3.2水分子的變化導學案一、學習目標（簡寫版）明晰水分解和水合成的實驗現(xiàn)象、原理及文字表達式。掌握化學變化的微觀實質(zhì)，理解分子與原子在化學變化中的行為。精準辨別分解反應(yīng)和化合反應(yīng)，熟知其特征。二、學習重難點（一）學習重點水分解與水合成實驗的現(xiàn)象、文字表達式及相關(guān)結(jié)論。從微觀視角理解化學變化的本質(zhì)，即分子破裂、原子重新組合。準確區(qū)分分解反應(yīng)和化合反應(yīng)的定義與特點。（二）學習難點深度領(lǐng)會水分解和合成過程中分子、原子的具體變化。能夠依據(jù)化學反應(yīng)的特征，準確判斷其所屬的基本反應(yīng)類型。透徹理解化學變化中原子的“不可再分”以及分子與原子的區(qū)別和聯(lián)系。三、知識點自主預習填空水在____條件下分解，生成氫氣和氧氣，文字表達式為____。氫氣在空氣中燃燒，產(chǎn)生____火焰，燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)____，文字表達式為____?；瘜W變化的實質(zhì)是分子____成原子，原子重新____為新的分子。分解反應(yīng)是由____種物質(zhì)生成____種或____種以上其他物質(zhì)的反應(yīng)。化合反應(yīng)是由____種或____種以上物質(zhì)生成____種物質(zhì)的反應(yīng)。四、知識點講解與要點（一）知識點1：水的分解實驗裝置與操作：采用電解水裝置，一般以直流電為電源，水中常加入少量氫氧化鈉溶液或稀硫酸，目的是增強水的導電性，但它們本身并不參與反應(yīng)。實驗現(xiàn)象：通電后，正、負兩個電極上均有氣泡持續(xù)冒出。一段時間后，與電源正極相連的試管內(nèi)產(chǎn)生的氣體體積小，與電源負極相連的試管內(nèi)產(chǎn)生的氣體體積大，二者體積比約為1∶2，可簡記為“正氧負氫，氫二氧一”。氣體檢驗：正極產(chǎn)生的氣體：將帶火星的木條伸入該氣體中，若木條復燃，則證明是氧氣。負極產(chǎn)生的氣體：將燃著的木條靠近該氣體，氣體能燃燒，且產(chǎn)生淡藍色火焰，同時在火焰上方罩一個干而冷的燒杯，燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水珠，證明是氫氣。文字表達式：水通電氫氣+氧氣實驗結(jié)論：宏觀上，水是由氫元素和氧元素組成的。微觀上，在化學變化中，分子可以再分，而原子不能再分。水分子在通電條件下分解成氫原子和氧原子，每2個氫原子結(jié)合形成1個氫分子，大量氫分子聚集成氫氣；每2個氧原子結(jié)合形成1個氧分子，大量氧分子聚集成氧氣。常考易錯點：極易混淆正、負極產(chǎn)生氣體的種類和體積比，務(wù)必牢記“正氧負氫，氫二氧一”。常常誤將水分解視為物理變化，實則水分解生成了氫氣和氧氣兩種新物質(zhì)，屬于化學變化。忽視加入氫氧化鈉溶液或稀硫酸只是增強導電性，并非參與水分解的反應(yīng)。經(jīng)典例題1：在電解水實驗中，下列說法錯誤的是（）A.正極產(chǎn)生的氣體能使帶火星的木條復燃B.負極產(chǎn)生的氣體體積是正極的2倍C.水是由氫氣和氧氣組成的D.該實驗說明在化學變化中分子可分答案：C解析：電解水時，正極產(chǎn)生氧氣，能使帶火星木條復燃，A正確；負極產(chǎn)生氫氣，其體積是正極氧氣的2倍，B正確；水由氫元素和氧元素組成，不是氫氣和氧氣，C錯誤；水分解過程中，水分子分解為氫、氧原子，再重新組合，說明化學變化中分子可分，D正確，故選C。（二）知識點2：水的合成實驗現(xiàn)象：純凈的氫氣在空氣中安靜地燃燒，產(chǎn)生淡藍色火焰。放出大量的熱。在火焰上方罩一個干而冷的燒杯，燒杯內(nèi)壁迅速出現(xiàn)水珠。文字表達式：氫氣+氧氣點燃水實驗結(jié)論：氫氣和氧氣在點燃條件下反應(yīng)生成水，進一步證明水由氫元素和氧元素組成。同時，該反應(yīng)是典型的放熱反應(yīng)，化學能轉(zhuǎn)化為熱能和光能。注意事項：氫氣是可燃性氣體，與空氣混合達到一定比例（氫氣的爆炸極限為4%74.2%）時，遇明火會發(fā)生爆炸，所以點燃氫氣前必須檢驗氫氣的純度。驗純方法為：用排水法收集一試管氫氣，用拇指堵住試管口，使試管口稍向下傾斜，移近火焰，移開拇指點火。若聽到輕微的“噗”聲，表明氫氣已純凈；若聽到尖銳的爆鳴聲，則氫氣不純。?？家族e點：容易忽略氫氣點燃前的驗純操作，這是實驗安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，未驗純直接點燃可能引發(fā)危險。常記錯氫氣燃燒的火焰顏色，氫氣燃燒火焰是淡藍色，不是藍色（如一氧化碳燃燒火焰為藍色）。經(jīng)典例題2：下列關(guān)于氫氣燃燒實驗的描述，錯誤的是（）A.氫氣燃燒產(chǎn)生淡藍色火焰B.該實驗說明水由氫原子和氧原子構(gòu)成C.實驗前需檢驗氫氣的純度D.氫氣燃燒是化學變化答案：B解析：氫氣燃燒產(chǎn)生淡藍色火焰，A正確；氫氣燃燒生成水，說明水由氫元素和氧元素組成，水分子由氫原子和氧原子構(gòu)成，B錯誤；氫氣易燃，點燃前需驗純，C正確；氫氣燃燒有新物質(zhì)水生成，是化學變化，D正確，故選B。（三）知識點3：化學變化的實質(zhì)微觀解釋：在化學變化中，分子首先破裂成原子，原子重新組合形成新的分子。例如，水分解時，水分子（H2O）破裂成氫原子（H）和氧原子（O），每2個氫原子結(jié)合形成1個氫分子（H2），每2個氧原子結(jié)合形成1個氧分子（O2）。原子的特性：原子是化學變化中的最小粒子，在化學變化前后，原子的種類、數(shù)目和質(zhì)量都不會發(fā)生改變。例如，水分解過程中，氫原子和氧原子的種類、數(shù)目和質(zhì)量始終保持不變，只是重新組合成了氫氣和氧氣。分子與原子的區(qū)別：在化學變化中，分子可以再分，而原子不能再分。分子是保持物質(zhì)化學性質(zhì)的最小粒子，原子是化學變化中的最小粒子。分子由原子構(gòu)成，如1個水分子由2個氫原子和1個氧原子構(gòu)成。?？家族e點：常誤認為化學變化中原子會發(fā)生改變，實際上原子在化學變化中是不可再分的，種類、數(shù)目和質(zhì)量都不變?；煜肿雍驮釉诨瘜W變化中的行為，不清楚分子可分而原子不可分的本質(zhì)區(qū)別。經(jīng)典例題3：從微觀角度分析，化學變化的本質(zhì)是（）A.分子運動速度加快B.分子間間隔發(fā)生改變C.分子破裂成原子，原子重新組合成新分子D.一種分子運動到另一種分子之間答案：C解析：化學變化本質(zhì)是分子破裂為原子，原子重新組合成新分子，C正確；A、B描述的是物理變化中分子的變化，D選項也是物理變化中分子的擴散現(xiàn)象，均不符合化學變化本質(zhì)，故選C。（四）知識點4：分解反應(yīng)和化合反應(yīng)分解反應(yīng)：定義：由一種物質(zhì)生成兩種或兩種以上其他物質(zhì)的反應(yīng)。特征：“一變多”，表達式可表示為A→B+C+…。例如，水通電氫氣+氧氣；過氧化氫二氧化錳水+氧氣等反應(yīng)都屬于分解反應(yīng)。化合反應(yīng)：定義：由兩種或兩種以上物質(zhì)生成一種物質(zhì)的反應(yīng)。特征：“多變一”，表達式可表示為A+B+…→C。例如，氫氣+氧氣點燃水；碳+氧氣點燃二氧化碳等反應(yīng)都屬于化合反應(yīng)。區(qū)分方法：判斷一個反應(yīng)是分解反應(yīng)還是化合反應(yīng)，關(guān)鍵在于觀察反應(yīng)前后物質(zhì)種類數(shù)的變化。“一變多”的是分解反應(yīng)，“多變一”的是化合反應(yīng)。但要注意，不能僅依據(jù)反應(yīng)物或生成物的種類數(shù)判斷，必須綜合考慮反應(yīng)前后的變化情況。?？家族e點：難以準確判斷反應(yīng)類型，關(guān)鍵是對“一變多”和“多變一”的特征把握不準，需要仔細分析反應(yīng)物和生成物的種類。容易將不屬于這兩種基本反應(yīng)類型的反應(yīng)錯誤歸類，例如，甲烷+氧氣點燃二氧化碳+水，該反應(yīng)既不是分解反應(yīng)也不是化合反應(yīng)，因為它不符合二者的特征。經(jīng)典例題4：下列反應(yīng)中，屬于化合反應(yīng)的是（）A.碳酸鈣高溫氧化鈣+二氧化碳B.鋅+稀硫酸→硫酸鋅+氫氣C.硫+氧氣點燃二氧化硫D.石蠟+氧氣點燃二氧化碳+水答案：C解析：A反應(yīng)是“一變多”，屬于分解反應(yīng)；B是置換反應(yīng)；C是“多變一”，屬于化合反應(yīng)；D不屬于基本反應(yīng)類型，故選C。五、效果檢測（判斷題）電解水實驗中，正、負極產(chǎn)生氣體的質(zhì)量比為1∶2。（）氫氣燃燒生成水的反應(yīng)是化合反應(yīng)。（）化學變化中，分子可再分，原子不可再分。（）分解反應(yīng)的特征是“多變一”。（）點燃氫氣前不需要檢驗純度。（）六、本節(jié)內(nèi)容的思維導圖七、本節(jié)內(nèi)容的歸納總結(jié)水在通電條件下分解生成氫氣和氧氣，氫氣在氧氣中燃燒生成水，這兩個實驗從不同角度證明了水由氫元素和氧元素組成。水分解時，水分子破裂，氫、氧原子重新組合；氫氣燃燒時，氫分子、氧分子破裂，原子重新組合成水分子?；瘜W變化的實質(zhì)是分子破裂為原子，原子重新組合成新分子。原子是化學變化中的最小粒子，在化學變化前后，原子的種類、數(shù)目和質(zhì)量均不改變，而分子的種類一定會改變。分解反應(yīng)的特征是“一變多”，即一種物質(zhì)生成多種物質(zhì)；化合反應(yīng)的特征是“多變一”，即多種物質(zhì)生成一種物質(zhì)。判斷反應(yīng)類型時，要依據(jù)反應(yīng)前后物質(zhì)種類數(shù)的變化，準確歸類。氫氣作為一種可燃性氣體，點燃前必須檢驗純度，以防爆炸，這是實驗安全的重要保障。同時，理解和掌握這些知識，有助于我們從微觀層面認識物質(zhì)的變化，解釋生活中的化學現(xiàn)象。課后作業(yè)1．用如圖裝置進行電解水實驗，下列說法不正確的是A．該實驗用于探究水的組成B．實驗前兩支試管內(nèi)應(yīng)裝滿水C．正負兩極氣體的體積比為D．b氣體能使帶火星木條復燃，說明水中含有氧氣2．下列關(guān)于電解水的說法中正確的是A．電解水產(chǎn)生氫氣和氧氣，說明水是由氫分子和氧分子構(gòu)成的B．電解水時，正極產(chǎn)生的是氧氣，負極產(chǎn)生的是氫氣C．電解水時，產(chǎn)生氫氣與氧氣的體積比為1：2D．電解水反應(yīng)的條件是“電解”3．下列關(guān)于電解水實驗敘述錯誤的是A．兩個電極產(chǎn)生氣泡的速率一樣B．產(chǎn)生氫氣與氧氣的體積比約為2：1C．該實驗證明水由氫元素和氧元素組成D．用燃著的木條檢驗兩玻璃管中產(chǎn)生的氣體4．下列反應(yīng)既不是是化合反應(yīng)，又不是分解反應(yīng)的是5．保持水的化學性質(zhì)的微觀粒子是A．氫原子 B．水分子 C．水原子 D．氧原子6．“水的組成及變化的探究”為學生必做實驗。下列對該實驗的說法不正確的是A．正極產(chǎn)生的氣體能燃燒B．氫氣點燃前必須驗純C．該實驗證明水由氫元素和氧元素組成D．正極與負極產(chǎn)生氣體的體積比為7．有關(guān)氫氣的說法，錯誤的是A．密度比空氣小 B．點燃前需檢驗純度C．有毒 D．燃燒時產(chǎn)生淡藍色火焰8．下列關(guān)于氫氣的說法錯誤的是A．氫氣的密度小，所以有時可以用氫氣填充探空氣球B．氫氣具有可燃性，可以作燃料C．點燃氫氣時一定會發(fā)生爆炸D．氫氣無色、無味、難溶于水9．“嫦娥二號”探月衛(wèi)星于2010年10月1日成功發(fā)射．航天器所用燃料之一為液氫，下列說法中屬于H2的化學性質(zhì)的是A．液氫燃燒 B．氫氣是最輕的氣體 C．氫氣具有可燃性 D．在空氣中燃燒產(chǎn)生淡藍色火焰10．氫氣的下列用途中，利用了其物理性質(zhì)的是A．做火箭的燃料 B．工業(yè)上生產(chǎn)鹽酸 C．填充探空氣球 D．合成氨九、答案與解析（一）自主預習填空答案通電；水通電氫氣+氧氣淡藍色；水珠；氫氣+氧氣點燃水破裂；組合一；兩；兩兩；兩；一（二）效果檢測答案和解析答案：×解析：電解水實驗中，正、負極產(chǎn)生氣體分別為氧氣和氫氣，體積比為1∶2，質(zhì)量比為8∶1，故該說法錯誤。答案：√解析：氫氣燃燒是氫氣和氧氣兩種物質(zhì)反應(yīng)生成水一種物質(zhì)，符合化合反應(yīng)“多變一”特征，該說法正確。答案：√解析：化學變化中，分子可破裂成原子，原子重新組合成新分子，原子不可再分，是化學變化中的最小粒子，該說法正確。答案：×解析：分解反應(yīng)特征是“一變多”，“多變一”是化合反應(yīng)特征，該說法錯誤。答案：×解析：氫氣具有可燃性，與空氣混合點燃可能爆炸，點燃前必須檢驗純度，該說法錯誤。課后作業(yè)答案和解析1．D【詳解】A、電解水生成氫氣和氧氣，氫氣由氫元素組成，氧氣由氧元素組成，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學反應(yīng)前后元素種類不變，所以該實驗可以用于探究水的組成，A正確。B、實驗前兩支試管內(nèi)應(yīng)裝滿水，這樣可以排盡試管內(nèi)的空氣，使收集到的氣體更純凈，B正確。C、根據(jù)“正氧負氫、氫二氧一”，正負兩極氣體的體積比為1:2，C正確。D、b氣體能使帶火星木條復燃，說明b氣體是氧氣。水在通電條件下分解生成氧氣和氫氣，這表明水中含有氧元素，而不是含有氧氣這種單質(zhì)，D錯誤。故選：D。2．B【詳解】A.電解水生成氫氣和氧氣，氫氣由氫元素組成，氧氣由氧元素組成，根據(jù)化學反應(yīng)前后元素的種類不變可知，電解水的實驗說明水由氫元素和氧元素組成，結(jié)論錯誤；B.電解水時“正氧負氫、氧一氫二”，故正極產(chǎn)生氧氣，負極產(chǎn)生氫氣，說法正確；C.電解水時“正氧負氫、氧一氫二”，故氫氣與氧氣的體積比為2:1，結(jié)論錯誤；D.電解水需通直流電，“電解”是過程而非條件，正確條件應(yīng)為“通電”，結(jié)論錯誤。故選B。3．A【詳解】A.電解水時，負極產(chǎn)生氫氣的速率比正極產(chǎn)生氧氣的速率快，因氫氣體積是氧氣的2倍，錯誤。B.氫氣和氧氣的體積比確實為2:1，符合實驗現(xiàn)象，正確。C.電解水生成H?和O?，說明水由氫、氧元素組成，正確。D.負極氣體（H?）能被點燃，正極氣體（O?）能使燃著的木條燃燒更旺，符合檢驗方法，正確。故選：A。4．C【詳解】化合反應(yīng)由兩種或兩種以上物質(zhì)生成一種物質(zhì)；分解反應(yīng)由一種物質(zhì)生成兩種或兩種以上其他物質(zhì)。故選C。5．B【詳解】由分子構(gòu)成的物質(zhì)，分子是保持其化學性質(zhì)的最小粒子。水是由水分子構(gòu)成的，所以保持水的化學性質(zhì)的微觀粒子是水分子。氫原子和氧原子是構(gòu)成水分子的原子，不存在“水原子”這種說法。故選B。6．A【詳解】A.正極產(chǎn)生的氣體是氧氣，氧氣支持燃燒但不能燃燒，錯誤。B.氫氣可燃，點燃前需驗純以防爆炸，正確。C.電解水生成H?和O?，氫氣由氫元素組成，氧氣由氧元素組成，根據(jù)化學反應(yīng)前后，元素的種類不變，可證明水含氫、氧元素，正確。D.在電解水實驗中，“正氧負氫”，正極（O?）與負極（H?）體積比為1:2，正確。故選A。7．C【詳解】A、氫氣是密度最小