《高中物理 第1章 分子动理论 第1节 分子动理论的基本观点知识导航素材 鲁科版选修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 第1章 分子动理论 第1节 分子动理论的基本观点知识导航素材 鲁科版选修（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、从不放松对“三个代表”等党和国家政治方针的学习，每天收看听闻，关心国家大事，积极参加党组织的各种活动，在工作一年后，荣誉地为由一名中国共产党预备党员成为正式党员，实现了我多年的愿望第1节 分子动理论的基本观点思维激活1.分子用肉眼是看不见的，我们怎样测量它的大小呢？可否根据测量的规律，把大量分子的体积、质量等测出来？可否把分子一个挨一个摆成一层薄膜测出膜的面积计算膜的厚度算出分子的高呢?提示：我们设想组成物质的分子都是球形的，而且同种物质的分子都是一个个大小相同的小球.如果能把某一部分物质的分子一个紧挨一个铺展开来,形成一个“分子地毯”，如下图所示，那么，只要知道这部分物质的体积（V）和铺展开
2、来的面积（S），就可以估算出分子油膜的高度.即分子直径D=,分子体积V1=.油酸分子形成单分子层的示意图2.通常把萝卜腌成咸菜需要几天,而把萝卜炒成熟菜并使之具有相同的咸味只需要几分钟,造成这种差别的重要原因是什么?提示：菜有咸味的原因在于盐分子在其中的扩散，炒菜时的高温有助于盐分子的扩散运动，所以在几分钟内菜就有了咸味.3.把一块洗净的薄玻璃板吊在测力计的下端,使玻璃板水平地接触水面,用手缓慢竖直向上拉测力计,观察测力计读数,想一想,为什么会出现测力计的示数大于玻璃板的重力?提示：由于水和洗净的玻璃板间接触得非常好，足以达到分子引力的作用范围，故水分子和组成玻璃的物质分子之间有分子力的作用.
3、如果玻璃完全在水中,由于玻璃上下两面所受的分子引力相等,此时,测力计的示数应等于玻璃板的重力;当玻璃板要拉离水面的时候,板的下表面要受到水分子吸引力的作用,故此时测力计的示数应大于玻璃板的重力.自主整理一、物体由大量分子组成1分子的大小（1）油膜法是一种粗略测定分子大小的方法，其方法是把油滴滴到水面上，油在水面上散开，形成_，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可以认为等于_.(2)如果油滴的体积为V,单分子油膜的面积为S,则分子的大小(即直径)为d=_.在此忽略了分子间的空隙.(3)一般分子直径的数量级为_m.物理学中有各种不同的方法测定分子的大小.用不同方法测出的分子大小_,但数量级_.
4、2阿伏加德罗常数(1)1 mol的任何物质含有的_相同,这个数叫做_,其值为_.（2）如果水的摩尔体积为V，水分子直径为d，假设水分子一个挨一个排列，且不留空隙，则算出的阿伏加德罗常数NA=_.二、分子永不停息地做无规则运动1.扩散现象所谓扩散现象，指的是不同物质互相接触时_的现象.特点：（1）从浓度大处向浓度小处扩散；（2）扩散快慢与物质的状态、温度有关.2.布朗运动 所谓布朗运动，指的是悬浮在液体中的_做的永不停息的无规则运动.特点:(1)永不停息;(2)无规则;(3)颗粒越小,现象越明显;(4)温度越高,运动越激烈.3.热运动 分子的无规则运动跟_有关,这种运动叫热运动._越高,分子的热
5、运动越激烈.三、分子间存在着相互作用力1.分子间的引力和斥力是_存在的，实际表现出的分子力是引力和斥力的_.2.分子间的作用力与距离的关系. F引和F斥都随分子间距离的变化而变化,当分子间的距离增大时,F引和F斥都减小,当分子间的距离减小时,F引和F斥都_.(1)r=r0时,F引_F斥，对外表现的分子力F=0.(2)rr0时,F引_F斥,并且随着分子间距离的增大_力减小得更快,对外表现的分子力F为_力,它随着距离的增大迅速减小.当分子间距离的数量级大于10-9 m时,分子力已经变得十分微弱,可以忽略不计了.高手笔记1.计算分子大小的两种模型:对于固体和液体,分子间距离比较小,可以认为分子是一个
6、个紧挨着的,设分子体积为V,则分子直径:d=(球体模型),d=(立方体模型).对于气体,分子间距离比较大,处理方法是建立立方体模型,从而可计算出两气体分子之间的平均间距d=.2.布朗运动的意义 尽管布朗运动本身并不是液体分子的运动，但由于它的形成原因是分子的撞击所致，所以它能反映液体分子的运动特征，这就是布朗运动的意义所在，具体地讲：（1）布朗运动的永不停止，说明分子运动是不停止的.(2)布朗运动路线无规则,说明分子运动是无规则的.(3)布朗运动随温度的升高而越加剧烈,说明分子的无规则运动剧烈程度与温度有关,在宏观上与温度有关的现象表现为热现象. 因此,布朗运动的种种特征充分地表明,分子是永不
7、停息地做无规则热运动.3.分子力的变化特点,可借助于“弹簧分子模型”来形象理解，如图1-1-1所示，将分子力与弹簧弹力进行类比，这样借助弹力随距离变化的特点，对分子力的变化规律有一个形象类比的认识，从而达到理解、掌握分子力变化规律的效果.图1-1-1名师解惑1.阿伏加德罗常数的应用剖析：阿伏加德罗常数把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子大小等微观物理量联系起来.例如,如果知道了某物质的摩尔质量Ma和摩尔体积VA,则可求得:(1)分子的质量:m0=.(2)分子的体积：V0=(3)分子的大小；球体模型直径d=,立方体模型边长为d=.(4)物质所含的分子数：N=nNA=2.布朗运动与扩
8、散的比较剖析：项目扩散现象布朗运动不同点扩散现象是两种不同物质相互接触时，没有受到外力影响，而彼此进入对方的现象.扩散快慢除和温度有关外,还与物体的密度差、溶液的浓度差有关.它证明了任何物质的分子不论在什么状态下都在做永不停息的无规则运动布朗运动是悬浮在液体或气体分子中的微粒所做的无规则运动,而不是液体或气体分子的运动布朗运动的剧烈程度与分子对微粒撞击的不平衡性有关,颗粒越小,撞击的不平衡性越明显,这是布朗运动与扩散现象的不同之处相同点产生的根本原因相同，也就是分子永不停息地做无规则运动它们都随温度的升高而表现得越明显3.分子力F与分子间距离r的图象关系和示意图剖析：（1）图象：如图1-1-2
9、，分子间的作用力跟距离的关系（示意图）图中斥力用正值表示，引力用负值表示，F为斥力和引力的合力，即分子力，F为正值时，表示合力为斥力；F为负值时，表示合力为引力.图1-1-2研究表明,分子间同时存在着引力和斥力,它们的大小都跟分子间的距离有关.图1-1-2的两条虚线分别表示两个分子间的引力和斥力随距离变化的情形.实线表示引力和斥力的合力即实际表现出来的分子间的作用力随距离变化的情形.（2）示意图图1-1-3由图1-1-3我们可看到，分子间的引力和斥力随着分子间距离的增大而减小，当两分子间的距离等于r0时，分子间的引力和斥力相互平衡，分了间的作用力为零，r0的数量级约为10-10 m.(如图1-
10、1-3甲)当分子间的距离小于r0时，引力和斥力虽然都随着距离的减小而增大，但是斥力增大得更快，因而分子间的作用力表现为斥力.（图1-1-3乙）当分子间的距离大于r0时，引力的斥力虽然都随着距离的增大而减小，但是斥力减小得更快，因而分子间的作用力表现为引力（图1-1-3丙），它随着距离的增大迅速减小.当分子间距离的数量级大于10-9 m时,分子力已经变得十分微弱,可以忽略不计了.讲练互动【例1】已知汞的摩尔质量为200.510-3 kg/mol，密度为13.6103 kg/m3,则一个汞原子的体积是多少?体积为1 cm3的汞中有多少个汞原子？解析：由汞的摩尔质量和汞的密度，可计算出汞的摩尔体积，
11、然后除以阿伏加德罗常数就可以得出汞原子的体积.1 cm3除以一个汞原子的体积就可求出1 cm3的汞中含有的汞原子数.设汞的摩尔质量为M,密度为,则一个汞原子的体积为：V0=又设每立方厘米的汞中的汞原子数为n,则：n=4.11022(个).答案：2.410-29 m3 4.11022个绿色通道（1）由宏观量去计算微观量，或由微观量去计算微观量，都要借助阿伏加德罗常数.(2)在计算体积为1 cm3的汞中含有多少个汞原子时,也可先通过密度计算出1 cm3的汞的质量,然后除以汞的摩尔质量,求出物质的量,再乘以阿伏加德罗常数,就可得出1 cm3的汞中含有的汞原子数.(3)对微观量估算时,应注意单位的统一
12、;有效值的取舍;数量级的计算一定要准确.变式训练1.铜的摩尔质量是6.3510-2 kg.密度是8.9103 kg/m3.求:(1)铜原子的质量和体积;(2)1 m3铜所含的原子数目;(3)估算铜原子的直径.解析：1 mol铜含铜原子数目等于阿伏加德罗常数,故铜原子的质量m= kg=1.0510-25 kg.因为铜的摩尔体积Vmol=,所以铜原子的体积V=1.1910-29 m3.(2)1 m3铜的物质的量N= mol=1.4105 mol1 m3铜中含铜原子数n=NNA=1.41056.021023个=8.41028个.(3)把铜原子看成球体,设其直径为D,则V=D3,可得D=m=2.810
13、-10 m.答案：(1)1910-29 m3 (2)8.41028个 (3)2.810-10 m【例2】在做用油膜法估测分子大小的实验中,油酸酒精的浓度约为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图1-1-4所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm.图1-1-4试求：（1）油酸膜的面积是多少cm2？（2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积？（3）按以上实验数据估测出油酸分子的直径.解析：(1)由图1-1-5形状,其中正方形方格87
14、个,用补偿法近似处理,可补19个整小方格,实际占小方格87+19=106个,那么油膜面积S=1061 cm3=106 cm2.(2)由1 mL溶液中有75滴，1滴溶液的体积mL又每104 mL溶液中有纯油酸6 mL,mL溶液中纯油酸的体积V=mL=810-6 mL.(3)油酸分子直径d=m=7.510-8 m.答案：（1）106 cm2 (2)810-6 mL (3)7.510-8 m绿色通道 对“用油膜法估测分子的大小”的实验，不仅要会操作，更要明确此实验的实验原理，在计算油滴体积时，要弄清油酸和酒精的比例，单位体积油酸溶液所含的滴数.变式训练2.在用油膜法估测分子的大小实验中，现有按体积比为nm配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个充入约2 cm深水的浅盘，一支滴管，一个量管.请补充下述估测分子大小的实验步骤:图1-1-5(1)_(需测量的物理量自己用字母表示).(2)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘,等油酸薄膜稳定后,将薄膜轮廓描绘在坐标纸上,如图1
