资源简介

《课题1 分子和原子（第一课时）》
班级：__________ 姓名：__________ 日期：__________
一、学习目标
化学观念：认识物质由分子等微观粒子构成，掌握分子的三大基本性质，建立宏观现象对应微观本质的认知思维。
科学思维：通过实验现象推理微观规律，构建宏观辨识与微观探析的思维模型。
科学探究与实践：参与品红扩散、氨水挥发等实验探究，熟练掌握实验观察、现象分析、结论推导的探究方法。
科学态度与责任：感受微观世界的奇妙，体会化学实验的严谨性，学会用化学视角解释生活现象，树立求真务实的科学探究精神。
二、新知导入
生活中藏着诸多奇妙的化学现象：为什么路过花园能闻到阵阵花香？湿衣服晾晒后会慢慢变干，且阳光下干得更快？向清水中滴入品红，整杯水会慢慢变红，无需搅拌也能扩散均匀？蔗糖放入水中会逐渐消失，水却有了甜味？这些宏观现象肉眼无法直接解释，其背后隐藏着微观世界的奥秘。本节课我们将走进微观世界，探究物质的微观构成，解开这些生活现象的本质谜题。
三、课堂探究
探究一 认识物质的微观构成
在日常生活中，我们能够感知到空气、水、花香、蔗糖等各类物质的存在，也能观察到物质的各种变化现象，但始终无法用肉眼直接看到构成这些物质的基本粒子。随着科学技术的不断发展，扫描隧道显微镜等精密仪器的问世，让人类得以窥探到物质的微观构成。
教材展示了苯分子图像、移走硅原子构成的文字图像，这两组高清微观成像图片，是证明物质存在微观构成粒子的直接证据。结合教材图文信息与科学资料，请同学们思考探究对应问题，逐步建立微观认知。
首先探究核心问题：结合苯分子、硅原子的微观成像图片，分析宏观物质是否由肉眼不可见的微观粒子构成？请结合生活中物质的溶解、扩散现象，佐证你的观点。其次延伸探究：构成物质的微观粒子主要包含哪些类别？本节课重点学习的分子，是否是构成所有物质的唯一粒子？
通过观察微观成像可以清晰发现，看似连续均匀的宏观物质，在微观视角下并非紧密无隙的整体，而是由一个个独立的、微小的粒子有序排列构成。苯由苯分子构成，硅由硅原子构成，充分证明物质是由微观粒子构成的，分子、原子是构成物质的两种基本微观粒子。
生活中蔗糖溶于水、花香扩散、湿衣服晾干等现象，都无法用宏观物质的性质解释，只能通过微观粒子的运动和存在进行说明，进一步印证了微观粒子的真实存在。同时明确，分子不是构成物质的唯一粒子，原子也可直接构成部分物质，后续课程将逐步深入学习。本探究环节的核心目标是打破学生的宏观认知局限，初步建立“宏观物质由微观粒子构成”的核心化学观念，为后续探究分子的性质奠定基础。
探究二 探究分子的质量和体积的基本特征
我们已经明确物质由分子等微观粒子构成，肉眼无法直接观察到分子，由此可初步推测分子极其微小。为精准认知分子的基本特征，结合教材给出的水分子相关数据，开展深度探究。教材明确标注：1个水分子的质量约为3×10 kg，1滴水中大约含有1.67×10 个水分子。
围绕上述科学数据，开展分层探究。第一层探究：结合水分子的质量和数量数据，分析分子具备怎样的基本特征？尝试用生活化的类比方式，直观体现分子的微小程度。第二层探究：既然分子的质量和体积都极小，为什么大量微小的分子聚集后可以形成看得见、摸得着的宏观物质？
从量化数据中可清晰得出结论，单个水分子的质量数值极小，几乎趋近于零，一滴看似微不足道的水中，却蕴含数量极其庞大的水分子，充分证明分子的质量和体积都很小。为方便理解，可做类比：如果将水分子放大到乒乓球大小，同等比例放大后，普通乒乓球将变成地球大小，足以直观体现分子的极致微小。
针对第二层探究问题，核心原理为：单个分子微小不可见，但大量分子聚集后，会形成具有一定体积、质量、形态的宏观物质。我们肉眼观察到的水、花香、蔗糖溶液等物质，都是大量微观分子聚集形成的宏观整体。该探究环节旨在让学生通过精准的科学数据，摆脱主观感性认知，以量化思维理解分子的基本特征，培养基于证据推理的科学思维。同时让学生明白，微观粒子的个体特征与宏观物质的整体性质存在本质区别，构建宏观与微观的关联认知。
探究三 探究分子的运动特性及影响因素
分子除了质量和体积极小的特征外，是否具备运动特性？我们结合教材经典实验3-1品红在水中的扩散实验、氨水酚酞对照实验，分步开展探究，逐层验证分子的运动规律。
第一步，开展品红扩散基础实验探究。实验操作：分别向盛有等量冷水和热水的两个烧杯中，同时放入少量品红，静置观察两组实验的现象差异，全程不搅拌、不晃动烧杯。结合实验现象探究核心问题：品红为什么会在水中自动扩散，最终使整杯水均匀变红？冷水与热水中品红扩散速率不同的原因是什么？由此推导分子的运动规律。
实验现象清晰呈现：品红放入水中后，会从投放位置逐渐向四周扩散，最终整杯水完全变红；且热水中品红的扩散速度明显快于冷水，短时间内即可完成均匀扩散，冷水扩散耗时更长。针对现象进行深度分析，品红的扩散无需外力作用，完全是自发过程，说明构成品红的分子和水分子都在不停运动，分子相互渗透，最终实现均匀混合。
冷热水中的现象差异，直接证明温度会影响分子的运动速率。温度越高，分子的能量越大，运动速率越快，扩散现象越明显；温度越低，分子运动速率越慢，扩散速率越平缓。由此得出核心结论：分子总是在不断地运动，温度越高，分子运动速率越快。
第二步，开展氨水酚酞对照探究实验，进一步验证分子的无规则运动，同时排除实验干扰因素。实验设置三组对照：实验一，向蒸馏水中滴加酚酞溶液，观察溶液颜色变化；实验二，向浓氨水中滴加酚酞溶液，观察溶液颜色变化；实验三，将盛有浓氨水的小烧杯和盛有酚酞溶液的小烧杯，用大烧杯罩住，两烧杯液体不接触，静置观察现象。
结合三组对照实验，依次探究问题：实验一蒸馏水加酚酞无明显变色，说明什么？实验二浓氨水加酚酞溶液变红，说明氨水具有什么性质？实验三两烧杯液体未接触，酚酞溶液却逐渐变红，该现象的微观原因是什么？能否证明分子的运动特性？
通过对照分析可精准排除干扰：蒸馏水不能使酚酞变色，说明水不具备使酚酞变红的性质；浓氨水可以使酚酞变红，是氨水的专属化学性质。而未接触氨水的酚酞溶液变红，是因为浓氨水中的氨分子不断运动，扩散到大烧杯的空间中，接触到酚酞溶液，使溶液变色。该实验彻底证明分子的无规则运动，同时区分了宏观物质性质与微观粒子运动的关联，规避“水使酚酞变色”的错误认知。
结合实验结论，延伸探究生活现象：为什么路过花园能闻到花香、打开酒瓶能闻到酒香、湿衣服在阳光下比阴凉处干得更快？请全部用分子运动的规律进行完整解释。通过生活实例对接实验结论，实现实验探究与生活应用的结合，强化学生的知识运用能力，让学生熟练用微观理论解释宏观现象。
探究四 探究分子之间的间隔及影响规律
已知分子质量体积极小、且不断运动，那么分子之间是紧密贴合、无任何空隙，还是存在一定间隔？我们通过两组对比实验和生活实例开展探究，精准验证分子间隔的存在及变化规律。
第一组实验：等体积水与酒精混合实验。精准量取50mL蒸馏水和50mL无水酒精，将两种液体充分混合，静置稳定后，观察混合液体的总体积，对比混合前后的体积变化。围绕实验现象探究核心问题：50mL水与50mL酒精混合后，总体积为什么小于100mL？该现象直接证明了分子的什么特征？
实验结果显示，两种液体充分混合后，总体积明显小于两者体积之和。微观本质为：水分子和酒精分子之间均存在间隔，两种液体混合时，小分子会填充到大分子的间隔之中，相互穿插融合，导致总体积减小。该实验直接证明分子之间有间隔，彻底打破“液体体积简单叠加”的宏观认知。
第二组实验：气体、液体压缩对比探究。取两支相同的医用注射器，一支抽取足量空气，堵住针筒管口，用力按压活塞；另一支抽取等量蒸馏水，同样堵住管口，用力按压活塞。对比两组活塞的压缩难易程度，探究问题：空气极易被压缩，水很难被压缩的微观原因是什么？不同状态的物质，分子间隔大小存在怎样的差异？
实验现象明确：装有空气的注射器活塞可明显下压，气体体积大幅缩小；装有水的注射器活塞几乎无法移动，液体体积基本不变。微观分析可得：气态物质的分子之间间隔极大，分子排列松散，因此容易被压缩；液态物质分子之间间隔较小，分子排列相对紧密，难以压缩。固态物质分子间隔最小，排列最规整、最紧密，压缩难度最大。由此得出物质三态分子间隔规律：分子间隔：气体＞液体＞固体。
进一步延伸探究影响分子间隔的外界因素，结合生活现象分析：为什么夏天的轮胎容易爆胎，冬天轮胎气压会偏低？为什么物质受热膨胀、遇冷收缩？探究温度、压强对分子间隔的影响规律。通过分析可知，温度升高，分子能量增大，分子运动加剧，分子之间的间隔变大，物质体积膨胀；温度降低，分子间隔变小，物质体积收缩。压强增大时，气体分子间隔被压缩变小；压强减小，气体分子间隔变大。
同时深度辨析核心问题：物质的热胀冷缩现象，是分子的体积发生改变，还是分子的间隔发生改变？大量实验证明，热胀冷缩过程中，分子本身的质量、体积、大小均不发生变化，唯一改变的是分子之间的间隔，这是学生极易混淆的知识点，需通过探究精准突破。
探究五 整合分子三大性质，构建微观知识体系
通过以上四组分层探究，我们逐步得出了分子的三大核心性质，本环节进行整合探究，实现知识系统化、体系化。整合探究问题一：完整归纳分子的三条基本性质，并用简洁规范的化学语言精准表述。整合探究问题二：结合分子的三条性质，逐一对应解释生活中的扩散、溶解、热胀冷缩、气体压缩等常见现象。整合探究问题三：判断“所有物质的分子性质完全相同”这一说法是否正确，并说明理由。
系统整合可得分子三大核心性质：分子的质量和体积都很小；分子总是在不断地运动，温度越高，运动速率越快；分子之间有间隔，温度和压强会影响分子间隔大小。同时通过实例对应巩固：花香扩散、品红扩散、湿衣服晾干对应分子不断运动；物质三态变化、热胀冷缩、液体混合体积变小对应分子有间隔；肉眼无法看见分子对应分子质量体积极小。
针对第三个探究问题，通过对比分析可得结论：该说法错误。不同物质的分子构成不同，分子的性质也不相同。例如水分子和氨分子的运动特性、化学性质均存在差异，正是因为不同分子性质不同，不同物质才具备独特的物理、化学性质。本环节整合探究，帮助学生梳理零散知识点，构建完整的微观知识框架，提升知识归纳与综合运用能力。
四、课堂总结
课题1 分子和原子（第一课时）物质由微观粒子构成
一、物质的微观构成
1. 构成物质的微观粒子：分子、原子等
2. 证据：扫描隧道显微镜微观成像、扩散溶解现象
二、分子的基本性质
1. 质量、体积都很小（量化数据佐证）
2. 不断运动（温度越高，运动越快）
实例：花香扩散、品红扩散、湿衣晾干
3. 之间有间隔（气体＞液体＞固体）
影响因素：温度、压强
实例：热胀冷缩、气体压缩、液混体积变小
三、核心规律
宏观现象 ← 微观分子性质
热胀冷缩：分子间隔改变，分子本身不变
五、参考答案
探究一 参考答案
1. 宏观物质由肉眼不可见的微观粒子构成。苯分子、硅原子的微观成像直接证明微观粒子真实存在；蔗糖溶解、花香扩散、品红扩散等生活现象，是微观粒子运动、混合的宏观体现，可佐证微观粒子的存在。
2. 构成物质的微观粒子主要有分子、原子等；分子不是构成物质的唯一粒子，原子也可直接构成部分宏观物质。
探究二 参考答案
1. 分子的质量和体积都极小。类比参考：水分子极致微小，若水分子放大至乒乓球大小，乒乓球会放大至地球大小。
2. 单个分子微小不可见，大量分子聚集后，可形成具有固定体积、形态的宏观物质，因此我们能观察到宏观物质的存在与变化。
探究三 参考答案
1. 品红扩散原因：品红分子和水分子不断无规则运动，相互渗透混合，最终整杯水均匀变红。
2. 冷热扩散差异原因：温度越高，分子能量越高，运动速率越快，扩散现象越明显；热水温度高，分子运动更快，扩散速率更快。结论：分子总是不断运动，温度越高，运动速率越快。
3. 氨水酚酞对照实验结论：蒸馏水不能使酚酞变色；浓氨水能使酚酞变红；氨分子不断运动，扩散至酚酞溶液中使其变色，直接验证分子的无规则运动。
4. 生活现象解释：花香、酒香扩散是因为分子不断运动，扩散到空气中被人体感知；湿衣服晾干是水分子不断运动，扩散到空气中；阳光下衣服干得更快，是温度升高，水分子运动速率加快，水分蒸发更快。
探究四 参考答案
1. 50mL水与50mL酒精混合总体积小于100mL，是因为水分子和酒精分子之间存在间隔，混合后分子相互填充间隔，导致总体积减小，证明分子之间有间隔。
2. 气体易压缩、液体难压缩：气体分子间隔极大，易被压缩；液体分子间隔较小，难以压缩。分子间隔大小规律：气体＞液体＞固体。
3. 温度、压强对分子间隔的影响：温度升高，分子间隔变大；温度降低，分子间隔变小。压强增大，气体分子间隔变小；压强减小，气体分子间隔变大。
4. 热胀冷缩本质：物质热胀冷缩是分子间隔发生改变，分子本身的体积、大小、质量均不发生变化。
探究五 参考答案
1. 分子三大基本性质：①分子的质量和体积都很小；②分子总是在不断地运动，温度越高，分子运动速率越快；③分子之间有间隔，温度、压强会影响分子间隔大小。
2. 现象对应解释：扩散、溶解、蒸发现象对应分子不断运动；热胀冷缩、气体压缩、液体混合体积变小对应分子有间隔；肉眼无法观察到分子对应分子质量和体积极小。
3. 说法错误。不同物质的分子构成不同，分子的性质不同，因此不同物质的物理、化学性质存在差异。

展开更多......

收起↑