第一节 运动的水分子（教学课件）化学鲁教版五四学制2024八年级全一册

第二单元 探秘水世界 第一节 运动的水分子 八年级化学全一册·鲁教版五四学制2024 学习内容导览 分子的特征 2 水的三态变化 1 2 明·学习目标 1.建立 “物质由微观粒子构成” 的基本观念，理解水的三态变化是水分子运动和间隔改变的结果。 2.通过实验现象（如水蒸发、品红扩散）推理微观本质，发展 “宏观 - 微观 - 符号” 三重表征能力。运用类比法（如学生集会与散开类比分子间隔变化）建立分子模型，培养抽象思维。 3.通过联系生活实例（如香水扩散、热胀冷缩），认识化学与生活的紧密联系，增强科学应用意识。 3 狄仁杰的迷惑 引·新课导入 加拿大安大略省和美国交界处尼亚加拉大瀑布 广西贺州黄姚古镇 4 丁达尔效应 长白山顶 水的不同形态形成了美轮美奂的景观 水的这些形态是如何形成的？本质是什么呢？ 引·新课导入 露珠消失后去了哪里？ 水烧开时冒出的‘白气’是什么？ 水的三态变化是如何发生的？ 引·新课导入 6 新课入 水分子模型 水是由水分子构成的。 水分子有怎样的特点？ 引·新课导入 水的三态变化 01 任务一：用量筒量取 50mL 直饮水（室温 25℃），倒入烧杯加热至沸腾，用另一个量筒收集冷凝水（模拟水蒸气液化）。 一、实验探究水的三态变化 观察实验现象，记录温度变化和状态转变。 水蒸气 (气态) 水 (液态) 冰 (固态) 受热 遇冷 遇冷 受热 遇冷 受热 水的三态变化中，水分子发生了什么变化？ 探·知识奥秘 9 O 一、实验探究水的三态变化 把封闭在针筒中的少量水煮沸，液态的水就会变为水蒸气，注射器活塞移动，体积会明显增大。在这个过程中，水分子发生了什么变化？ H H 代表水分子（H2O） 请同学们同桌之间讨论一下，水体积增大的原因是什么？如何从微观角度进行解释？ 探·知识奥秘 一、实验探究水的三态变化 a.水分子本身变大了？ b.分子之间的间隔变大了？ c.水分子的数目增多了？ d.水分子受热都冲到针筒的另一端去了？ 提出猜想 你认为哪个猜想正确呢？ 探·知识奥秘 一、实验探究水的三态变化 实验揭秘 在固态的水中，水分子紧密有序排列，只能在固定的位置上振动。 在液态的水中，水分子间隔较小，可在一定程度上自由运动。 在气态的水中，水分子间隔较大，可以完全自由运动。 一定量的水，当它由固态变为液态，再由液态变为气态时，水分子的数目和大小不会变化，变化的只是水分子之间的间隔和排列方式。 这是物理变化 探·知识奥秘 一、实验探究水的三态变化 不变的： 分子数目 分子大小 改变的： 分子间隔 分子排列方式 分子本身没改变，这种变化是物理变化。 小组讨论：水的三态变化中，水分子发生了怎样的变化？ 固态示意图 液态示意图 气态示意图 探·知识奥秘 13 1. 雨后初晴的夏日，路边的斑斑水渍一会儿就消失得无影无踪了，这是什么原因？你能试着从微观上解释这一现象吗？ 在水蒸发的过程中，水分子获得太阳光的能量后，运动加快，克服了水分子之间的相互作用，离开液体表面，水变成水蒸气逸散到空气中。 生活中的问题解决 这是水蒸发的缘故 探·知识奥秘 14 1. 烧开水之后，揭开锅盖，立即就会有许多水滴滴下，这是什么原因？你能从微观的角度分析这一个过程？ 烧水时，部分水分子获得足够的能量，离开水面向锅盖处运动。这些水分子遇到冷的锅盖后失去部分能量，导致其运动减慢，由于分子间的相互作用而彼此靠近，聚集在一起，水蒸气凝结成水滴。 生活中的问题解决 这是水蒸气在锅盖上冷凝的结果 探·知识奥秘 15 小组活动 描述水分子的运动 水结冰和冰融化的过程中，水分子的能量、运动速率、相互间的作用及间隔是怎样变化的?请你通过文字、图画或角色扮演等形式把你的理解演绎出来，并与同学们进行交流。 分子的运动就像教室里的同学们，低温时安静就坐（固态），温度升高开始在教室内活动（液态），剧烈活动时就会满操场自由运动（气态） 探·知识奥秘 模型建构任务 一、实验探究水的三态变化 学生活动：学生用磁贴（●代表水分子）在黑板上拼贴，模拟水的微观结构。 01 02 03 固态（0℃）：磁贴紧密排列成规则网格（模拟冰的晶体结构） 液态（25℃）：磁贴无序排列，可滑动（模拟分子自由移动） 气态（100℃）:磁贴分散，间距大且高速运动（模拟水蒸气分子） 思考：冰为什么浮在水面上？(固态水的分子间隔比液态大，密度更小) 探·知识奥秘 B 1.2025年哈尔滨亚冬会期间，我国健儿在滑雪、滑冰等多个项目上都获得了多枚金牌。从微观角度分析，雨、雪和冰的区别在于（　 ） A．分子的种类 B．分子的间隔 C．分子的质量 D．分子的大小 析·典型范例 B 2.金刚石“对顶砧”技术可“点水成冰”。在常温极高压条件下，水可形成密度更大的热冰，原理如图。下列有关说法错误的是（　 ） A．金刚石由原子构成 B．水变“热冰”后，分子将停止运动 C．“热冰”和水所含的分子化学性质相同 D．水转化为“热冰”过程中分子间隔变小 析·典型范例 分子的特征 02 二、分子的特征 分子的概念 许多物质像水一样，是由分子构成的，如氢气（H2）、氧气（O2）、二氧化碳（CO2）等。分子是构成物质的一种微观粒子，它们都是由原子构成的。 科普短文 水分子存在的佐证 1827年，植物学家布朗(R.Brown,1773—1858)将新鲜花粉撒到水面上，用显微镜观察，发现花粉颗粒在水面上不停地做无序运动。难道花粉是会动的生命体?于是布朗用干花粉重复了上述实验，但结果都一样。 布朗的发现引发了诸多人的思考，最终人们给出了科学的解释：悬浮于水中的每一个花粉颗粒，都处在无数个水分子的包围之中，而且在某一个瞬间所受到的水分子撞击力又不尽相同，因此花粉颗粒才会不断地做无序运动。布朗的发现后来成为水分子真实存在的有力佐证。 探·知识奥秘 21 实验探究1 酒精与水混合 取一支20mL的大试管，先加入10mL蒸馏水，再加入10mL酒精，然后用带玻璃导管的橡皮塞塞住试管口，竖直静置后标记进入导管的液面高度。用手指堵住导管口，上下颠倒试管几次，再次竖直静置，观察导管内液面的变化。 二、分子的特征 现象 混合静置后，液面高度低于刻度线 解释 分子之间有间隔，酒精分子进入到水分子的间隔中，导致体积减小 分子的特征1：分子之间有间隔 探·知识奥秘 二、分子的特征 实验探究2 品红的扩散 取两个相同容量的小烧杯，一个烧杯中加入半杯热水，另一个烧杯中加入半杯冷水，然后分别加入少量品红溶液，观察现象，并用秒表记录扩散时间。 组别 水温 品红滴数 扩散时间（秒） 最终颜色均匀度 A 组 10℃ 1 滴 180 均匀 B 组 50℃ 1 滴 30 均匀 探·知识奥秘 23 思考与讨论：为什么品红会扩散？冷水热水中扩散速率为什么不同？这一实验能体现分子的什么特征？ 说明分子在不断运动，不是静止不动的。 二、分子的特征 冷水中扩散慢，热水中扩散快，说明分子的运动速率与温度有关。 分子的特征2：分子在不断运动 分子在不断运动，且温度越高，分子的运动速率越快。 探·知识奥秘 24 二、分子的特征 阅读材料： 小小的一滴水中含有 1021个水分子，这个数字之大令人难以想象。如果我们将一滴水的大小与地球相比，那么水分子的大小就相当于一个普通的课桌，这种比喻使我们更加深刻地认识到水分子的微小程度。实际上，水分子的特征尺度为0.4纳米（0.4×10-9 m ），这比纸张的厚度（100微米=1×10-4 m）还要小几百万倍。 我们或许想到可以使用相比光学显微镜具有更高分辨率的电子显微镜或扫描隧道显微镜。这些设备的分辨率最高可以达到零点几个纳米，放大倍数也可达几十万到几百万倍，但价格也相对较高。尽管如此，即使使用这些设备，也难以在原子级别观察水分子。 在2016年，通过使用针尖尖端吸附了一个一氧化碳（CO）分子的原子级针尖，在实现了埃米级（ 0.1 nm）分辨率原子力显微镜的情况下（如图），致力于此课题的科学家们终于看到了“单个的水分子”！ 从材料中你能得到分子的哪些特征？ 探·知识奥秘 25 二、分子的特征 分子在不断运动 分子的质量和体积都很小 分子之间有间隔 02 01 03 分子的特征 物质的三态变化中：分子数目、大小不变；间隔和排列方式改变 探·知识奥秘 26 用分子的特性解释下列事实 ⑴打气筒能将空气压入足球内 ⑵食醋在空气中放置 一段时间后，醋的酸味会变淡 ⑶酒精温度计的液柱随温度的升降而升降 ⑷一滴水中有约1021个水分子 (5)20ml水和20ml酒精混合，所得混合液体的体积小于40ml (6)湿衣服晾干了 (7)酒香不怕巷子深 分子间有间隔 分子在不断地运动 分子间有间隔 分子间有间隔 分子的质量和体积都很小 分子在不断地运动 分子在不断地运动 析·典型范例 27 分子 水的三态变化 特征 不变：分子大小、分子数目 改变：分子的间隔和排列方式 分子在不断运动：温度越高，运动速率越快 分子之间有间隔：热胀冷缩 分子的质量和体积都很小：本身大小不变 理·核心要点 28 A 1.下列事实不能用分子的相关知识解释的是（　 ） A．刮风时尘土飞扬　　　　　 B．进入花园闻到花香 C．将25m3的石油气装入0.024m3的钢瓶中　　　　　 D．50mL酒精和50mL水混合后的体积小于100mL 练·技能实战 29 B 2.下列微观解释不正确的是（　 ） A.氨水挥发——分子不断运动 B.将二氧化碳气体制成干冰，体积变小——分子体积变小 C.18g水中大约有6.02×1023个水分子——分子的质量很小 D.50mL酒精和50mL水混合后总体积小于100mL——分子间有间隔 练·技能实战 30 THANKS! 谢谢观看 八年级化学全一册·鲁教版五四学制2024 $$