[中考必杀技] 微观粒子模型在化学中的应用

[中考必杀技] 微观粒子模型在化学中的应用
【知识点的认识】微粒观点的应用就是从物质的微粒性角度来分析解决实际问题。也就是，运用分子、原子或离子等微观粒子的知识来分析解释实际问题。例如，水受热变成了水蒸气，是由于水受热时，水分子获得的能力大，运动加剧，分子间隔逐渐变大，从而使水由液态变成了气态。
而模型图的应用是指把看不见的、抽象的微观粒子，用能够看到的模型图的形式形象展现出来，以便用来解释抽象的概念、化学反应或实际问题等。例如，分析图1中的模型图可知：⑴A表示的是某种原子（因为原子模型之间没有连接起来）；当该原子是能够直接物质的原子（即金属元素的原子、稀有气体元素的原子和能够构成固态非金属的非金属元素的原子）时，该图还能表示由这种原子直接构成的单质。⑵B表示的是由同种原子构成的分子（因为原子模型之间连接起来了，即原子结合构成了分子），还表示由该分子构成的单质。⑶C表示的是由不同种原子构成的分子，还表示由该分子构成的化合物。⑷D表示的是两种由同种原子构成的不同的分子，还表示由这两种分子构成的混合物。⑸原子模型之间没有连接起来的表示是原子；原子模型之间连接起来的表示是分子（即原子结合构成了分子）。⑹单质是只含有一种原子或分子（指由同种原子构成的）的物质；化合物是只含有一种分子（指由不同种原子构成的）的物质；混合物是含有多种分子的物质。又如，分析图2中的模型图可知：⑴2个甲分子反应生成1个丙分子和3个乙分子。⑵参加反应的甲物质属于化合物，反应生成的丙物质和乙物质都属于单质。⑶该反应中原子的种类发生了改变。⑷根据质量守恒定律可推知，1个乙分子中含有2个A原子。⑸甲、乙、丙的化学式分别是BA3（或A3B）、A2和B2。⑹该反应的化学方程式是2BA3（或A3B）＝B2＋3A2（由于不知条件和物质的状态，所以暂时不够全面）。⑺该反应的类型是分解反应。
【命题方向】该考点的命题方向主要是通过创设相关问题情景或图表信息等，来考查学生对微粒观点及模型图的应用的理解和掌握情况；以及阅读、分析、推断能力和对知识的迁移能力。尤其是借助微观粒子反应模型图考查分子、原子知识是近年中考的新亮点。此类试题提高了试题的趣味性和可读性。并且，经常将其与物质的组成和构成、物质的分类和类别辨析、分子和原子的辨析、化学式和化学方程式的书写、化学反应类型、质量守恒定律等相关知识联系起来，进行综合考查。当然，有时也单独考查之。题型有选择题、填空题。中考的重点是考查学生阅读、分析问题情景或图表信息的能力，对微粒观点及模型图的应用等相关知识的理解和掌握情况，以及运用它们来分析、解答相关的实际问题的能力等。当然，有时还会根据所给的有关的表达，进行科学地评价、判断正误等。特别是，对运用分子观点来分析解释实际问题和运用模型图分析解答有关物质的组成、构成、分类和化学反应等相关问题的考查，以及对有关知识的迁移能力的考查，是近几年中考命题的热点，并且还是中考考查这块知识的重中之重。
　一、确定模型表示的物质

　　例1 （2011乐山市）分子模型可以直观的表示分子的微观结构（分子模型中，不同颜色、大小的小球代表不同的原子）。下图所示的分子模型表示的分子是

A．HCHO B．CO2　　　C．NH3 D．CH4
解析:模型表示物质的确定要从物质的元素种类、每个分子中原子的个数、原子的总数来综合考虑。模型中小球的大小及颜色不同值代表了不同种类的原子，也就是代表了宏观上的元素种类的不同。同种小球的个数代表了同种原子的个数。本题中有三种不同的小球，说明分子中有三种不同的原子，且其中有两个同种原子，另外分别有两种一个原子。符合条件的只有A。
答案：A。
二、判定模型表示的变化
例2 下列用微观图示表示的物质变化,属于化学变化的是
　　
A．①② B．②③ C．①③ D．①②③
解析：化学变化的判定标准就是要有新物质生成。在三个变化中，①表示了氢气和氧气反应生成水的反应，有新物质水生成，化学变化。②中变化前是A、B两种物质，变化后仍然是这两种物质，没有新物质生成，物理变化。③反应前有钠离子、氯离子、氢离子和氢氧根离子，反应后氢离子和氢氧根离子生成了水，有新物质生成，化学变化。
答案：C。
三、观察模型变化的结果
例3 (2010南京)右图表示封闭在某容器中的少量液态水的微观示意图(该容器的活塞可以左右移动)。煮沸后，液态水变成水蒸气。在这一过程中，发生的变化是（　　）


解析：水受热由液态变成水蒸气是物理变化，根据物理变化的定义，变化前后物质不变，水分子的本身大小和个数也不会改变，仅仅是分子间的间隔变大，且分子还是均一的状态，不会跑到容器的一端。
答案：B。
四、判定模型表示的化学反应类型
例4 (2010扬州)如图所示的微观化学变化的反应类型是

A． 置换反应　　B． 化合反应 　C． 分解反应　　D． 复分解反应
解析：观察反应前后模型的变化，可以知道：反应前只有一种化合物，反应后生成了一种化合物和一种单质，符合一分为多这样的特征，应该是分解反应。
答案：C。
五、判定模型表示的物质分类

例 （2010淮安）物质都是由微粒构成的。若用“○”和“●”表示两种不同元素的原子，下列能表示化合物的是
解析：物质的分类要熟悉：按照物质种类分为混合物和纯净物；纯净物按照元素种类分为单质和化合物；化合物按照元素的性质分成酸、碱、盐、氧化物。判定物质的分类主要看模型中原子的种类和原子结合成的集团的种类，前者代表了元素的种类，后者代表了物质的种类。本题中A中每个集团中有两种原子，且整个中只有一种这样的集团，所以它是化合物，B和C都是由同种原子构成的一个集团，属于单质，D是B和C那样的两种单质组成的混合物。
答案：A。
例 下列各图中“○”和“●”分别表示两种质子数不同的原子，其中能表示由两种化合物组成的混合物的图是



解析：本题中的四个选项中有三个都表示混合物，其中A表示两种单质组成的混合物，B表示两种化合物组成的混合物，C中只有一种物质，属于化合物，D是由一种单质和一种化合物组成的混合物。
答案：B。
例 （2010上海）用不同的球代表不同元素的原子，“ ”代表氧原子。表示氧化物分子的是

解析：要做对本题，氧化物的定义是关键：氧化物中应该只含有两种元素，并且其中一定要有氧元素。A是由氧元素组成的单质。B中共有三种元素，且含有氧元素，应该是含氧化合物，但不是氧化物。C中共有两种元素，并且有氧元素，是氧化物。D中没有氧元素，不可能是氧化物。
答案：C。
六、判定模型表示的粒子构成
例题（2009苏州）参考下列物质的微观结构图示，其中由阴，阳离子构成的物质是（ ）
　　　A．铜 B．干冰 C．氯化钠 D．金刚石
解析：组成物质的粒子有三种：分子、原子、离子。铜属于金属，是由原子构成。干冰是二氧化碳的固体，由分子构成。氯化钠是由阳离子钠离子和阴离子氯离子构成。金刚石由原子构成。
答案：C。
七、安排化学反应顺序
例 水电解的过程可用下列图示表示，微粒运动变化的先后顺序是



A．①②③④　　　　B．④①③②　 　C． ①②④③　　　 　D． ①④③②　

解析：水电解是水在直流电的作用下分解成氢气和氧气的过程，属于化学变化。它的过程应该是：水分子先在直流电的作用下分解成氢原子和氧原子，随后后氢原子向负极移动，氧原子向正极移动，每两个氢原子结合成一个氢分子，每两个氧原子结合成一个氧分子，最后大量氢分子聚集在负极，大量氧分子聚集在正极，且体积比为2:1。

答案：A。
八、寻找符合模型的化学反应
例 下图是用比例模型来表示物质间发生化学反应的微观示意图。图中“”分别表示两种元素的原子，一定条件下发生的下列反应能用下图表示的是



A．2H2 + O2 = 2H2O B．2CO + O2 = 2CO2
C．N2 + O2 = 2NO D．N2 + 3H2 = 2NH3
解析：如果简单的判定反应前有两种物质，反应后有一种物质，是化合反应，那这个题仍然没有答案。再进一步判定反应前是两种单质，仍然有ACD三个答案。其实微观模型除了告诉物质种类外，还表示了反应前后粒子的个数关系，这是根据模型寻找化学反应的重要依据。本题中反应前后两种双原子单质与生成的化合物的个数比是1;1;2．符合这个关系的方程式只有C。
答案：C。
九、找寻化学反应的微观模型
例 氢气不仅可以在空气中燃烧，还可以在氯气中燃烧，反应方程式为H2+Cl22HCl ，若用“○”表示氯原子，“●”表示氢原子，则上述反应可表示为
　　
　　A． B．
　　　　　　　
C． D．

解析：知道了化学方程式，就知道了反应物、生成物和它们的数量关系。此题反应前都是一个氢分子和一个氯分子，没有差别，因此要看生成物。由反应知道生成物应该是HCl，它是由一个氢和一个氯原子构成，且每一个氢分子、一个氯分子要生成两个HCl分子。正确表了生成物是氯化氢，数量比是1：1：2的就只有C。
答案：C。
十、比较模型微粒的质量和半径
例 微粒模型观察与比较。如右下图所示，在钠与氯气的反应中，每个钠原子失去1个电子，成为1个钠离子；每个氯原子得到1个电子，成为1个氯离子；钠离子与氯离子结合、
形成氯化钠。因为1个电子的质量大约为1个质子或中子质量的，故原子的质量几乎都集中在原子核上。若用r、m分别表示微粒的半径和质量，以“＜”或“＞”或“≈”填空。
(1)m(Na) m(Na+)； (2)r(Cl) r(Cl－)；
(3)r(Na) r(C1)； (4)r(Na+) r(Cl－)。
解析：此题形式新颖，别致有趣。考查的是学生分析问题和观察图形的能力。由材料可知：电子质量所占很小，得失对原子影响很小。那么钠原子和失去一个电子的钠离子的质量就几乎相等。半径要看清模型：氯原子的半径小于氯离子半径，钠原子半径大于氯原子半径，钠离子半径小于氯离子半径。

答案：(1)m(Na) ≈ m(Na+)； (2)r(Cl) ＜ r(Cl－)；

(3)r(Na) ＞ r(C1)； (4)r(Na+) ＜ r(Cl－)。
十一、说明模型图示的微观意义
例 某化学反应的微观示意图如下，图中“”和“”分别表示不同的原子·



下列说法不正确的是 （ ）
A．每3g物质Ⅰ与1g物质Ⅱ恰好完全反应生成2g物质Ⅲ
B．每3个物质Ⅰ分子与1个物质Il分子恰好完全反应生成2个物质Ⅲ分子
C．每3万个物质Ⅰ分子与1万个物质Ⅱ分子恰好完全反应生成2万个物质Ⅲ分子
D．每3n个物质Ⅰ分子与n个物质Ⅱ分子恰好完全反应生成2n个物质Ⅲ分
解析：一个表示化学反应的微观示意图，除了能分析出反应物、生成物的种类外，还能知道反应物、生成物的粒子个数比。由图示可知：物质Ⅰ、物质Il分子、物质Ⅲ分子个数比是3：1：2。只有符合这个结果的微粒数量都可以，所以BCD正确 。A错误的把粒子个数比等同于质量比，实际上质量还和每种物质的相对分子质量有关系。、
答案：A。
十二、确定模型图示的构成

例 蛋白质是人类重要的营养物质，它是由多种氨基酸构成的化合物，丙氨酸是其中的一种。下列有关丙氨酸的叙述正确的是( )

A．丙氨酸是由四种原子构成
B．一个丙氨酸分子中质子数是89
C．丙氨酸中氮元素与氢元素的质量比为2：1
D．丙氨酸的化学式为C3H6O2N
解析:细致的观察和准确的记数以及科学的叙述是重要的科学素养，也是中考的出发点和归宿。本题就是这样的一个好题。丙氨酸分子中的确有氢、碳、氧、氮四种原子，但正确的说法是丙氨酸是由丙氨酸分子构成，每个丙氨酸分子由四种原子构成。看图可知丙氨酸分子的化学式应该是C3H7O2N，一个丙氨酸分子中质子数是各个原子中子数之和，应该是44，丙氨酸中氮元素与氢元素的质量比为14：7就是2：1。
答案：C。
十三、计算质量、质量比
例 A物质常用于焊接或切割金属。把一定质量的纯净物A和40 g的纯净物B在—定条件下按下图所示充分反应，当B物质反应完时，可生成44g C物质和9 g D物质。


①参加反应的A物质的质量是 。
②A物质中各元素的质量比为 。

解析：由模型可知：反应生成的C是二氧化碳，D是水，由生成44g 二氧化碳可计算出反应前有碳元素的质量是12g，氧元素质量是32g, 9 g 可计算出氢 元素质量是1g ，氧元素质量是8g。A的质量是44g +9 g —40 g=13g，A物质中有12g碳， 1g氢 。碳、氢元素质量比是12：1。
答案：
①参加反应的A物质的质量是13g
②A物质中碳、氢元素质量比是12：1。
十四，化学反应模型图示的规律或结论

例 右图是氧化汞分子分解示意图。从示意图中，你能够得出的规律或者结论有：（答出两条即可）

（1） 。
（2） 。
解析：化学反应的模型就是表示了一个化学反应的进行过程，所以只要和这个反应有关的信息都可以作为它的结论，特别是化学方程式的意义，化学变化的实质是其重要的部分。如化学反应有新物质生成，化学变化分子种类要变，原子种类不变，化学反应前后原子质量数目不变，每两个氧化汞分子分解生成一个氧分子和两个汞原子等。本题是开放性题，只要合理均可。
答案：⑴原子是化学变化中的最小粒子。⑵在化学反应前后，原子数目没有增减。
十五、完成模型、写出反应
例 右图是密闭体系中某反应的微观示意图，“○”和“●”分别表示不同原子。
(1)反应后方框内应再填入1个 微粒(选填序号)。

A． B． C．
(2)该反应所属的基本反应类型是 反应。
(3)写出符合该微观示意图的一个具体反应的化学方程式 。
解析：在密闭体系中反应前后原子种类，个数均不变。反应有三个分子，反应后剩余一个，则反应了两个，反应前有一个分子，反应后没有，则参加了反应，反应后应该生成了两个分子，所以应再填一个。反应两种物质生成一种物质，化合反应。注意没有反应的不要影响思维，当成了两种生成物。要写符合图示的反应，就要能总结出反应的特点：反应物是两种双原子分子，单质，这样的物质一般是气体，生成物是一种化合物 ，且个数比是1：2：2。在初中化学中比较熟悉的就是氢气燃烧。
答案： (1)C (2)化合 (3)2H2+O2点燃2H2O
【解题方法点拨】要想解答好这类题目，首先，要理解和熟记微粒观点及模型图的应用，以及与之相关的知识。然后，根据所给的问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，以及自己的生产或生活经验所得，细致地分析题意（或图表信息）等各种信息资源，并细心地探究、推理后，按照题目要求进行认真地选择或解答即可。同时，还要注意以下几点：
1.运用微粒观点解释实际问题时，要先看看与哪种粒子有关，然后再联系着该粒子的有关性质进行分析解答之。
2.运用模型图来解答有关题目时，要先留意单个原子模型图的说明（即原子模型图所代表的意义和相应的元素符号），然后再逐一分析，综合考虑。尤其是，在解答用模型图来表示化学反应的题目时，一定要特别细心地进行全面思考才行；一般要做到以下“六抓”：⑴抓分子、原子的性质，分子、原子都是构成物质的微粒；⑵抓在化学反应中分子可分成原子，原子不能再分，但原子能重新组合成新的分子；⑶抓分子是由原子构成的；⑷抓化学反应前后原子的种类、数目不变；⑸抓反应基本类型及反应物、生成物的类别；⑹抓单个分子的构成情况；等等。