跨學(xué)科實(shí)踐活動2制作模型并展示科學(xué)家探索物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)的歷程九年級化學(xué)人教版上冊

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第三單元物質(zhì)構(gòu)成的奧秘跨學(xué)科實(shí)踐活動2制作模型并展示科學(xué)家探索物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)的歷程

學(xué)習(xí)和理解“物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)”，有助于形成基于元素和分子、原子認(rèn)識物質(zhì)及其變化的視角，建立認(rèn)識物質(zhì)的宏觀視角和微觀視角之間的聯(lián)系?！净顒幽繕?biāo)】通過制作模型和展示科學(xué)家的探索歷程，進(jìn)一步認(rèn)識物質(zhì)是由微觀粒子構(gòu)成的，進(jìn)一步體會用元素和分子、原子觀點(diǎn)認(rèn)識物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)的思路和方法。【活動設(shè)計(jì)與實(shí)施】任務(wù)一:探究構(gòu)成物質(zhì)的微觀粒子1.物質(zhì)是由分子、原子等微觀粒子構(gòu)成的，如水是由

構(gòu)成的，鐵是由

構(gòu)成的，氯化鈉是由

構(gòu)成的。

2.化學(xué)學(xué)科上，微觀粒子的特征有:(1)

和

都很小;(2)分子總是在不斷

;(3)分子之間存在

。物理課上我們知道一切物質(zhì)的分子都在不停地

，這種無規(guī)則的運(yùn)動叫分子的

。物體溫度越高，分子運(yùn)動

。濃氨水使酚酞溶液變水分子鐵原子鈉離子和氯離子質(zhì)量體積運(yùn)動著間隔做無規(guī)則運(yùn)動熱運(yùn)動越劇烈紅是

變化，二氧化氮?dú)怏w和硫酸銅溶液的擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)是

變化。不同學(xué)科探究微觀粒子的運(yùn)動特點(diǎn)都是基于客觀事實(shí)，并將肉眼不能直接觀察到的分子等微觀粒子通過宏觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表現(xiàn)出來。

3.探究微觀粒子需要觀念、知識和方法的繼承與創(chuàng)新，離不開科學(xué)儀器和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的改進(jìn)和突破。查閱資料，了解微觀粒子基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的新技術(shù)和新方法。_________________________________________

。

化學(xué)物理

粒子加速器、粒子探測器、散射實(shí)驗(yàn)、顯微鏡技術(shù)(電子顯微鏡、光學(xué)顯微鏡)等【課堂練習(xí)1】1.(2024河南)分子、原子、離子都是構(gòu)成物質(zhì)的微觀粒子。下列物質(zhì)由離子構(gòu)成的是( )A.H2O

B.CuSO4

C.C60

D.CH4B任務(wù)二:認(rèn)識模型在探索物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)中的作用1.請根據(jù)元素、分子、原子(包括原子核、核外電子等)與物質(zhì)的層次關(guān)系，補(bǔ)充下圖，①

;②

;③

;④

。

元素離子原子核中子【課堂練習(xí)2】2.科學(xué)理論的建立與發(fā)展是一代代科學(xué)家不懈努力的結(jié)果。人們對物質(zhì)構(gòu)成的認(rèn)識，經(jīng)歷了漫長的探索過程。(1)原子的構(gòu)成:湯姆孫、盧瑟福等科學(xué)家都是根據(jù)實(shí)驗(yàn)證據(jù)進(jìn)行推理，再用原子模型來表征原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。①湯姆孫之前，科學(xué)家對原子的認(rèn)識是原子是構(gòu)成物質(zhì)的最小粒子，不可再分。1897年，湯姆孫在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)所有原子都能釋放出一種帶負(fù)電的粒子，這種粒子就是

。

電子②1911年物理學(xué)家盧瑟福用帶正電的α粒子轟擊金屬箔，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):多數(shù)α粒子穿過金屬箔后仍保持原來的運(yùn)動方向，極少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)。根據(jù)該實(shí)驗(yàn)，盧瑟福提出原子內(nèi)部存在一個(gè)體積很小且?guī)д姷?/p>

。

(2)分子的構(gòu)成:十九世紀(jì)初，科學(xué)家們提出早期的分子學(xué)說，部分觀點(diǎn)如下:觀點(diǎn)1:一切物質(zhì)都是由分子構(gòu)成的，分子是由原子構(gòu)成的。觀點(diǎn)2:單質(zhì)分子由相同種類原子構(gòu)成，化合物分子由不同種類原子構(gòu)成。觀點(diǎn)3:分子不能用物理方法分割，化學(xué)方法可使它解離。質(zhì)子觀點(diǎn)4:分子質(zhì)量等于組成它的原子質(zhì)量總和。根據(jù)以上材料回答問題:①按現(xiàn)代分子理論，觀點(diǎn)1是否正確?

(填“是”或者“否”)，并舉例說明:

。

②根據(jù)觀點(diǎn)2，圖中表示單質(zhì)的是

(“”和“”分別表示不同類的原子)。否鐵是由鐵原子構(gòu)成的C③科學(xué)家利用太陽光在新型催化劑表面高效分解水生成氫氣和氧氣，微觀過程如圖。結(jié)合觀點(diǎn)3，反應(yīng)中發(fā)生改變的微觀粒子是

，不變的微觀粒子是

(填符號)，寫出該反應(yīng)的符號表達(dá)式

。

水分子O、HH2OH2+O2

ABC任務(wù)三:以水為例梳理物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)的認(rèn)識思路【查閱資料】了解科學(xué)家發(fā)現(xiàn)水的組成的歷程。氧氣的發(fā)現(xiàn)可以追溯到18世紀(jì)70年代，當(dāng)時(shí)英國化學(xué)家普利斯特里通過實(shí)驗(yàn)首次確認(rèn)了氧氣的存在。他的實(shí)驗(yàn)為后續(xù)對氧氣性質(zhì)的研究奠定了基礎(chǔ)。氫氣的發(fā)現(xiàn)歸功于英國科學(xué)家卡文迪什?？ㄎ牡鲜餐ㄟ^實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了氫氣，并確定了其基本性質(zhì)，如比空氣輕、不溶于水等。他的研究為理解氫氣的化學(xué)性質(zhì)提供了重要依據(jù)。

關(guān)于水的組成，卡文迪什和普利斯特里都在1781年通過實(shí)驗(yàn)得出了水是由氫氣和氧氣化合而成的結(jié)論。然而，是法國化學(xué)家拉瓦錫在1782年明確提出了水是氫和氧的化合物的正確結(jié)論，這一發(fā)現(xiàn)糾正了長期以來將水視為元素的認(rèn)識錯(cuò)誤。

這些發(fā)現(xiàn)不僅揭示了自然界中一些基本物質(zhì)的本質(zhì)屬性，而且為后來的化學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。特別是拉瓦錫的貢獻(xiàn)，他通過精確的實(shí)驗(yàn)和分析，確立了水的化學(xué)組成，對化學(xué)科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。【課堂練習(xí)3】3.(2023東營期末)閱讀下列材料，回答相關(guān)問題。

自古以來，人們認(rèn)為水是組成世間萬物的一種元素，不可再分。

18世紀(jì)中葉，英國化學(xué)家普利斯特里用鋅(Zn)加入稀硫酸(H2SO4)中制得“可燃空氣”，將“可燃空氣”與空氣混合點(diǎn)燃，發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)壁上出現(xiàn)了水霧。1781年，英國化學(xué)家卡文迪什證實(shí)了普利斯特里的發(fā)現(xiàn)，并用純氧代替空氣，證明試管中生成的液體確實(shí)是水，還確認(rèn)了2體積“可燃空氣”與1體積氧氣恰好化合成水。得出水是一個(gè)“結(jié)合物而不是簡單元素”。1782~1783年，法國化學(xué)家拉瓦錫將水加熱成蒸氣通過灼熱的鐵管，一段時(shí)間后，在出口處收集到一種可燃性氣體，實(shí)驗(yàn)后稱量發(fā)現(xiàn)水的質(zhì)量減少，鐵管變?yōu)楹谏?，質(zhì)量增加，經(jīng)研究證明黑色固體為四氧化三鐵，裝置示意圖如圖所示。至此，水不是單一元素物質(zhì)，而是由氫、氧兩種元素組成的觀點(diǎn)得到了化學(xué)界公認(rèn)。1800年，英國化學(xué)家尼科爾森通過用伏打電池在常溫下對水進(jìn)行通電分解，得到氫氣和氧氣，再次確認(rèn)了水的組成。(1)在點(diǎn)燃普利斯特里制得的“可燃空氣”前要先

。

(2)寫出文中1782~1783年法國化學(xué)家拉瓦錫所做實(shí)驗(yàn)的文字表達(dá)式

。

(3)寫出英國化學(xué)家卡文迪什實(shí)驗(yàn)的符號表達(dá)式

。驗(yàn)純鐵+水

四氧化三鐵+氫氣H2+O2H2O(4)如圖是水分解的微觀示意圖。在水分子分解過程中，粒子運(yùn)動的先后順序是

(填序號)。①②③(5)在整個(gè)發(fā)現(xiàn)過程中，科學(xué)家利用了“分合”思想證明了水的組成。下面實(shí)驗(yàn)中屬于“分”思想的是

(填編號)。

①氫氣燃燒實(shí)驗(yàn)②水通電實(shí)驗(yàn)③鐵管實(shí)驗(yàn)②③素養(yǎng)提升4.學(xué)習(xí)了原子結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識后，小英幻想自己變成能進(jìn)入到原子中的微粒，寫了如下短文:進(jìn)入鈉原子，我發(fā)現(xiàn):a.鈉原子是由原子核和核外電子構(gòu)成的;b.和原子相比，原子核的體積竟然那么小;c.電子在核外不同的區(qū)域高速運(yùn)動，能量越高的電子離核越遠(yuǎn);d.我數(shù)了數(shù)，質(zhì)子和電子的數(shù)目居然是一樣的;e.我試著去搬動它們，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子、電子的質(zhì)量都差不多;f.金屬鈉在空氣中燃燒時(shí)，鈉原子的原子核沒有發(fā)生變化。小英對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識有些是錯(cuò)誤的，指出文中有錯(cuò)誤的一句是

(填序號)，正確的說法是____________________________________

(1)19世紀(jì)以前，人們一直以為原子是不可分的，一百多年來，科學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)與推理不斷糾正錯(cuò)誤認(rèn)識，逐步揭開原子的構(gòu)成。(2)1897年，

通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了帶負(fù)電的電子，他推測原子中還有帶正電的物質(zhì)，他推測的依據(jù)是

。

e質(zhì)子和中子質(zhì)量差不多,都比電子大得多湯姆孫原子呈電中性(或原子不顯電性)(3)19