第一節(jié)運動的水分子第1課時水的三態(tài)變化及分子的特征一、知識目標1.理解水的三態(tài)變化是水分子運動和間隔改變的結(jié)果，明確三態(tài)變化中水分子的數(shù)目和大小不變，變化的只是分子間的間隔和排列方式。2.知道是構(gòu)成物質(zhì)的一種微觀粒子，由原子構(gòu)成，掌握分子的特征（質(zhì)量和體積小、不斷運動、有間隔）。3.學會運用分子的特征解釋生活中的常見現(xiàn)象，如擴散、熱脹冷縮等。二、核心素養(yǎng)目標1.宏觀辨識與微觀探析：通過觀察水的三態(tài)變化宏觀現(xiàn)象，建立“物質(zhì)由微觀粒子構(gòu)成”的觀念，形成從微觀角度解釋宏觀現(xiàn)象的思維方式，發(fā)展“宏觀微觀符號”三重表征能力。2.證據(jù)推理與模型認知：通過實驗探究水的三態(tài)變化、酒精與水混合、品紅擴散等活動，培養(yǎng)提出猜想、設(shè)計實驗、分析數(shù)據(jù)的科學探究能力，激發(fā)對微觀世界的探究興趣。3.科學探究與創(chuàng)新意識：聯(lián)系生活實例（如香水擴散、熱脹冷縮），認識化學與生活的緊密聯(lián)系，增強將化學知識應用于生活的意識，培養(yǎng)用科學原理解釋生活現(xiàn)象的習慣。教學重點1.水的三態(tài)變化的微觀本質(zhì)，理解溫度變化對水分子運動速率和分子間隔的影響。2.分子的三個基本特征（不斷運動、有間隔、質(zhì)量體積?。┘捌鋵嶒烌炞C。3.運用分子的觀點解釋生活中的常見現(xiàn)象，建立微觀粒子與宏觀現(xiàn)象的聯(lián)系。二、教學難點1.從微觀角度構(gòu)建水分子三態(tài)變化的模型，理解分子運動和間隔變化的抽象概念。2.運用分子特征解釋復雜的生活現(xiàn)象，培養(yǎng)學生的抽象思維和知識遷移能力。一、水的三態(tài)變化1.描述水的三態(tài)變化的過程。水有三種狀態(tài)：固態(tài)（冰）、液態(tài)（水）、氣態(tài)（水蒸氣），三者可相互轉(zhuǎn)化：冰→水：受熱，固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)；水→水蒸氣：受熱，液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)；水蒸氣→水：遇冷，氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)；水→冰：遇冷，液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。2.水的三態(tài)變化的過程中，水分子發(fā)生了怎樣的變化，其微觀本質(zhì)是什么？水的三態(tài)變化屬于物理變化，變化的本質(zhì)是水分子的間隔和排列方式改變，而水分子的數(shù)目和大小不變：固態(tài)（冰）：水分子緊密有序排列，只能在固定位置振動；液態(tài)（水）：水分子間隔較小，可自由運動；氣態(tài)（水蒸氣）：水分子間隔較大，完全自由運動。3.思考如何從微觀角度解釋生活中常見的現(xiàn)象：（1）雨后水漬消失：水分子吸收能量，運動加快，間隔變大，變成水蒸氣逸散到空氣中（蒸發(fā)）（2）鍋蓋滴水：水蒸氣遇冷，能量降低，運動減慢，間隔變小，凝結(jié)成水滴（液化）。二、分子的特征1.什么是分子？閱讀課本尋找分子的概念。許多物質(zhì)像水一樣，是由分子構(gòu)成的，如氫氣（H2）、氧氣（O2）、二氧化碳（CO2）等。分子是構(gòu)成物質(zhì)的一種微觀粒子，它們都是由原子構(gòu)成的。2.實驗探究一：酒精與水混合實驗實驗步驟取一支20mL的大試管，先加入10mL蒸餾水，再加入10mL酒精，然后用帶玻璃導管的橡皮塞塞住試管口，豎直靜置后標記進入導管的液面高度。用手指堵住導管口，上下顛倒試管幾次，再次豎直靜置，實驗現(xiàn)象混合靜置后，液面高度低于刻度線實驗結(jié)論分子之間有間隔，酒精分子進入到水分子的間隔中，導致體積減小。3.實驗探究二：品紅擴散實驗實驗步驟取兩個相同容量的小燒杯，一個燒杯中加入半杯熱水，另一個燒杯中加入半杯冷水，然后分別加入少量品紅溶液，觀察現(xiàn)象，并用秒表記錄擴散時間。實驗現(xiàn)象品紅在熱水中擴散得快，在冷水中擴散得慢。實驗結(jié)論分子在不斷運動，且溫度越高，分子的運動速率越快。4.我們的肉眼能看到分子么？小小的一滴水中含有1021個水分子，水分子的特征尺度為0.4納米（0.4×109m），這比紙張的厚度（100微米=1×104

m）還要小幾百萬倍。從這組數(shù)據(jù)你能感受到什么？分子的質(zhì)量和體積都很小。5.歸納總結(jié)：分子的特征(1)分子的質(zhì)量和體積都很小(2)分子之間有間隔(3)分子在不斷運動，且溫度越高，分子的運動速率越快。一、新課引入活動一：新課導入問題探究：觀察尼亞加拉大瀑布、黃姚古鎮(zhèn)、長白山山頂?shù)染坝^圖片，結(jié)合生活經(jīng)驗，思考水的不同形態(tài)是如何形成的？答案：水的三態(tài)變化是由于溫度等條件改變，導致水分子的運動和間隔發(fā)生變化。問題探究：露珠消失后去了哪里？水燒開時冒出的“白氣”是什么？水的三態(tài)變化是如何發(fā)生的？答案：露珠蒸發(fā)變成水蒸氣；白氣是水蒸氣液化形成的小水滴。問題探究：水的三態(tài)變化中，水分子發(fā)生了什么變化？答案：這是引導我們進入微觀世界思考的問題，后續(xù)會通過實驗等進行探究。二、水的三態(tài)變化活動一：實驗探究水的三態(tài)變化問題探究：用量筒量取直飲水（室溫），倒入燒杯加熱至沸騰，用另一個量筒收集冷凝水（模擬水蒸氣液化）。同時，把封閉在針筒中的少量水煮沸，液態(tài)的水就會變?yōu)樗魵?，注射器活塞移動，體積會明顯增大。請?zhí)岢鏊w積增大原因的猜想，并從微觀角度進行解釋。答案：可能的猜想有：a.水分子本身變大了。從微觀角度看，如果水分子本身變大，那么物質(zhì)的性質(zhì)可能會發(fā)生改變，而水變成水蒸氣只是狀態(tài)變化，性質(zhì)未變，所以該猜想不太合理。b.分子之間的間隔變大了。當水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時，水分子獲得能量，運動加劇，分子間的間隔增大，導致體積明顯增大，該猜想合理。c.水分子的數(shù)目增多了。在水的三態(tài)變化過程中，沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化，水分子的數(shù)目不會增多，所以該猜想錯誤。d.水分子受熱都沖到針筒的另一端去了。這只是水分子的位置移動，不能解釋體積增大的本質(zhì)原因，所以該猜想錯誤。問題探究：小組討論并總結(jié)：水的三態(tài)變化中，水分子發(fā)生了怎樣的變化？答案：在固態(tài)的水中，水分子緊密有序排列，只能在固定的位置上振動；在液態(tài)的水中，水分子間隔較小，可在一定程度上自由運動；在氣態(tài)的水中，水分子間隔較大，可以完全自由運動。問題探究：在這個過程中什么變了，什么沒變？答案：在水的三態(tài)變化中，不變的是分子數(shù)目和分子大小;改變的是分子間隔和分子排列方式。分子本身沒改變，這種變化是物理變化?；顒佣航忉屔钪谐Ｒ姮F(xiàn)象問題探究：雨后初晴的夏日，路邊的斑斑水漬一會兒就消失得無影無蹤了，從微觀上如何解釋這一現(xiàn)象？答案：在水蒸發(fā)的過程中，水分子獲得太陽光的能量后，運動加快，克服了水分子之間的相互作用，離開液體表面，水變成水蒸氣逸散到空氣中。問題探究：燒開水之后，揭開鍋蓋，立即就會有許多水滴滴下，從微觀的角度如何分析這一個過程？答案：燒水時，部分水分子獲得足夠的能量，離開水面向鍋蓋處運動。這些水分子遇到冷的鍋蓋后失去部分能量，導致其運動減慢，由于分子間的相互作用而彼此靠近，聚集在一起，水蒸氣凝結(jié)成水滴。問題探究：如何形象的描述水分子的運動？水結(jié)冰和冰融化的過程中，水分子的能量、運動速率、相互間的作用及間隔是怎樣變化的？答案：分子的運動就像教室里的同學們，低溫時安靜就坐（固態(tài)），溫度升高開始在教室內(nèi)活動（液態(tài)），劇烈活動時就會滿操場自由運動（氣態(tài)）。水結(jié)冰時，水分子能量降低，運動速率減慢，分子間相互作用增強，間隔減小；冰融化時，水分子能量升高，運動速率加快，分子間相互作用減弱，間隔增大。典例1：2025年哈爾濱亞冬會期間，我國健兒在滑雪、滑冰等多個項目上都獲得了多枚金牌。從微觀角度分析，雨、雪和冰的區(qū)別在于（）A．分子的種類B．分子的間隔C．分子的質(zhì)量D．分子的大小【答案】B【詳解】雨、雪和冰都是由水分子構(gòu)成的（分子種類、大小、質(zhì)量相同），分子間存在著間隔，氣體、液體、固體的分子間隔不同。故選B。典例2：金剛石“對頂砧”技術(shù)可“點水成冰”。在常溫極高壓條件下，水可形成密度更大的熱冰，原理如圖。下列有關(guān)說法錯誤的是（）A．金剛石由原子構(gòu)成B．水變“熱冰”后，分子將停止運動C．“熱冰”和水所含的分子化學性質(zhì)相同D．水轉(zhuǎn)化為“熱冰”過程中分子間隔變小【答案】B【詳解】A、金剛石為碳單質(zhì)，是由原子構(gòu)成，該選項說法正確；B、分子在永不停息的運動，水變“熱冰”后，分子不會停止運動，該選項說法不正確；C、“熱冰”和水都是由水分子構(gòu)成，同種分子，化學性質(zhì)相同，該選項說法正確；D、水轉(zhuǎn)化為“熱冰”過程中，壓強增大，分子間的間隔減小，該選項說法正確。故選B。三、分子的特征活動三：引入分子的概念問題探究：閱讀課本，了解什么是分子。答案：許多物質(zhì)像水一樣，是由分子構(gòu)成的，如氫氣（H2）、氧氣（O2）、二氧化碳（問題探究：閱讀課本，了解如何證明水分子的存在。答案：懸浮于水中的每一個花粉顆粒，都處在無數(shù)個水分子的包圍之中，而且在某一個瞬間所受到的水分子撞擊力又不盡相同，因此花粉顆粒才會不斷地做無序運動。布朗的發(fā)現(xiàn)后來成為水分子真實存在的有力佐證。活動四：酒精和水混合實驗探究分子的特征問題探究：教師演示酒精與水混合實驗：取一支大試管，先加入蒸餾水，再加入酒精，然后用帶玻璃導管的橡皮塞塞住試管口，豎直靜置后標記進入導管的液面高度。用手指堵住導管口，上下顛倒試管幾次，再次豎直靜置，觀察到混合靜置后，液面高度低于刻度線。混合后液面為什么低于刻度線？從微觀角度分析。答案：分子之間有間隔，酒精分子和水分子相互進入間隔中，導致總體積減小。問題探究：該實驗體現(xiàn)了分子的什么特征？答案：這體現(xiàn)了分子的特征1：分子之間有間隔?；顒游澹浩芳t擴散實驗探究分子的特征問題探究：分組實驗：取兩個相同容量的小燒杯，一個燒杯中加入半杯熱水，另一個燒杯中加入半杯冷水，然后分別加入少量品紅溶液，觀察到品紅在熱水中擴散快，在冷水中擴散慢。為什么品紅會擴散？冷熱水中擴散速率為什么不同？從微觀角度分析。答案：分子在不斷運動，所以品紅會擴散。溫度越高，分子的運動速率越快，所以品紅在熱水中擴散快，在冷水中擴散慢。問題探究：該實驗體現(xiàn)了分子的什么特征？答案：這體現(xiàn)了分子的特征2：分子在不斷運動，且溫度越高，分子的運動速率越快?；顒恿嚎偨Y(jié)分子的特征問題探究：閱讀資料：小小的一滴水中含有1.67×1021個水分子，這個數(shù)字之大令人難以想象。如果我們將一滴水的大小與地球相比，那么水分子的大小就相當于一個普通的課桌，這種比喻使我們更加深刻地認識到水分子的微小程度。實際上，水分子的特征尺度為10?10納米（1答案：得出分子的特征3：分子的質(zhì)量和體積都很小。歸納總結(jié)：請總結(jié)分子的特征。答案：分子的質(zhì)量和體積都很小，分子之間有間隔，分子在不斷運動，物質(zhì)的三態(tài)變化中：分子數(shù)目、大小不變；間隔和排列方式改變。典例1：用分子的特征解釋下列事實：（1）打氣筒能將空氣壓入足球內(nèi)（2）食醋在空氣中放置一段時間后，醋的酸味會變淡（3）酒精溫度計的液柱隨溫度的升降而升降（4）一滴水中有約1021個水分子（5）20ml水和20ml酒精混合，所得混合液體的體積小于40ml（6）濕衣服晾干了（7）酒香不怕巷子深【答案】（1）分子間有間隔（2）分子在不斷地運動（3）分子間有間隔（4）分子的質(zhì)量和體積都很?。?）分子間有間隔（6）分子在不斷地運動（7）分子在不斷地運動一、水的三態(tài)變化1.水的三態(tài)變化的過程中的微觀本質(zhì)：水的三態(tài)變化屬于物理變化，變化的本質(zhì)是水分子的間隔和排列方式改變，而水分子的數(shù)目和大小不變：2.從微觀角度解釋生活中常見的現(xiàn)象：（1）雨后水漬消失：水分子吸收能量，運動加快，間隔變大，變成水蒸氣逸散到空氣中（蒸發(fā)）（2）鍋蓋滴水：水蒸氣遇冷，能量降低，運動減慢，間隔變小，凝結(jié)成水滴（液化）。二、分子的特征1.分子的概念：許多物質(zhì)像水一樣，是由分子構(gòu)成的，如氫氣（H2）、氧氣（O2）、二氧化碳（CO2）等。分子是構(gòu)成物質(zhì)的一種微觀粒子，它們都是由原子構(gòu)成的。2.實驗探究一：酒精與水混合實驗實驗現(xiàn)象混合靜置后，液面高度低于刻度線實驗結(jié)論分子之間有間隔，酒精分子進入到水分子的間隔中，導致體積減小。3.實驗探究二：品紅擴散實驗實驗現(xiàn)象品紅在熱水中擴散得快，在冷水中擴散得慢。實驗結(jié)論分子在不斷運動，且溫度越高，分子的運動速率越快。4.歸納總結(jié)：分子的特征(1)分子的質(zhì)量和體積都很小(2)分子之間有間隔(3)分子在不斷運動，且溫度越高，分子的運動速率越快。1.下列事實不能用分子觀點解釋的是A．刮風時塵土飛揚B．進入花園聞到花香C．將25m3的石油裝入0．024m3的鋼瓶中．D．50mL酒精和50mL水混合后的總體積小于100mL【答案】A【詳解】A、刮風時塵土飛揚是指可吸入顆粒，不能用分子觀點解釋，正確；B、進入花園聞到花香是分子不斷運動的結(jié)果，能用分子觀點解釋；C、將25m3的石油裝入0．024m3的鋼瓶中說明氣體分子間間隔較大，能用分子觀點解釋；D、50mL酒精和50mL水混合后的總體積小于100mL，說明分子間由間隔，能用分子觀點解釋，故選A。2．下列微觀解釋不正確的是A．氨水揮發(fā)﹣分子不斷運動B．將二氧化碳氣體制成干冰，體積變小﹣分子體積變小C．18g水中大約有6.02×1023個水分子﹣分子的質(zhì)量很小D．50mL酒精和50mL水混合后總體積小于100mL﹣分子間有間隔【答案】B【詳解】A、氨水揮發(fā)，是因為分子是在不斷運動的，故選項解釋正確．B、將二氧化碳氣體制成干冰，體積變小，是因為分子間的間隔變小，而不是體積，故選項解釋錯誤．C、18g水中大約有6.02×1023個水分子，說明分子的質(zhì)量很小，故選項解釋正確．D、50mL酒精和50mL水混合后總體積小于100mL，是因為分子之間有間隔，一部分水分子和酒精分子會互相占據(jù)分子之間的間隔，故選項解釋考點1水的三態(tài)變化1.海水淡化是解決人類淡水資源短缺的有效措施。如圖所示某海水淡化系統(tǒng)蒸發(fā)腔中的海水在光熱作用下汽化，太陽能風扇將水蒸氣吹到冷凝腔冷凝，實現(xiàn)海水淡化。下列說法正確的是A．海水變?yōu)榈?，水分子化學性質(zhì)改變B．液態(tài)水變?yōu)樗魵?，水分子間的間隔變大C．熱作用下，水分子運動變慢D．水蒸氣冷凝為水，水分子本身變小【答案】B【詳解】A、海水變?yōu)榈撨^程中沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化，水分子化學性質(zhì)不變，說法錯誤，不符合題意；B、液態(tài)水變?yōu)樗魵?，水分子間的間隔變大，說法正確，符合題意；C、溫度越高，分子運動速率越快，則熱作用下，水分子運動變快，說法錯誤，不符合題意；D、水蒸氣冷凝為水，該過程中沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化，水分子本身不變，水分子間的間隔變小，說法錯誤，不符合題意。故選：B。2．《詩經(jīng)》中“菲葭蒼蒼，白露為霜”的優(yōu)美詩句，生動刻畫了河畔秋深的景象。其中“白露”、“霜”的原因是A．水分子數(shù)增多了 B．水分子體積變大了C．水分子間距離改變了 D．水分子發(fā)生了分解【答案】C【詳解】A.狀態(tài)變化是物理過程，水分子數(shù)量不變，錯誤。B.狀態(tài)變化中分子體積不變，錯誤。C.溫度降低導致分子動能減小，分子間距離縮短，從而形成露或霜，正確。D.分解是化學變化，而這里只是物理狀態(tài)改變，正確。故選：C。3．空氣是人類生產(chǎn)、科研活動的重要資源。給注射器內(nèi)的空氣微熱，觀察到的實驗現(xiàn)象如圖所示。從微觀角度分析，下列說法正確的是A．分子間隔變大 B．分子個數(shù)增多C．分子停止運動 D．分子種類改變【答案】A【詳解】空氣受熱膨脹，是因為氣體分子之間存在間隔，溫度升高，分子間隔變大，該過程中分子個數(shù)、種類均不發(fā)生變化，分子始終在不斷地運動，故選A?？键c2分子的特征4.“宏微結(jié)合”是化學學科的重要思想之一。下列對宏觀事實的微觀解釋不正確的是宏觀事實微觀解釋A1滴水中大約有1.67×1021個水分子分子的質(zhì)量、體積都很小B水結(jié)成冰后不再流動分子停止了運動C水燒開時，壺蓋被頂開分子間的間隔變大DH2O2和H2O的化學性質(zhì)不同分子種類不同，化學性質(zhì)不同A．A B．B C．C D．D【答案】B【詳解】A、1滴水中大約有1.67×1021個水分子，說明分子的質(zhì)量、體積都很小，故選項解釋正確；B、分子在不斷運動，水結(jié)成冰后不再流動，水分子仍在不斷運動，只是運動變慢，故選項解釋不正確；C、分子間有間隔，水燒開