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九年级化学人教版上册

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第三单元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

学习和理解“物质的组成与结构”，有助于形成基于元素和分子、原子认识物质及其变化的视角，建立认识物质的宏观视角和微观视角之间的联系。【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】任务一:探究构成物质的微观粒子1.物质是由分子、原子等微观粒子构成的，如水是由

构成的，铁是由

构成的，氯化钠是由

构成的。

2.化学学科上，微观粒子的特征有:(1)

和

都很小;(2)分子总是在不断

;(3)分子之间存在

。物理课上我们知道一切物质的分子都在不停地

，这种无规则的运动叫分子的

。物体温度越高，分子运动

。浓氨水使酚酞溶液变水分子铁原子钠离子和氯离子质量体积运动着间隔做无规则运动热运动越剧烈红是

变化，二氧化氮气体和硫酸铜溶液的扩散实验是

变化。不同学科探究微观粒子的运动特点都是基于客观事实，并将肉眼不能直接观察到的分子等微观粒子通过宏观的实验现象表现出来。

3.探究微观粒子需要观念、知识和方法的继承与创新，离不开科学仪器和实验技术的改进和突破。查阅资料，了解微观粒子基础研究领域的新技术和新方法。_________________________________________

。

化学物理

粒子加速器、粒子探测器、散射实验、显微镜技术(电子显微镜、光学显微镜)等【课堂练习1】1.(2024河南)分子、原子、离子都是构成物质的微观粒子。下列物质由离子构成的是( )A.H2O

B.CuSO4

C.C60

D.CH4B任务二:认识模型在探索物质组成与结构中的作用1.请根据元素、分子、原子(包括原子核、核外电子等)与物质的层次关系，补充下图，①

;②

;③

;④

。

元素离子原子核中子【课堂练习2】2.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，经历了漫长的探索过程。(1)原子的构成:汤姆孙、卢瑟福等科学家都是根据实验证据进行推理，再用原子模型来表征原子的内部结构。①汤姆孙之前，科学家对原子的认识是原子是构成物质的最小粒子，不可再分。1897年，汤姆孙在实验中发现所有原子都能释放出一种带负电的粒子，这种粒子就是

。

电子②1911年物理学家卢瑟福用带正电的α粒子轰击金属箔，实验发现:多数α粒子穿过金属箔后仍保持原来的运动方向，极少数α粒子发生了较大角度的偏转。根据该实验，卢瑟福提出原子内部存在一个体积很小且带正电的

。

(2)分子的构成:十九世纪初，科学家们提出早期的分子学说，部分观点如下:观点1:一切物质都是由分子构成的，分子是由原子构成的。观点2:单质分子由相同种类原子构成，化合物分子由不同种类原子构成。观点3:分子不能用物理方法分割，化学方法可使它解离。质子观点4:分子质量等于组成它的原子质量总和。根据以上材料回答问题:①按现代分子理论，观点1是否正确?

(填“是”或者“否”)，并举例说明:

。

②根据观点2，图中表示单质的是

(“”和“”分别表示不同类的原子)。否铁是由铁原子构成的C③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。结合观点3，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

。

水分子O、HH2OH2+O2

ABC任务三:以水为例梳理物质组成与结构的认识思路【查阅资料】了解科学家发现水的组成的历程。氧气的发现可以追溯到18世纪70年代，当时英国化学家普利斯特里通过实验首次确认了氧气的存在。他的实验为后续对氧气性质的研究奠定了基础。氢气的发现归功于英国科学家卡文迪什。卡文迪什通过实验发现了氢气，并确定了其基本性质，如比空气轻、不溶于水等。他的研究为理解氢气的化学性质提供了重要依据。

关于水的组成，卡文迪什和普利斯特里都在1781年通过实验得出了水是由氢气和氧气化合而成的结论。然而，是法国化学家拉瓦锡在1782年明确提出了水是氢和氧的化合物的正确结论，这一发现纠正了长期以来将水视为元素的认识错误。

这些发现不仅揭示了自然界中一些基本物质的本质属性，而且为后来的化学研究和工业应用奠定了坚实的基础。特别是拉瓦锡的贡献，他通过精确的实验和分析，确立了水的化学组成，对化学科学的发展产生了深远的影响。【课堂练习3】3.(2023东营期末)阅读下列材料，回答相关问题。

自古以来，人们认为水是组成世间万物的一种元素，不可再分。

18世纪中叶，英国化学家普利斯特里用锌(Zn)加入稀硫酸(H2SO4)中制得“可燃空气”，将“可燃空气”与空气混合点燃，发现容器内壁上出现了水雾。1781年，英国化学家卡文迪什证实了普利斯特里的发现，并用纯氧代替空气，证明试管中生成的液体确实是水，还确认了2体积“可燃空气”与1体积氧气恰好化合成水。得出水是一个“结合物而不是简单元素”。1782~1783年，法国化学家拉瓦锡将水加热成蒸气通过灼热的铁管，一段时间后，在出口处收集到一种可燃性气体，实验后称量发现水的质量减少，铁管变为黑色，质量增加，经研究证明黑色固体为四氧化三铁，装置示意图如图所示。至此，水不是单一元素物质，而是由氢、氧两种元素组成的观点得到了化学界公认。1800年，英国化学家尼科尔森通过用伏打电池在常温下对水进行通电分解，得到氢气和氧气，再次确认了水的组成。(1)在点燃普利斯特里制得的“可燃空气”前要先

。

(2)写出文中1782~1783年法国化学家拉瓦锡所做实验的文字表达式

。

(3)写出英国化学家卡文迪什实验的符号表达式

。验纯铁+水

四氧化三铁+氢气H2+O2H2O(4)如图是水分解的微观示意图。在水分子分解过程中，粒子运动的先后顺序是

(填序号)。①②③(5)在整个发现过程中，科学家利用了“分合”思想证明了水的组成。下面实验中属于“分”思想的是

(填编号)。

①氢气燃烧实验②水通电实验③铁管实验②③素养提升4.学习了原子结构的相关知识后，小英幻想自己变成能进入到原子中的微粒，写了如下短文:进入钠原子，我发现:a.钠原子是由原子核和核外电子构成的;b.和原子相比，原子核的体积竟然那么小;c.电子在核外不同的区域高速运动，能量越高的电子离核越远;d.我数了数，质子和电子的数目居然是一样的;e.我试着去搬动它们，发现质子、中子、电子的质量都差不多;f.金属钠在空气中燃烧时，钠原子的原子核没有发生变化。小英对原子结构的认识有些是错误的，指出文中有错误的一句是

(填序号)，正确的说法是____________________________________

(1)19世纪以前，人们一直以为原子是不可分的，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。(2)1897年，

通过实验发现了带负电的电子，他推测原子中还有带正电的物质，他推测的依据是

。

e质子和中子质量差不多,都比电子大得多汤姆孙原子呈电中性(或原子不显电性)(3)19