索原子的内部结构又进行了实验。他们在用一束带正电的、质量比电子大得多的高速运动的α粒子轰击金箔时发现：①大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的方向，因为金原子中有相对较大的空间，原子不是一个实心球体；②少部分α粒子改变原来的方向，原因是这些α粒子途经金原子核附近时受到________（填“吸收”或“排斥”）而稍稍改变了运动方向；③极少数α粒子被反弹了回来，这是因为α粒子撞击到带有________（填“同种”或“不同种”）电荷但质量大、体积小的粒子。 通过科学家认识原子结构的历史，同学们了解到科学是不断发展的。 2. 人们很早就意识到物质都是由亘古不变的基本成分——“元素”组成的。古希腊学者提出复杂的物质世界是由“水、木、火和空气”四种基本成分组成的。 Ⅰ．空气是元素吗？ （1）瑞典化学家舍勒将白磷放在密闭钟罩内的水面上方点燃（如图，水面上方空间分成五等份），产生白烟，冷却至室温后观察到钟罩内水面大约上升至刻度________处；接下来他把一支燃着的蜡烛放入剩余的空气中，蜡烛立即熄灭。舍勒把不能支持燃烧的空气称为“无用空气”，其主要成分是________（填化学式）。上述实验证明了空气是一种________（填“纯净物”或“混合物”），因此，空气不是元素。 Ⅱ．水是元素吗？ （2）英国科学家卡文迪什通过实验发现，将氢气和氧气按一定比例混合点燃后能生成水。法国化学家拉瓦锡将水蒸气通过1000多摄氏度高温铁管，获得了“可燃空气”和黑色固体（），“可燃空气”的化学式为______。上述两个实验证明水是____________组成的化合物。 Ⅲ．木和火是元素吗？ （3）查阅资料：“木”（木材）隔绝空气加强热可得到木煤气，主要成分为、、、木焦油、木炭等，由此判断“木”中一定含有_________元素，因此，“木”_____（填“是”或“不是”）元素，“火”不属于物质，因此，“火”不是元素。 Ⅳ．元素的概念及其应用 （4）课本上元素的概念是“……的一类原子的总称”，其中“一类原子”包括________（填字母）。 A. 质子数和中子数都相同的所有原子 B. 质子数不同、中子数相同的所有原子 C. 质子数相同、中子数不同的所有原子 3. 科学家利用太阳光在新型催化剂表面高效分解水生成氢气和氧气，微观过程如图所示。反应中发生改变的微观粒子是________，不变的微观粒子是________（填符号），写出该反应的符号表达式___________。 4. 根据水电解的反应填空。 （1）水是由水________（填“分子”或“原子”，下同）构成的，通电后被分解为氧________和氢________，每两个氧________构成一个氧________，每两个氢________构成一个氢________，大量的氧________聚集成为氧气，大量的氢________聚集成为氢气。 （2）为形象地展示水分解的微观过程，某同学制作了一些模型表示相应的微粒，其中表示水分解过程中不能再分微粒的是________（填字母）。 A. B. C. D. 5. 思维导图有助于建构知识，如图是小金同学建立的有关物质宏观组成和微观构成的思维导图。 （1）其中方框“▲”处应填入的是________。 （2）已知某离子化合物由铝元素和氧元素组成，经过科学仪器精确测定，该化合物中铝元素和氧元素的质量比为9∶8。 ①请通过简要计算，求出该化合物的化学式（有必要的计算过程）。 ②请画出铝原子和氧原子的原子结构示意图，从电子得失形成相对稳定结构的视角，描述该化合物的形成过程，并指出在该化合物中铝元素和氧元素的化合价，从而写出该化合物的化学式（有必要的分析过程）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $