水的组成

水的通电分解分解反应

【观察与思考】

往图 2－2 所示实验室通直流电使水分解的装置（水电解器）中的玻璃管里注满水（水中加有少量硫酸或氢氧化钠以增强导电性），接通直流电源， 观察电极上和玻璃管内发生的现象。通电一段时间后，分别小心地打开电解器中两支玻璃管顶端的开关，使管中的气体慢慢排出，同时使体积较小的一种气体通向带有火星的木条，再用燃着的木条点燃另一种体积较大（约为上一种气体体积的两倍）的气体。观察现象。

实验表明，水在直流电的作用下分解生成了两种气体：

一种是能支持木条燃烧的氧气；另一种是可以在空气或氧气中燃烧生成水的氢气。水在电流的作用下，分解为氢气和氧气的过程叫做水的电解。水的电解反应，可用文字式表示如下：

【问题讨论】

水的电解，是物理变化还是化学变化？能说“水是氢气和氧气的混合物” 吗？为什么？

水电解时，水由一种物质变成了氢气和氧气两种物质。我们在第一章中

曾观察过加热试管中的一种绿色固态物质（碱式碳酸铜），变成了黑色固体

（氧化铜）、水和能使澄清的石灰水变浑浊的气体（二氧化碳）三种物质的现象。像这种由一种物质生成两种或两种以上其它物质的化学反应叫做分解反应。

水的组成

我们已经知道水是由水分子构成的。水通电分解生成两种新物质的事实说明水分子必然能分割成更小的微粒，科学上把这类微粒称为原子。

科学研究已进一步证明，每个水分子是由 2 个氢原子和 1 个氧原子构成

的，每个氢气分子是由 2 个氢原子构成的，每个氧气分子是由 2 个氧原子构成的。

所以，水的电解反应，可以用图 2－3 形象地表示出来：

【问题讨论】

为什么电解水时每 2 个水分子能变成 2 个氢气分子和 1 个氧气分子？ 化学反应中的分子和原子

我们已经在水分子的构成中知道原子是构成分子的微粒。显然，原子是极其微小的，例如科学实验测知氢原子的半径大约为 3.2×10-11 米；像油菜籽那样大的一粒铁屑中，竟含有 1×1019 个以上的铁原子。原子是真实存在的，我们可以用电子显微镜拍摄原子的照片（如图 2－4）。和分子一样，原子具有一定的质量，并不断运动着。现在已经发现的原子有一百多类。这些原子间可以构成多种多样的分子；原子也可以直接构成物质，所以由这 100 多类原子可以形成种类繁多的物质。

通过第一章的学习，我们已经知道，分子是能够独立存在的，并保持该物质一切化学性质的一种最小微粒；通过水的电解反应，我们又知道水分子在化学反应中发生了变化，生成了其它物质——氢气和氧气，但是在这个化学变化中，氢原子和氧原子的种类和个数都保持不变，只是构成水分子的氢原子和氧原子重新组合，构成了新物质——氢气和氧气。进一步研究表明：

1. 分子由原子构成

在化学反应里，参加反应的物质（简称反应物）发生的变化是构成反应物的原子重新组合，生成了其它物质（简称生成物）。如果发生化学反应的物质（反应物）是由分子构成的，就是反应物分子中的原子重新组合生成了其它物质。

1. 原子是化学变化中的最小微粒

在化学反应里，原子本身的种类和个数都保持不变，只是重新组合成新物质。