资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
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
【活动目标】
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，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。
【活动设计与实施】
任务 1 探究构成物质的微观粒子
1.列举实例
我们肉眼看不见分子、原子，如何通过生活现象和科学实验证明它们真实存在？
能证明“微观粒子存在”的生活实例
生活现象或实例 微观分析（关键词）
湿衣服晾晒变干 水分子 ，扩散到空气中
走到花圃旁闻到花香 花香分子 ，进入鼻孔
糖块放入水中“消失”，水变甜 蔗糖分子 ，均匀分散到水分子之间
水沸腾时壶盖被顶起 水分子间 ，体积膨胀（分子本身不变）
热胀冷缩（一般物质） 温度变化 → 分子间 发生变化
远处闻到厨房炒菜香味 香味分子受热运动 ，扩散范围更大
记忆口诀：闻到、看到（颜色扩散）、变干、变小、膨胀，都说明粒子在运动和粒子间有间隔。
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
物理与化学探究思路的区别与联系
对比维度 物理学科的探究思路 化学学科的探究思路
出发点 从微观理论出发，用实验验证已有假说 从宏观现象出发，推断微观本质
思维路径 → → （理论→验证→结论） → （现象→推断）
关注重点 关注物质 、 、 的变化 关注物质 （是否生成新物质）
典型实验 气体扩散实验（如二氧化氮与空气）
液体扩散实验（如硫酸铜与水的界面扩散）
布朗运动观察 品红在冷/热水中的扩散
氨分子运动实验（酚酞遇氨水变红）
闻气味、溶解实验
结论表述 （强调“所有物质”“永不停息”） （强调从现象到结论的推断）
（这是任务一的难点和亮点，回答时要抓住“关注点不同”这一关键）
两者联系：物理和化学都运用了 “ ”的思想方法，都借助实验手段，最终结论相互印证。
3.查阅资料
（1）观察微观粒子的仪器（由“看不见”到“看得见”）
扫描隧道显微镜（STM）：可观察并操纵单个原子，拍摄原子图像
原子力显微镜（AFM）：可观察分子结构及表面形貌
核磁共振波谱仪（NMR）：用于分析分子结构
X射线衍射仪/X射线荧光光谱仪：分析物质晶体结构和元素组成
冷冻电镜（Cryo-EM）：观察生物大分子（蛋白质等）的精细结构
（2）研究微观粒子动态的技术
超短脉冲激光技术（飞秒/阿秒激光）：用于捕捉原子、分子中电子的超快运动（2023年诺贝尔物理学奖）
电子成像技术：利用电子束成像，分辨率可达原子级别
质谱技术：分析分子的质量与结构
单分子光谱技术：研究单个分子的行为
（3）我国相关成就（可作素材）
中国科学技术大学在扫描隧道显微镜操纵单原子、单分子方面有国际领先成果
上海光源（同步辐射装置）为微观结构研究提供重要支撑
“认识思路”总结
认识路径（四步法）：
生活现象 → 提出问题 → 设计实验/查找证据 → 得出结论（微观解释）
示例： 闻到花香 → 物质由微观粒子构成吗？ → 品红扩散实验、氨分子实验 → 分子在不断运动。
出题方向提示：
给出生活现象，要求写微观解释（常考“分子不断运动”和“分子间有间隔”）
对比物理和化学的探究方法，要求找相同点和不同点
说出一种观察微观粒子的仪器名称及其作用
任务 2 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。
模型在不同学科中的特点
学科 模型特点 实例 作用
化学 揭示物质 之间的关系；侧重从 和 的角度解释宏观现象 原子结构模型、分子结构模型（球棍模型、空间填充模型） 将微观结构直观化，解释物质的性质和变化规律
物理 追求 的统一；通过 、 来建构理想化模型 原子核式结构模型、光线模型、磁感线模型 便于运用数学和逻辑工具进行定量分析与推理
生物学 呈现 的层次与组成；帮助学生多角度认识生命体的结构 细胞模型、DNA双螺旋结构模型 认识生命体的 （细胞→组织→器官→系统→个体）
共性：三个学科都运用了 “ ” ——通过实物或图示将看不见的、抽象的结构转化为可感知的、简化的形式，从而揭示本质规律
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。
表示物质组成与结构层次的方法
（1）化学中物质组成与结构的层次
从宏观到微观的层次关系：
宏观物质 → 元素 → 分子（保持化学性质的最小粒子）→ 原子（化学变化中的最小粒子）
或表述为：
物质组成与结构的层次：
第一层（宏观）：物质 → 由元素组成
第二层（微观）：分子 → 由原子构成（金属、稀有气体等直接由原子构成）
第三层（更微观）：原子 → 由原子核（质子+中子）和核外电子构成
（2）元素、分子、原子的关系（重点掌握）
（3）概念图（网络关系图）
适用场景：清晰展现“元素、分子、原子”各自定义及互相之间的联系。
绘制思路：
中心放“物质”。
从“物质”分出两支：宏观（元素）与微观（分子、原子、离子）。
强调关键连接语：
“元素” → 描述物质的 宏观组成（只讲种类，不讲个数）。
“分子” → 由 原子 构成（如1个水分子由2个H原子和1个O原子构成）。
“原子” → 化学变化中不可分，但 可重新组合 成新分子。
“分子”与“原子”均可直接构成物质。
（4）思维导图（核心概念辐射图）
适用场景：从“物质的组成与结构”总主题出发，辐射出各级概念及实例。
中心主题：物质的组成与结构
一级分支：
宏观组成：→ 元素 → 举例（水由氢、氧元素组成）
微观构成（微粒）：
分子 → 保持化学性质的最小粒子 → 举例（水分子、氧分子）
原子 → 化学变化中的最小粒子 → 举例（铁原子、碳原子）
离子 → 带电的原子或原子团 → 举例（Na 、Cl ）
构成关系：分子由原子构成
原子由原子核（质子+中子）和核外电子构成
3.原子结构模型的演变历程
（1）三种重要原子模型对比
科学家 时间 模型名称 核心观点 关键突破 局限性（按当时水平）
道尔顿 1808年 实心球模型 原子是 ；不同元素原子质量和性质不同 首次提出科学的原子论，将原子从哲学概念转为科学理论 认为原子不可再分（忽视了原子内部有结构）
汤姆孙 1904年 葡萄干蛋糕模型 原子是 ，电子 在其中（像葡萄干嵌在蛋糕里） 发现了 ，证明原子内部有更小粒子 认为正电荷 （错误），电子均匀镶嵌（与实际不符）
卢瑟福 1911年 核式结构模型（行星模型） 原子中心有一个体积很小、质量很大、带正电的原子核，电子绕核运动 通过α粒子散射实验发现原子核 未解释电子运动轨道、能量辐射等问题（后由玻尔补充）
（2）卢瑟福α粒子散射实验的关键推理
实验现象 → 推理结论（会分析即可，不必背实验操作细节）
实验现象 推理结论
绝大多数α粒子穿过后方向不变 原子内部
少数α粒子发生较大偏转 原子核带 （对α粒子有静电斥力）
极少数α粒子被反弹回来 原子核 （只有极少数粒子能撞上），但 （能将α粒子弹回）
4.模型制作活动要点
材料与对应模型
模型 材料建议 制作要点
道尔顿模型 单一颜色橡皮泥搓成 表面光滑、均匀，体现“实心”“不可分”
汤姆孙模型 大球（蛋糕）+ 彩色小绿豆/小米（葡萄干） 小粒子 在大球内部及表面
卢瑟福模型 中心小但重的球体（核）+ 周围运动的极小球（电子） 突出 、核在 、电子 的空间感
任务 3 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。
（1）科学家发现水的组成历程
时间 科学家 实验操作 实验现象 结论（受时代局限） 历史意义
18世纪 普里斯特利（英国） 氢气 + 空气混合，电火花点燃 震耳爆鸣声，容器壁有液滴生成 仍认为水是一种元素 首次观察到氢氧反应生成水，但未能正确解释
18世纪末 卡文迪什（英国） 用纯氧代替空气重复实验，定量研究 确认所得液滴为纯净水 仍受错误观念束缚，坚持“水是元素” 精确确认了生成物是水，但未突破理论局限
1783年 拉瓦锡（法国） 水的合成与分解双向定量实验 水可分解为氢气和氧气；氢气+氧气可生成水 推翻旧观念：水不是元素，是由氢、氧组成的化合物 用定量实验方法，打破“燃素说”束缚，建立正确理论
（2）普里斯特利和卡文迪什为什么错了？
关键理解：二人都具备实验能力，但受当时主流理论——“燃素说”的束缚，不敢把“水是元素”这一传统观念推倒重来。
“燃素说”的核心错误：认为物质燃烧时会释放“燃素”。在这一框架下，氢气燃烧生成的“水”被解释为“脱燃素”后的产物，而不是一种新物质。
启示：①科学进步不仅需要实验，还需要新思想的突破；
②拉瓦锡的贡献不仅是实验，更是敢于质疑旧理论、提出新解释。
（3）展示方式建议
方式 具体操作
角色扮演 三位同学分别扮演普里斯特利、卡文迪什、拉瓦锡，模拟科学争论的过程
时间轴图示 在长条纸上绘制横轴，标注时间、人物、实验、结论，突出拉瓦锡的转折点
对比实验图 手绘简图对比三位科学家的实验装置，标注各自的结论
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。
（1）分子观点形成的关键历程
时间 科学家 贡献
1803年 （英国） 提出近代 ，认为原子是构成物质的最小单位
1811年 （意大利） 提出 ：分子是保持物质化学性质的最小粒子，分子由原子组成
1860年 （意大利） 在国际化学会议上论证分子学说的合理性，使分子观点被广泛接受
重要理解：阿伏伽德罗的分子假说在提出后近50年未被认可，直到康尼查罗才使其被科学界接受。说明科学理论的建立需要持续验证和推广。
【展示与交流】
1.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
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。
1．（25-26九年级下·江苏南京·开学考试）原子模型的演变反映了人类探索物质结构的漫长历程。图示为原子结构模型的演变图，下列排序符合人类认识原子结构历程的是（ ）
A．①②③ B．②①③
C．①③② D．②③①
2．（2025·福建福州·模拟预测）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
3．（24-25九年级上·四川雅安·期末）如图是某种氢原子的原子结构模型图，下列说法正确的是（ ）
A．氢气是由氢原子构成的
B．该原子的核电荷数为3
C．该原子只有1个电子，在化学变化中可能失去
D．该原子模型属于汤姆孙原子结构模型
4．（24-25九年级上·河南郑州·期中）原子模型的演变反映了人类探索物质结构的漫长历程，下列曾被人们提出的模型中符合客观事实的是（ ）
A．原子是不可再分的最小微观粒子
B．原子是一种实心的球体
C．正电荷均匀分布在整个原子内，带负电荷的电子镶嵌其中
D．原子的质量主要集中在原子核上
5．（25-26九年级上·江苏南京·期中）下列原子模型是卢瑟福通过α粒子散射实验提出的是（ ）
A．“实心球”模型 B．“枣糕”模型
C．“核式结构”模型 D．“电子云”模型
6．（2026·福建泉州·模拟预测）如图是某种氢原子的结构模型图，下列说法正确的是（ ）
A．氢气是由氢原子构成的
B．该原子的核电荷数为3
C．该原子的原子核内有2个质子和1个中子
D．该原子只有1个电子，在化学变化中可能失去
7．（25-26九年级上·甘肃平凉·期中）下列比例模型中，代表水分子的 （ ）
A． B．
C． D．
8．（25-26八年级上·山东烟台·期末）卢瑟福α粒子轰击金箔实验推翻了汤姆森在1903年提出的葡萄干布丁原子模型，为建立现代原子理论打下基础。如图是某化学小组描绘的α粒子(带正电)在该实验中的运动轨迹。下列说法错误的是（ ）
A．运动轨迹a错误 B．通过轨迹c，可推测原子核带正电
C．轨迹b比轨迹d的数量多 D．该实验说明原子核由质子与中子构成
9．（25-26九年级上·山东枣庄·期中）1911年，英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子(带正电的氦原子核)轰击金箔实验(如图所示)，根据实验现象得到的正确结论是（ ）
A．金原子是实心球体，紧密排列 B．金原子核体积小、质量大
C．金原子中原子核所占空间很大 D．金原子核的质量与α粒子质量相当
10．（25-26九年级上·河北石家庄·期中）下列关于物质的组成与构成的说法正确的是（ ）
A．水是由氢原子和氧原子构成的 B．汞是由汞分子构成的
C．氯化钠是由氯化钠分子构成的 D．二氧化碳是由碳、氧两种元素组成的
11．（25-26九年级上·山西运城·期中）化学实验是检验化学科学知识真理性的标准，是提高学生科学素养的重要途径。下列实验设计不能达到实验目的的是（ ）
A．比较火焰各层的温度 B．证明蜡烛燃烧生成二氧化碳
C．测定空气中氧气的含量 D．验证水的组成
12．电解水实验是初中探究物质组成及其构成的重要实验。由图可知，下列说法正确的是（ ）

A．①表示的是氢分子
B．管a产生的气泡比管b多
C．管a中产生的气体可以被点燃
D．应过程中没有发生变化的是微粒是②④
13．我国北京大学科研组首次在世界上拍摄水分子内部结构如图。如图2是水分子分解示意图。某同学从水分子分解示意图获得的一些信息，其中有错误的是（ ）
A．水分子中含有氢分子和氧分子
B．每个水分子中由2个氢原子和1个氧原子构成
C．水分子在化学变化中可以再分，而氢、氧原子不能再分
D．水是由氢元素和氧元素组成的
14．如图是水分子在一定条件下分解的示意图，从中获得的信息不正确的是（　　）

A．一个水分子由二个氢原子和一个氧原子构成
B．水分解后生成氢气和氧气的分子数比为2：1
C．水分解过程中，分子的种类不变
D．水分解过程中，原子的数目不变
15．用 、 、 分别表示不同元素的原子，下列物质中属于化合物的是（ ）
A． B．
C． D．
16．（2026·山东济南·一模）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
17．从如图获得的结论中，正确的有（ ）

①水是由水分子构成的；
②一个水分子是由一个氧原子和两个氢原子构成的；
③在化学反应前后原子的种类和数目不变；
④在化学反应中分子可再分，原子不能再分了．
A．①② B．①②③
C．①②④ D．①②③④
1．（24-25八年级上·山东泰安·阶段检测）建立模型是学习化学的重要方法，某学习小组开展“制作模型并展示科学家探究物质组成与结构的历程”的实践活动。
I.物质的组成和构成：
物质的组成和构成的有关概念间的关系如图所示。
(1)若①是二氧化碳，则③是______(用文字表示)，④是______(用文字表示)，二氧化碳的化学式为______。
Ⅱ.结构与性质：
表1是氘和氚的原子构成，表二是氟、镁、氯的原子结构示意图。
原子种类 质子数 中子数 核外电子数
氘 1 1 1
氚 1 2 1
表二
氟原子 镁原子 氯原子
(2)氘和氚是否都属于氢元素______(选填“是”或“否”)，为什么？______。
(3)储存氘气的钢瓶禁止靠近明火，据此推测氘气具有的化学性质是______。
(4)氟原子和氯原子结构上的共同点是______，他们在化学反应中均易______(选填“得到”或“失去”)电子。写出镁离子的离子符号______。
Ⅲ.微观模型图：
(5)如图是某些物质的微观模型图。表示三种不同的原子。
其中能表示单质的是______(填字母，下同)，能表示化合物的是______，能表示氦气和氖气混合物的是______。
2．（2026八年级上·黑龙江哈尔滨·竞赛）α粒子散射实验又称金箔实验、Geiger-Marsden实验或卢瑟福α粒子散射实验。是1909年汉斯·盖革和恩斯特·马斯登（Jishi.Y）在欧内斯特·卢瑟福指导于英国曼彻斯特大学做的一个著名物理实验。【α粒子为氦原子核，自然界中同种电荷相排斥，异种电荷相吸引】
实验用准直的α射线轰击厚度为微米的金箔，发现绝大多数的α粒子都照直穿过薄金箔，偏转很小，但有少数α粒子发生角度比汤姆孙模型所预言的大得多的偏转，大约有1/8000的α粒子偏转角大于90°，甚至观察到偏转角等于150°的散射，称大角散射，更无法用汤姆森模型说明。1911年卢瑟福提出原子的有核模型（结构模型），与正电荷联系的质量集中在中心形成原子核，电子绕着核在核外运动，由此导出α粒子散射公式，说明了α粒子的大角散射。卢瑟福的散射公式后来被盖革和马斯登改进了的实验系统地验证。根据大角散射的数据可得出原子核的半径上限为米，此实验开创了原子结构研究的先河。这个实验推翻了J.J.汤姆森在1903年提出的原子的葡萄干圆面包模型，认为原子的正电荷和质量联系在一起均匀连续分布于原子范围，电子镶嵌在其中，可以在其平衡位置作微小振动，为建立现代原子核理论打下了基础。
(1)完成下列表格的问题：
现象 根据现象做出合理猜想或假设
a.绝大部分α粒子能穿越金箔； 说明______；
b.少部分α粒子发生偏转； 说明______；
c.极少数α粒子被反弹回来； 说明______。
综上所述：得出原子是______结构的结论。
(2)下列说法正确的______。
A．α离子散射实验是卢瑟福自己独立完成的
B．根据大角散射的数据可得出原子核的半径上限为米，此实验开创了原子结构研究的先河
C．卢瑟福在1903年提出的原子的葡萄干圆面包模型
D．卢瑟福更新了原子结构
3．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，汤姆孙发现原子内有带负电荷的微粒，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粒子带正电且质量远远大于电子)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；且有极少数α粒子的偏转角度超过90°，有个别几乎达到180°，像是被金箔反弹回来了。由此卢瑟福提出原子的大部分质量集中到了一个“很小的结构”上。
(1)汤姆孙的实验中，带负电的微粒是______。
(2)科学家对原子结构的探究经历了三个过程，通过α粒子散射实验，你认为原子结构为如图中的______(填字母)。
A． B． C．
(3)下列关于图中原子的说法正确的是______(填字母)。
A．原子中微粒a、c的数目一定相等
B．原子的质量主要集中在b和c
C．原子中微粒b、c的数目一定相等
D．所有原子都含有微粒b
4．原子结构的探究经历了漫长的过程。1910年英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子轰击金箔实验。图1是卢瑟福用α粒子轰击金箔的现象示意图，请结合现象分析原子内部结构。
(1)大多数α粒子不改变原来的运动方向，原因是___________。
(2)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)科学家对原子结构的探究经历了三个过程，通过a粒子散射实验，你认为原子结构为如图2中的___________(填字母)。
(4)图3为___________(填名称)原子结构模型的示意图。下列关于原子说法正确的有___________(填字母)。
A．原子中微粒a、c数目一定相等
B．原子的质量主要集中在b和c
C．原子中微粒b、c的数目一定相等
D．微粒c数目决定原子核电荷数
5．原子结构的探究经历了漫长的过程。1910年英国科学家卢瑟福进行了著名的粒子轰击金箔实验。下图是卢瑟福用粒子轰击金箔的实验装置及现象示意图，请结合现象分析原子内部结构。
(1)若原子质量、正电荷在原子内均匀分布则少数粒子就_______（填“会”或“不会”）发生大角度偏转。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”，这里“很小的结构”指的是_______。极少数粒子被反射回来能说明原子具有的结构是_______、_______。
(2)科学家对原子结构的探究经历了多个过程，建立了多种模型。通过粒子散射实验，卢瑟福建立的原子结构模型为右侧中的_______（填字母）。
A． B． C． D．
(3)从原子结构模型建立的过程中，我们发现_______（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．卢瑟福原子模型的建立，使人们对原子结构的认识达到了完美的境界
D．人类借助模型的建立，对原子的认识逐渐接近本质
6．下图是某化学反应的微观模拟图，根据图示回答下列问题。
(1)在丙图中将相关粒子图形补充完整___________。
(2)甲图中的物质属于___________(填“纯净物”“混合物”)，理由是___________。
(3)此变化前后未发生变化的粒子是___________(填名称)。
7．如图是电解水中水分子分解过程示意图，
（1）反应前有_____种分子，属于_____（纯净物、混合物）；
（2）由该反应知：化学变化中_____可分_____不可再分；同时说明化学变化的实质是_____ ；
（3）请写出该反应的符号表达式：_____________________________
8．“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。
9．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”）。
10．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 。
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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
【活动目标】
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，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。
【活动设计与实施】
任务 1 探究构成物质的微观粒子
1.列举实例
我们肉眼看不见分子、原子，如何通过生活现象和科学实验证明它们真实存在？
能证明“微观粒子存在”的生活实例
生活现象或实例 微观分析（关键词）
湿衣服晾晒变干 水分子不断运动，扩散到空气中
走到花圃旁闻到花香 花香分子不断运动，进入鼻孔
糖块放入水中“消失”，水变甜 蔗糖分子不断运动，均匀分散到水分子之间
水沸腾时壶盖被顶起 水分子间间隔增大，体积膨胀（分子本身不变）
热胀冷缩（一般物质） 温度变化 → 分子间间隔发生变化
远处闻到厨房炒菜香味 香味分子受热运动加快，扩散范围更大
记忆口诀：闻到、看到（颜色扩散）、变干、变小、膨胀，都说明粒子在运动和粒子间有间隔。
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
物理与化学探究思路的区别与联系
对比维度 物理学科的探究思路 化学学科的探究思路
出发点 从微观理论出发，用实验验证已有假说 从宏观现象出发，推断微观本质
思维路径 微观 → 宏观 → 微观（理论→验证→结论） 宏观 → 微观（现象→推断）
关注重点 关注物质形态、位置、运动状态的变化 关注物质种类是否改变（是否生成新物质）
典型实验 气体扩散实验（如二氧化氮与空气）
液体扩散实验（如硫酸铜与水的界面扩散）
布朗运动观察 品红在冷/热水中的扩散
氨分子运动实验（酚酞遇氨水变红）
闻气味、溶解实验
结论表述 一切物质的分子都在不停地做无规则运动（强调“所有物质”“永不停息”） 微观粒子（如分子）总是在不断运动着（强调从现象到结论的推断）
（这是任务一的难点和亮点，回答时要抓住“关注点不同”这一关键）
两者联系：物理和化学都运用了 “通过可直接感知的现象，推测无法直接感知的事物”的思想方法，都借助实验手段，最终结论相互印证。
3.查阅资料
（1）观察微观粒子的仪器（由“看不见”到“看得见”）
扫描隧道显微镜（STM）：可观察并操纵单个原子，拍摄原子图像
原子力显微镜（AFM）：可观察分子结构及表面形貌
核磁共振波谱仪（NMR）：用于分析分子结构
X射线衍射仪/X射线荧光光谱仪：分析物质晶体结构和元素组成
冷冻电镜（Cryo-EM）：观察生物大分子（蛋白质等）的精细结构
（2）研究微观粒子动态的技术
超短脉冲激光技术（飞秒/阿秒激光）：用于捕捉原子、分子中电子的超快运动（2023年诺贝尔物理学奖）
电子成像技术：利用电子束成像，分辨率可达原子级别
质谱技术：分析分子的质量与结构
单分子光谱技术：研究单个分子的行为
（3）我国相关成就（可作素材）
中国科学技术大学在扫描隧道显微镜操纵单原子、单分子方面有国际领先成果
上海光源（同步辐射装置）为微观结构研究提供重要支撑
“认识思路”总结
认识路径（四步法）：
生活现象 → 提出问题 → 设计实验/查找证据 → 得出结论（微观解释）
示例： 闻到花香 → 物质由微观粒子构成吗？ → 品红扩散实验、氨分子实验 → 分子在不断运动。
出题方向提示：
给出生活现象，要求写微观解释（常考“分子不断运动”和“分子间有间隔”）
对比物理和化学的探究方法，要求找相同点和不同点
说出一种观察微观粒子的仪器名称及其作用
任务 2 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。
模型在不同学科中的特点
学科 模型特点 实例 作用
化学 揭示物质结构与性质之间的关系；侧重从组成成分和粒子排列的角度解释宏观现象 原子结构模型、分子结构模型（球棍模型、空间填充模型） 将微观结构直观化，解释物质的性质和变化规律
物理 追求形象性与抽象性的统一；通过舍弃次要因素、突出本质特征来建构理想化模型 原子核式结构模型、光线模型、磁感线模型 便于运用数学和逻辑工具进行定量分析与推理
生物学 呈现细微结构的层次与组成；帮助学生多角度认识生命体的结构 细胞模型、DNA双螺旋结构模型 认识生命体的结构层次（细胞→组织→器官→系统→个体）
共性：三个学科都运用了 “模型方法” ——通过实物或图示将看不见的、抽象的结构转化为可感知的、简化的形式，从而揭示本质规律
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。
表示物质组成与结构层次的方法
（1）化学中物质组成与结构的层次
从宏观到微观的层次关系：
宏观物质 → 元素 → 分子（保持化学性质的最小粒子）→ 原子（化学变化中的最小粒子）
或表述为：
物质组成与结构的层次：
第一层（宏观）：物质 → 由元素组成
第二层（微观）：分子 → 由原子构成（金属、稀有气体等直接由原子构成）
第三层（更微观）：原子 → 由原子核（质子+中子）和核外电子构成
（2）元素、分子、原子的关系（重点掌握）
（3）概念图（网络关系图）
适用场景：清晰展现“元素、分子、原子”各自定义及互相之间的联系。
绘制思路：
中心放“物质”。
从“物质”分出两支：宏观（元素）与微观（分子、原子、离子）。
强调关键连接语：
“元素” → 描述物质的 宏观组成（只讲种类，不讲个数）。
“分子” → 由 原子 构成（如1个水分子由2个H原子和1个O原子构成）。
“原子” → 化学变化中不可分，但 可重新组合 成新分子。
“分子”与“原子”均可直接构成物质。
（4）思维导图（核心概念辐射图）
适用场景：从“物质的组成与结构”总主题出发，辐射出各级概念及实例。
中心主题：物质的组成与结构
一级分支：
宏观组成：→ 元素 → 举例（水由氢、氧元素组成）
微观构成（微粒）：
分子 → 保持化学性质的最小粒子 → 举例（水分子、氧分子）
原子 → 化学变化中的最小粒子 → 举例（铁原子、碳原子）
离子 → 带电的原子或原子团 → 举例（Na 、Cl ）
构成关系：分子由原子构成
原子由原子核（质子+中子）和核外电子构成
3.原子结构模型的演变历程
（1）三种重要原子模型对比
科学家 时间 模型名称 核心观点 关键突破 局限性（按当时水平）
道尔顿 1808年 实心球模型 原子是不可再分的实心球体；不同元素原子质量和性质不同 首次提出科学的原子论，将原子从哲学概念转为科学理论 认为原子不可再分（忽视了原子内部有结构）
汤姆孙 1904年 葡萄干蛋糕模型 原子是均匀带正电的球体，电子镶嵌在其中（像葡萄干嵌在蛋糕里） 发现了电子，证明原子内部有更小粒子 认为正电荷均匀分布（错误），电子均匀镶嵌（与实际不符）
卢瑟福 1911年 核式结构模型（行星模型） 原子中心有一个体积很小、质量很大、带正电的原子核，电子绕核运动 通过α粒子散射实验发现原子核 未解释电子运动轨道、能量辐射等问题（后由玻尔补充）
（2）卢瑟福α粒子散射实验的关键推理
实验现象 → 推理结论（会分析即可，不必背实验操作细节）
实验现象 推理结论
绝大多数α粒子穿过后方向不变 原子内部绝大部分是空的
少数α粒子发生较大偏转 原子核带正电（对α粒子有静电斥力）
极少数α粒子被反弹回来 原子核体积很小（只有极少数粒子能撞上），但质量很大（能将α粒子弹回）
4.模型制作活动要点
材料与对应模型
模型 材料建议 制作要点
道尔顿模型 单一颜色橡皮泥搓成大圆球 表面光滑、均匀，体现“实心”“不可分”
汤姆孙模型 大球（蛋糕）+ 彩色小绿豆/小米（葡萄干） 小粒子均匀镶嵌在大球内部及表面
卢瑟福模型 中心小但重的球体（核）+ 周围运动的极小球（电子） 突出核小、核在中心、电子绕核运动的空间感
任务 3 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。
（1）科学家发现水的组成历程
时间 科学家 实验操作 实验现象 结论（受时代局限） 历史意义
18世纪 普里斯特利（英国） 氢气 + 空气混合，电火花点燃 震耳爆鸣声，容器壁有液滴生成 仍认为水是一种元素 首次观察到氢氧反应生成水，但未能正确解释
18世纪末 卡文迪什（英国） 用纯氧代替空气重复实验，定量研究 确认所得液滴为纯净水 仍受错误观念束缚，坚持“水是元素” 精确确认了生成物是水，但未突破理论局限
1783年 拉瓦锡（法国） 水的合成与分解双向定量实验 水可分解为氢气和氧气；氢气+氧气可生成水 推翻旧观念：水不是元素，是由氢、氧组成的化合物 用定量实验方法，打破“燃素说”束缚，建立正确理论
（2）普里斯特利和卡文迪什为什么错了？
关键理解：二人都具备实验能力，但受当时主流理论——“燃素说”的束缚，不敢把“水是元素”这一传统观念推倒重来。
“燃素说”的核心错误：认为物质燃烧时会释放“燃素”。在这一框架下，氢气燃烧生成的“水”被解释为“脱燃素”后的产物，而不是一种新物质。
启示：①科学进步不仅需要实验，还需要新思想的突破；
②拉瓦锡的贡献不仅是实验，更是敢于质疑旧理论、提出新解释。
（3）展示方式建议
方式 具体操作
角色扮演 三位同学分别扮演普里斯特利、卡文迪什、拉瓦锡，模拟科学争论的过程
时间轴图示 在长条纸上绘制横轴，标注时间、人物、实验、结论，突出拉瓦锡的转折点
对比实验图 手绘简图对比三位科学家的实验装置，标注各自的结论
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。
（1）分子观点形成的关键历程
时间 科学家 贡献
1803年 道尔顿（英国） 提出近代原子论，认为原子是构成物质的最小单位
1811年 阿伏伽德罗（意大利） 提出分子假说：分子是保持物质化学性质的最小粒子，分子由原子组成
1860年 康尼查罗（意大利） 在国际化学会议上论证分子学说的合理性，使分子观点被广泛接受
重要理解：阿伏伽德罗的分子假说在提出后近50年未被认可，直到康尼查罗才使其被科学界接受。说明科学理论的建立需要持续验证和推广。
【展示与交流】
1.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
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。
1．（25-26九年级下·江苏南京·开学考试）原子模型的演变反映了人类探索物质结构的漫长历程。图示为原子结构模型的演变图，下列排序符合人类认识原子结构历程的是（ ）
A．①②③ B．②①③
C．①③② D．②③①
【答案】D
【详解】人类认识原子结构历程是道尔顿先提出的实心球模式②，而后是汤姆孙提出的“葡萄干布丁模型”①，再后来是卢瑟福的核式结构模型①。故选：D。
2．（2025·福建福州·模拟预测）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。
3．（24-25九年级上·四川雅安·期末）如图是某种氢原子的原子结构模型图，下列说法正确的是（ ）
A．氢气是由氢原子构成的
B．该原子的核电荷数为3
C．该原子只有1个电子，在化学变化中可能失去
D．该原子模型属于汤姆孙原子结构模型
【答案】C
【详解】A、氢气是由氢分子构成的，氢分子是由氢原子构成的，故A错误；
B、该原子的核电荷数=质子数=1，故B错误；
C、该原子只有1个电子，在化学变化中可能失去，形成H+，故C正确；
D、题图所示是带有核与核外电子轨道分层的模型，属于卢瑟福–玻尔模型，而非汤姆孙“枣糕”模型，故D错误；
故选C。
4．（24-25九年级上·河南郑州·期中）原子模型的演变反映了人类探索物质结构的漫长历程，下列曾被人们提出的模型中符合客观事实的是（ ）
A．原子是不可再分的最小微观粒子
B．原子是一种实心的球体
C．正电荷均匀分布在整个原子内，带负电荷的电子镶嵌其中
D．原子的质量主要集中在原子核上
【答案】D
【详解】A、在化学变化中，分子分成原子，原子重新组合成新的分子，即原子是化学变化中的最小微粒，没有化学变化的限制，原子还可以分为原子核和核外电子，故错误；
B、原子由带正电的原子核和核外带负电的电子构成，原子核又是由带正电的质子和不带电的中子构成，原子不是不可分割的实心球体，故错误；
C、汤姆生的原子结构模型的缺陷是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，而质子带正电荷，位于原子核内，核外带负电荷的电子在原子核外高速运动，故错误；
D、原子是由原子核和核外电子构成的，原子核是由质子和中子构成。电子的质量与质子、中子的质量相比较很小，可以忽略不计。所以，原子的质量主要集中在原子核上，故正确；
故选：D。
5．（25-26九年级上·江苏南京·期中）下列原子模型是卢瑟福通过α粒子散射实验提出的是（ ）
A．“实心球”模型 B．“枣糕”模型
C．“核式结构”模型 D．“电子云”模型
【答案】C
【详解】A、道尔顿提出了原子的“实心球”模型，不符合题意；
B、汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，并提出了原子的“枣糕模型”，不符合题意；
C、卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的“核式结构”模型，符合题意；
D、“电子云”模型是现代原子结论理论，不符合题意。
故选：C。
6．（2026·福建泉州·模拟预测）如图是某种氢原子的结构模型图，下列说法正确的是（ ）
A．氢气是由氢原子构成的
B．该原子的核电荷数为3
C．该原子的原子核内有2个质子和1个中子
D．该原子只有1个电子，在化学变化中可能失去
【答案】D
【详解】A、氢气是由氢分子构成的，氢分子是由氢原子构成的，故A错误；
B、该原子的核电荷数=质子数=1，故B错误；
C、根据图示，该原子的原子核内有1个质子和2个中子，故C错误；
D、该原子只有1个电子，在化学变化中可能失去，形成H+，故D正确。
故选D。
7．（25-26九年级上·甘肃平凉·期中）下列比例模型中，代表水分子的 （ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】有水分子的化学式H20可知，一个水分子中含有3个原子，所以水分子模型为 ；
故选B。
8．（25-26八年级上·山东烟台·期末）卢瑟福α粒子轰击金箔实验推翻了汤姆森在1903年提出的葡萄干布丁原子模型，为建立现代原子理论打下基础。如图是某化学小组描绘的α粒子(带正电)在该实验中的运动轨迹。下列说法错误的是（ ）
A．运动轨迹a错误 B．通过轨迹c，可推测原子核带正电
C．轨迹b比轨迹d的数量多 D．该实验说明原子核由质子与中子构成
【答案】D
【详解】A.原子核带正电荷，α粒子带正电荷，同种电荷相互排斥，因此当α粒子在原子核附近通过时，表现为相斥，运动轨迹不可能是a，因此a不可能是α粒子（带正电）在该实验中的运动轨迹，故正确；
B.α粒子带正电荷，同种电荷相互排斥，因此当α粒子在原子核附近通过时，表现为相斥，所以通过轨迹c，可推测原子核带正电，故正确；
C.由于原子中原子核体积很小，质量却很大，所以a粒子遇到原子核就会发生偏向，例如c和d；因为原子的核外电子质量很小，但所占的体积却很大，电子的质量小的可以忽略不计，所以a粒子可以直接穿过去，例如b；所以轨迹b比轨迹d的数量多，故正确；
D.该实验只能说明原子核带正电荷，不能说明原子核由质子与中子构成，故错误；
故选D。
9．（25-26九年级上·山东枣庄·期中）1911年，英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子(带正电的氦原子核)轰击金箔实验(如图所示)，根据实验现象得到的正确结论是（ ）
A．金原子是实心球体，紧密排列 B．金原子核体积小、质量大
C．金原子中原子核所占空间很大 D．金原子核的质量与α粒子质量相当
【答案】B
【详解】A、由于大多数α粒子未发生偏转，说明原子不是实心球体，故A选项说法不正确；
B、由于大多数α粒子未发生偏转，说明金原子核体积很小；极少数α粒子被弹回，说明原子核的质量较大，故B选项说法正确；
C、由于大多数α粒子未发生偏转，说明原子内部空间较大，原子核占原子内空间较小，故C选项说法不正确；
D、由于极少数α粒子被弹回，说明金原子核的质量远大于α粒子的质量，故D选项说法不正确。
故选B。
10．（25-26九年级上·河北石家庄·期中）下列关于物质的组成与构成的说法正确的是（ ）
A．水是由氢原子和氧原子构成的 B．汞是由汞分子构成的
C．氯化钠是由氯化钠分子构成的 D．二氧化碳是由碳、氧两种元素组成的
【答案】D
【详解】A、水是由水分子构成的，故说法错误；
B、汞是由汞原子构成的，故说法错误；
C、氯化钠是含有金属元素和非金属元素的化合物，氯化钠是由钠离子和氯离子构成的，故说法错误；
D、物质由元素组成，二氧化碳是由碳、氧两种元素组成的，故说法正确。
故选D。
11．（25-26九年级上·山西运城·期中）化学实验是检验化学科学知识真理性的标准，是提高学生科学素养的重要途径。下列实验设计不能达到实验目的的是（ ）
A．比较火焰各层的温度 B．证明蜡烛燃烧生成二氧化碳
C．测定空气中氧气的含量 D．验证水的组成
【答案】B
【详解】A、将火柴梗放在火焰上，通过不同地方的碳化程度，可比较火焰各层的温度，该选项能达到实验目的，不符合题意；
B、将干而冷的烧杯罩在火焰上方，通过现象有白雾产生，说明生成物有水，但不能证明二氧化碳，该选项不能达到实验目的，符合题意；
C、红磷燃烧消耗氧气生成五氧化二磷固体，则装置中压强减小，烧杯中的水会倒吸入集气瓶中，且倒吸入的水的体积即为氧气的体积，该选项能达到实验目的，不符合题意；
D、电解水生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，根据反应前后元素种类不变可知，水是由氢、氧元素组成，该选项能达到实验目的，不符合题意。
故选B。
12．电解水实验是初中探究物质组成及其构成的重要实验。由图可知，下列说法正确的是（ ）

A．①表示的是氢分子
B．管a产生的气泡比管b多
C．管a中产生的气体可以被点燃
D．应过程中没有发生变化的是微粒是②④
【答案】D
【详解】A、水的化学式为H2O，③为水分子，②是氧原子，则①表示的是氧分子，A错误；
B、从图中可知，管a产生的气泡比管b少，B错误；
C、正极产生的是氧气，所以管a中产生的气体是氧气，不可以被点燃，C错误；
D、化学变化中原子不发生变化，故应过程中没有发生变化的是微粒是②④，D正确。
故选D。
13．我国北京大学科研组首次在世界上拍摄水分子内部结构如图。如图2是水分子分解示意图。某同学从水分子分解示意图获得的一些信息，其中有错误的是（ ）
A．水分子中含有氢分子和氧分子
B．每个水分子中由2个氢原子和1个氧原子构成
C．水分子在化学变化中可以再分，而氢、氧原子不能再分
D．水是由氢元素和氧元素组成的
【答案】A
【分析】由水分子分解示意图可知，水分解生成氢气和氧气。
【详解】A、由水分子的构成可知，每个水分子中由2个氢原子和1个氧原子构成，不含氢分子和氧分子，故A不正确；
B、每个水分子中由2个氢原子和1个氧原子构成，故B正确；
C、由微粒的变化可知，水分子在化学变化中可以再分，而氢、氧原子不能再分，故C正确；
D、水是由氢元素和氧元素组成的化合物，故D正确。故选A。
14．如图是水分子在一定条件下分解的示意图，从中获得的信息不正确的是（　　）

A．一个水分子由二个氢原子和一个氧原子构成
B．水分解后生成氢气和氧气的分子数比为2：1
C．水分解过程中，分子的种类不变
D．水分解过程中，原子的数目不变
【答案】C
【详解】A、由图中可以看出一个水分子由二个氢原子和一个氧原子构成，正确；
B、由图中可以看出水分解后生成氢气和氧气的分子数比为2：1，正确；
C、由图中可以看出反应前只有水分子，反应后有氧分子和氢分子，故水分解过程中，分子的种类改变，错误；
D、由图中可以看出反应前有6个原子，反应后也有6个原子，故水分解过程中，原子的数目不变，正确。
故选C。
15．用 、 、 分别表示不同元素的原子，下列物质中属于化合物的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【分析】根据化合物属于纯净物且含多种元素进行解答。
【详解】A、含有两种分子，为混合物，不符合题意；
B、只含一种分子，该分子是由三种不同的原子构成，属于化合物，符合题意；
C、只含一种分子，该分子是由同种原子构成，属于单质，不符合题意；
D、含两种分子，为混合物，不符合题意。
故选B。
16．（2026·山东济南·一模）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。
17．从如图获得的结论中，正确的有（ ）

①水是由水分子构成的；
②一个水分子是由一个氧原子和两个氢原子构成的；
③在化学反应前后原子的种类和数目不变；
④在化学反应中分子可再分，原子不能再分了．
A．①② B．①②③
C．①②④ D．①②③④
【答案】D
【详解】①由微粒的构成可知，水是由水分子构成的，选项正确；
②由微粒的构成可知，一个水分子是由一个氧原子和两个氢原子构成的，选项正确；
③由微粒的变化可知，在化学反应前后原子的种类和数目不变，选项正确；
④由微粒的变化可知，在化学反应中分子可再分，原子不能再分了，选项正确，故选D。
1．（24-25八年级上·山东泰安·阶段检测）建立模型是学习化学的重要方法，某学习小组开展“制作模型并展示科学家探究物质组成与结构的历程”的实践活动。
I.物质的组成和构成：
物质的组成和构成的有关概念间的关系如图所示。
(1)若①是二氧化碳，则③是______(用文字表示)，④是______(用文字表示)，二氧化碳的化学式为______。
Ⅱ.结构与性质：
表1是氘和氚的原子构成，表二是氟、镁、氯的原子结构示意图。
原子种类 质子数 中子数 核外电子数
氘 1 1 1
氚 1 2 1
表二
氟原子 镁原子 氯原子
(2)氘和氚是否都属于氢元素______(选填“是”或“否”)，为什么？______。
(3)储存氘气的钢瓶禁止靠近明火，据此推测氘气具有的化学性质是______。
(4)氟原子和氯原子结构上的共同点是______，他们在化学反应中均易______(选填“得到”或“失去”)电子。写出镁离子的离子符号______。
Ⅲ.微观模型图：
(5)如图是某些物质的微观模型图。表示三种不同的原子。
其中能表示单质的是______(填字母，下同)，能表示化合物的是______，能表示氦气和氖气混合物的是______。
【答案】(1) 分子/二氧化碳分子 碳元素、氧元素 CO2
(2) 是 质子数相同
(3)可燃性
(4) 最外层电子数都是7 得到 Mg2+
(5) AD BE C
【详解】（1）二氧化碳由二氧化碳分子构成，所以③是分子（二氧化碳分子）；
从宏观上看，二氧化碳由碳元素和氧元素组成，所以④是碳元素、氧元素；
根据“顺写反读”的规则，二氧化碳的化学式为CO2。
（2）元素是具有相同质子数（或核电荷数）的一类原子的总称，氕和氚的质子数都为1，属于同种元素。
（3）存氘气的钢瓶禁止靠近明火，说明氘气遇到明火可能会燃烧，具有可燃性。
（4）由氟原子和氯原子的结构示意图可知，它们最外层电子数都是7；
氟原子和氯原子最外层电子数都大于4且没有排满，在化学反应中易得到电子，形成相对稳定结构；
镁原子最外层有2个电子，在化学反应中易失去2个电子，形成带2个单位正电荷的镁离子，离子符号为Mg2+。
（5）单质是由同种元素组成的纯净物，A 中只有一种由同种原子构成的分子，D 中只有一种原子，都属于单质；
化合物是由不同种元素组成的纯净物，B、E 中都只有一种由不同种原子构成的分子，属于化合物；
氦气由氦原子构成，氖气由氖原子构成，C 中有两种不同的原子，可表示氦气和氖气的混合物。
2．（2026八年级上·黑龙江哈尔滨·竞赛）α粒子散射实验又称金箔实验、Geiger-Marsden实验或卢瑟福α粒子散射实验。是1909年汉斯·盖革和恩斯特·马斯登（Jishi.Y）在欧内斯特·卢瑟福指导于英国曼彻斯特大学做的一个著名物理实验。【α粒子为氦原子核，自然界中同种电荷相排斥，异种电荷相吸引】
实验用准直的α射线轰击厚度为微米的金箔，发现绝大多数的α粒子都照直穿过薄金箔，偏转很小，但有少数α粒子发生角度比汤姆孙模型所预言的大得多的偏转，大约有1/8000的α粒子偏转角大于90°，甚至观察到偏转角等于150°的散射，称大角散射，更无法用汤姆森模型说明。1911年卢瑟福提出原子的有核模型（结构模型），与正电荷联系的质量集中在中心形成原子核，电子绕着核在核外运动，由此导出α粒子散射公式，说明了α粒子的大角散射。卢瑟福的散射公式后来被盖革和马斯登改进了的实验系统地验证。根据大角散射的数据可得出原子核的半径上限为米，此实验开创了原子结构研究的先河。这个实验推翻了J.J.汤姆森在1903年提出的原子的葡萄干圆面包模型，认为原子的正电荷和质量联系在一起均匀连续分布于原子范围，电子镶嵌在其中，可以在其平衡位置作微小振动，为建立现代原子核理论打下了基础。
(1)完成下列表格的问题：
现象 根据现象做出合理猜想或假设
a.绝大部分α粒子能穿越金箔； 说明______；
b.少部分α粒子发生偏转； 说明______；
c.极少数α粒子被反弹回来； 说明______。
综上所述：得出原子是______结构的结论。
(2)下列说法正确的______。
A．α离子散射实验是卢瑟福自己独立完成的
B．根据大角散射的数据可得出原子核的半径上限为米，此实验开创了原子结构研究的先河
C．卢瑟福在1903年提出的原子的葡萄干圆面包模型
D．卢瑟福更新了原子结构
【答案】(1) 原子内部空间很大 原子核带正电 原子核质量很大 核式/有核
(2)BD
【详解】（1）大多数α粒子不改变方向就可以顺利穿过，是因为原子内部有较大的空间，故填写：原子内部空间很大；
有少部分α粒子发生偏转，是因为原子内部有带正电荷的微粒，与氦原子核所带电性相同，相互排斥，故填写：原子核带正电；
极少数α粒子被反弹回来，是因为原子核质量很大，α粒子撞上了原子核，被反弹回去，故填写：原子核质量很大；
综上所述：得出原子是核式（有核）结构的结论，故填写：核式或有核。
（2）A.由题干可知，α粒子散射实验是1909年汉斯·盖革和恩斯特·马斯登（Jishi.Y）在欧内斯特·卢瑟福指导于英国曼彻斯特大学做的一个著名物理实验，故选项说法错误，不符合题意；
B.由题干可知，根据大角散射的数据可得出原子核的半径上限为米，此实验开创了原子结构研究的先河，故选项说法正确，符合题意；
C.由题干可知，J.J.汤姆森在1903年提出的原子的葡萄干圆面包模型，故选项说法错误，不符合题意；
D.卢瑟福更新了原子结构，故选项说法正确，符合题意；
故填写：BD。
3．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，汤姆孙发现原子内有带负电荷的微粒，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粒子带正电且质量远远大于电子)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；且有极少数α粒子的偏转角度超过90°，有个别几乎达到180°，像是被金箔反弹回来了。由此卢瑟福提出原子的大部分质量集中到了一个“很小的结构”上。
(1)汤姆孙的实验中，带负电的微粒是______。
(2)科学家对原子结构的探究经历了三个过程，通过α粒子散射实验，你认为原子结构为如图中的______(填字母)。
A． B． C．
(3)下列关于图中原子的说法正确的是______(填字母)。
A．原子中微粒a、c的数目一定相等
B．原子的质量主要集中在b和c
C．原子中微粒b、c的数目一定相等
D．所有原子都含有微粒b
【答案】(1)电子
(2)B
(3)AB
【详解】（1）汤姆孙发现原子内有带负电荷的微粒，根据原子的构成可知，带负电的微粒是电子；
（2）由材料三可知，卢瑟福通过α粒子散射实验提出原子的大部分质量集中到了一个“很小的结构”上，可推出原子结构模型为B；
（3）在原子中，质子带正电，中子不带电，电子带负电，则图中a为电子、b为中子、c为质子；
A、在原子中，质子数=电子数，则原子中微粒a、c的数目一定相等，说法正确，符合题意；
B、原子的质量主要集中在原子核上，原子核由中子和质子构成，则原子的质量主要集中在b和c，说法正确，符合题意；
C、原子中质子、中子的数目不一定相等，如氢原子的质子数为1，但氢原子中不含有中子，说法错误，不符合题意；
D、并非所有原子都含有中子，如氢原子中不含有中子，说法错误，不符合题意。
故选：AB。
4．原子结构的探究经历了漫长的过程。1910年英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子轰击金箔实验。图1是卢瑟福用α粒子轰击金箔的现象示意图，请结合现象分析原子内部结构。
(1)大多数α粒子不改变原来的运动方向，原因是___________。
(2)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)科学家对原子结构的探究经历了三个过程，通过a粒子散射实验，你认为原子结构为如图2中的___________(填字母)。
(4)图3为___________(填名称)原子结构模型的示意图。下列关于原子说法正确的有___________(填字母)。
A．原子中微粒a、c数目一定相等
B．原子的质量主要集中在b和c
C．原子中微粒b、c的数目一定相等
D．微粒c数目决定原子核电荷数
【答案】(1)原子核外有较大空间或原子内部有较大空间
(2)原子核
(3)C
(4) 碳 ABD
【详解】（1）原子核居于原子中心，和原子相比较非常小，在原子核外有较大的空间，因此大多数a粒子不改变原来的运动方向；
（2）若原子质量、正电荷在原子内均匀分布，则极少数a粒子就不会发生大角度散射而是被直接弹回；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“指的是原子核，因为原子的质量主要集中在原子核上；
（3）通过a粒子散射实验，说明原子结构为图2中的C，因为C中原子核外有很大的空间；
（4）由原子的构成可知，图中粒子a表示的微粒是电子，在原子中质子数等于电子数，该原子的核外有6个电子，则该原子核内有6个质子，故是碳原子结构模型的示意图；
A、a是核外电子，c是核内质子，所以在原子中a和c的数目一定相等，选项说法正确；
B、原子的质量主要集中原子核上，原子核由质子和中子构成，所以原子的质量主要集中在b和c上，选项说法正确
C、b是核内中子，c是核内质子，质子数不一定等于中子数，所以在原子中b和c的数目不一定相等，选项说法错误；
D、决定元素化学性质的是最外层电子数，所以决定元素化学性质的是最外层上a的数目，选项说法正确；
故选ABD。
5．原子结构的探究经历了漫长的过程。1910年英国科学家卢瑟福进行了著名的粒子轰击金箔实验。下图是卢瑟福用粒子轰击金箔的实验装置及现象示意图，请结合现象分析原子内部结构。
(1)若原子质量、正电荷在原子内均匀分布则少数粒子就_______（填“会”或“不会”）发生大角度偏转。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”，这里“很小的结构”指的是_______。极少数粒子被反射回来能说明原子具有的结构是_______、_______。
(2)科学家对原子结构的探究经历了多个过程，建立了多种模型。通过粒子散射实验，卢瑟福建立的原子结构模型为右侧中的_______（填字母）。
A． B． C． D．
(3)从原子结构模型建立的过程中，我们发现_______（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．卢瑟福原子模型的建立，使人们对原子结构的认识达到了完美的境界
D．人类借助模型的建立，对原子的认识逐渐接近本质
【答案】(1) 不会 原子核 原子核的质量很大 体积很小
(2)C
(3)ABD
【详解】（1）如果原子质量、正电荷在原子内均匀分布则极少数α粒子就不会发生大角度偏转而是直接被弹回，所以原子的大部分质量集中到了一个很小的结构，这里“很小的结构”指的是原子核。
极少数α粒子被反弹了回来，说明原子核的质量很大，体积很小；
（2）科学家对原子结构的探究经历了三个过程，通过α粒了散射实验，原子由原子核和核外电子构成，原子核外有较大的空间，原子结构为C；
（3）A、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正确；
B、模型在科学研究中起着很重要的作用，故B正确；
C、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C不正确；
D、人类借助模型的建立，对原子的认识逐渐接近本质，故D正确；
故选：ABD。
6．下图是某化学反应的微观模拟图，根据图示回答下列问题。
(1)在丙图中将相关粒子图形补充完整___________。
(2)甲图中的物质属于___________(填“纯净物”“混合物”)，理由是___________。
(3)此变化前后未发生变化的粒子是___________(填名称)。
【答案】(1)
(2) 混合物 甲图中的物质由两种物质组成（或由不同分子构成）
(3)氢原子、氮原子
【详解】（1）
根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变，在丙图中应补充一个氨分子。故填：。
（2）甲图中的物质属于混合物，理由是甲图中的物质由两种物质组成或由不同分子构成。故填：混合物；甲图中的物质由两种物质组成（或由不同分子构成）。
（3）由微观模拟图可知，此变化前后未发生变化的粒子是氢原子、氮原子。故填：氢原子、氮原子。
7．如图是电解水中水分子分解过程示意图，
（1）反应前有_____种分子，属于_____（纯净物、混合物）；
（2）由该反应知：化学变化中_____可分_____不可再分；同时说明化学变化的实质是_____ ；
（3）请写出该反应的符号表达式：_____________________________
【答案】 一/1 纯净物 分子 原子 在化学变化中，分子可分为原子，原子重新组合为新的分子
【详解】（1）由图示可知，反应前有一种分子，即由一种物质组成，属于纯净物；
（2）由图可知，该反应中，水分子分为氢原子和氧原子，每2个氢原子结合为1个氢分子，每2个氧原子结合为1个氧分子，故化学变化中分子可分，原子不可分，同时说明化学反应的实质是：在化学变化中，分子分为原子，原子重新组合为新的分子；
（3）由图可知，该反应为水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，该反应的符号表达式为：。
8．“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。
9．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。
10．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。
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