第一节 用微粒的观点看物质
学习目标:
1.认识物质的微粒性:物质由微粒构成的,微粒不断运动,微粒之间有间隔,微粒间有作用力。
2.了解物质性质与微粒之间的关系:微粒的性质决定了物质的化学性质。
能力目标:
1.能够用微粒的观点解释某些常见的现象。
2.能够设计或完成某些说明物质微粒性的简单实验。
3.能够运用有关物质的微观知识来进行想象和推理。
情感目标:
1.使学生了解物质的性质是由微粒的结构性质决定的。
2.使学生善于用已有的知识对周围的一些现象作出合理的解释。
重点:
物质的微粒性与物质变化的联系。
设计:
引入:在前一段时间,我们学习一些氧气、二氧化碳、水等物质的性质,它们各自都有着不同的性质。我们是否会提出这些问题:物质间为什么可以发生那么多的反应?氧气和二氧化碳等为什么会有不同的性质,原因是什么?物质到底由什么构成的?世界是由物质构成的,那么各种物质是否有相同的构成?……这些问题将会在我们本章逐步为你解决。
引入:既然要开始研究物质构成的奥秘,那么我们学会用微观的观点来观察和解释宏观的物质或现象。
一、物质是由微粒构成的
实验:探究物质的可分性
1.将高锰酸钾粉末取出少部分,用研钵将高锰酸钾再研碎,成为小颗粒。
2.将研磨的高锰酸钾粉末放入试管中少量,加入少量的水,发现试管中的固体颗粒逐渐变少,直至消失。
3.得到的高锰酸钾溶液中,逐渐加入水,溶液的紫红色逐渐变浅,直至无色。
分析:1.固体颗粒为什么消失?
答:高锰酸钾颗粒被“粉碎”成肉眼看不见的微粒,分散到水中。
2.溶液的颜色由深到浅,直至无色,这是为什么?
答:变浅直至无色,并不是高锰酸钾消失,而是构成它的微粒太少,太小,我们看不见了。也就是能说明高锰酸钾固体是由肉眼看不见的微粒构成的。
3.同样是高锰酸钾溶液,有的颜色深,有的颜色浅,甚至无色。那么我们是否能说同种物质的微粒的物理性质不同?
答:不能。对于一个微粒而言,毫无物理性质之说。也就是说,一种物质的物理性质必然是大量微粒聚集才能表现出来的。
4.日常生活中,糖水是甜的,盐水是咸的,这个现象又能说明什么问题?
答:在水的作用下,构成蔗糖和食盐的微粒被分散到水中。同样是微粒,一种是甜的,一种是咸的,说明不同物质是由不同微粒构成的,具有不同的化学性质。
总结:物质是由极其微小的、肉眼看不见的微粒构成的
1.物质可以再分;
2.物质是由极其微小的微粒构成的;
3.不同的物质由不同的微粒构成,具有不同的化学性质,即:构成物质的微粒能保持物质的化学性质;
4.构成物质的微粒不能保持物质的物理性质,物理性质是由大量微粒体现的。
举例:除了课本上的实验,我们日常生活中还有那些现象能够说明物质是由大量微粒构成的?
回答:如过滤时水能够从滤纸中渗过,
补充实验:20毫升的稀硫酸置于一只小烧杯中,另取20mL的稀硝酸钡,慢慢将硝酸钡溶液滴入小烧杯中,不断搅拌,“乳白色固体”从无到有,并且不断增多。
说明:生成物硫酸钡不溶于水,聚集到一定颗粒被人的视觉察觉到,分布在水中形成浊液,静置后小颗粒群聚而沉淀。
二、微粒是不断运动的
实验:探究微粒运动的实验
步骤:实验1:向盛有少量蒸馏水的小烧杯中滴入2~3滴酚酞试液,再向其中加少量的浓氨水。
现象:滴入浓氨水后,溶液由无色变为红色
说明:酚酞试液遇蒸馏水不能变色,而酚酞试液遇浓氨水后变红。
实验2:重新配制酚酞与水的混合溶液A,在另一烧杯B中加入3~5mL的浓氨水,用大烧杯罩在一起。
现象:溶液A逐渐变红
原因:构成氨气的微粒扩散在大烧杯中,溶于水后形成溶液就能使无色酚酞试剂变红。
假设实验3:为了使实验结论准确可靠,用一杯纯净水来代替浓氨水来做对比实验,有无必要性?
回答:没有必要。因为在实验一开始,已经证明了蒸馏水不能使无色酚酞变红。
结论:构成物质的微粒是在做不停的无规则运动。
提问:氨水中的氨气的微粒在不断的运动,酚酞的微粒也在不断的运动。我想问:为什么不会是酚酞从烧杯中挥发,扩散到浓氨水与蒸馏水的混合物中,使之变色?你又能用什么实验来证明,并不是酚酞扩散?这个实验又能说明什么问题?
回答:我们可以用氢氧化钠溶液代替氨水。如果是酚酞扩散的话,它也会使碱性的氢氧化钠溶液变红,但实验事实可以证明,并没有变色,所以假设是错误的。这个实验可以说明,各种微粒运动的情况是不同的,有的容易扩散,有的不容易甚至很难,所以我们可以看到有些物质容易挥发,有些物质容易溶解,而有些物质却不易挥发,不易溶解。
提问:我们为了加快物质的溶解,我们一般可以用加热的方法。我们发现相同质量的白糖在热水中溶解要比在同样多的冷水中快,这是为什么?这又能说明什么问题?
回答:温度高,构成白糖的微粒更快地扩散到水中。说明微粒的运动速率与温度有关,温度越高,速率越大。
总结:
1.构成物质的微粒是不断运动的;
2.不同微粒的运动情况有所不同;
3.微粒的运动速率与温度成正比。
举例:那些现象又能够说明构成物质的微粒是不断运动的呢?
讨论:如闻到花香,湿衣服晒干,氯化氢与氨气生烟实验。
三、微粒之间有空隙
阅读实验:水和空气的压缩实验
现象:水不容易被压缩,而空气容易被压缩
说明:1.构成物质的微粒之间具有间隙;
2.构成水的微粒间隙很小,构成空气的微粒很大。
阅读实验:水与酒精的混合实验
1.50mL水+50mL水 2.50mL酒精+50mL酒精 3.50mL水+50mL酒精
结果: 等于100mL 等于100mL 小于100mL
说明:同种微粒之间的间隙相同;不同种微粒间隙不同
总结:1.构成物质的微粒间具有间隙
2.不同种物质的微粒间隙有所不同
3.同种物质时,液体、固体微粒间隙小,而气体间隙大提问:有水能够运用微粒的知识来解释物质三态变化的原因?
解释:有关物质构成的知识主要有物质是很小的微粒构成的,微粒是不断运动的,微粒间有一定的空隙。微粒的运动受温度的影响,温度越高,微粒运动越快,微粒间的空隙就越大。当微粒间的空隙小到一定程度时,成为固体,大到一定程度时,成为液体,微粒间的空隙继续增大,就会成为气体。
提问:我们在一量筒中,现放一定量的水,然后再放入两块冰糖,观察液面情况。待全部溶解后,再观察液面,试解释。
回答:未溶解时,冰糖固体的体积占据了水的一部分体积,使液面上升;当冰糖全部溶解后,构成冰糖的微粒就被分散到构成水的微粒的间隙中,使总体积减小,所以液面就下降了。
举例:还有那些事例能够说明构成物质的微粒间有一定的间隙
注意:与海绵结构中间隙相区别
提问:在压缩空气的时候,发现体积被压得越小,所需的力要越大,空气不能被压缩到体积为零,为什么?说明什么问题?
回答:空气中的确存在微粒。微粒之间具有一定的作用力,包括斥力和吸引力。
讲述:物质的微粒在不断的运动,固体和液体的微粒不会散开,而保持一定的体积,这就是因为一切微粒之间存在一定的吸引力。
例题解析
1.用构成物质的微粒的特性解释夏天空气潮湿,而冬天空气干燥的原因。
答:夏天气温高,地面上构成水的微粒运动快,每天扩散到空气中的水的微粒很多,使空气变得很潮湿;冬天气温低,构成水的微粒运动慢,每天扩散到空气中的水的微粒较少,空气显得干燥。
2.装开水的保温瓶有时候会跳出来,为什么?
答:保温瓶该有时会跳起来的原因之一是,瓶内开水没有装满,瓶内留有空气,受热后微粒空隙增大,或者到开水时,有冷空气进入瓶中,盖上瓶盖,空气受热,气体微粒空隙增大,体积膨胀,瓶内压强增大,使瓶盖跳起来。
3.0℃的水继续冷却,结成冰后,分子间的间隔:( )
A.不变 B.增大 C.减小 D.不能确定
答案:B。宏观上水变成冰后,体积增大。为什么温度降低,水分子之间的间隙就增大了?这个问题至今还没有一个满意的答案。比较流行的是“假晶体”的存在。
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