3.1运动的水分子讲义--2025-2026学年九年级化学鲁教版（2024）上册

不愤不启，不启不发 3.1运动的水分子 本节聚焦 1. 通过分析水分子的运动与水的三态变化的关系认识分子的特征，能准确说出分子的特征。 2. 2.学会用分子运动的观点解释自然界中的常见现象。 知识精讲 贝尔格里尔斯，人称“贝爷”,是一名探险家和荒野生存专家，因在节目中食用的食物过于惊人，被冠以“站在食物链 顶端的男人”的称号。而实际荒野求生中， 人可以数天甚至数周不吃饭，但是三天不 喝水就会濒临死亡，所饮用的水质不净也会严重损害健康。因此能喝上一口相对洁净的水，就成了荒野求生提高存活率的关键。目前市面上有一种野外应急净水器，里面填充活性炭等材料，可以在野外环境下快速改善水质用于应急饮水。这种净水器的工作原理是什么?能否长期使用这种净水器?让我们来揭晓答案吧! 一、水的三态变化 1．水是由水分子构成的。水分子很小，只一滴水，就含有约1021个水分子！ 2．把封闭在注射器中的少量水煮沸，使液态的水变为水蒸气，体积会明显增大。在这个过程中，水分子本身变大了，水分子之间的间隔变大了，水分子的数目增多了。水分子受热都运动到注射器的另一端去了。 3．不同状态的水中，水分子的运动、分子间隔、排列方式有何不同? 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。这样的变化属于物理变化。 结论:物理变化的实质：在物理变化的过程中，分子本身不会变化，变化的是分子之间的间隔和排列。 4．水在三态变化中吸收或放出能量 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。 烧开水之后，揭开锅盖，立即就会有许多水滴滴下，这是水蒸气在锅盖上冷凝的结果。 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。 实质：水分子本身没有发生变化，改变的只是水分子之间的间隔，没有新物质生成，属于物理变化。在运动过程中伴随着能量的变化。 二、分子的基本特征 缉毒犬帮助寻找犯罪证据 第 6 潜水需要携带压缩空气一滴水 缉毒犬可以依靠灵敏的嗅觉找到藏匿在行李箱中的违禁品，一滴水中大约有1.67× 10²¹个水分子，潜水携带的压缩空气瓶能容纳相当于自身体积几百倍的空气，这些现象 说明微粒具有哪些特性呢? （1）应用 ①用分子不停地运动解释闻到气味、溶解、扩散、挥发、蒸发等生活现象。 ②用分子运动受温度的影响解释太阳下晒湿衣服比阴凉处干得快。 3．分子间有间隔 【实验】100mL酒精和100mL水混合体积是否等于200mL? 实验现象：100 mL 酒精与100mL 水相互混合总体积小于200mL。实验结论：分子间有间隔。 （1）分子间间隔大小：一般情况下，气体物质分子间的间隔相对较大，固体和液体物质分子间的间隔相对较小。 解释生活现象：气体体积容易压缩，固体和液体较难被压缩。 （2）分子间间隔受温度和压强的影响 ①温度升高，分子间隔增大，温度降低，分子间隔变小。 解释生活现象：物质的热胀冷缩、物质三态变化、给自行车胎打气、等体积的酒精和水混合后总体积变小。夏天车胎、篮球等打气太满容易爆炸，酒精温度计测温度。（给自行车胎打气，分子间隔变小）（水银是金属，由原子构成；水银温度计测温度，是因为受热汞原子间隔变大） ②压强增大，分子间隔减小，压强减小，分子间隔变大。 解释生活现象：加压可以让6000mL氧气装进40mL钢瓶。（注意：分子的大小不会改变，物质体积的变化是分子间隔在改变） 下图为在相同体积内，同种物质的固态、液态、气态分子间的间隔图示。通常 状况下，构成固体状态物质的分子之间间隔最小，液体次之，气体间的间隔最大。 固态 液态 气态 分子、原子、离子都属于微观粒子，因此，这些微观粒子都具有不断运动、有间隔、质量与体积都很小的特性。 三、水的天然循环 水的天然循环是通过其三态变化实现的。太阳为水分子提供能量，使其运动加快，达到一定程度后，一些水分子便克服了分子之间的相互作用，变成水蒸气扩散到空气里，在高空中遇冷凝结成云。云随风飘移，再遇冷又转变成雨或雪，降落到地面，汇入江河湖海，渗进山川土地。大自然就是通过水分子的运动，既实现了水的自身净化，又完成了水资源的重新分配，周而复始、源源不断地为地球上的生物补充淡水资源。 四、水资源现状 1．地球上水的储量很大，分布范围也很广，但是大约 97.5% 的水集中在海洋和咸水湖里。淡水约占地球总水量的2.5%，可供人类直接利用的江河水、湖泊淡水以及浅层地下水，仅约占地球淡水总量的13%，占地球总水量的0.3%。水的天然循环给我们带来了淡水。但是，天然淡水中往往含有泥沙、可溶性的矿物质和细菌等，为满足生活和生产的需要，人们需要根据天然水水质的不同而进行相应的净化处理。 2．保护水资源和节约用水 爱护水资源的途径：节约用水，防治水体污染 国家节水标志 节约用水 工业上：循环利用水资源等； 农业上：漫灌改为喷灌或滴灌等； 生活上：一水多用、使用节水型器具等。 防治水体污染 水体污染是指大量污染物排入水体，超过水体的自净能力使水质恶化，水体及其周围的生态平衡遭到破坏，对人类健康、生活和生产活动等造成损失和威胁的情况。 (1)水体污染的主要因素 ①工业污染：工业“三废”未经处理，任意排放； ②农业污染：农药、化肥的不合理使用； ③生活污染：生活污水的任意排放。 (2)水体污染的危害 影响工农业生产、渔业生产；破坏水生生态系统；直接危害人体健康。 水华 赤潮 5、 天然水的净化 日常洗漱洗衣服 饮用种植花草 生活中，水，特别是“自来水”的使用极为广泛，但是，水具有哪些性质，“自来水”又是怎么来的呢? 1．水的净化：指将自然界中含有许多可溶性和不溶性杂质，常呈浑浊状态的水，可通过各种途径净化处理的过程。（纯水是无色、无臭、清澈透明的液体） 净化方法 原理 作用 沉淀 静置，使不溶性杂质沉降并与水分层 除去不溶性杂质 过滤 把液体与不溶于液体的固体分离 除去不溶性杂质 吸附 利用活性炭的吸附作用，或者利用明矾溶于水后生成的胶状物，把天然水中的一些不溶性杂质和一些可溶性杂质吸附在其表面，沉降下去。 除去不溶性杂质、一些可溶性杂质和异味等 蒸馏 通过加热的方法使水变成水蒸气后，然后冷凝成水 除去可溶性杂质和不溶性杂质。 2．自来水厂净水过程： 活性炭的作用：具有疏松结构的粉末或颗粒，具有较强的吸附性，可使某些有色液体脱色、吸收各种气体或有异味的物质。 明矾的作用：明矾溶于水后生成的胶状物吸附水中悬浮杂质，使杂质沉降来达到净水的目的。 3．各种净化方法除去的杂质的种类 难溶性杂质 可溶性杂质 降低水的硬度 沉淀 √ 过滤 √ 吸附 √ √ 蒸馏 √ √ √ 水的净化效果由低到高的是：沉淀、过滤、吸附、蒸馏（均为物理方法），其中净化效果最好的是蒸馏。 六、过滤 1. 目 的 ：分离固液混合物。 2. 仪 器 ：烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台(带铁圈)。 过滤装置 3. 操作步骤： (1)先将玻璃棒轻轻斜靠在三层滤纸处； (2)取浑浊的水沿玻璃棒慢慢地倒入漏斗内(玻璃棒起引流作用),烧杯口紧靠在玻 璃棒上； (3)液面始终低于滤纸的边缘。 4. 操作要领：“一贴、二低、三靠” “ 一贴”指制作过滤器时，滤纸要紧贴漏斗内壁，中间不留气泡。 “二低”指液面低于滤纸边缘，滤纸边缘低于漏斗口。 “三靠 ”指盛待过滤液体的烧杯口紧靠玻璃棒，玻璃棒轻靠在三层滤纸处，漏斗的下 端管口紧靠在烧杯内壁上。 七、蒸馏 水壶中的水垢洗过的袜子 烧水用的水壶用久了底部会产生一层厚厚的水垢；洗过的袜子晒干后会变得笔挺， 这都是为什么呢?原来，看似纯净的“自来水”中含有很多杂质，以我们的生活用水为例，可以分为硬水 和软水两种，目前我国北方地区的用水大多数为硬水，南方用水为软水。 1.硬水和软水 硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水。 软 水：不含或含有较少可溶性钙、镁化合物的水。 2.硬水和软水的鉴别 在水中滴入肥皂水并振荡，如果泡沫多说明是软水；如果泡沫较少，有较多浮渣出 现，说明是硬水。 3.硬水的危害 衣服洗不净、衣服变硬；用水器形成水垢，如锅炉内形成水垢不仅浪费燃料，而且还 会使锅炉内管道局部过热变形，甚至爆炸。 4.硬水的软化 工业上和科学实验中软化硬水的方法很多，生活中通过煮沸降低水的硬度，实验室 中通常用蒸馏的方法降低水的硬度。 蒸馏是我们在实验室获得蒸馏水的操作，蒸馏水被认为是纯水，所以蒸馏是所有净 水操作中净水程度最高的操作，装置示意图如下： 知识链接 蒸馏操作的注意： ①烧瓶加热时要垫上陶土网或石棉网； ②在烧瓶中放入约1/3体积的水，再加入几粒沸石或碎瓷片(防止发生暴沸); ③温度计下端放在烧瓶的支管口处； ④冷凝管内的水流下进上出。原因有两个， 一是延长热交换时间，提高冷凝效率；二是因为热水密度小于冷水，下进上出可以避免在冷凝管内形成湍流。 经典例题 一、水的三态变化 例1 青藏高原积雪冰川广布，冰雪融水是江河源头的重要补给水源。下列说法正确的是（ ） A．水结冰时，水分子不再运动 B．冰雪融化时，水分子种类发生了变化 C．冰升华时，水分子间的间隔改变 D．冰与水混合后得到混合物 例2 下列关于“酒精温度计遇热读数上升”的微观解释正确的是( ) A. 分子质量增大 B. 分子体积扩大 C. 分子间隔变大 D. 分子个数增多 例3下列现象或事实，其中解释错误的是( ) A. 热胀冷缩，说明分子的大小随温度的改变而改变 B.“酒香不怕巷子深”,说明分子在不断运动 C.25m³ 的石油气可以装入0.024m³ 的钢瓶中，说明分子之间有间隔 D. 一滴水中有1.67×10²1 个水分子，说明分子的质量和体积都很小 例4能保持过氧化氢化学性质的微粒是( ) A. 过氧化氢分子 B. 氧分子 C. 氢分子 D. 氢原子 二、水的天然循环 例5如图为自然界水循环示意图。下列关于水的天然循环的说法中正确的是（ ）    ①水在天然循环过程中实现了水的自身净化 ②水的天然循环是通过水的三态变化实现的 ③太阳为水的天然循环提供了能量 ④水的天然循环完成了水资源的重新分配 A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②③④ 三、天然水的净化 例6 长期饮用硬水会产生体内结石。下列有关硬水和软水的说法，错误的是( ) A.过滤不能降低水的硬度 B. 使用硬水烧水易产生水垢 C. 硬水和软水的区别在于是否含有较多的可溶性钙、镁化合物 D. 硬水是混合物，软水是纯净物 例7下列关于工业净水过程正确的是( ) A.河 水 → 加 氯 气 → 过 滤 → 加 明 矾 → 吸 附 → 沉 淀 → 净 水 B. 河 水 → 加 明 矾 → 沉 淀 → 过 滤 → 吸 附 → 加 氯 气 → 净 水 C. 河 水 → 加 明 矾 → 吸 附 → 加 氯 气 → 过 滤 → 沉 淀 → 净 水 D. 河 水 → 过 滤 → 加 氯 气 → 加 明 矾 → 吸 附 → 沉 淀 → 净 水 例8以下是关于过滤操作的说法： ①液体直接缓慢倒入过滤器；②漏斗中液体的液面要低于滤纸边缘约5毫米；③为了加速过滤，可用玻璃棒搅动漏斗中的液体；④滤纸边缘要稍高于漏斗口；⑤使液体沿着玻璃棒流进过滤器。 其中正确的过滤操作是( ) A.①④ B.③④ C.②⑤ D.①③④ 例9某兴趣小组的同学们利用所学知识，制作了简易净水器。关于该净水器的说法正确的是（ ） A．净水时水最后流经石子 B．净水器的空白处应为活性炭 C．该过程能将水样转化为软水 D．能把自然界中的水变成纯净物 实战演练 1．（2025·山东烟台·中考真题）自然界中存在着“水循环”“碳循环”“氧循环”三大循环。下列说法错误的是 A．三大循环过程中元素守恒，元素化合价不变 B．水的天然循环既实现了水的自身净化，又完成了水资源的重新分配 C．碳、氧循环有利于维持大气中二氧化碳和氧气含量的相对稳定 D．水的天然循环是通过其三态变化实现的，而碳循环、氧循环过程中均有化学变化发生 2.（2023·山东德州·中考真题）下图是自来水厂净水过程示意图。下列有关说法正确的是 A．吸附沉降和消毒是物理变化 B．过滤可以使硬水软化 C．活性炭可以去除色素和异味 D．净化后的水是纯净物 3.（2025·四川资阳·中考真题）水是生命之源，是“永远值得探究的物质”。 (1)认识水的蒸发：下图是烧杯内的水在不同温度下蒸发时发生变化的微观示意图。请将50℃时相同空间内对应的微观示意图补充完整(图中“”表示氢原子，“”表示氧原子)。 (2)初探水的组成：电解水装置中，同电源负极相连的电极上产生的气体是，由此得出关于水的组成的结论是 。 (3)了解水的净化：小明同学观察到学校、车站等公共场所安装有直饮式水机，他了解到直饮饮水机是将自来水净化为可直接饮用的水，其净水原理如图所示，图中步骤①的目的是 。 (4)爱护水资源：保护水资源是全社会的共同责任，下列做法错误的是_______。 A．为减少水体污染，要合理使用农药、化肥 B．厨房废水经必要处理后可直接排入九曲河 C．开展生产工作，提高用水效率 D．在河流、湖泊中建设植草滤沟有助于净化水质 学霸笔记 知识链接 沉降通常有两种方法： 一种是静置沉降：靠重力使待处理液体中的悬浮物沉 降于底部。另一种是向待处理液体中加入絮凝剂(常用絮凝剂是明矾 KAl(SO₄)₂ · 12H₂O) 进行吸附沉降。 明矾 (2)过滤池：使难溶物与水分离； (3)活性炭吸附池：除去水中的色素和异味； (4)投药消毒：除去水中会有的一些细菌或微生物。 思维导图 1 学科网（北京）股份有限公司 $