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跨学科实践活动 02 制作模型并展示科学家探索物质组成与
结构的历程
本实践活动与“物质的组成和构成”知识内容紧密相连，主要包含以下3个活动任务：任务一 探
究构成物质的微观粒子；任务二 认识模型在探索物质组成与结构中的作用；任务三 以水为例梳理物
质组成与结构的认识思路。中考的命题也是围绕这几个活动任务为命题情境，以化学学科知识如物质
是由微观粒子构成的、物质的组成等为命题落脚点。在选择题和填空题、探究题中均有所涉及。
1．（24-25九年级上·安徽淮北·期中）兴趣小组在进行“制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历
程”实践活动时，制作了氯化氢的模型。下列模型可以用来表示“HCl”的是
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】1个HCl分子由1个氢原子、1个氯原子构成，氢原子和氯原子是不同种类的原子，因此图中
可以用来表示“HCl”的模型是 ，故选：D。
2．（17-18九年级上·全国·课后作业）原子结构模型的建立，经过了几代科学家的艰辛努力，直到现在仍
在探索中。其中，行星模型的提出标志着原子结构的现代模型的问世，如图是锂原子结构的行星模型，图
中原子核内有3个质子、4个中子。不能根据原子结构的行星模型得出的结论是（ ）
A．原子始终在做无规则的运动
B．原子核的体积只占整个原子体积的很小部分
C．构成原子核的粒子之间存在一种互相吸引的力
D．原子呈电中性
【答案】A
【详解】A. 原子始终在原子核外围绕原子核高速运动；B. 原子核的体积只占整个原子体积的几千亿
分之一；C. 构成原子核的粒子之间存在一种互相吸引的力，所以能相互构成原子；D. 原子是由位于
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原子中心的原子核和核外电子构成，一个质子带正一个基本单位的正电荷，一个电子带一个单位的带
负电荷，同一原子中，质子数等于核外电子数；故原子呈电中性。选A
3．（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。
4．（24-25九年级上·山西晋城·期中）在化学家探索物质组成与结构的历程中，充满了智慧和坚持不懈的
努力。下列化学家与其研究成果相符的是
A．波义耳——提出原子学说的观点
B．徐寿——研发了多种用于石油化工的催化剂
C．拉瓦锡——设计出新的稀土分离的工艺流程
D．张青莲——精确测定了铟和锑的相对原子质量
【答案】D
【详解】A、道尔顿提出原子学说的观点，故选项错误；
B、我国近代化学的启蒙者徐寿，创造了多种元素的汉语名称，故选项错误；
C、拉瓦锡通过定量实验研究得出空气主要是由氮气和氧气组成，故选项错误；
D、张青莲精确测定了铟和锑的相对原子质量，故选项正确。
故选：D。
5．（2024·青海西宁·中考真题）青海省是我国光伏产业的重要基地之一。硅是光伏产业中应用最广泛的半
导体材料，工业制取高纯硅其中一个反应的微观示意图如下，下列说法正确的是
A．该反应的基本反应类型为置换反应
B．甲物质中硅元素和氯元素的质量比为56:71
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C．参加反应的甲和乙的粒子个数比为1:1
D．甲、乙、丙、丁四种物质都是由分子构成的
【答案】A
【分析】由反应的微观示意图可知，该反应的化学方程式为：SiCl +2H Si+4HCl；
4 2
【详解】A、根据化学方程式可知，该反应为单质和化合物反应生成单质和化合物，属于置换反应，正
确；
B、根据微观粒子图得出，甲为SiCl ，甲物质中硅元素和氯元素的质量比=28:（35.5×4）=14:71，错
4
误；
C、根据化学方程式可知，参加反应的甲和乙的粒子个数比=1:2，错误；
D、丙物质是硅，由硅原子构成，不是由分子构成，错误。
故选A。
6．（2024·山东日照·中考真题）《齐民要术》记载“粟米曲作酢”，“酢”即醋酸。我国科研人员研究出
制取醋酸（ ）的新方法，新方法的反应微观示意图如图所示。下列说法错误的是
A．古法酿醋是用粮食发酵而成，发酵属于物理变化
B．新方法的反应化学方程式：
C．反应前后催化剂的化学性质不变
D．新方法有助于减缓温室效应
【答案】A
【详解】A、发酵过程中，有新物质生成，属于化学变化，故A符合题意；
B、由图可知，该反应为二氧化碳和甲烷在催化剂作用下反应生成CHCOOH，反应的化学方程式为
3
，故B不符合题意；
C、催化剂在化学反应前后化学性质保持不变，故C不符合题意；
D、空气中二氧化碳含量过高会引起温室效应，该反应消耗二氧化碳，则有助于减缓温室效应，故D不
符合题意。
故选A。
7．（2024·山东淄博·中考真题）三氟化氮是微电子工业中一种优良的蚀刻气体，其在一定条件下发生反应
的微观示意图如下，下列说法错误的是
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A．反应物和生成物都是由分子构成的
B．该反应属于分解反应
C．反应前后，氮和氟的化合价都发生了改变
D．反应后生成氮分子和氟分子的个数比为
【答案】D
【分析】由图可知，该反应为NF3在一定条件下生成N 和F，反应的化学方程式为：
2 2
。
【详解】A、由图可知，反应物和生成物都是由分子构成的，该选项说法正确；
B、根据化学方程式可知，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，该选项说法正确；
C、反应物为化合物，生成物为两种单质，则氮、氟元素的化合价均发生了变化，该选项说法正确；
D、根据化学方程式可知，氮分子和氟分子的个数比为1：3，该选项说法错误。
故选D。
8．（2024·江苏宿迁·中考真题）二氧化碳的捕集与综合利用是实现“碳中和”的重要途径。捕集工业废气
中的 并与 反应制甲醇（化学式为 ）的微观示意图如图所示。下列说法错误的是
A．参加反应的 与 的分子个数比为 B．该反应实现了无机物向有机物的转变
C．反应前后原子的种类和数目都不变 D．反应生成的甲醇和氧气的质量比为
【答案】A
【分析】由图可知，该反应为二氧化碳和水在催化剂和加热的条件下反应生成甲醇和氧气，该反应的
化学方程式为： 。
【详解】A、由化学方程式可知，参加反应的二氧化碳和水的分子个数比为：2:4=1:2，符合题意；
B、该反应中，二氧化碳和水均属于无机物，甲醇含碳元素，属于有机物，故该反应实现了无机物向有
机物的转变，不符合题意；
C、根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，不符合题意；
D、反应生成的甲醇和氧气的质量比为： ，不符合题意。
故选A。
9．（2024·四川自贡·中考真题）在一定条件下，某化学反应的微观示意图如图。生成物微粒符号表示正确
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的是
A．H B．OH C．H O D．H O
2 2 2 2
【答案】C
【详解】由反应的微观过程图可知，该反应是4个氢分子与2个氧分子反应生成了4个水分子，反应后
剩余1个氧分子，生成物微粒符号为HO。
2
故选C。
10．（2024·内蒙古包头·中考真题） 的转化利用是实现碳中和的重要途径。如图是 与某种单质反
应的微观示意图。下列说法正确的是
A．乙的化学式为 B．丙属于氧化物
C．该反应类型为复分解反应 D．反应前后分子数目没有改变
【答案】A
【详解】A、化学反应前后元素种类不变，根据图示可知，乙中一定含有氢元素，且乙为单质，所以乙
为氢气，其化学式为 ，故A正确；
B、氧化物是由两种元素组成、且其中一种元素为氧元素的纯净物，而根据图示可知，丙的化学式为
，则丙不属于氧化物，故B错误；
C、复分解反应是两种化合物交换成分生成另外两种化合物的反应，而该反应的反应物中存在单质，不
符合复分解反应的定义，故C错误；
D、根据图示可知，该反应为二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水的过程，其化学方程式为
，根据方程式可知，反应前后的分子数目之比为4：2，分子数目前
后发生变化，故D错误；
故选A。
11．（2011·云南玉溪·中考真题）探究原子结构的奥秘。
【情景提供】19世纪以前，人们一直以为原子是不可分的，直到1887年，汤姆生发现了带负电的电子后，
才引起人们对原子结构模型的探索。
【提出问题】电子带负电，原子不带电，说明原子内存在着带正电荷的部分，它们是均匀分布还是集中分
布的呢？
【进行实验】 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。实验做法如图：
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（1）放射源—放射性物质放出α粒子（带正电荷) ，质量是电子质量的7000倍；
（2）金箔—作为靶子，厚度1um，重叠了3000层左右的原子；
（3）荧光屏—α粒子打在上面发出闪光；
（4）显微镜—通过显微镜观察闪光，且通过360度转动可观察不同角度α粒子的到达情况。
【收集证据】绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子却发生了较大的偏转，
并且有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°，像是被金箔弹了回来。
【猜想与假设】α粒子遇到电子后，就像飞行的子弹碰到灰尘一样运动方向不会发生明显的改变，而结果
却出乎意料，除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上，否则大角度的散射是不可能的。
【解释与结论】
（1）若原子质量、正电荷在原子内均匀分布，则极少数α粒子就 （填“会”或“不会”）发生
大角度散射。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 。
（2）1um金箔包含了3000层金原子，绝大多数α粒子穿过后方向不变，说明 ；
A．原子的质量是均匀分布的 B．原子内部绝大部分空间是空的
（3）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，你认为原子结构为以下的 。
【答案】 不会 原子核 B C
【分析】原子是由原子核和核外电子构成的，原子核体积小，质量大，原子的质量主要集中在原子核
上，原子核外有一个非常大的空间，核外电子围绕原子核作高速运动。
【详解】解释与结论：（1）若原子质量、正电荷在原子内均匀分布，则极少数α粒子就不会发生偏
转，而大多数发生了偏转，说明原子的质量主要集中在原子核上，且正电荷不是均匀分布的；
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
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核；
（2）原子核外有一个非常大的空间，使绝大多数α粒子穿过后方向不变。
故选B；
（3）通过α粒子散射实验，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，说明原子核外有很大的
空间，但是有少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达
到180°，像是被金箔弹了回来，这是因为原子核带正电荷且质量很大，阿尔法粒子也带正电荷，由于
同种电荷相互排斥和阿尔法粒子被质量较大的原子核弹回，故原子结构为C。
12．（2018·内蒙古赤峰·中考真题）质量守恒定律的发现，对化学的发展作出了重要贡献。
（1）通过分别称量下列两组试剂在密闭容器内混合前后的总质量，能验证质量守恒定律的是 （填标
号）。
a．大理石和稀盐酸 b．NaOH溶液和Na SO 溶液
2 4
（2）在足量氧气中点燃镁条的实验过程中，固体质量变化如图一。
①从燃烧条件分析，固体质量在t 前没有发生变化的原因是 。
1
②该反应的化学方程式为 ；
③参加反应的氧气质量为 g。
（3）在一定条件下，A和B反应生成C，微观示意图如图二。回答下列问题：
①一个A分子由 个原子构成；
②C分子中元素的质量比N:O＝ ；
③该反应的化学基本反应类型为 ；
④上述反应中一定发生改变的是 （填标号）。
a．元素种类 b．原子种类 c．分子种类
【答案】 a； 温度未达到金属镁的着火点； 2Mg＋O 2MgO； 1.6； 2；
2
7:16； 化合反应； c
【详解】（1）在验证质量守恒定律时，对于有气体参加或生成的反应，需要在密闭容器内进行，a中大理
石和稀盐酸能反应生成氯化钙、水和二氧化碳，可以用来验证，b中氢氧化钠和硫酸钠不会发生化学反应，
不能用来验证质量守恒定律；（2）从燃烧条件分析，固体质量在t1前没有发生变化的原因是刚开始温度
较低，还没有达到镁条的着火点；发生的反应是镁和氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁，反应的化学方
程式是2Mg＋O 2MgO；参加反应的氧气的质量，即固体增加的质量，为1.6g；（3）根据微观示意图
2
可知一个A分子由2个原子构成；C分子中元素的质量比N:O＝14：32=7：16；该反应是两种物质反应生
成一种物质，属于化合反应；上述反应中一定发生改变的是分子的种类，而元素的种类，原子的种类一定
不变。
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13．（2024·广东广州·中考真题）甲醛是一种重要的化工原料，同时也是一种常见的室内空气污染物。利
用羟基磷灰石【Ca （PO ） OH】可将空气中的甲醛转化为无污染的物质，反应过程的微观示意图如下：
5 4 3
(1)羟基磷灰石在甲醛的转化反应前后质量和化学性质都没有发生变化，羟基磷灰石的作用是 。
(2)甲醛的化学式为 ，上述转化反应的化学方程式为 。
(3)将1.5g甲醛完全转化为无污染的物质，需要消耗氧气的质量为 g。
(4)羟基磷灰石可用机械球磨法制备：将Ca（OH） 和P O 按照一定比例加入到球磨机中，球磨一段时间，
2 2 5
发生反应 。机械球磨法的工作原理如图所示。
①机械球磨的目的是 。球磨过程中常加入一定比例的生石灰用于吸水，发生反应的化学方程式为
。
②按照绿色化学思想，反应物中的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。为使反应
物中的原子全部转化为羟基磷灰石，理论上CaO、Ca（OH） 、P O 作为原料加入的质量比为 。
2 2 5
【相对分子质量：CaO56 Ca（OH） 74 P O 142】
2 2 5
【答案】(1)催化
(2) CH O
2
(3)1.6
(4) 增大反应物的接触面积，加快反应速率 252∶37∶213
【详解】（1）羟基磷灰石在甲醛的转化反应前后质量和化学性质都没有发生变化，说明羟基磷灰石是
该反应的催化剂，其作用是催化。
（2）根据微观示意图，该反应是CHO、O 在羟基磷灰石的催化作用下反应生成CO、HO，所以甲醛
2 2 2 2
的化学式为CHO，该反应的化学方程式为： 。
2
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（3）设需要消耗氧气的质量为x
x=1.6g，故填：1.6。
（4）①反应物的接触面积越大，反应速率越快，所以机械球磨的目的是：增大反应物的接触面积，加
快反应速率。
生石灰（CaO）与水反应生成氢氧化钙，化学方程式为： 。
②为使反应物中的原子全部转化为羟基磷灰石，则理论上CaO、Ca(OH)2、P2O5完全转化为
Ca5(PO4)3OH。根据题目信息，将Ca(OH)2和P2O5按照一定比例加入到球磨机中，球磨一段时间，发
生反应 ，将此化学方程式与 联立，得出总
化学方程式为： ，则理论上CaO、Ca(OH)2、P2O5作为原料加
入的质量比为 。
14．（2020·辽宁沈阳·中考真题）掌握科学的研究方法，探索化学世界的奥秘。
（1）实验是学习化学的重要途径，对比法是一种常用的实验方法。请完成下列实验中的问题：
实验一：探究燃烧的条件
如图所示，为证明燃烧需要可燃物，可用玻璃棒分别蘸取蒸馏水和 ，置于酒精灯火焰上，观察现象。
实验二：探究铁锈性的条件
①试管 （填字母）中的铁钉生锈。
②通过对比试管B、C中的现象，可以得出铁生锈需要与 接触。
（2）在“宏观一微观—符号”之间建立联系，是学习化学特有的思维方式。一氧化碳燃烧的微观模拟示
意图如下所示：
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依据图中所给信息，回答下列问题：
①写出该反应的化学方程式： ，其基本反应类型是 。
②从微观角度分析
a、CO和CO 的组成元素相同，但化学性质不同，其原因是 。
2
b、化学反应前后 不变（写一点）。
（3）比较与归纳是学习化学的重要方法。由碳、氯元素组成的物质种类繁多，烷烃就是其中一类重要的
物质，下表列出了烷烃的一些信息。
…
名称 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷
…
…
化学式 CH C H C H C H C H C H
4 2 6 3 8 4 10 5 12 6 14
…
…
碳元素的质量分数 75.0% 80.0% 81.8% 82.8% 83.3% 83.7%
…
…
1g物质完全燃烧消耗氧气的质量/g 4.00 3.73 3.64 3.59 3.56 3.53
…
分析表中数据，我们可以总结出一些与烷烃相关的变化规律，写出其中的两条：
①随着烷烃分子中碳原子数的增加，碳元素的质量分数逐渐 （填“增大”或“减小”）。
② 。
【答案】 酒精（其他合理答案均可） C O （或空气） 化
2
合反应 分子构成不同（其他合理答案均可） 原子种类（或原子数目）其他合理答案均可
增大 等质量的烷烃完全燃烧时，烷烃中碳元素质量分数越大，消耗氧气的质量越少（其他合理答
案均可）
【详解】(1)用玻璃棒分别蘸取酒精和水放在酒精灯火焰上加热，蘸取酒精的能够燃烧，蘸水的因为不
是可燃物，而不能燃烧，可以证明燃烧需要可燃物，故①空可填酒精；
C试管中铁钉浸在水里，管口未做任何处理，故铁钉同时和氧气与水接触，铁钉易生锈，故②答案为
C；
B试管中迅速冷却的沸水浸没铁钉，铁钉与水接触不与空气接触；C试管中铁钉与水和空气同时接触，
C中铁钉生锈明显，B中铁锈未明显生锈，可以得出铁生锈需要与氧气接触，故③答案为O2；
(2)根据一氧化碳燃烧的微观模拟示意图，可得一氧化碳燃烧化学方程式为： ；
⑤一氧化碳燃烧是多变一的反应，按基本反应类型分属于化合反应，故⑤答案为化合反应；
⑥一氧化碳和二氧化碳的组成元素相同，但是分子构成不同，所以化学性质不同，故⑥答案为分子构
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成；
⑦所有的化学变化都必须遵守质量守恒定律，从宏观和微观的角度解释质量守恒定律，6个不变：宏观
——物质的总质量、元素的种类,元素的质量；微观——原子的种类、原子的数目、原子的质量，以上
答案选填；
⑧分析表中数据，我们可以得出随着烷烃分子中碳原子数的增加，碳元素的质量分数逐渐增大，故⑧
答案为增大；
⑨分析表中数据，我们可以得出等质量的烷烃完全燃烧时，烷烃中碳元素质量分数越大，消耗氧气的
质量越少。
15．（2024·江西·中考真题）兴趣小组追寻科学家的足迹，对水进行探究。
【宏观辨识】根据实验探究水的组成
(1)水的合成：在密闭容器中将氢气和氧气的混合气体点燃，根据容器内生成的小水珠可知，水是由
组成的化合物。
(2)水的分解：电解水一段时间后（如图），观察到管a和管b中气体体积比为 ，经检验管a中的
气体是 （填化学式）。
【证据推理】结合实验现象推算水分子中氢、氧原子个数比。
(3)方法一：根据相同条件下气体的体积比等于其分子的个数比，得出电解水的产物中氢、氧原子个数比为
，进而推算出结果。
(4)方法二：已知电解水实验中氢气和氧气的体积比和正、负极产生气体的 ，可计算出水中各元素
质量比，结合氢、氧原子的相对原子质量，可进一步推算出结果。
【模型构建】
(5)以分子构成的物质为例，图中“▲”表示的是 。
【答案】(1)氢元素和氧元素
(2)
(3) /
(4)密度比/密度
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(5)各元素质量比
【详解】（1）水（HO）是由氢元素和氧元素组成的化合物。
2
（2）电解水实验中，正极产生的气体是氧气，负极产生的气体是氢气，且氢气与氧气的体积比为
2∶1。根据图象，管a与电源负极相连，产生的是氢气，管b与电源正极相连，产生的是氧气，所以管a
中的气体是H，观察到管a和管b中气体体积比为2∶1。
2
（3）相同条件下气体的体积比等于其分子的个数比，则电解水产生的氢分子（H）与氧分子（O）的
2 2
个数比为2∶1，得出电解水的产物中氢、氧原子个数比为 。
（4）由于 ，已知电解水实验中氢气和氧气的体积比，要计算出水中各元素质量比，则
需要知道正、负极产生气体的密度比，故填：密度比或密度。
（5）化学式是通过元素符号及数字的组合表示物质组成，知道相对分子质量的情况下，需结合物质中
各元素质量比来确定物质的化学式，故填：各元素质量比。
16．（2013·辽宁沈阳·中考真题）体会内在联系，填写下表内容：
物质名称 （1） 石墨
组成元素 C C
微观结构模型
颜色 无色 黑色
物质性
硬度 （2） 小
质
导电性 不导电 导电
用途 制作钻石、切割玻璃等 （3） （写出一种）
【答案】 金刚石 大 做电极（合理即可）
【详解】（1）金刚石的结构是最为坚固的一种碳结构，其中的碳原子以空间网状结构的形式排列；
（2）金刚石是自然界最坚硬的物质，硬度大；
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（3）石墨能导电，可做电极；硬度小，灰黑色，可做铅笔芯等。
17．（2021·山东威海·一模）探秘原子结构
（1）人类探索原子结构的奥秘，经历了漫长的过程。如图是几位有代表性的科学家及他们提出的原子结
构模型，模型建立的先后顺序是（填字母序号） 。
A①②③ B③②① C①③② D③①②
（2）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a粒子轰击金箔，发现：多数a
粒子穿过金箔后仍保持原来的运动方向，少数a粒子发生了较大角度的偏转，极少数a粒子被反弹。
①实验中的金箔可以压制成厚度仅为0.12微米的薄片，约是头发丝直径的1/150，厚度里没有太多原子，
这是因为金具有良好的 性。
②当a粒子轰击金箔时，右图中四条运动轨迹不可能出现的是 （填序号）。
卢瑟福根据实验现象推测：原子中心有一个很小的结构（原子核），原子核具有如下特点： 。
（3）用高能粒子轰击原子核是研究微观粒子的一种常用方法。
1934年，意大利科学家费米用中子轰击铀235原子（质子数为92，相对原子质量是235，元素符号为
U），得到了一种质量增加的原子。他公开宣布发现了93号元素（质子数为93的元素），被科学界认可
并获得了诺贝尔物理学奖。1938年，德国科学家哈恩重复费米的实验后，发现实验中得到的是56号钡元
素，并用如图模型定义这一变化。费米知道后，立即重复了实验，坦率地检讨并纠正了错误。
①235U原子中，中子数是 。
②上述变化是不是化学变化 ，理由是 。
（4）分析原子结构及原子的发现历程，以下观点正确的是 。
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A科学模型的建立是一个不断完善、修正的过程
B模型是一种重要的方法，人类借助模型构建，对原子的认识逐渐接近本质
C科学结论的得出要依据客观事实，面对前人的观点要敢于质疑
D科学理论的发展过程是发现并改正前人错误认识的过程
【答案】 B 延展 C
体积小，质量大，带正电 143 不是 化学变化中原子种类不变，该变化中原子种类
发生了改变 ABCD
【详解】（1）汤姆生提出：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电
荷，从而形成了中性原子；然后二十世纪最伟大的物理学家卢瑟福在1911年提出了他的原子模型：在
原子的中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨
道运转，就像行星环绕太阳运转一样；两年之后他的学生玻尔将量子学说引入了原子结构模型：电子
在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。故顺序为：③②① 。
故选B；
（2）①实验中的金箔可以压制成厚度仅为0.12微米的薄片，约是头发丝直径的1/150，厚度里没有太
多原子，这是因为金具有良好的延展性；
②当a粒子轰击金箔时，右图中四条运动轨迹不可能出现的是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；
多数a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a粒子发生了较大角度的偏
转，说明原子核带正电，极少数a粒子被反弹，说明原子核的质量很大，故填：体积小、质量大、带正
电；
（3）①235U原子中，中子数=相对原子质量-质子数=235-92=143；
②上述变化不是化学变化，因为化学变化中原子种类不变，而该变化中原子种类发生了改变；
（4）A、由原子结构模型的演变可以看出科学模型的建立是一个不断完善、修正的过程，符合题意；
B、模型是一种重要的方法，人类借助模型构建，对原子的认识逐渐接近本质，说法正确，符合题意；
C、科学结论的得出要依据客观事实，面对前人的观点要敢于质疑，这样科学才会有大的突破，符合题
意；
D、科学理论的发展过程是发现并改正前人错误认识的过程，说法正确，符合题意。
故选ABCD。
18．（2024·山东威海·模拟预测）探索物质的组成与结构
I.构建原子模型，认识物质组成规律
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，汤姆生发现原子内有带负电的微粒，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。
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
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原子变成了氧原子，同时有微粒从氮原子中被打出。
(1)汤姆生实验中，带负电的微粒是 。
(2)卢瑟福实验中使用的金箔是由 (填微观粒子的名称)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)。
(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)请你分析材料四，推测被打出的微粒是 。该过程是否属于化学变化？请结合化学变化的微观本质
进行回答： 。
(5)万物皆原子，原子是构成一切化学物质的基本单元。
图中是氢、氖、钠和氯的原子结构示意图。请以氖气、氯化氢和氯化钠三种物质为例，从原子直接或间接
构成物质的角度，简要谈谈你对“原子是构成一切化学物质的基本单元”的理解： 。
II.探索分子构成的奥秘
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：分子不能用物理方法分割，化学方法可使它解离。
观点2：单质分子由同种原子构成，化合物分子由质子数不同的不同种原子构成。
观点3：分子质量大，原子质量小。
观点4：分子质量等于组成它的原子质量总和。
(6)根据以上材料回答问题：
①举例说明观点1是正确的 。
②从元素角度谈谈你对观点2的认识 。
③举例说明观点3的局限性 。
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④原子、分子质量很小，为计算和使用方便引入相对原子质量，结合观点4判断下列说法正确的是(填字母
序号) 。
A．相对原子质量是采用以小比小使数值变大的计量原理
B．相对原子质量是一个原子质量与一个碳-12原子质量的比值
C．两种原子的相对原子质量之比与相对质量比没有必然联系。
(7)图中A、B是汽油中所含物质的分子结构模型。
观察A和B两种物质的分子结构模型，A分子和B分子的 构成相同(填“元素”、“原子”或“离
子”)。你认为A和B的化学性质 (填“是”或“否”)相同。
III.探究元素与物质组成的奥秘
1783年，拉瓦锡研究水的组成，装置示意图如图，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，铁管质量增加。
(8)下列说法正确的是______。
A．实验中收集到的可燃性气体是氢气
B．铁在该实验中起催化作用
C．实验中水蒸气减少的质量等于铁管增加的质量
D．由该实验可得出“水不是一种元素”
(9)一定条件下，W在密闭容器内发生反应，反应前后各物质的质量如图所示。
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①图中X= 。
②组成物质W的元素有 (填名称)，W的化学式为 。
③根据物质W的化学式，你可获得哪些信息 、 (请从物质的组成、分子的构成两个方面写出
两条)。
④请写出该反应的化学方程式 。
【答案】(1)电子
(2) 原子/金原子 C
(3)BC
(4) 质子 不属于化学变化，化学变化中原子种类不变
(5)氖原子可以直接构成氖气；氢原子和氯原子先构成氯化氢分子，再间接构成氯化氢这种物质；氯原
子和钠原子先变成氯离子和钠离子，再间接构成氯化钠这种物质
(6) 氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，在该反应中，氢分子分为氢原子，氧分子分为氧原
子，氢原子和氧原子结合为水分子 单质由同种元素组成，化合物由不同种元素组成 氢分子
比铁原子质量小 A
(7) 原子 否
(8)AD
(9) 52 碳、氢、氧 C2H6O 物质W由碳、氢、氧三种元素组成 一个W分子中
含有2个碳原子、6个氢原子和1个氧原子
【详解】（1）汤姆生发现原子内有带负电的微粒，原子内部带负电的微粒是电子；
（2）金箔属于金属单质，是由原子构成的；
卢瑟福实验中，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，说明原子内部有很大的空间，有少数α粒
子发生了较大角度的偏转，说明原子内部有带正电荷的微粒，有极少数α粒子被金箔弹了回来，说明
原子内部存在质量较大的部分，故通过卢瑟福实验，可推出的原子结构模型为C；
（3）α粒子由2个质子和2个中子构成，则α粒子带正电，原子核也带正电，故当α粒子轰击金箔时，
不可能出现被原子核吸引和靠近原子核的轨迹，故图2所示的运动轨迹不可能是BC；
（4）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，一个α粒子由2个质子和2个中子构成，每个氮原子中含7个质子，每个氧原子中含8个质子，则
被打出的微粒是质子；
原子是化学变化中的最小粒子，在化学变化中，原子种类不变，该过程中，原子种类发生了改变，故
不属于化学变化；
（5）氖原子可以直接构成氖气；氢原子和氯原子先构成氯化氢分子，再间接构成氯化氢这种物质；氯
原子和钠原子先变成氯离子和钠离子，再间接构成氯化钠这种物质，故原子是构成一切化学物质的基
本单元；
（6）①在氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水的反应中，氢分子分为氢原子，氧分子分为氧原子，
氢原子和氧原子结合为水分子，说明化学方法可使分子解离；
②元素是质子数相同的一类原子的总称，单质分子由同种原子构成，说明单质由同种元素组成，化合
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物分子由质子数不同的不同种原子构成，则化合物由不同种元素组成；
③分子比组成它的原子质量大，但是不是所有分子都比原子大，如氢分子比铁原子质量小；
④A、原子的质量很小，书写和使用都不方便，故国际上一致同意采用相对原子质量，即以一种碳原子
质量的 为标准，其它原子的质量与它相比较所得到的比，作为这种原子的相对原子质量，故相对原
子质量是采用以小比小使数值变大的计量原理，符合题意；
B、相对原子质量是以一种碳原子质量的 为标准，其它原子的质量与它相比较所得到的比，不符合
题意；
C、两种原子的相对质量比与两种原子的相对原子质量之比相等，不符合题意。
故选A；
（7）由图可知，A分子和B分子的原子构成相同，均是由碳原子和氢原子构成；
A和B的分子结构不同，故化学性质不相同，故填：否；
（8）A、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，根据质量
守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含Fe、H、O，生成物中也应含Fe、H、O，故
生成的可燃性气体是氢气，符合题意；
B、反应后，铁管质量增加，而催化剂化学反应前后，质量不变，故铁不是催化剂，不符合题意；
C、该反应应是铁和水蒸气在高温下反应生成铁的氧化物和氢气，故实验中水蒸气减少的质量等于铁管
增加的质量与生成氢气的质量和，不符合题意；
D、该反应应是铁和水蒸气在高温下反应生成铁的氧化物和氢气，根据质量守恒定律，化学反应前后，
元素的种类不变，生成物中含Fe、H、O，铁由铁元素组成，故水中一定含H、O元素，符合题意。
故选AD；
（9）①根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，则64g+23g+8g+5g=32g+16g+Xg，
X=52；
②反应后，W的质量减小，W是反应物，氧气的质量减小，氧气是反应物，二氧化碳的质量增加，二
氧化碳是生成物，水的质量增加，水是生成物，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质
量不变，生成物中含C、H、O，反应物氧气由氧元素组成，W中一定含C、H元素，碳元素的质量
为： ，氢元素的质量为： ，12g+3g=15g＜23g，则
W中一定含氧元素，氧元素的质量为：23g-15g=8g，则W由碳、氢、氧元素组成；
W中C、H、O元素的原子个数比为： ，故W的化学式为：C2H6O；
③由W的化学式可知，W由碳、氢、氧三种元素组成，一个W分子中含有2个碳原子、6个氢原子和
1个氧原子；
④该反应为C2H6O和氧气在一定条件下反应生成二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：
。
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19．（2024·吉林长春·中考真题）1828年维勒通过加热氰酸铵得到了尿素[化学式为 ]。尿素是第
一种在生物体外合成的有机物，目前工艺有很大改进。某合成尿素的反应微观示意图如下。
(1)尿素属于氮肥、磷肥、钾肥中的 。
(2)尿素中碳元素与氮元素的质量比为 。
(3)该反应的化学方程式为 。
(4)下列关于该反应的说法正确的是___________(填序号)。
A．原子种类不变 B．原子数目改变 C．属于化合反应
【答案】(1)氮肥
(2)3：7
(3)
(4)A
【详解】（1）尿素中含有氮元素，属于氮肥，故填：氮肥；
（2）尿素中碳、氮元素的质量比12：(14×2)=3：7，故填：3：7；
（3）二氧化碳和氨气在一定条件下反应生成尿素和水，方程式为
，故填： ；
（4）化学反应前后原子的种类和个数不变，由微观示意图可知，该反应反应物和生成物均有两种，不
符合多变一的特征，不属于化合反应，故填：A。
20．（2023·甘肃兰州·中考真题）价类二维图反映元素化合价与物质类别的关系。氮元素的部分价类二维
图如图1所示。
(1)NH •H O的物质类别X是 。
3 2
(2)“乙→甲”是汽车尾气转化器中发生的反应，其微观示意图如图2所示，该反应的化学方程式为 。
(3)丙物质会导致雨水的pH减小，形成 。
(4)结合价类二维图信息，从含氮物质中选择合适的物质完成下列化学方程式：Cu+4HNO （浓）═Cu
3
（NO ） +2 ↑+2H O。
3 2 2
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【答案】(1)碱
(2)
(3)酸雨
(4)NO
2
【详解】（1）NH •H O电离时，生成的阳离子全部是氢氧根离子，属于碱；
3 2
（2）乙为NO，甲为N，微观示意图可知，催化剂作用下，一氧化碳和一氧化氮反应生成二氧化碳和
2
氮气，该反应的化学方程式为 ；
（3）丙物质中氮元素化合价为+4价，其氧化物是二氧化氮，可与水反应生成硝酸，会导致雨水的pH
减小，形成酸雨；
（4）根据质量守恒定律可知，原子的种类和数目在化学反应前后保持不变，由化学方程式可得，反应
前后的铜原子都是1个，氢原子都是4个，反应前的氮原子是4个，反应后应该是4个，其中2个包含
在未知物质中，反应前的氧原子是12个，反应后应该是12个，其中4个包含在未知物质中，空格中的
化学式为NO 。
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