新教材2023~2024学年高中物理 1.1 分子动理论的基本观点课件 （3份打包）鲁科版选择性必修第三册

第第页新教材2023~2024学年高中物理1.1分子动理论的基本观点课件（3份打包）鲁科版选择性必修第三册第1节分子动理论的基本观点

A级必备知识基础练

1.仅利用下列一组数据,可以求出阿伏伽德罗常数的是()

A.水的密度和水的摩尔质量

B.水分子的体积和水分子的质量

C.水的摩尔质量和水分子的体积

D.水的摩尔质量和水分子的质量

2.(多选)(2023河北唐山高二期中)以下属于分子动理论基本内容的是()

A.物体是由大量分子组成的

B.温度是分子热运动动能的标志

C.分子在做永不停息的无规则运动

D.分子之间存在着相互作用力

3.(2023福建南平模拟)福建南平茶文化久负盛名,“风过武夷茶香远”“最是茶香沁人心”。泡茶时茶香四溢,下列说法正确的是()

A.茶香四溢是扩散现象,说明分子间存在着相互作用力

B.茶香四溢是扩散现象,泡茶的水温度越高,分子热运动越剧烈,茶香越浓

C.茶香四溢是布朗运动现象,说明分子间存在着相互作用力

D.茶香四溢是布朗运动现象,说明分子在永不停息地做无规则运动

4.(2023重庆渝中高二期中)关于扩散现象和布朗运动,下列说法正确的是()

A.布朗运动就是组成悬浮微粒的分子的无规则运动

B.阳光透过缝隙照进教室,从阳光中看到尘埃的运动就是布朗运动

C.气体中较热部分上升,较冷部分下降,循环流动,这就是一种扩散现象

D.温度越高,扩散现象和布朗运动都更加剧烈

5.下列说法正确的是()

A.布朗运动是指液体分子的无规则运动

B.温度升高,布朗运动更加剧烈

C.分子势能增加,内能一定增加

D.内能是物体中所有分子热运动动能的总和

6.关于分子动理论,下列说法正确的是()

A.气体扩散的快慢与温度无关

B.布朗运动是液体分子的无规则运动

C.分子间同时存在着引力和斥力

D.分子间的引力总是随分子间距的增大而增大

7.将下列实验事实与产生的原因对应起来。

A.水与酒精混合后体积减小

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.冰冻的衣服也会变干

a.固体分子也在永不停息地做无规则运动

b.分子运动的剧烈程度与温度有关

c.分子间存在着空隙

d.分子间存在着引力

e.分子间存在着斥力

它们之间的对应关系:(1),(2),(3),(4),(5)。(在横线上填上实验事实与产生原因的字母标号)

8.空调在制冷过程中,室内空气中的水蒸气接触铜管液化成水,经排水管排走,空气中水分越来越少,人会感觉干燥。某空调工作一段时间后,排出液化水的体积V=1.0×103cm3。已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3、摩尔质量M=1.8×10-2kg/mol,阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1。求:(结果均保留一位有效数字)

(1)排出液化水中含有水分子的总数N;

(2)一个水分子的直径d。

B级关键能力提升练

9.关于物体的内能,下列说法正确的是()

A.机械能可以为零,但内能永远不为零

B.温度相同、质量相同的物体具有相同的内能

C.温度越高,物体的内能越大

D.0℃的冰的内能与等质量的0℃的水的内能相等

10.从两个分子靠得不能再靠近的位置开始,使二者之间的距离逐渐增大,直到大于分子直径的10倍以上。这一过程中,关于分子间的相互作用力,下列说法正确的是()

A.当分子间的距离增大时,分子间的引力变大

B.当两个分子间的距离小于平衡距离时,分子间的作用力表现为引力

C.分子间的相互作用力在逐渐减小

D.分子间的相互作用力先减小后增大,再减小到零

11.(2023辽宁大连高二期中)设某种液体的摩尔质量为μ,分子间的平均距离为d,已知阿伏伽德罗常数为NA,下列说法正确的是()

A.假设分子为球体,该物质的密度ρ=

B.假设分子为正方体,该物质的密度ρ=

C.假设分子为正方体,该物质的密度ρ=

D.假设分子为球体,该物质的密度ρ=

12.(多选)甲、乙两图分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图像。由图像判断以下说法正确的是()

A.当分子间距离为r0时,分子力和分子势能均最小且为零

B.当分子间距离r>r0时,分子力随分子间距离的增大而增大

C.当分子间距离r>r0时,分子势能随分子间距离的增大而增大

D.当分子间距离rr0时,分子力随分子间距离的增大先增大后减小,分子力做负功,分子势能增大,B错误,C正确;当分子间距离rr0时,f引f斥,f合表现为引力。

(4)当r>10r0时,分子间的作用力变得很微弱,f合可忽略不计。

=

四、物体的内能

1.分子势能

(1)分子具有由它们的决定的势能,这种势能称为分子势能。

(2)分子势能的变化可根据分子间作用力做功来确定:分子间作用力做正功,分子势能;分子间作用力做负功,分子势能。

①当rr0时,分子间作用力表现为,再增大分子间距离,必须克服分子间做功,分子势能随分子间距离增大而;

③当r=r0时,分子间作用力为零,分子势能。

④物体的体积变化时,分子之间的距离会随之变化,分子势能也会发生改变。因此,分子势能与物体的等因素有关。

相对位置

减小

增大

斥力

斥力

增大

引力

引力

增大

最小

体积

2.分子动能

(1)做热运动的分子具有。

(2)分子热运动的平均动能:大量分子动能的。

(3)是物体内分子热运动的平均动能的标志。温度越高,分子热运动的平均动能越大。

3.物体的内能

(1)物体的所有分子热运动的和的总和,称为物体的内能。

(2)物体的内能与物体的、和有关。

动能

平均值

温度

动能

分子势能

质量

温度

体积

想一想物体的内能随机械能的变化而变化吗内能可以为零吗

提示物体的机械能变化时其温度和体积不一定变化,因此其内能不一定变化,两者之间没有必然联系,组成物体的分子在做永不停息的无规则运动,因此物体的内能不可能为零。

易错辨析判一判

(1)1mol氧气和1mol水所含的分子数相等。()

(2)只有在气体和液体中才能发生扩散现象。()

(3)分子间距离较小时只存在斥力,距离较大时只存在引力。()

(4)打湿了的两张纸很难分开是因为分子间存在引力。()

(5)温度降低,分子的热运动变慢,当温度降低到0℃以下时,分子就停止运动了。()

√

×

提示固体中也可以发生扩散现象。

×

提示分子间的引力和斥力同时存在,分子间距离小于r0时斥力大于引力,分子力表现为斥力,分子间距离大于r0时斥力小于引力,分子力表现为引力。

√

×

提示温度降低,分子热运动变慢,但不会停止。

即学即用练一练

对于分子的热运动,以下叙述正确的是()

A.分子的热运动就是布朗运动

B.热运动是分子的无规则运动,同种物质的分子的热运动激烈程度相同

C.气体分子的热运动不一定比液体分子激烈

D.物体运动的速度越大,其内部分子的热运动就越激烈

C

解析分子的热运动是分子永不停息的无规则运动,而布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动,不是分子的运动,故A错误;分子无规则运动的激烈程度只与物体的温度有关,物体的温度越高,分子的热运动就越激烈,热运动是物体内部分子的运动,属于微观的范畴,与物体的宏观运动没有关系,也与物体的物态没有关系,故B、D错误,C正确。

重难探究·能力素养全提升

探究一阿伏伽德罗常数及应用

情境探究

你知道怎样计算喝一口水,大约喝掉多少个水分子吗

要点提示估测喝一口水的质量,根据质量与摩尔质量的关系,计算出摩尔数,再根据1mol任何物质所含分子数是6.02×1023,可计算出一口水喝掉的水分子个数。

知识归纳

1.阿伏伽德罗常数的桥梁和纽带作用

(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ρ、摩尔质量M、摩尔体积Vm。

(3)桥梁作用:如图所示。

2.常用的重要关系式

(2)分子的体积(或气体分子所占的空间):

①对于固体和液体,因为分子间距很小,可认为分子紧密排列,摩尔体积

(5)分子的直径与间距

①对于固体和液体,分子间距离比较小,可以认为分子是一个挨着一个紧密

②对于气体,分子间距很大,一般建立立方体模型。将每个气体分子看成一个质点,气体分子位于立方体中心,如图乙、丙所示,则立方体的边长即为

应用体验

典例1已知铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol,铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1。(计算结果保留两位有效数字)

(1)求一个铜原子的质量。

(2)若每个铜原子可提供两个自由电子,则3.0×10-5m3的铜导体中含有的自由电子数是多少

答案(1)1.1×10-25kg(2)5.0×1024

解析(1)一个铜原子的质量

(2)铜导体的物质的量

铜导体中含有的自由电子数

N=2nNA=5.0×1024。

规律方法阿伏伽德罗常数的妙用

已知条件求解问题说明

固体和液体的摩尔体积Vm和一个分子的体积V0阿伏伽德罗常数公式亦可估算分子的大小,对气体不适用

物质的摩尔质量M和一个分子的质量m0阿伏伽德罗常数公式亦可估算分子的质量,对包括气体在内的所有物质都适用

已知条件求解问题说明

物质的体积V和摩尔体积Vm物质的分子数对包括气体在内的所有物质都适用

物质的质量m、密度ρ和摩尔体积Vm物质的分子数对包括气体在内的所有物质都适用

物质的质量m和摩尔质量M物质的分子数对包括气体在内的所有物质都适用

针对训练1

已知阿伏伽德罗常数为NA,某物质的摩尔质量为M,该物质的密度为ρ,则下列叙述正确的是()

A.1kg该物质所含的分子个数是ρNA

D

探究二分子永不停息地做无规则运动

情境探究

“墙角数枝梅,凌寒独自开。遥知不是雪,为有暗香来。”这是北宋诗人王安石的一首脍炙人口的诗歌,仿佛把我们也带入了一个梅香扑鼻的世界。

为什么没有靠近梅树,却能闻到梅花的香味呢

要点提示梅香扑鼻是分子热运动(扩散现象)最直接的证据,盛开梅花的香气在空中不断地扩散,不需靠近,就能闻到梅花的香气。

知识归纳

1.扩散现象的影响因素

(1)物态:扩散现象可以发生在固体、液体、气体任何两种不同物质之间。气态物质的扩散现象最容易发生,液态物质次之,固态物质的扩散现象在常温下短时间内不明显。

(2)温度:温度越高,扩散现象越明显。

(3)浓度差:扩散现象发生的快慢程度还受到“已进入对方”的分子浓度的限制,当浓度差大时,扩散现象较为明显。

(4)成因:扩散现象不是外界作用(例如对流、重力作用等)引起的,也不是化学反应的结果,而是分子无规则运动的直接结果,是分子无规则运动的宏观表现。

2.布朗运动

(1)实质:布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的固体微粒的运动,不是固体微粒中单个分子的运动,也不是液体(或气体)分子的运动。它反映了液体(或气体)分子的无规则运动。

(2)特点:①永不停息;②无规则。

(3)影响因素

①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,来自各方向的冲击力越不易平衡;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。

②温度越高,布朗运动越剧烈。温度越高,液体分子的运动(平均)速率越大,对悬浮于其中的微粒的撞击作用也越大,产生的加速度也越大,因此温度越高,布朗运动越剧烈。

(4)微粒的大小:能做布朗运动的微粒是由许多分子组成的颗粒,人眼直接观察不到,但在光学显微镜下可以看到。

注意不是分子

3.分子热运动的特点

(1)永不停息;(2)无规则。

画龙点睛扩散和布朗运动都与温度有关。

应用体验

典例2如图所示,上、下两个广口瓶中分别装有密度较小的H2和密度较大的N2,中间用玻璃板隔开,抽去玻璃板后()

A.N2向上方扩散,H2不会向下方扩散

B.N2不会向上方扩散,H2向下方扩散

C.N2和H2将同时向上和向下扩散

D.当两种气体分布均匀后,N2分子就不会由下向上运动了

解析扩散现象是指不同物质的分子彼此进入对方的现象,两种物质的扩散是同时进行的。所以,抽去玻璃板后,N2和H2将同时向上和向下扩散,故选项C正确,选项A、B错误。当两种气体分布均匀后,分子仍在做热运动,故选项D错误。

C

规律方法1.对扩散现象的认识要注意以下三点:

(1)两种不同的物质。

(2)以单个分子为单位彼此进入对方。

(3)固体、液体、气体之间都可以进行。

2.扩散是分子的无规则运动引起的,除温度外与重力等其他外界因素无关。

针对训练2

(多选)(2023河南洛阳高二模拟)关于扩散现象,下列说法正确的是()

A.扩散现象可以发生在液体、气体或固体中

B.扩散现象证明了分子间有间隙

C.扩散现象是化学反应的结果

D.扩散现象证明分子在永不停息地做无规则运动

ABD

解析扩散现象在液体、气体、固体中都会发生,选项A正确;扩散现象不是化学反应的结果,选项C错误;扩散现象能证明分子在永不停息地做无规则运动,说明分子间有间隙,选项B、D正确。

典例3在观察布朗运动的实验中,得到某个观测记录如图所示。图中是

()

A.分子无规则运动的情况

B.某个微粒做布朗运动的轨迹

C.某个微粒做布朗运动的速度—时间图线

D.按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线

D

解析布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒(微粒)的无规则运动,而非分子的运动,图中是按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线,故只有D选项正确。

针对训练3

(多选)下列关于布朗运动的说法正确的是()

A.布朗运动是液体分子的无规则运动

B.液体温度越高,悬浮颗粒越小,布朗运动越明显

C.布朗运动是由液体各部分的温度不同而引起的

D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的

BD

解析布朗运动的研究对象是固体小颗粒,而不是液体分子,故A选项错误;布朗运动的影响因素是温度和颗粒大小,温度越高、颗粒越小,布朗运动越明显,故B选项正确;布朗运动是由固体小颗粒受液体分子的碰撞作用不平衡引起的,而不是由液体各部分的温度不同引起的,故C选项错误,D选项正确。

探究三分子间存在着相互作用力

情境探究

蹦极是一项惊险刺激的户外休闲活动。跳跃者站在高度在

40m以上的高台上,把一端固定的一根长长的弹性绳索绑在

踝关节处,然后两臂伸开、双腿并拢跳下去。绑在跳跃者踝

部的弹性绳索很长,足以使跳跃者在空中享受几秒钟的“自

由落体”。

蹦极所用的绳索具有很好的弹性,你知道绳索良好的弹性来源于哪里吗

要点提示绳索良好的弹性来源于分子间的作用力,当绳索处于拉伸状态时,分子间距离也被拉大,大量分子间的作用力表现为引力,其宏观表现为绳索产生的弹力。

知识归纳

1.对分子间作用力的理解

分子间作用力是分子引力和分子斥力的合力,且分子引力和分子斥力是同时存在的。

2.对分子间作用力与分子间距离变化关系的理解

(1)r0的意义:分子间距离r=r0时,引力与斥力大小相等,分子间作用力为零,所以分子间距离等于r0的位置叫平衡位置。

数量级为10-10m

(2)分子间作用力随分子间距离变化的图像如图所示。

①分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小。

②当rr0时,分子间作用力随分子间距离的增大先增大后减小。

3.分子间作用力弹簧模型

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。

4.分子间作用力做功

由于分子间存在着作用力,所以当分子间距离发生变化时,分子间作用力做功。

(1)当r>r0时,分子间作用力表现为引力。当r增大时,分子间作用力做负功;当r减小时,分子间作用力做正功。

(2)当rr0时,分子间的斥力小于引力,因而表现为引力;当r=r0时,合力为0;当距离大于10r0时,分子间的相互作用力可视为0。所以选项A、D正确。

规律方法对分子间作用力的三点认识

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。

针对训练4

(2023福建莆田高三模拟)如图所示,A位置固定一个水分子甲,若水分子乙放在C位置,其所受分子力为零,则将水分子乙放在图中(选填“AC之间”或“BC之间”),其分子力与水球表面层分子有相同的作用效果。若空间两个分子间距从无限远逐渐变小,直到小于r0,则分子势能变化的趋势是

(选填“一直减小”“一直增大”“先减小再增大”或“先增大再减小”)。

先减小再增大

BC之间

解析分子间作用力表现为较近时为斥力,较远时为引力,因此水分子放在BC之间;从无限远逐渐变小时,先为引力做正功,后为斥力做负功,因此分子势能先减小再增大。

探究四物体的内能

情境探究

如图所示,分别向10℃和50℃的水中滴入一滴红墨水,请问:

(1)哪杯水中红墨水扩散得快

(2)哪杯水中分子的平均动能大

(3)影响分子平均动能的因素是什么

要点提示(1)50℃的水。

(2)50℃的水。

(3)温度。

知识归纳

1.分子势能

(1)分子间作用力、分子势能与分子间距离的关系

分子间距离r=r0r>r0,r增大rr0阶段,分子势能一直减小

D.在rr0阶段,分子间作用力表现为引力,随着两分子的靠近,引力做正功,分子势能一直减小,C正确;在rr0时,分子力随分子间距离的增大而增大

C.当分子间距离r>r0时,分子势能随分子间距离的增大而增大

D.当分子间距离rr0时,分子力随分子间距离的增大先增大后减小,分子力做负功,分子势能增大,B错误,C正确;当分子间距离r<r0时,随着分子间距离逐渐减小,分子力逐渐增大,分子力做负功,分子势能增大,D正确。

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13.(2023广东茂名高三模拟)