资源简介

(共25张PPT)
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
第三单元 物质构成的奥秘
课标要求 学业内容
1.通过科学史实体会科学家探 索物质的组成与结构的智慧， 知道可以通过实验、想象、推 理、假说、模型等方法探索物 质的结构。 2.初步学习利用物质的性质和 化学反应探究物质组成的基本 思路与方法。 1.能综合运用化学、技术、工程及跨学
科知识，秉承可持续发展观，设计、评
估解决实际问题的方案，制作项目作
品，并进行改进和优化，体现创新意
识。
2.能积极参与小组合作，勇于批判、质
疑，自觉反思，能克服困难，敢于面对
陌生的、不确定性的挑战。
1.通过制作模型和展示科学家的探索历程，进一步认识物质由微观粒子构成的，探索物质结构的意义，制作微观粒子模型;
2.与其他学科、与现实生活建立起关联，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;
3.认识化学学科的发展过程中研究方法和观念的发展，培养学生创新、发展的科学研究精神，提高学习小组合作与表达能力，提升学生对科学探究的好奇心、想象力，培养学生初步养成注重实证、严谨求学的科学态度。
引入活动主题
在未来我们也许会对微观世界的探索贡献自己的一部分力量，今天我们就来通过实践活动来探索微观世界。
卢瑟福 汤姆孙 道尔顿
认识模型在探索物质组成与结构中的作用
假说：立足于事实，但又不受事实的局限，假说对未知对象提出大胆的设想，而又深入到实践当中去寻求答案。
科学实验：学者提出了大胆的设想或理论模型,甚或在演绎的基础上提出了理论的预言；但是不论这样的理论看起来是多么合理,都必须得到实验验证。
化学模型：能够将抽象的化学物质的性质和功能与其具象的结构特征相联系。
项目活动1：探索物质组成与构成的历程
科学理论的建立与发展是一代代科学家不懈努力的结果。人们对物质构成的认识，经历了运用实验、推理、假说和模型等方法探索的漫长过程。
1803年，道尔顿提出：构成物质的最小粒子是原子，原子是不可再分的实心球体
实心球模型
1897年，汤姆孙通过一系列实验确认：所有认为原子是球体,带正电的物质均匀地分布于球体内,带负电的电子一颗一颗地镶嵌在球内各处的一个个同心环上
1911年，卢瑟福过α粒子（带正电）散射实验，发现原子有带正电荷的核，体积很小，电子在核外运动。
核式结构模型
电子
原子核
科学家认识原子结构的历程
项目活动1：探索物质组成与构成的历程
【阅读与交流】阅读教材P69~P70“科学史话”：
(1)物质是由原子构成的，是由　 　首先提出来的，
　 　首次发现了电子，提出了原子是可分的观点。
(2)①卢瑟福实验中能佐证“大部分质量集中到了一个很小的结构上”这个“很小的结构”是指　 　。
②卢瑟福“α粒子轰击金箔”的实验，可推出的原子结构模型为　 　(填序号)。
　C　
　原子核　
　汤姆孙　
　道尔顿　
项目活动1：探索物质组成与构成的历程
物质是由原子、分子等微观粒子构成的。在很长的一段时期内，水曾经被看作是一种“元素”。
古希腊亚里士多德的“四元素论”( 冷、热、干、湿)
中国“五行之说”（金、木、水、火、土)
科学理论的建立与发展是一代代科学家不懈努力的结果。人们对物质构成的认识，经历了运用实验、推理、假说和模型等方法探索的漫长过程。
科学家认识元素的历程
项目活动1：学习探索物质组成与构成的历程
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
普里斯特利
卡文迪什
科学家认识元素的历程
水的生成发现
交流讨论︰普里斯特利和卡文迪什得出水不是一种“元素”的依据是什么
氢气 + 氧气 水
点燃
氢元素和氧元素
氢元素
氧元素
依据：化学反应前后，元素种类不变，反应物中有氢元素和氧元素。
1783年，拉瓦锡听说上述发现后,认为水不可能是由一种元素组成的。他利用自制的装置，往A杯中滴加少量的水，水通过灼热的铁管时发生汽化，水蒸气与灼热的铁反应，生成了一种黑色固体（Fe3O4）和“可燃空气”，将气体通过放在冷水中的铜管，在B装置中收集到纯净的“可燃空气”。最终，拉瓦锡证明了水是由两种元素组成的。
项目活动1：学习探索物质组成与构成的历程
科学家认识元素的历程
【提出问题】水由什么元素组成呢
【设计实验】实验装置设计
方案一:水电解器
方案二：简易电解水装置
项目活动2：学习探索物质组成与构成的历程
水的组成及变化的探究
方案二：简易电解水装置
现象2：正极产生的气体可以使燃着的木条燃烧更旺。
现象3：负极产生的气体可以燃烧,火焰呈淡蓝色。
现象1：电源两极玻璃管内均有气体产生，正极和负极产生的气体体积比为1:2。
项目活动2：学习探索物质组成与构成的历程
水的组成及变化的探究
【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。
项目活动2：学习探索物质组成与构成的历程
水的组成及变化的探究
负极：用燃着的木条点燃气体，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，观察到火焰为淡蓝色,烧杯内壁有水珠出现，则证明生成的气体为氢气
【设计实验】检验生成物的方法
正极：用燃着的木条接近气体,若木条燃烧得更旺，则证明生成的气体为氧气
水
通电
氢气
+ 氧气
氢元素
氧元素
氢元素
和
氧元素
结论：水由氢元素和氧元素组成。
正氧负氢、氢二氧一
分解反应
项目活动2：学习探索物质组成与构成的历程
水的组成及变化的探究
1.中国空间站里的 源自电解水，该反应
的微观示意图和装置示意图如图所示，
下列有关叙述错误的是( ) 。
A.反应前后分子的种类、数量不变
B.原子是化学变化中的最小微观粒子
C.甲试管内收集到的是氢气
D.该反应的微观实质是原子的重新组合
课堂训练
A
2.利用如图装置进行电解水实验(水中加入少量硫酸钠)。下列说法不正确的是(　　)
A.该实验可以探究水的组成
B.甲试管中产生的气体是氢气
C.实验说明水中含有氢分子和氧分子
D.实验中加入少量硫酸钠可增强导电性
. . .
C
课堂训练
以水为例梳理物质组成与结构的认识思路
1.制作分子模型
项目活动3：学习模型制作探索物质组成与构成的历程
用橡皮泥、绿豆、小米等材料制作原子模型， 通过制作模型和展示科学家的探索历程，并尝试用概念图、简图等方式表达你的看法。
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。
项目活动3：学习模型制作探索物质组成与构成的历程
请你用橡皮泥或黏土等材料制作
6 种分子模型(如图 2.4-5)，各分子模
型的制作数量要求如表 2-5 所示
2个氢分子(2H2) 5个水分子
1个氮分子(N2) 1个二氧化碳分子(CO)
2个氧分子(20 ) 1个氨分子(NH3)
请你将制作好的水分子模型按照方案二或三进行拼装，以小组为单位拆分与重组分子模型，模拟电解水的微观变化过程。然后根据演示结果画出相应的微观示意图，并从分子原子等微观角度来分析物理变化与化学变化的本质不同？
项目活动3：学习模型制作探索物质组成与构成的历程
1.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
以2个水分子(2H2O)分解为例:
讨论与交流
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 氢原子和气原子的个数比是多少
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
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 化学变化的微观实质是什么
1.图1是液态水加热变成气态水蒸气的示意图，图2是水通电分解生成氢气和氧气的示意图。回答下列问题。
(1)液态水变为气态水时　　　 　发生了变化，但分子本身没有发生变化，故上述A变化属于　　　 　(填“物理”或“化学”)变化。
(2)水通电分解时水分子本身发生变化，故水通电的变化属于化学变化。分解过程中保持不变的两种粒子是　　 　　(用符号表示)。
分子间隔
物理
H、O
2.［新课标P25情境素材］【科普阅读题】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，道尔顿提出：物质由微小的不可再分的原子构成。
材料二：1897年，汤姆孙发现原子内有带负电的微粒。
材料三：1909年，卢瑟福进行了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°，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。
(1)汤姆孙发现的带负电的微粒是　 　。
(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)。
　C　
　原子　
　电子　
(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)根据材料四，可判断该过程不属于化学变化。请你结合化学变化的微观本质进行解释：________________________
__________________________________________________________________________________。
　BC　
　化学变化中原子种类不变，只是原子重新组合成新的分子，材料四中，原子种类发生改变，因此不属于化学变化　

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