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1、学习目标1.知道物体是由大量分子组成的,知道阿伏加德罗常数,会用它进行相关的计算或估算。(科学思维)2.了解扩散现象及布朗运动,理解扩散现象及布朗运动产生的原因。(物理观念)3.知道什么是分子的热运动,理解分子热运动与温度的关系。(物理观念)4.通过实验知道分子间存在着空隙和相互作用力,并通过图像知道分子力与分子间距离的关系。(科学思维)5.明确分子动理论的内容。(物理观念)基础落实必备知识全过关重难探究能力素养全提升目录索引学以致用随堂检测全达标基础落实必备知识全过关一、物体是由大量分子组成的1.在研究物体的热运动性质和规律时,把组成物体的统称为分子。与化学中的“分子”不同2.1mol水中含
2、有水分子的数量达个。1mol的任何物质含有的粒子数都相同微粒6.021023二、分子热运动1.扩散(1)扩散:不同种物质能够彼此的现象。(2)产生原因:由物质分子的产生的。(3)意义:证明了物质分子永不停息地做。(4)规律:越高,扩散得越快。2.布朗运动(1)概念:把的无规则运动叫作布朗运动。(2)产生的原因:大量液体分子对悬浮微粒撞击的不平衡造成的。各个方向撞击的分子个数不相等进入对方无规则运动无规则运动温度悬浮微粒(3)意义:间接地反映了运动的无规则性。(4)影响因素:微粒,布朗运动越明显;温度,布朗运动越明显。3.热运动(1)定义:分子永不停息的运动。(2)宏观表现:扩散现象和布朗运动。
3、(3)是分子热运动剧烈程度的标志。液体分子越小越高无规则温度三、分子间的作用力1.分子间有空隙(1)气体分子间的空隙:气体很容易被压缩,说明气体分子之间存在着很大的。(2)液体分子间的空隙:水和酒精混合后的总体积,表明液体分子间存在着。(3)固体分子间的空隙:压在一起的金块和铅块,各自的分子能到对方的内部,表明固体分子之间存在着。空隙变小空隙扩散空隙2.分子间作用力(1)当用力拉伸物体时,物体内各部分之间要产生反抗拉伸的作用力,此时分子间的作用力表现为。(2)当用力压缩物体时,物体内各部分之间会产生反抗压缩的作用力,此时分子间的作用力表现为。分子间相互作用的引力和斥力的合力(3)分子间的引力或
4、斥力都跟分子间距离有关。两力同时存在引力斥力四、分子动理论1.内容:物体是由组成的,分子在做的无规则运动,分子之间存在着。2.由于分子热运动是的,所以任何一个分子的运动都具有,但对大量分子的整体而言,它们的运动表现出规律性。单个分子无规则大量分子永不停息相互作用力无规则偶然性情境链接田野中的油菜花盛开时非常漂亮,当从旁边经过时,还能闻到阵阵花香。你有没有想过,为什么能够闻到油菜花的香味呢?提示含有花香的分子不停地运动,飘到了人们鼻子里。教材拓展阅读教材P4思考与讨论,有同学认为:固体微粒的体积越大,液体分子对它的撞击越多,布朗运动就越显著,这种说法对吗?为什么?提示不对。布朗运动是由液体分子对
5、固体微粒的碰撞引起的,只有在固体微粒足够小,各个方向的液体分子对它的碰撞不平衡时才引起它做布朗运动。所以固体微粒体积越小,布朗运动越显著,如果固体微粒过大,液体分子对它的碰撞在各个方向上接近平衡,就很难观察到布朗运动了。易错辨析(1)1mol氧气和1mol水所含的分子数相等。()(2)质量相同的任何物质所含的分子数都相等。()(3)冷红墨水和热红墨水都能发生扩散,说明扩散快慢与温度无关。()(4)布朗运动就是液体分子的无规则运动。()提示质量相同的不同物质,物质的量不同,因此含有的分子数不相等。提示温度不同扩散的快慢不同,温度越高,扩散得越快。提示布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运
6、动,不是液体分子的运动。(5)用力拉铁棒的两端,铁棒没有断,这是分子间存在引力的宏观表现。()(6)水的体积很难被压缩,这是分子间存在斥力的宏观表现。()(7)物体运动的速度越大,其内部分子热运动越剧烈。()(8)对于任何一个分子而言,在每一时刻沿什么方向运动具有偶然性。()提示物体运动的速度大,其温度不一定大,则分子热运动不一定剧烈。重难探究能力素养全提升探究点一估算分子大小探究点一估算分子大小导学探究(1)你知道自己喝一口水,大约喝掉多少个水分子吗?(2)如果水分子是一个个球体模型,忽略分子间空隙,你知道水分子的直径吗?要点提示(1)估测人喝一口水的质量,根据质量与摩尔质量,计算出物质的量
7、,再根据1mol任何物质的微粒数是6.021023,可计算出人喝一口水大约喝掉的水分子个数。(2)由水的密度与摩尔质量求出摩尔体积,根据阿伏加德罗常数,求出一个水分子的体积,再利用球的体积公式求出一个水分子的直径。知识归纳1.阿伏加德罗常数在估算中的桥梁和纽带作用(1)微观量:分子质量m0,分子体积(或气体分子所占的空间)V0,分子直径(或气体分子间的平均距离)d。(2)宏观量:物质的质量m、体积V、密度、摩尔质量M、摩尔体积Vm。(3)桥梁作用:如图所示。2.估算中常用的关系式(2)分子的体积(或气体分子所占的空间):对固体和液体,因为分子间距很小,可认为分子紧密排列,摩尔体积(3)分子的个
8、数:应用体验【例1】估算法是根据生活和生产中的一些物理数据对所求物理量的数值和数量级大致推算的一种近似方法。在标准状况下,水蒸气的摩尔体积Vm=22.410-3m3/mol,NA=6.021023mol-1,水的摩尔质量M=18g/mol,水的密度=1103kg/m3,请估算水蒸气分子的平均间距是水分子直径的多少倍?答案8.7对点演练1.(2023江苏宿迁高二期末)铜的密度=8.9103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.410-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=61023mol-1,把铜块中的铜分子看成球形,且它们紧密排列,求:(结果保留一位有效数字)(1)一个铜分子的直径d;(2)1cm3的
9、铜中含有铜分子的个数N。答案(1)310-10m(2)81022探究点二分子热运动探究点二分子热运动导学探究冬天很多地方易出现雾霾天气,如图所示。雾霾极大地影响了人们的视线,给交通带来不便,你知道霾的小颗粒在做什么运动吗?这种运动与小颗粒大小有关吗?要点提示霾的小颗粒做布朗运动。颗粒越小,布朗运动越明显。知识归纳1.扩散现象的特点(1)在气体、液体、固体中均能发生,气体的扩散现象最明显。(2)扩散快慢与温度有关,温度越高,扩散越快,表明温度越高,分子运动越剧烈。(3)从浓度高处向浓度低处扩散,且受“已进入对方”的分子浓度的限制,当进入对方的分子浓度较低时,扩散现象较为显著。2.布朗运动的产生(
10、1)布朗运动的无规则性。悬浮微粒受到液体分子撞击的不平衡是形成布朗运动的原因,由于液体分子的运动是无规则的,使微粒受到较强撞击的方向也不确定,所以布朗运动是无规则的。(2)微粒越小,布朗运动越明显。悬浮微粒越小,某时刻与它相撞的分子数越少,它来自各方向的冲击力越不平衡;另外,微粒越小,其质量也就越小,相同冲击力下产生的加速度越大,因此微粒越小,布朗运动越明显。(3)温度越高,布朗运动越剧烈。温度越高,液体分子的平均速率越大,对悬浮于其中的微粒的撞击作用也越大,微粒越不易平衡,产生的加速度也越大,因此温度越高,布朗运动越剧烈。3.布朗运动和扩散现象的比较比较对象 布朗运动扩散现象产生条件 固体微
11、粒足够小,悬浮在液体或气体中 两种不同物质相互接触影响因素 温度的高低和微粒的大小温度的高低、物态形式、物质的浓度差现象本质 是液体或气体分子无规则运动的反映是分子的无规则运动联系都直接或间接证实了分子的无规则运动4.布朗运动和热运动的比较比较对象布朗运动热运动不同点研究对象悬浮于液体或气体中的微粒(由大量分子组成)分子观察难易程度 可以在显微镜下看到,肉眼看不到 一般显微镜下看不到相同点无规则;永不停息;温度越高越剧烈联系周围液体(气体)分子的热运动是布朗运动产生的原因,布朗运动反映了液体(气体)分子的热运动应用体验【例2】气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统。这些
12、固态或液态颗粒在气体介质中做布朗运动。下列说法正确的是()A.气溶胶所做的运动是固态或液态颗粒分子的无规则的热运动B.在气体介质中做布朗运动的固态或液态颗粒越小、环境温度越高,布朗运动越剧烈C.空气中飞扬的灰尘颗粒跟这些固态或液态颗粒一样,所做的运动也是布朗运动D.当气温降到0时,这些固态或液态颗粒所做的布朗运动就停止了B解析气溶胶所做的运动是固态或液态颗粒的无规则运动,不是热运动,A错误;在气体介质中做布朗运动的固态或液态颗粒越小、环境温度越高,布朗运动越剧烈,B正确;空气中飞扬的灰尘颗粒所做的运动不是布朗运动,当空气流动停止后,灰尘颗粒会落至地面停止运动,C错误;理论上当气温降到绝对零度,
13、即-273时,这些固态或液态颗粒所做的布朗运动就停止了,但实际上该温度无法达到,故气温降到0时,布朗运动不会停止,D错误。对点演练2.(2023北京西城高二期末)在观察布朗运动的实验中,用高倍显微镜观察悬浮在液体中的小炭粒的运动情况,选三个小炭粒,每隔30s记录一次它们的位置,然后用线段把这些位置按时间顺序连接起来得到它们的位置连线图,如图所示。下列说法正确的是()A.该实验用显微镜观察到的是液体分子的无规则运动B.该实验用显微镜观察到的是小炭粒分子的无规则运动C.这样得到的位置连线图就是该小炭粒实际的运动轨迹D.小炭粒越小,液体的温度越高,观察到的布朗运动就越明显D解析该实验用显微镜观察到的
14、是小炭粒的无规则运动,并不是小炭粒分子的无规则运动,也不是液体分子的无规则运动,A、B错误;图中记录的是每隔30s小炭粒位置的连线,并不是小炭粒实际的运动轨迹,C错误;小炭粒越小,液体分子同一时刻撞击小炭粒产生的撞击力越不平衡,液体的温度越高,液体分子运动越剧烈,观察到的布朗运动就越明显,D正确。探究点三分子间的作用力探究点三分子间的作用力导学探究把一块洗干净的玻璃板吊在橡皮筋的下端,使玻璃板水平接触水面,如图所示,现在要想使玻璃板离开水面,所用的拉力与玻璃板的重力的大小关系如何?要点提示大于重力。在玻璃板被提起时,要受到水面上的水分子的引力,所以拉力要大于玻璃板的重力。知识归纳1.分子力:在
15、任何情况下,分子间总是同时存在着引力和斥力,而实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。2.分子力与分子间距离变化的关系(1)平衡位置:分子间距离r=r0时,引力与斥力大小相等,分子力为零。平衡位置即分子间距离等于r0(数量级为10-10m)的位置。(2)分子间的引力和斥力随分子间距离r的变化关系:分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小,但斥力减小得更快。(3)分子力与分子间距离变化的关系及分子力模型分子力F随分子间距离r的变化关系图像分子间距离分子力分子力模型r=r0零rr0分子力表现为引力,r增大,F先增后减3.利用分子间作用力解释物理现象(1)从宏观上:以固体物质为例,物体在被
16、拉伸时需要一定的外力,这表明组成物质的分子之间存在着相互作用的引力;同时物体在被压缩时也需要一定的外力,这表明组成物质的分子之间还存在着相互作用的斥力,因此要使物体被压缩,一定需要有外力来克服分子之间的斥力。(2)从微观上:分子间虽然有间隙,大量分子却能聚集在一起形成固体或液体,说明分子之间存在着引力。分子间有引力,而分子间又有空隙,没有紧紧吸在一起,这说明分子间还存在着斥力。应用体验【例3】当两个分子间的距离为r0时,正好处于平衡状态,下列关于分子间作用力与分子间距离的关系的说法正确的是()A.当分子间的距离rr0时,它们之间只有斥力作用B.当分子间的距离r=r0时,分子处于平衡状态,分子不受力C.在分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中,分子间的引力和斥力都在减小,且斥力比引力减小得快D.在分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中,分子间相互作用力的合力在逐渐减小C解析分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的,当r=r0时,F引=F斥,分子所受的合力为零,并非不受力;当rF引,合力为斥力,并非只受斥力,故A、B错误。在分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中,分子
