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第3課時(shí)　構(gòu)成物質(zhì)的微觀粒子
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一、分子運(yùn)動(dòng)論(a)
1．物質(zhì)由微觀粒子——分子(或原子、離子)構(gòu)成。
2．分子不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)(熱運(yùn)動(dòng))，宏觀表現(xiàn)為擴(kuò)散。固體、液體、氣體都存在擴(kuò)散現(xiàn)象。
3．分子之間存在空隙，如一定體積的酒精和水混合，混合后的體積小于兩者的總體積。
4．分子之間存在相互作用力，包括引力和斥力。常溫下，針筒內(nèi)空氣體積不易壓縮也不易增大，就是因?yàn)榉肿娱g存在相互作用力。
【知識(shí)拓展】
1．黃豆和芝麻混合實(shí)驗(yàn)屬于運(yùn)用類比的方法幫助理解分子間有空隙；酒精和水混合后的總體積小于兩者體積之和屬于運(yùn)用轉(zhuǎn)換的方法把微觀的分子間空隙轉(zhuǎn)換為宏觀的現(xiàn)象。
2．溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越快，宏觀擴(kuò)散也越快。反之，分子運(yùn)動(dòng)越快，物體的溫度也越高。
3．氣體能保持一定的體積是因?yàn)闅怏w分子之間存在引力和斥力，兩者達(dá)到平衡后，就能保持一定的間距，也就使氣體保持了一定的體積。
二、構(gòu)成物質(zhì)的三種微粒(a)
物質(zhì)構(gòu)成：物質(zhì)是由__分子__、__原子__或__離子__構(gòu)成的。
1．由分子構(gòu)成的物質(zhì)：①某些化合物：CO2、NH3、CH4等；②某些氣態(tài)單質(zhì)：H2、O2、Cl2等。
2．由原子構(gòu)成的物質(zhì)：①所有的金屬單質(zhì)：Mg、Zn、Ag、Cu、Fe、Ba等；②一些非金屬單質(zhì)：C、Si等；③稀有氣體：He、Ne、Ar等。
3．由離子構(gòu)成的物質(zhì)：如HCl、NaOH、CuSO4等各種酸、堿、鹽。
4．(1)常見的離子：K＋、Ca2＋、Na＋、Mg2＋、Zn2＋、Al3＋、Fe3＋、Fe2＋、Ag＋、H＋、NH、Cl－、O2－、S2－、SO、CO、NO、OH－、PO等。
(2)常見的帶電原子團(tuán)：硝酸根：NO；氫氧根：OH－；碳酸根：CO；硫酸根：SO；銨根：NH。
三、原子的結(jié)構(gòu)(a)
1．原子結(jié)構(gòu)模型在歷史上的發(fā)展過程
道爾頓(提出近代原子學(xué)說)：鉛球模型(或?qū)嵭那蚰Ｐ?。
湯姆生(發(fā)現(xiàn)電子)：西瓜模型(或葡萄干面包模型)。
盧瑟福(發(fā)現(xiàn)原子核)：核式結(jié)構(gòu)模型(或行星模型)。
玻爾：分層模型。
2．原子的結(jié)構(gòu)
原子
質(zhì)子、中子由__夸克__構(gòu)成。
3．相對(duì)原子質(zhì)量：是以一個(gè)碳－12原子質(zhì)量的1/12作為標(biāo)準(zhǔn)，其他原子的質(zhì)量與它相比較所得的比值。原子的相對(duì)質(zhì)量沒有具體的質(zhì)量單位。一般情況下，相對(duì)原子質(zhì)量＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)。
4．同位素指質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同種元素。如C和C等。
四、組成物質(zhì)的元素(b)
元素是具有相同__核電荷數(shù)__(即__質(zhì)子數(shù)__)的一類原子的總稱。
物質(zhì)的元素組成：
1．物質(zhì)組成：物質(zhì)都是由__元素__組成的。
2．單質(zhì)和化合物
①單質(zhì)：由__同種__元素組成的純凈物；
②化合物：由__不同種__元素組成的純凈物。
3．元素符號(hào)的意義
①宏觀：宏觀上表示一種元素；
②微觀：微觀上表示該種元素的一個(gè)__原子__；
③物質(zhì)：由__原子__構(gòu)成的物質(zhì)也表示該種物質(zhì)。
4．元素符號(hào)周圍數(shù)字的含義
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【知識(shí)拓展】
1．元素是宏觀概念，只講種類，不講個(gè)數(shù)；而原子、分子、離子是微觀概念，既講種類也講個(gè)數(shù)。
2．由同種元素組成的物質(zhì)不一定是單質(zhì)，也可能是混合物，如O2和O3混合，雖然只有一種氧元素，但它是混合物。
3．化合物和混合物不能相混淆，化合物屬于純凈物。空氣、溶液、合金等都是常見的混合物。冰水混合物屬于純凈物。
五、化合價(jià)(b)
1．化合價(jià)是用來表示不同原子構(gòu)成分子時(shí)，各種原子的個(gè)數(shù)，也是元素的一種化學(xué)性質(zhì)。有正價(jià)與負(fù)價(jià)之分。
2．化合價(jià)的表示方法：在元素符號(hào)正上方標(biāo)出化合價(jià)。符號(hào)在前，數(shù)字在后。若數(shù)字為1時(shí)，不能省略。
3．元素符號(hào)正上方的數(shù)字的含義：表示某元素在化合物中的化合價(jià)。
4．元素化合價(jià)與離子的關(guān)系：
①元素(或原子團(tuán))的化合價(jià)的數(shù)值＝離子帶的電荷數(shù)。
②元素化合價(jià)的符號(hào)與離子帶的電性一致。
5．化合價(jià)的規(guī)則：在化合物中所有元素化合價(jià)的代數(shù)和為零。
六、化學(xué)式表示的意義(c)
宏觀：宏觀上既可表示某種物質(zhì)，又可表示某物質(zhì)的元素組成。
微觀：微觀上既可表示某種物質(zhì)的一個(gè)分子，又可表示某物質(zhì)微粒的原子構(gòu)成。
量的意義：
①表示物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量；
②表示組成物質(zhì)的元素的質(zhì)量比；
③表示組成物質(zhì)的某種元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
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類型一　分子運(yùn)動(dòng)論
典例1 [2019·杭州余杭區(qū)模擬]科學(xué)家用單個(gè)分子制成了“納米車”(如圖)，它能在人工操縱下運(yùn)輸藥物分子到病源處釋放以殺死癌細(xì)胞。下列有關(guān)“納米車”的說法正確的是(　D　)
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圖3－1
A．“納米車”的研制成功說明分子要在人為外力作用下才能運(yùn)動(dòng)
B．“納米車”分子不是由原子構(gòu)成的
C．“納米車”運(yùn)輸藥物分子的過程是肉眼可以直接看見的
D．“納米車”研制成功說明在一定條件下人可以控制分子運(yùn)動(dòng)
跟蹤訓(xùn)練1 [2019·義烏調(diào)研]科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，世界上沒有兩片雪花(如圖)的形狀完全相同。
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圖3－2
下列相關(guān)說法正確的是(　C　)
A．一片雪花由一個(gè)水分子構(gòu)成
B．不同雪花中，水分子化學(xué)性質(zhì)不相同
C．雪花融化時(shí)，水分子之間的間隔發(fā)生變化
D．在雪花的形成過程中，水分子由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止
類型二　構(gòu)成物質(zhì)的微粒
典例2 [2019·杭州]據(jù)報(bào)道，“火星快車”號(hào)探測(cè)器在火星大氣層中發(fā)現(xiàn)了一種二氧化碳分子，它的化學(xué)式可表示為：C16O18O(元素符號(hào)左上角的數(shù)字代表該原子中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和)。回答：
(1)18O中的質(zhì)子數(shù)是__8__，中子數(shù)是__10__。
(2)相同分子數(shù)的C16O2和C16O18O，分別與足量CaO化合全部轉(zhuǎn)化為CaCO3，生成CaCO3的質(zhì)量前者_(dá)_小于__后者(選填“大于”“小于”或“等于”)。
【解析】 (1)18O中的質(zhì)子數(shù)為8，中子數(shù)為18－8＝10。(2)1個(gè)C16O2分子比1個(gè)C16O18O分子少兩個(gè)中子，相同分子數(shù)的C16O2的質(zhì)量比C16O18O小，所以化合生成CaCO3的質(zhì)量前者小于后者。
跟蹤訓(xùn)練2 [2019·衢州一模]如圖為某原子結(jié)構(gòu)模型的示意圖，其中a、b、c是構(gòu)成該原子的三種不同粒子，下列說法中正確的是(　A　)
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圖3－3
A．原子中a與c的數(shù)目一定相同
B．原子中b與c的數(shù)目一定相同
C．決定該原子種類的粒子是b
D．原子的質(zhì)量集中在a和c上
類型三　原子結(jié)構(gòu)的發(fā)展史
典例3 探究原子結(jié)構(gòu)的奧秘：1803年英國科學(xué)家道爾頓提出了近代原子學(xué)說，他認(rèn)為一切物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，這些原子是微小的不可分割的實(shí)心球。1911年，英國科學(xué)家盧瑟福用一束平行高速運(yùn)動(dòng)的α粒子(α粒子是帶兩個(gè)單位正電荷的氦原子核)轟擊金箔(金原子的核電荷數(shù)為79，相對(duì)原子質(zhì)量為197)時(shí)，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)α粒子能穿透金箔，而且不改變?cè)瓉淼倪\(yùn)動(dòng)方向，但是也有一小部分α粒子改變了原來的運(yùn)動(dòng)路徑，甚至有極少數(shù)的α粒子好像碰到了堅(jiān)硬不可穿透的質(zhì)點(diǎn)而被彈了回來(如圖)。
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圖3－4
(1)若原子質(zhì)量、正電荷在原子內(nèi)均勻分布，則極少數(shù)α粒子就__不會(huì)__(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生大角度散射。盧瑟福所說的“極少數(shù)的α粒子好像碰到了堅(jiān)硬不可穿透的質(zhì)點(diǎn)而被彈了回來”中的“質(zhì)點(diǎn)”指的是__原子核__。
(2)絕大多數(shù)α粒子穿過后方向不變，說明__A__(填字母)。
A．原子內(nèi)部絕大部分空間是空的
B．原子的質(zhì)量是均勻分布的
(3)金原子的核外電子數(shù)為__79__，中子數(shù)為__118__。
(4)從原子結(jié)構(gòu)模型建立的過程中，我們發(fā)現(xiàn)__ABD__(填字母)。
A．科學(xué)模型的建立是一個(gè)不斷完善、不斷修正的過程
B．模型在科學(xué)研究中起著很重要的作用
C．玻爾的原子模型建立，使人們對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)達(dá)到了完美的境界
D．人類借助模型的建立，對(duì)原子的認(rèn)識(shí)逐漸接近本質(zhì)
跟蹤訓(xùn)練3 [2019·嘉興押題]原子結(jié)構(gòu)模型發(fā)展是指從1803年道爾頓提出的第一個(gè)原子結(jié)構(gòu)模型開始，經(jīng)過一代代科學(xué)家不斷地發(fā)現(xiàn)和提出新的原子結(jié)構(gòu)模型的過程。請(qǐng)問第一次提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型的科學(xué)家是(　C　)
A．湯姆生 B．玻爾
C．盧瑟福 D．查德威克
類型四　物質(zhì)的宏觀組成和微觀構(gòu)成
典例4 [2019·金華麗水]思維導(dǎo)圖有助于建構(gòu)知識(shí)，如圖是小金建立的有關(guān)物質(zhì)宏觀組成和微觀構(gòu)成的思維導(dǎo)圖，其中“▲”應(yīng)填入的是(　A　)
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圖3－5
A．原子 B．中子
C．電子 D．質(zhì)子
【解析】 由圖示可知“▲”可以組成物質(zhì)、構(gòu)成分子、轉(zhuǎn)變成離子，所有同種“▲”總稱為元素，因此“▲”為原子。
跟蹤訓(xùn)練4 [2018·金華麗水]如圖是微信熱傳的“苯寶寶表情包”，苯(化學(xué)式C6H6)、六氯苯(化學(xué)式C6Cl6)都是重要的化工原料，下列有關(guān)說法正確的是(　B　)
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圖3－6
A．苯分子由碳、氫兩種元素組成
B．苯中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于10%
C．六氯苯中碳氯兩種元素的質(zhì)量比為1∶1
D．六氯苯由6個(gè)碳原子和6個(gè)氯原子構(gòu)成
【解析】 苯分子由碳原子和氫原子構(gòu)成；六氯苯中碳氯兩種元素的質(zhì)量比為24∶71；六氯苯由碳元素和氯元素組成。
類型五　化學(xué)用語
典例5 [2019·寧波模擬]下列化學(xué)符號(hào)中數(shù)字“2”表示的意義正確的是(　A　)
A．Mg2＋：一個(gè)鎂離子帶2個(gè)單位正電荷
B．CO2：二氧化碳?xì)怏w中含有2個(gè)氧原子
C．2H：2個(gè)氫元素
D．CO：氧化鈣的化合價(jià)為＋2價(jià)
跟蹤訓(xùn)練5 [2019·杭州下城區(qū)二模改編]下列化學(xué)符號(hào)中數(shù)字“2”表示的意義，正確的是(　C　)
A．CO2：表示二氧化碳中含有2個(gè)氧元素
B．M：表示一個(gè)鎂離子帶2個(gè)單位正電荷
C．2Cu：表示2個(gè)銅原子
D．S2－：表示硫元素化合價(jià)為－2價(jià)
類型六　根據(jù)化學(xué)式計(jì)算
典例6 [2018·蘭州]蘋果中富含蘋果酸，具有增強(qiáng)消化，降低有害膽固醇等作用，蘋果酸的分子式為C4H6O5，請(qǐng)計(jì)算：
(1)蘋果酸的相對(duì)分子質(zhì)量是__134__。
(2)蘋果酸中碳、氫、氧三種元素的質(zhì)量比是__24∶3∶40__(最簡(jiǎn)整數(shù)比)。
(3)13.4g蘋果酸中含C元素質(zhì)量多少克？(寫出計(jì)算過程)。
【答案】 13.4g蘋果酸中含C元素質(zhì)量為13.4g××100%＝4.8g。
【解析】 (1)蘋果酸的相對(duì)分子質(zhì)量為12×4＋1×6＋16×5＝134。(2)蘋果酸中碳、氫、氧三種元素的質(zhì)量比是(12×4)∶(1×6)∶(16×5)＝24∶3∶40。
跟蹤訓(xùn)練6 [2019·溫州二模]胞嘧啶(C4H5N3O)是 DNA 的水解產(chǎn)物之一，如圖表示各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其中表示氧元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的是(　A　)
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圖3－7
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
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1．[2019·湖州]2019年是化學(xué)元素周期表誕生150周年。聯(lián)合國宣布今年為“國際化學(xué)元素周期表年”。根據(jù)化學(xué)元素周期表我們無法得知的是某元素(　B　)
A．一個(gè)原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)
B．一個(gè)原子的質(zhì)量
C．一個(gè)原子的核外電子數(shù)
D．是金屬還是非金屬元素
【解析】 從元素周期表中只能查到一個(gè)原子的相對(duì)原子質(zhì)量，無法得知一個(gè)原子的真實(shí)質(zhì)量。
2．[2019·臺(tái)州]高氯酸鉀(化學(xué)式為KClO4)是煙花中常用的氧化劑，可增加煙花的亮度。高氯酸鉀中氯元素的化合價(jià)為(　D　)
A．－7 B．－1
C．＋5 D．＋7
【解析】 K元素在化合物中通常顯＋1價(jià)，O元素在化合物中通常顯－2價(jià)，根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)的代數(shù)和為零，設(shè)KClO4中Cl元素的化合價(jià)為x，則＋1＋x＋(－2)×4＝0，解得x＝＋7。
3．[2019·諸暨押題改編]中科院的全超導(dǎo)的“人造太陽”——托克馬克核聚變?cè)囼?yàn)裝置的調(diào)試運(yùn)行成功，使我國在該領(lǐng)域的研究處于世界前列。氘和氚是核聚變的原料(氘、氚原子核內(nèi)都只有1個(gè)質(zhì)子，但含不同數(shù)目的中子)，聚變發(fā)生后，氘、氚原子核轉(zhuǎn)變?yōu)楹ぴ雍恕８鶕?jù)以上敘述，下列說法正確的是(　C　)
A．氦原子中只有1個(gè)質(zhì)子
B．氘原子和氚原子屬于不同元素
C．氘原子和氚原子的電子數(shù)相同
D．氘原子和氚原子的相對(duì)原子質(zhì)量相同
4．[2019·臨海三門溫嶺模擬]國家大劇院主體建筑表面安裝了近2萬塊鈦(Ti)金屬板。已知Ti原子核內(nèi)有22個(gè)質(zhì)子，則下列敘述正確的是(　C　)
A．TiO2中含有氧分子
B．Ti4＋核外有26個(gè)電子
C．Ti可以表示一個(gè)鈦原子
D．CaTiO3屬于金屬氧化物
5．[2019·平陽模擬]盧瑟福利用帶正電的α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)研究原子結(jié)構(gòu)，下述能正確反映α粒子經(jīng)過原子核附近的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的示意圖是(　D　)
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6．[2019·浦江模擬]小蔡家中的一瓶煤氣用完了，發(fā)現(xiàn)瓶中還有極少殘留物，有蒜臭味，查資料得知：燃料公司加入了一定量的乙硫醇(化學(xué)式為C2H6S)，其易揮發(fā)，有蒜臭味，人對(duì)該氣味極其敏感。下列有關(guān)乙硫醇的說法不正確的是(　A　)
A．乙硫醇的相對(duì)分子質(zhì)量為62g
B．乙硫醇中C、H、S三種元素的質(zhì)量比是12∶3∶16
C．乙硫醇中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是51.6%
D．在管道煤氣中添加微量乙硫醇，目的是及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤氣泄漏
7．食醋是廚房中常用的一種調(diào)味品，其中含有少量醋酸，醋酸是一種酸性較弱的有機(jī)酸。下列有關(guān)醋酸的說法不正確的是(　D　)
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圖3－8
A．醋酸分子是由碳、氫、氧三種原子構(gòu)成的
B．醋酸中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%
C．醋酸是由碳、氫、氧三種元素組成的
D．醋酸是由2個(gè)碳原子、4個(gè)氫原子和2個(gè)氧原子構(gòu)成的
【解析】 根據(jù)醋酸分子結(jié)構(gòu)模型，可知一個(gè)醋酸分子由2個(gè)碳原子、4個(gè)氫原子和2個(gè)氧原子構(gòu)成，醋酸的化學(xué)式可表示為C2H4O2。由醋酸的化學(xué)式可知，碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%＝40%。
8．[2019·寧波北侖區(qū)校級(jí)二模]已知一個(gè)SO2分子的質(zhì)量為n kg，一個(gè)SO3分子的質(zhì)量為m kg(假設(shè)兩種分子中都具有相同的硫原子和氧原子)，若以一個(gè)硫原子質(zhì)量的1/32作為標(biāo)準(zhǔn)，則可計(jì)算出SO2的式量為(　C　)
A. B.
C. D.
【解析】 由題可得，一個(gè)氧原子的質(zhì)量為(m－n)kg，則一個(gè)硫原子的質(zhì)量為n－2(m－n)＝(3n－2m)kg；題中以一個(gè)硫原子的1/32作為標(biāo)準(zhǔn)，則SO2的式量為＝。
9．[2019·諸暨押題]我國“化學(xué)”一詞最早出于《化學(xué)鑒原》(1871年)，該書把一種元素翻譯為“矽(Xi)”。在地殼里，“矽”的含量在所有元素含量中占第二位。請(qǐng)回答：
(1)“矽”元素現(xiàn)在的名稱：__硅__。
(2)“矽”元素的氧化物的化學(xué)式：__SiO2__。

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