Question

探秘物质的构成

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：汤姆森、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汤姆森之前，科学家对原子的认识是________________。1897年，汤姆森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________________。如果你在当时的实验现场，根据这一实验结果，你推理获得的结论是____________________________。

②卢瑟福等科学家在汤姆森研究的基础上，根据a粒子轰击金箔实验结论，提出了原子的____________模型。

③在化学变化中，构成原子的微粒_____________不变，__________________可变。

（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，分子是由原子构成。

观点2：单质分子由相同种类原子组成，化合物分子由不同种类原子组成。

观点3：分子不能用物理方法分割，化学方法可使它解离。

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？_________________________。

②从元素角度谈谈你对观点2的认识_________________________。

③根据观点3，从微观角度分析“氢气和氧气反应生成水”，反应中发生改变的微粒是_____________（用符号表示，下同），不变的微粒是________________________________。

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1/12的比值

C 相对分子质量等于组成它的所有原子的相对原子质量之和

D 1个分子质量一定大于1个原子质量

（3）离子的构成：2019年度诺贝尔化学奖授予在可充电锂离子电池研究领域做出突出贡献的三位科学家。

①锂的原子结构示意图如图2所示，写出金属锂（Li）与稀盐酸反应的化学方程式_______。

 

②某种可充电锂离子电池以钴酸锂（LiCoO₂）为正极，以碳素材料为负极。在钴酸锂中钴（Co）元素的化合价为_________。根据物质组成分类，钴酸锂属于__________。

（4）万物皆原子，原子是构成一切化学物质的基本单元。图3是氢、氖、钠和氯的原子结构示意图：

 

请你以氖气、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。__________

Answer

原子是构成物质的最小粒子，不可再分 电子 原子可分，原子内部存在带正电荷的粒子 核式（有核行星） 原子核（质子和中子） 核外电子（或电子） 不完全正确（或不正确） 单质由同种元素组成，化合物由不同种元素组成 H2、O2 H、O ABC +3 盐（化合物） 能直接构成物质的微粒有分子、原子、离子。氖原子可以直接构成氖气；氢原子和氯原子（通过共用电子对）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（通过得失电子）先变成氯离子和钠离子，再间接构成氯化钠这种物质

【解析】

（1）①汤姆森之前，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，汤姆森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。原子能释放出电子，且原子不带电，故原子中含有带正电荷的粒子，故推理获得的结论是原子可分，原子内部存在带正电荷的粒子；

②卢瑟福等科学家在汤姆森研究的基础上，根据a粒子轰击金箔实验结论，提出了原子的核式（有核行星）模型；

③在化学变化中，构成原子的微粒原子核不变，核外电子可变。

（2）①观点1不正确，因为构成物质的微粒有分子、原子、离子等；

②单质分子由相同种类原子组成，化合物分子由不同种类原子组成。从元素角度，单质由同种元素组成，化合物由不同种元素组成；

③氢气和氧气生成水，氢分子分解为氢原子，氧分子分解为氧原子，2个氢原子和1个氧原子结合成一个水分子，故反应中发生改变的微粒是H2、O2，不变的微粒是H、O；

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质量，即以一种碳原子质量的1/12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1/12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，符合题意；

C、相对分子质量：化学式中各原子的相对原子质量的总和，符合题意；

D、1个分子质量一定比组成它的原子的质量大，但是不一定比其它原子质量大，如氢分子的质量小于铁原子，不符合题意。

故选ABC。

（3）①由图可知，锂原子的最外层电子数是1，在化学反应中容易失去1个电子，从而带上一个单位的正电荷，故锂元素通常显+1价，故锂与稀盐酸反应生成氯化锂和氢气，该反应的化学方程式为：；

②锂元素通常显+1价，氧元素通常显-2价，设钴元素的化合价为x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：（+1）+x+（-2）×2=0，x=+3；

钴酸锂是由锂离子和钴酸根离子构成的化合物，属于盐；

（4）能直接构成物质的微粒有分子、原子、离子。氖原子可以直接构成氖气；氢原子和氯原子（通过共用电子对）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（通过得失电子）先变成氯离子和钠离子，再间接构成氯化钠这种物质。