内容正文:
第二单元 探秘水世界
第一节 运动的水分子(第一课时)导学案
一、学习目标(四维核心素养)
化学观念:建立物质由微观粒子构成的观念,认识水分子运动与水三态变化的联系。
科学思维:通过宏观现象推理微观本质,学会用分子观点解释常见现象。
科学探究:观察水蒸发与冷凝现象,分析分子运动与能量变化的关系。
科学态度与责任:体会微观世界的奇妙,养成严谨求实的科学态度。
二、学习重难点
学习重点:认识水分子运动与水三态变化的关系,理解分子的基本特征。
学习难点:用分子运动观点解释宏观现象,建立宏观与微观的联系。
三、课前预习案
(一)知识回顾
1. 水是我们最熟悉的物质之一,请回忆:水有哪三种状态?它们之间如何转化?
2. 在生活中你观察过哪些与水有关的现象?例如湿衣服晾干、水烧开后壶盖跳动等,请举例说明。
(二)教材导读
1. 一滴水中约含有多少个水分子?这个数字说明了水分子的什么特征?
2. 水由固态变为液态再变为气态时,水分子的数目和大小是否发生改变?真正改变的是什么?
3. 水分子获得能量和失去能量时,其运动速率和分子间间隔分别怎样变化?
4. 分子是构成物质的一种基本粒子,分子具有哪些基本特征?请列举。
(三)预习自测
1. 下列有关水分子的说法中,正确的是( )
A. 水分子是自然界中最小的粒子
B. 水分子的质量和体积都很小
C. 水分子在任何状态下都静止不动
D. 水分子之间没有间隔
2. 水结冰后体积变大,其原因是( )
A. 水分子本身变大了
B. 水分子的数目增多了
C. 水分子之间的间隔变大了
D. 水分子变成了其他分子
3. 用分子的观点解释:为什么湿衣服晾在阳光下比晾在阴凉处干得更快?
4. 将一块冰糖放入盛水的玻璃杯中,在液面处做标记,待冰糖完全溶解后观察液面位置。该实验能说明分子的什么特征?
四、课中探究案
探究活动一:水的三态变化微观探秘
【问题情境】一定量的水由液态变为气态时,水分子究竟发生了什么变化?请从以下选项中选出你的猜想,并说明理由。
猜想一:水分子本身变大了。
猜想二:水分子之间的间隔变大了。
猜想三:水分子的数目变多了。
猜想四:水分子从一个位置运动到了另一个位置。
【分析讨论】
1. 水在固态、液态、气态三种状态下,水分子的排列方式和运动状态有何不同?请填写下表。
状态
分子排列方式
分子运动特点
分子间间隔大小
固态(冰)
液态(水)
气态(水蒸气)
2. 水由液态变为气态的过程中,水分子获得了能量还是失去了能量?水分子的运动速率如何变化?分子间间隔如何变化?
3. 水由气态变为液态的过程中,水分子获得了能量还是失去了能量?水分子的运动速率如何变化?分子间间隔如何变化?
4. 综上分析,水的三态变化属于物理变化还是化学变化?请从分子角度说明判断依据。
探究活动二:分子基本特征的实验探究
【实验观察一】在一只小烧杯中加入半烧杯水,用药匙取少量品红晶体放入水中,静置观察现象。
1. 你观察到了什么现象?
2. 品红颗粒在水中逐渐扩散消失,这说明了分子的什么特征?
3. 若将烧杯中的水换成热水,品红扩散的速度会怎样变化?这又说明了什么?
【实验观察二】用两支注射器分别吸入等体积的空气和水,用手指堵住注射器末端小孔,慢慢推压活塞。
1. 哪一支注射器的活塞更容易被推动?
2. 空气容易被压缩而水不易被压缩,这说明了分子间间隔的什么特点?
3. 气体分子间间隔与液体分子间间隔相比,哪个更大?
【归纳总结】
通过以上探究,请归纳分子的三个基本特征:
(1)分子的质量和体积都很___。
(2)分子之间有___,且存在着相互作用。
(3)分子自身有能量,总是在不断地___。
探究活动三:学以致用——用分子观点解释现象
1. 为什么墙内开花墙外可以闻到花香?请用分子的观点解释。
2. 为什么气体容易被压缩,而固体和液体很难被压缩?
3. 为什么温度计中的液体受热后液柱上升、遇冷后液柱下降?请从分子角度解释。
4. 将相同质量的蔗糖分别放入一杯冷水和一杯热水中,哪一杯中的蔗糖溶解得更快?为什么?
5. 打气筒能将空气压入自行车轮胎内,这一事实主要说明了分子的什么特征?
课堂达标检测
1. 下列现象中,不能用分子运动来解释的是( )
A. 花园中花香四溢
B. 红墨水滴入水中整杯水变红
C. 黄沙漫天飞扬
D. 湿衣服在阳光下晾干
2. 下列关于分子的叙述中,正确的是( )
A. 一切物质都是由分子构成的
B. 分子是保持物质性质的一种粒子
C. 分子是不断运动的
D. 分子之间没有间隔
3. 水受热变成水蒸气,体积增大的原因是( )
A. 水分子本身体积增大
B. 水分子分裂成了氢原子和氧原子
C. 水分子间的间隔增大
D. 水分子的数目增多
4. 用分子的观点解释下列事实:
(1)打开酒精瓶的瓶塞,闻到了酒精的气味。
(2)一定体积的水和一定体积的酒精混合后,总体积小于两者体积之和。
(3)夏天自行车轮胎充气不能太足,否则容易爆胎。
5. 某同学做了如下实验:在一个玻璃容器中加入约半杯清水,再滴入一滴红墨水,观察到整杯水逐渐变红。请回答:
(1)整杯水变红的现象说明了什么?
(2)若将该实验放在通风处进行,红墨水扩散的速度会怎样变化?为什么?
五、板书设计
第一节 运动的水分子(第一课时)
一、水的三态变化
固态 → 液态 → 气态(物理变化)
水分子数目不变 水分子大小不变
分子间间隔改变 分子排列方式改变
液态→气态:水分子获得能量,运动加快,间隔变大
气态→液态:水分子失去能量,运动减慢,间隔变小
二、分子的基本特征
1. 分子很小(质量和体积都很小)
2. 分子间有间隔,存在相互作用
3. 分子在不断运动(温度越高,运动越快)
参考答案
三、课前预习案
(一)知识回顾
1. 水有固态、液态、气态三种状态。固态的冰受热可熔化为液态的水,液态的水受热可汽化为气态的水蒸气;气态的水蒸气遇冷可液化为液态的水,液态的水遇冷可凝固为固态的冰。
2. 示例:湿衣服晾干是水由液态变为气态的过程;水烧开后壶盖跳动是水蒸气推动壶盖的现象;冬天窗户上出现水珠是水蒸气遇冷液化的现象。(合理即可)
(二)教材导读
1. 一滴水中约含有十的二十一次方个水分子。这说明水分子的质量和体积都非常小。
2. 水分子的数目和大小不发生改变。真正改变的是水分子之间的间隔和排列方式。
3. 水分子获得能量时,运动速率加快,分子间间隔变大;水分子失去能量时,运动速率减慢,分子间间隔变小。
4. 分子的基本特征:分子的质量和体积都很小;分子间有间隔,存在着相互作用;分子自身有能量,总在不断地运动。
(三)预习自测
1. B
2. C
3. 阳光下温度较高,水分子获得能量,运动速率加快,更容易从水面运动到空气中,所以湿衣服在阳光下比在阴凉处干得更快。
4. 冰糖溶解后液面下降(或液面低于原来的标记处),说明分子之间有间隔,蔗糖分子进入了水分子的间隔中。
四、课中探究案
探究活动一
【问题情境】正确的猜想是猜想二和猜想四。理由:水由液态变为气态时,水分子本身的大小和数目都没有改变,改变的是分子之间的间隔变大了,同时水分子运动到了更远的位置。
【分析讨论】
1. 固态(冰):分子排列紧密有序,分子只在固定位置附近振动,分子间间隔很小;液态(水):分子排列相对无序,分子可在一定程度上自由运动,分子间间隔较小;气态(水蒸气):分子排列极度无序,分子可以完全自由运动,分子间间隔很大。
2. 水分子获得能量。运动速率加快,分子间间隔变大。
3. 水分子失去能量。运动速率减慢,分子间间隔变小。
4. 属于物理变化。因为水在三态变化过程中,水分子本身没有发生改变,没有变成其他物质的分子,只是水分子之间的间隔和排列方式发生了改变,因此属于物理变化。
探究活动二
【实验观察一】
1. 品红晶体在水中逐渐扩散,整杯水慢慢变成红色。
2. 说明分子在不断地运动。
3. 在热水中品红扩散更快。说明温度越高,分子运动速率越快。
【实验观察二】
1. 吸入空气的注射器活塞更容易被推动。
2. 说明气体分子间的间隔较大,液体分子间的间隔较小。
3. 气体分子间间隔比液体分子间间隔更大。
【归纳总结】
(1)小 (2)间隔 (3)运动
探究活动三
1. 含有花香的分子在空气中不断运动,扩散到远处,所以墙内开花墙外可以闻到花香。
2. 气体分子间间隔较大,分子之间距离较远,容易被压缩;而固体和液体分子间间隔较小,分子之间距离较近,所以很难被压缩。
3. 受热时,温度计中的液体分子获得能量,运动加快,分子间间隔变大,液体体积膨胀,液柱上升;遇冷时,分子失去能量,运动减慢,分子间间隔变小,液体体积收缩,液柱下降。
4. 热水中的蔗糖溶解得更快。因为温度越高,分子运动速率越快,蔗糖分子扩散到水中的速度就越快。
5. 打气筒能将空气压入轮胎,主要说明了分子之间有间隔,气体分子间间隔较大,容易被压缩。
课堂达标检测
1. C(黄沙漫天飞扬是宏观物体的运动,不是分子运动)
2. C
3. C
4.(1)酒精分子在不断运动,扩散到空气中,所以能闻到酒精气味。
(2)分子之间有间隔,水分子和酒精分子互相进入对方的间隔中,所以总体积小于两者体积之和。
(3)夏天气温高,轮胎内气体分子运动加快,分子间间隔变大,气体体积膨胀,轮胎内压力增大,容易爆胎。
5.(1)说明分子在不断地运动。
(2)扩散速度会加快。因为通风处空气流动快,有助于水分子更快地扩散,从而加快了红墨水分子在水中的扩散速度。
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