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1、4分子间的相互作用力 第一章分子动理论 学习目标 1 通过实验知道分子间存在相互作用力 2 通过图像分析理解分子力与分子间距离的关系 3 知道分子动理论的内容 内容索引 重点探究启迪思维探究重点 达标检测检测评价达标过关 自主预习预习新知夯实基础 自主预习 一 分子间作用力 1 分子间有空隙 1 气体分子的空隙 气体很容易被 说明气体分子之间存在着很大的空隙 2 液体分子间的空隙 水和酒精混合后总体积会 说明液体分子之间存在着空隙 3 固体分子间的空隙 压在一起的金片和铅片 各自的分子能到对方的内部 说明固体分子之间也存在着空隙 压缩 变小 扩散 2 分子间的作用力 1 分子间同时存在着相互作
2、用的和 分子间实际表现出的作用力是引力和斥力的 2 分子间作用力与分子间距离变化的关系 如图1所示 分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而 随分子间距离的减小而 但斥力比引力变化得快 图1 引力 斥力 合力 减小 增大 3 分子间作用力与分子间距离的关系 当r r0时 F引F斥 此时分子所受合力为 当r r0时 F引F斥 分子力的合力表现为 当r r0时 F引F斥 分子力的合力表现为 当r 10r0 即大于10 9m 时 分子间的作用力变得很微弱 可忽略不计 零 斥力 引力 二 分子动理论 1 分子动理论 1 分子动理论 把物质的和规律看做微观粒子热运动的宏观表现而建立的理论 2 内容 物体
3、是由组成的 分子在做的运动 分子之间存在着和 热学性质 大量分子 永不停息 无规则 引力 斥力 2 统计规律 由大量偶然事件的所表现出来的规律 1 微观方面 单个分子的运动是 选填 有规则 或 无规则 的 具有偶然性 2 宏观方面 大量分子的运动表现出 受的支配 3 分子动理论是热现象微观理论的基础 整体 无规则 规律性 统计规律 1 判断下列说法的正误 1 分子间距离较小时只存在斥力 距离较大时只存在引力 2 分子间的引力随分子间距离的增大而增大 而斥力随距离的增大而减小 3 当分子间的距离达到无穷远时 分子力为零 4 打湿了的两张纸很难分开是因为分子间存在引力 5 玻璃打碎后 不能把它们再
4、拼在一起 是因为玻璃分子间的斥力比引力大 即学即用 答案 2 将下列实验事实与其产生的原因对应起来 实验事实有以下五个 A 水与酒精混合后体积变小B 固体很难被压缩C 细绳不易被拉断D 糖在热水中溶解得快E 冰冻食品也会变干其产生的原因如下 a 固体分子也在不停地运动b 分子运动的激烈程度与温度有关c 分子之间存在着空隙d 分子间存在着引力e 分子间存在着斥力与A B C D E五个实验事实相对应的原因分别是 在横线上分别填上与实验事实相对应的原因前的字母代号 答案 c e d b a 重点探究 1 如图2所示 把一块洗净的玻璃板吊在弹簧测力计下面 使玻璃板水平地接触水面 若想使玻璃板离开水面
5、 在拉出玻璃板时 弹簧测力计的示数与玻璃板的重力相等吗 为什么 一 分子间作用力 导学探究 答案 答案不相等 因为玻璃板和液面之间有分子引力 所以在使玻璃板拉出水面时弹簧测力计的示数要大于玻璃板的重力 图2 2 既然分子间存在引力 当两个物体紧靠在一起时 为什么分子引力没有把它们粘在一起 答案 答案虽然两物体靠得很紧 但绝大部分分子间距离仍很大 达不到分子引力起作用的距离 所以不会粘在一起 3 无论容器多大 气体有多少 气体分子总能够充满整个容器 是分子斥力作用的结果吗 答案气体分子之间的距离r 10r0时 分子间的作用力很微弱 可忽略不计 所以气体分子能充满整个容器 并不是分子斥力作用的结果
6、 而是分子的无规则运动造成的 1 对分子力与分子间距离变化关系的理解 知识深化 1 r0的意义分子间距离r r0时 引力与斥力大小相等 分子力为零 所以分子间距离等于r0 数量级为10 10m 的位置叫平衡位置 图3 2 分子间的引力 斥力和分子力随分子间距离变化的图像如图3所示 分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小 当rr0时 分子力随分子间距离的增大先增大后减小 2 分子力弹簧模型当分子间的距离在r0附近时 它们之间的作用力的合力有些像弹簧连接着的两个小球间的作用力 拉伸时表现为引力 压缩时表现为斥力 3 分子力做功由于分子间存在着分子力 所以当分子间距离发生变化时 分子力做功 当
7、r r0时 分子力表现为引力 当r增大时 分子力做负功 当r减小时 分子力做正功 当r r0时 分子力表现为斥力 当r减小时 分子力做负功 当r增大时 分子力做正功 例1设r0是分子间引力和斥力平衡时的距离 r是两个分子间的实际距离 则以下说法中正确的是A r r0时 分子间引力和斥力都等于零B r0 r 4r0时 分子间只有引力而无斥力C r由4r0逐渐减小到小于r0的过程中 分子间的引力先增大后减小D r由4r0逐渐减小到小于r0的过程中 分子间的引力和斥力都增大 其合力先增大后减小再增大 答案 解析 解析当r r0时 分子间引力和斥力相等 但都不为零 合力为零 A错 当r0 r 4r0时
8、 引力大于斥力 两者同时存在 B错 在r减小的过程中 分子引力和斥力都增大 C错 r由4r0逐渐减小到r0的过程中 由分子力随r的变化关系图线可知 分子力有一个极大值 到r r0时分子力又增大 所以在r由4r0逐渐减小到小于r0的过程中分子力先增大后减小再增大 D对 对分子间作用力的认识1 无论分子间的距离如何 分子引力和分子斥力都是同时存在的 不会出现只有引力或只有斥力的情况 2 分子力是分子引力和分子斥力的合力 3 要注意 分子力表现为引力或斥力 与 分子引力 和 分子斥力 不是同一个概念 例2用r表示两个分子之间的距离 Ep表示两个分子间的相互作用势能 当r r0时 两个分子之间引力等于
9、斥力 设两个分子间距较远时 Ep 0 则A 当分子间距r变小时 引力减小 斥力增大B 当r r0时 引力大于斥力 r增大时分子力做负功 Ep增加C 当r r0时 引力大于斥力 r减小时分子力做负功 Ep减小D 当r r0时 Ep 0 答案 解析 解析当分子间距r变小 分子引力和分子斥力都要增大 但斥力增大得更快 选项A错误 当r r0时 分子力表现为引力 当r增加时 分子力做负功 则Ep增加 故B正确 当r r0时 分子力表现为斥力 当r减小时 分子力做负功 则Ep增加 故C错误 当r r0时 Ep最小 为负值 故D错误 二 分子动理论分子力的宏观表现 1 分子力的宏观表现 1 当外力欲使物体
10、拉伸时 组成物体的大量分子间将表现为引力 以抗拒外力对它的拉伸 2 当外力欲使物体压缩时 组成物体的大量分子间将表现为斥力 以抗拒外力对它的压缩 3 大量的分子能聚集在一起形成固体或液体 说明分子间存在引力 固体有一定形状 液体有一定的体积 而固 液分子间有空隙 却没有紧紧地吸在一起 说明分子间还同时存在着斥力 2 用分子动理论解释固态 液态和气态分子间距离不同 分子间的作用力表现也就不一样 物体的状态特征也不相同 特别提醒分子力的作用是有范围的 当r r0时 分子力表现为斥力 当r r0时 分子力表现为引力 固体 液体的体积难以改变 往往是分子力的宏观表现 而对于气体 一般情况下分子力很小
11、甚至可忽略 解释相关的现象只能从分子的热运动和气体压强产生原因等方面去考虑 答案 例3 多选 对下列现象的解释正确的是A 两块铁经过高温加压将连成一整块 这说明铁分子间有吸引力B 一定质量的气体能充满整个容器 这说明在一般情况下 气体分子间的作用力很微弱C 电焊能把两块金属连接成一整块是分子间的引力起作用D 破碎的玻璃不能把它们拼接在一起是因为其分子间斥力作用的结果 解析 解析高温下铁分子运动非常激烈 两铁块上的铁分子间距很容易充分接近到分子引力起作用的距离内 所以两块铁经过高温加压将很容易连成一整块 电焊也是相同的原理 所以A C正确 通常情况下 气体分子间的距离大约为分子直径的10多倍 此
12、种情况下分子力非常微弱 气体分子可以无拘无束地运动 从而充满整个容器 所以B正确 玻璃断面凹凸不平 即使用很大的力也不能使两断面间距接近到分子引力起作用的距离 所以碎玻璃不能接合 若把玻璃加热 玻璃变软 则可重新接合 所以D错误 答案 例4 多选 下列说法正确的是A 大量分子的无规则运动是有统计规律的B 当物体温度升高时 每个分子运动都加快C 气体的体积等于气体分子体积的总和D 液体中悬浮微粒的布朗运动是做无规则运动的液体分子撞击微粒而引起的 解析 解析单个分子的运动无规则 但大量分子的运动遵从统计规律 A正确 当温度升高时 分子的运动总体会加快 但不是每个分子的运动都加快 B错误 由于气体分
13、子间距离大 气体体积不等于气体分子体积的总和 C错误 布朗运动是液体分子对固体小颗粒撞击的不平衡产生的 D正确 1 分子力的表现方面 宏观现象的特征是大量分子间分子合力的表现 分子与分子间的相互作用力较小 但大量分子的宏观表现合力却很大 2 现象分析方面 物体状态不同 分子力的宏观特征也不同 如固体难压缩是分子间斥力的表现 气体难压缩是气体压强的表现 达标检测 1 分子间作用力 多选 甲分子固定在坐标原点O 乙分子位于r轴上 甲 乙两分子间作用力与分子间距离的关系图像如图4所示 现把乙分子从r3处由静止释放 则A 乙分子从r3到r1过程中一直加速B 乙分子从r3到r2过程中两分子间的分子力表现
14、为引力 从r2到r1过程中两分子间的分子力表现为斥力C 乙分子从r3到r1过程中 两分子间的分子力先增大后减小D 乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中 两分子间的分子力先减小后增大 答案 1 2 3 图4 解析 解析乙分子从r3到r1过程中一直受甲分子的引力作用 且分子间作用力先增大后减小 故乙分子做加速运动 A C正确 乙分子从r3到r1过程中两分子间的分子力一直表现为引力 B错误 乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中 两分子间的分子力先增大后减小再增大 D错误 1 2 3 2 分子动理论 关于分子动理论 下列说法不正确的是A 物质是由大量分子组成的B 分子永不停息地做无规则运动C 分子间只
15、有相互作用的引力D 分子动理论是在一定实验基础上提出的 答案 1 2 3 解析 解析由分子动理论可知A B对 分子间有相互作用的引力和斥力 C错 分子动理论是在扩散现象 布朗运动等实验基础上提出的 D对 3 分子力的宏观表现 固体和液体很难被压缩 其原因是A 分子已占据了整个空间 分子间没有空隙B 分子间的空隙太小 分子间只有斥力C 压缩时 分子斥力大于分子引力D 分子都被固定在平衡位置不动 答案 1 2 3 解析 解析分子在永不停息地做无规则运动 且分子间存在着空隙 故A D选项错误 压缩固体和液体时 分子间的引力和斥力是同时存在的 只不过是斥力大于引力 分子力表现为斥力 故选项B错误 选项C正确 1 2 3
