3.2 水分子的变化 课件-2025-2026学年九年级化学鲁教版（2024）上册

第三单元 探秘水世界 第二节 水分子的变化 1 1.知道水在直流电作用下可以分解生成氢气和氧气,氢气在空气中燃烧可以生成水,同时初步形成“化学变化是有条件的,且化学变化过程中伴随着能量变化”的认识,体会“氢气是一种理想能源”的含义。(化学观念) 2.初步认识化学变化的实质;认识分解反应和化合反应。(化学观念) 3.能够从分子构成的角度对已知物质进行分类(单质和化合物),初步形成“同种原子构成的分子属于单质的分子,不同种原子构成的分子属于化合物的分子”的认识。(化学观念) 4.结合具体的化学反应,能够说出反应物和生成物,并能用文字表达式和符号表达式表示已知的化学反应。(化学观念) 5.学习从微观的视角分析化学变化,并进一步建立宏观、微观与符号相联系的思维方式。(科学思维) 2 一 水的分解 1.【活动探究 3-4】水在直流电作用下的变化 操作过程:如图所示,在水电解器的玻璃管中注满水,接通直流电源。观察两个电极和两支玻璃管内液面有何变化。 通电后两电极都产生气泡。 两侧的玻璃管内液面下降,中间玻璃管中液面上升。 与电源负极相连的电极产生的气泡多,与电源正极相 连的电极产生的气泡少;负极与正极产生的气体体积比约为 2∶1。 实验现象 产生气体,管内压强增大 不是质量比 实验结论 ①水在通电的条件下生成了新物质——氢气和氧气,发生化学变化。 ②负极上产生的是氢气,正极上产生的是氧气,它们的体积比约为2∶1,简记为“正氧负氢,氢二氧一(体积比)”。 ③水是由氢元素和氧元素组成的。 素养点拨 证据推理是基于事实,经过概况、抽象、推理得出结论或规律的一种研究问题的方法。水通电分解得到氢气和氧气,氢气由氢元素组成,氧气由氧元素组成,根据化学反应前后元素的种类保持不变,推断水是由氢元素和氧元素组成的。 运用证据推理推断水的元素组成(科学思维) 检验气体 液面下降较多的玻璃管 液面下降较少的玻璃管 现象 解释 带火星的木条复燃 气体能燃烧,发出 淡蓝色的火焰 能使带火星木条复燃的是氧气 能燃烧发出淡蓝色火焰的是氢气 1.用一根点燃的火柴接近液面下降较多的玻璃管尖嘴处,慢慢打开活塞,观察现象。 2.用一根带火星的木条接近液面下降较少的玻璃管尖嘴处,慢慢打开活塞,观察现象。 文字表达式 水 氢气 + 氧气 通电 反应物 生成物 反应条件 生成 和或跟 (2)文字表达式的写法:在“ ”左边写出反应物的名称,在其右边写出生成物的名称,若物质不止一种,中间可用“+”连接。在“ ”上方标注反应条件。 (1)化学反应可用文字表达式来表示,水在通电条件下反应生成氢气和氧气可以写成如下。 文字表达式可读作“水在通电条件下反应生成氢气和氧气”,要读出反应物和生成物及反应条件。 符号表达式 H2O H2+O2 通电 (1)实验过程中产生氢气的体积往往大于氧气体积的2倍,主要原因如下。 ①氧气在水中的溶解能力比氢气强,收集到的氧气体积偏小。 ②在电解过程中,产生的部分氧气会与电极发生氧化反应,导致收集到的氧气体积偏小。 (2)在做电解水的实验时,向水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液,其目的是增强水的导电性。 (3)电解水实验中的电源使用直流电源。直流电是电流方向不随时间变化而改变的电流。 (4)该反应过程中电能转化为化学能。 拓展 + 氧分子 氧原子 氢原子 氢分子 水分子 2.水通电分解的微观解释 水分子分解成氢原子和氧原子;每两个氢原子结合成一个氢分子,很多个氢分子聚集成氢气;每两个氧原子结合成一个氧分子,很多个氧分子聚集成氧气。 单质分子 化合物分子 规律总结 从水通电分解的微观示意图可得出如下规律: (1)在化学反应中,分子可分,原子不可分。原子是化学变化中的最小粒子; (2)化学反应的实质是分子分裂成原子,原子再重新组合成新分子; (3)在化学反应中,元素的种类不变;原子的种类、数目及质量都不变; (4)从微观上讲有新分子生成的变化就是化学变化,没有新分子生成的变化就是物理变化; (5)分子可以由同种原子构成,如氧气分子由氧原子构成;也可以由不同种原子构成,如水分子由氢原子和氧原子构成; (6)单质的分子由同种原子构成,如氧气、氢气;化合物的分子由不同种原子构成,如水。 素养点拨 构成物质的微粒的质量和体积都很小,无法用肉眼观察到,可通过建立模型,从而形象直观地看待问题的本质。利用粒子模型图来形象地表示分子和原子的结构,可使抽象的问题具体化,便于观察和理解。利用此方法解题时应该注意以下三个方面: (1)认真审题,从模型图中获取信息; (2)结合所给的问题理解信息; (3)根据信息应变创新,要学会把所学的知识迁移到新的“情境”中去,理解粒子模型图的内涵,将微粒概念宏观化。 微粒观点与模型图的应用(科学思维) 二 分解反应 1.概念 由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应,叫作分解反应。 2.特点 化学反应、一变多 3.通式 A B+C… 4.举例 水 氢气 + 氧气 通电 分解反应是化学反应的一种,不适用于物理变化,如蒸发食盐水来分离水和食盐不属于分解反应。 注意 三 水的合成 【活动探究 3-5】氢气在空气中燃烧 实验操作:如图所示,在空气中点燃纯净的氢气(在点燃氢气前,一定要检验其纯度),并在火焰上方罩一只冷而干燥的烧杯,观察现象,然后用手轻轻触摸烧杯。 实验现象及分析 用手触摸烧杯外壁感觉发烫,说明此反应放出热量。 火焰呈淡蓝色。 可看到干燥的烧杯内壁有水雾,说明氢气燃烧会生成水。 实验结论:氢气和氧气在点燃的条件下发生化学反应,生成水,放出热量。 文字表达式 符号表达式 由于氢气是由氢元素组成的,氧气是由氧元素组成的,化学反应前后元素种类不变,据此可以得出水是由氢元素和氧元素组成的结论。 说明 氢气 + 氧气 水 点燃 H2 + O2 H2O 点燃 (1)通过这个实验,可以证明氢气具有可燃性。因为氢气燃烧时放出大量的热,所以氢气可以作气体燃料。 (2)氢气燃烧的热值高,来源广,生成物是水,对环境无污染。因此氢气是未来最理想的能源,被誉为绿色能源。 (3)该反应过程中,化学能转化为光能和热能。 (4)通常情况下,氢气是无色无味的气体,难溶于水,在相同条件下,氢气是密度最小的气体。 说明 如果氢气不纯(混有空气或氧气),遇明火可能会爆炸,所以点燃氢气前一定要检验氢气的纯度,在使用氢气时要注意安全。 注意 方法点拨 如图所示,收集一试管氢气,用拇指堵住试管口,使试管口稍向下倾斜,靠近火焰,移开拇指点火。若听到轻微的“噗”声,说明氢气已纯净;若听到尖锐的爆鸣声,则表明氢气不纯。 检验氢气纯度的方法 凡是可燃性气体,点燃前都要检验该气体的纯度,以免发生爆炸。 氢气因为其密度比空气的小,常被用来填充气球,但氢气具有可燃性,遇明火可能发生爆炸,为了避免发生危险,现在常用氦气填充气球,氦气密度仅比氢气大,且极不活泼,比较安全。 拓展 交流共享 在水通电分解成氢气和氧气、氢气与氧气反应生成水的过程中,分子和构成分子的原子是否都发生了变化? 在化学反应中,反应物的分子被破坏,其中的原子重新组合形成新的分子;而在此过程中,构成分子的原子没有发生变化。如水分子中的氢原子和氢分子中的氢原子是相同的。 四 化合反应 1.概念 由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应,叫作化合反应。 2.特点 化学反应、多变一。 3.通式 A+B+… C 4.举例 氢气 + 氧气 水 通电 化合反应是化学反应的一种,不适用于物理变化,如酒精和水混合不属于化合反应。 注意 一 水的分解 2. 水通电分解的微观解释 1. 水在直流电作用下的变化 3.用分子、原子的观点解释物理变化和化学变化 概念、特点、通式 氢气在空气中燃烧 正氧负氢,氢二氧一(体积比)。 二 分解反应 三 水的合成 四 化合反应 A B+C… 氢气和氧气在点燃的条件下发生化学反应,生成水,放出热量。 概念、特点、通式 A+B+… C 本节课你学会了哪些知识? 收获了什么方法? 还有什么疑惑吗? 1.下列说法正确的是( )。 A.水分子是由一个氢分子和一个氧原子构成的 B.水是由氢分子和氧分子构成的 C.水是由两个氢原子和一个氧原子构成的 D.水是由氢元素和氧元素组成的 课 堂 达 标 D 2.下列反应属于分解反应的是( ) A.硫 + 氧气 二氧化硫 点燃 C.铁 + 氧气 四氧化三铁 B.石蜡 + 氧气 二氧化碳 + 水 D.氧化汞 汞 + 氧气 加热 点燃 点燃 D 3.用如图所示的装置进行水的电解实验时,有以下描述: ①向水中加入少量硫酸钠,能使水电解产生气体的速度变大;②甲、乙两试管内收集到的气体的体积比约为2∶1; ③甲试管内产生的气体能燃烧,且燃烧时火焰呈淡蓝色; ④乙试管内产生的气体能使带火星的木条复燃。 以上描述中正确的是( ) A.①②③④ B.③ C.①② D.①②③ A 4.如图所示表示水电解的微观示意图(图中 和 分别表示氢原子、氧原子),则下列理解不正确的是( ) A.过程 表明化学变化中分子可以拆分成原子 B.过程 、 表明化学反应前后原子的种类和数目均不变 C.过程 表明化学变化前后分子的种类发生了改变 D.该示意图还能说明化学变化中原子能改变 D (1)点燃氢气前必须检验氢气纯度,如图1所示,如果发出 声,表明氢气不纯净,发出 声音,表示氢气较纯净。混有空气的氢气,点燃容易发生 。 (2)图2所示实验: ①可以观察到,导管口处氢气安静燃烧产生 色火焰。此过程中,_能转变成了 _。 ②该反应的文字表达式为 ,反应的基本类型是 。 ③由氢气燃烧实验可证明水是由 元素组成的。 尖锐的爆鸣 噗的 爆炸 淡蓝 5.某班同学在实验室完成了氢气在空气中燃烧的实验,以验证水的组成。 图1 检验氢气的纯度 图2 氢气在空气中燃烧 化学 光能和热能 化合反应 氢、氧 氢气+氧气 水 点燃 6.如图为水通电分解的实验装置图,据图分析: (1)玻璃管A中产生的气体是 。 (2)通电一段时间后,两玻璃管中的现象差异是 , 用燃着的木条在玻璃管尖嘴口检验玻璃管B中气体,现象是 ,请写出水中通直流电反应的文字表达式 ,该反应属 (填“化合”或“分解”)反应;通过该实验得出水分子是由 构成的结论。 (3)若玻璃管B中收集到10 mL气体,则玻璃管A中收集的气体的体积为 mL。 5 氧气 气体被点燃,产生淡蓝色的火焰 分解 氢原子与氧原子 B玻璃管中液面下降较快,A玻璃管中液面下降较慢 水 氢气+氧气 点燃 $$