《江苏省宿豫中学高三物理第一轮复习《第八章 分子热运动 内能 气体》教案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江苏省宿豫中学高三物理第一轮复习《第八章 分子热运动 内能 气体》教案.doc（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、分子热运动备课指要教学建议（1）分子动理论内容抽象，研究对象是数自巨大的分子，要重视建立物质的微观结构模型和相应的数量概念，理解阿伏加德罗常数联系微观量与宏观量的桥梁作用，可结合“案例导入”中的例1和“重、难、疑点剖析”中的例1引导学生理解模型的建立和估算方法的运用。（2）了解物体分子特有的运动规律，可结合“案例导入”中的例2和“重、难、疑点剖析”中的例2引导学生建立布阴运动（固体颗粒的运动）、液体分子运动的运动模型，揭示这些运动的规律、区别和联系。（3）弄清分子力、分子间的引力、分子间的斥力这三个力的规律和它们间的联系，明确分子力是引力和斥力的合力，引导学生运用分子力随分子间距离变化的图象，
2、认识分子力的三个作用区、两个临界点，概括分子力变化的规律，可结合“考题回放”中的例3讲解。案例导入例1 根据水的密度=1.0103kg/m3和水的摩尔质量M=1.8102kg，利用阿伏伽德罗常数，估算分子的质量和水分子的直径。【分析】把水分子看作一个挨一个紧密排列的小球，利用阿伏加德罗常数、一摩尔水的质量和水的密度便可计算水分子的质量和水分子的直径。【解答】每个水分子的质量；水的摩尔体积。把水分子看作一个挨一个紧密排列的小球，则每个分子的体积为，而根据球体积计算公式，用d表示水分子直径， 得 d=41010m。【答案】水分子的质量为3.01026kg，水分子的直径为41010m。【归纳】解此类
3、题的关键是选好物质的量，建立正确的模型。例2 关于布朗运动，下列说法中正确的是（ ）A、布朗运动指的是液体分子的无规则运动B、与固体微粒相碰撞的液体分子越少，布朗运动越显著C、液体的温度越高，布朗运动越显著D、布朗运动只能在液体中发生【分析】布朗运动是悬浮在液体（或气体）中的微粒的无规则运动，不是液体分子的运动，它的产生是液体分子对固体颗粒的撞击不平衡引起的，这种不平衡性与颗粒的大小以及液体或气体的温度有关。因为固体颗粒越小，与颗粒相撞的分子数也越少，这种撞击的不平衡越明显；液体或气体的温度越高，撞击越剧烈。【答案】B、C【归纳】这道题主要考查对布朗运动的实质，成因以及运动规律的掌握情况。学生
4、对布朗运动的运动规律还比较熟悉，容易错的是将布朗运动与分子运动混淆。知识梳理1、物质是由大量分子组成的（1）分子数目。阿伏加德罗常数，是联系微观世界和宏观世界的桥梁，可用来估测分子质量及分子大小单位质量中分子数（M为摩尔质量）。单位体积中的分子数（为密度）。（2）分子大小（分子的直径数量级是1010m）。分子体积 。分子模型：a、球模型b、立方体模型 。油膜法测定分子的直径：（V为油滴体积，S为油膜面积）（3）分子质量 。（4）分子间存在空隙。典型事例是酒精和水混合总体积减小，其原因是酒精和水的分子重新排列。2、分子永不停息地做无规则运动布朗运动和扩散现象（1）布朗运动：定义：指悬浮在液体（或
5、气体）中的固体颗粒的无规律运动。布朗运动的特点：无规则，永不停息。产生的原因：液体（或气体）分子无规则运动对固体颗粒的碰撞不平衡造成的结果。布朗运动的规律：固体颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越剧烈。意义：它间接反映了分子的运动也是规则的，分子的无规则运动与温度有关。（2）热运动：由于分子的无规则运动与温度有关，称分子的无规则运动为热运动（凡是与温度有关的现象称为热现象）。3、分子间存在着相互作用的引力和斥力（1）特点：同时存在着引力和斥力，且都随分子间距的增大而减小。（2）分子力：引力与斥力的合力。当r=r0(1010m)时 f引=f斥，F=0。当rr0时，f斥f引，分子力F为斥
6、力。当rr0时，f引f斥，分子力F为引力。当r=10r0时，f引、f斥迅速为零，分子力F=0。重、难、疑点剖析1、分子大小的计算设宏观量：物质体积V、摩尔体积V1、物质质量M、摩尔质量、物质密度；微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m。a、分子质量：。b、分子体积：（对气体，V0应为气体分子占据的空间大小）c、分子直径：球体模型：由。得（固体、液体一般用此模型）立方体模型： 。（气体一般用此模型，d应理解为相邻分子间的平均距离）d、分子的数量：。2、布朗运动与分子运动布朗运动是指悬浮在液体（或气体）中的固体颗粒的无规则运动，而不是分子本身的运动。布朗运动是由于液体分子对固体颗粒碰撞的不平
7、衡性造成的。布朗运动的无规则性反映了分子的运动具有无规则、永不停息的特点。例1 某容器的容积为1m2，在标准状态下充满氧气，试估算相邻氧分子间的平均距离d。【分析】标准状态下1mol的氧气的体积为22.4L.设每个氧分子占据的空间体积为V,把这个空间看成一个小立方体,两个氧分子所点空间的中心间距可以看作分子间距离,它就等于小立方体的边长.【解答】每个氧分子占据的空间体积为氧分子间距离【归纳】此题要求学生要有一定的想像力和构建模型的能力,并能够利用宏观量和阿伏加德罗常数对微观模型进行有关计算;计算结果可帮助构建起气体分子的微观图景;在标准状态下分子间的距离大约是分子直径的十倍,所以气体凝结成液体
8、时密度要扩大上千倍.例2 关于布朗运动的实验,下列说法正确的是( )A.图8-25-2中记录的是分子30s内无规则运动的情况B.图8-25-2中记录的微粒30s做布朗运动的轨迹C.实验中可以看到,微粒越大,布朗运动越明显D.实验中可以看到,温度越高,布朗运动越激烈【分析】布朗运动是指悬浮在液体中的微粒不停地做无规则的运动,它是分子无规则热运动的反映,而分子无规则热运动是产生布朗运动的原因.【解答】温度越高,分子运动得越激烈,因而布朗运动也越激烈.D正确.微粒越小,某一瞬间,跟它相撞的分子数越少,撞击作用的不平衡性表现得越明显,即布朗运动越显著,故C错误.图中每个拐点记录的是微粒每隔30s的位置
9、,在30s内微粒做的是无规则运动,而不一定是直线运动,故A、B错误.【答案】D【归纳】此题应从布朗运动的概念和性质出发加以判断,否则易错选A和B.例3 下面关于分子力的说法中正确的有( )A.铁丝很难被拉长,这一事实说明铁丝分子间存在引力B.水很难被压缩,这一事实说明水分子间存在斥力C.将打气筒的出口端封住,向下压活塞,当空气被压缩到一定程度后很难再压缩,这一事实说明这时空气分子间表现为斥力D.磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力【分析】分子间斥力和引力是同时存在的，对外表现分子力是它们的合力。固体、液体分子间距离在r0附近，当物体被拉伸时，rr0，则表现出吸引力；当物体被压缩时，rr
10、0，分子间表现出斥力，而气体分子间距离总大于r0，分子力是表现为引力。【解答】无论怎样压缩，气体分子间距离一定大于r0，所以气体分子间一定表现为引力，空气压缩到一定程度很难再压缩，不是因为分子斥力的作用，而是气体分子频繁撞击活塞产生压强的结果，应该用压强增大解释，所以C不正确，磁铁吸引铁屑是磁场力的作用，不是分子力的作用，所以D也不正确。【答案】A、B。【归纳】水很难被压缩，这一事实说明分子间存在斥力；而空气被压缩到一定程度后很难压缩，这一事实却不能说明这时空气分子间表现为斥力，这是由分子力随分子间距离变化的规律决定的。例1 将1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm2的油酸酒精溶液，已知1cm
11、3溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为0.2 m2，由此估算出的油酸分子直径为多少？【分析】本题只需求出一滴油酸酒精溶液中的纯油酸体积，再根据单分子“油膜法”的原理，即可求出油酸分子直径。【解答】由题意可知1滴油酸酒精溶液的体积为 ，其中含纯油酸的体积为。水面上单分子油酸薄层的厚度即为油酸分子直径。【答案】。【归纳】用油膜法估测分子的大小是现行高考热学部分惟一要考查的实验，应重视对其原理、方法的理解与掌握，同时也应知道估测对实验结果的精确度的要求。考题回放例1 如图8-25-3所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于
12、x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F0为斥力，F0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处静止释放，则（ ）A.乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动B.乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大C.乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减少D.乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加【分析】由图象可知，ac段分子间的作用力为引力，cd段分子间的作用力为斥力。乙分子由a到c做加速运动，分子力做正功，分子动能一直增加，分子势能一直减少；乙分子由c到d做减速运动，分子力做负功，分子功能减少，分子势能增加，到达c时速度最大
13、，动能最大，势能最小。【答案】B、C【反思】此题考查了分子力、分子势能及力和运动的关系等知识，用图象给出分子力，正确认识分子力的图象是解此题的关键。例2 下列说法哪些是正确的？（ ）A.水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现B.气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现C.两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空（马德堡半球），用力很难拉开，这是分子间存在吸引力的宏观表现D.用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在吸引力的宏观表现【分析】固体、液体分子间的距离小，分子力变化明显；气体分子间距离大，分子力十分微弱，且表现为引力，因而B、C选项中的解释均是不成立的。【解答】气
14、体能够充满容器是由于分子热运动能够到达容器的每一个角落；而马德堡半球抽成真空后，内部无压力，外界大气的压力使得半球很难拉开，并不是分子间的吸引力的表现。只有A、D中的事实才是分子间作用力的表现。【答案】A、D【反思】连续两年考分子力，值得注意。探究延伸例1 设某人的肺活动量为400mL，试计算在此人一次吸气过程中，大约有多少分子是他在一年前的一次呼气过程中呼出的？（设人呼出的分子不再参与其他反应）【分析】初看本题，似乎根本无从下手，但仔细揣摩题意，可知一年时间内可认为原来呼出的那口气已充分混合于大气层中，算出这口气在整个大气层中所占的比例，即可求出问题的结果。【解答】根据初中所学的知识，大气压
15、是由大气重量产生的，地球上大气层的总质量=标准状态下，大气压占据的总体积人呼出的一口气经一年时间在大气层中占据的比率为一年后吸一口气中有一年前的一次呼气过程中呼出的分子数【答案】在一次吸气中大约有一个分子是他一年前的一次呼气中呼出的。【点评】解本题的关键是要建立合理的模型，将实际问题理想化。例2 如图8-25-4所示，食盐（NaCl）晶体由钠离子（图中）和氯离子（图中）组成，这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上，都是等距交错排列。已知食盐的摩尔质量是58.5g/mol，食盐的密度是2.2g/cm3，阿伏加德罗常数为61023/mol，在食盐中两个距离最接近的钠离子中心间的距离的数值最接近于（就下列四个数值相比）（ ）A.3.0108cm B.4.0108cmC.3.5108cm D.5.0108cm【分析】题中所给的食盐（
