例题：物质与原子结构

做每道例题时先盖住答案、自己尝试，然后把你的方法与解法核对。每道例题都标出最常丢分的那处失误。

这些是 SPM 风格的原创题，不是历年试卷。

例题1：三态中粒子的排列

题目。 从粒子的角度解释，为什么气体会充满放置它的任何容器，而固体却保持固定的形状。

解法。 在气体中，粒子相距很远、彼此间的吸引力可忽略，因此它们以高速自由而杂乱地运动，并扩散开来占满整个容器。

在固体中，粒子被强吸引力紧密地束缚在固定、有序的排列里，因此只能在固定位置振动、不能从一处移到另一处，形状保持固定。

常见失误： 只描述发生了什么，却不提吸引力。吸引力才是原因，而原因才拿分。

例题2：读加热曲线

题目。 一块固体以稳定的速率被加热。

它的温度上升，然后有一段时间保持不变，接着又上升。解释为什么温度保持不变。

解法。 那段不变的温度就是熔点。

在这段时间里，所供的热被用来克服束缚粒子于固体晶格中的吸引力，使它们能更自由地运动，而不是用来增加它们的动能。由于平均动能没有改变，温度在熔化完成之前不会上升。

常见失误： 写成「热被储存起来」或「没有加热」。热仍在供应，只是被用来削弱作用力，而不是提高温度。

例题3：冷却曲线

题目。 当液体被冷却时，温度下降，然后在凝固期间保持不变。

解释冷却曲在线的那段水平段。

解法。 液体凝固时，粒子彼此靠近、它们之间形成吸引力，向周围释放热能。

这释放出的能量抵消了正在散失的热量，因此温度在凝固点保持不变，直到全部液体凝固为止。

常见失误： 只说温度不变「因为它在凝固」，却不提随着作用力形成而释放能量。

例题4：扩散

题目。 把几滴溴液放在气体瓶底部。

过一会儿，棕色便布满整个瓶。为这个过程命名，并用动理论解释它。

说出一个能使它更快的因素。

解法。 这个过程是扩散。

溴蒸发成气体，其粒子作持续而杂乱的运动；它们从底部浓度高的区域移向浓度较低的区域，把棕色布满整个瓶。升高温度会使扩散更快，因为粒子获得动能、运动得更快。

常见失误： 把这种运动叫作「散开」，却不命名扩散、也不把它与运动的粒子联系起来。

例题5：原子模型的发展

题目。 说出卢瑟福对原子模型的贡献，并说出发现中子的科学家。

解法。 卢瑟福提出有核模型：原子中央有一个小而致密、带正电的原子核，电子在其周围大部分为空的空间里运动。

中子由查德威克发现。

常见失误： 把科学家弄混，例如把电子（那是汤姆孙）或固定电子层（那是玻尔）归功于卢瑟福。

例题6：由符号求亚原子粒子

题目。 某原子以核子数 23、质子数 11 表示。

说出这个元素的中性原子里质子、中子与电子的数目。

解法。 质子数是 11，所以有 11 个质子。

在中性原子里电子数等于质子数，所以有 11 个电子。中子数等于核子数减去质子数：23 − 11 = 12 个中子。

常见失误： 相减方向弄反，或忘了只有在中性原子里电子才等于质子（离子里不是）。

例题7：辨认同位素

题目。 三个原子的组成如下：P 有 17 个质子和 18 个中子；Q 有 17 个质子和 20 个中子；R 有 18 个质子和 17 个中子。

哪两个是同位素，为什么？说出它们共有的一个性质和不同的一个性质。

解法。 P 和 Q 是同位素，因为它们的质子数相同（17），所以是同一元素的原子，但核子数不同（35 与 37），因为中子数不同。

它们化学性质相同，因为电子排布相同；它们在物理性质（如密度）上不同，因为质量不同。R 是另一种元素（18 个质子）。

常见失误： 选核子数相同的原子，而不是质子数相同的原子。

例题8：电子排布

题目。 某原子有 17 个电子。

写出它的电子排布，说出价电子的数目，并给出它在周期表中的族与周期。

解法。 从内往外填电子层：第一层 2 个，第二层 8 个，剩下 7 个填第三层。

电子排布是 2.8.7。价电子有 7 个（最外层）。

价电子的数目给出族，所以它在第 17 族；已填电子层的数目给出周期，所以它在第 3 周期。

常见失误： 把第二层填得过多，或把各层顺序写错，永远先从最内层填起，且前二十个元素绝不超过 2、8、8。

例题9：升华

题目。 当固体碘晶体被轻轻加热时，形成紫色蒸气而看不到液体。

为这个状态变化命名，并描述粒子排列的变化。

解法。 这个变化是升华，固体不经过液态而直接变成气体。

加热时，粒子获得足够的动能去克服吸引力，直接从固定、有序、紧密排列的固态跳到相距很远、杂乱运动的气态。

常见失误： 把它叫作「蒸发」或「熔化」。升华是从固体直接到气体，没有液态阶段。

例题10：压缩气体

题目。 从粒子的角度解释，为什么气体能被压缩到小得多的体积，而液体却不能。

解法。 在气体中，粒子相距很远，彼此间有很大的空隙，因此施加压力会把粒子推得更近、使体积大幅减小。

在液体中，粒子已经靠得很近、彼此间空隙极小，因此无法被明显推得更近，液体强烈地抵抗压缩。

常见失误： 说气体可压缩「因为它轻」，可压缩性取决于粒子之间的间距，而不是粒子有多重。

使用这些例题

请注意，每个答案要么描述粒子及其作用力，要么从两个数字干净地推算，要么严格按顺序填电子层，这些都是本章所看重的习惯。等方法做到自动，就去做练习题，并用同样的方式给自己批改。

一位一对一老师可以检查你的加热曲线与同位素答案是否完整，那正是 SPM化学 笔试里分数得失的所在。