第一章分子动理论的基本内容新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件

1.分子动理论的基本内容学习目标

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。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。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。4.通过实验知道分子间存在着空隙和相互作用力。5.通过图像知道分子力与分子间距离的关系。6.明确分子动理论的内容。思维导图必备知识自我检测1.分子物体是由大量分子组成的,在研究物质的化学性质时,我们认为组成物质的微观粒子是分子、原子或者离子,在研究热现象时,这些微粒统称为分子。2.阿伏加德罗常数(1)定义:1mol的任何物质都含有相同的粒子数,这个数量用阿伏加德罗常数表示。(2)数值:阿伏加德罗常数通常取NA=6.02×1023mol-1。

必备知识自我检测3.扩散现象(1)定义:不同种物质能够彼此进入对方的现象。(2)产生原因:物质分子的无规则运动。(3)意义:反映分子在做永不停息的无规则运动。(4)应用:生产半导体器件时,在高温条件下通过分子的扩散在纯净半导体材料中掺入其他元素。4.布朗运动(1)概念:悬浮微粒在液体(或气体)中的无规则运动。(2)产生原因:大量液体(或气体)分子对悬浮微粒撞击作用的不平衡性。(3)影响因素:微粒越小、温度越高,布朗运动越明显。(4)意义:间接反映了液体(或气体)分子运动的无规则性。必备知识自我检测5.分子的热运动(1)定义:分子永不停息的无规则运动。(2)宏观表现:扩散现象等。(3)温度是分子热运动剧烈程度的标志。6.分子间的作用力(1)分子间有空隙①气体很容易被压缩,说明气体分子间有很大的空隙。②水和酒精混合后总体积变小,说明液体分子之间存在着空隙。③压在一起的金块和铅块,各自的分子能扩散到对方的内部,说明固体分子之间有空隙。必备知识自我检测(2)分子间的作用力①分子间同时存在着相互作用的引力和斥力。②当两个分子的距离为r0时,分子所受的引力与斥力大小相等,此时分子所受的合力为0;当分子间的距离小于r0时,作用力的合力表现为斥力;当分子间的距离大于r0时,作用力的合力表现为引力。7.分子动理论(1)内容:物体是由大量分子组成的,分子在做永不停息的无规则运动,分子之间存在着相互作用力。(2)统计规律①微观方面:各个分子的运动都是不规则的,具有偶然性。②宏观方面:大量分子的运动表现出规律性。必备知识自我检测1.正误判断(1)1mol氧气和1mol水所含的粒子数相等。(

)(2)若已知阿伏加德罗常数和铜的摩尔体积和密度,就可以估算出铜分子质量。(

)(3)扩散现象只能在气体中发生。(

)(4)布朗运动就是液体分子的无规则运动。(

)(5)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。(

)(6)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。(

)(7)物体运动的速度越大,其内部分子热运动越激烈。(

)(8)扩散现象和布朗运动都是分子的运动。(

)答案(1)√

(2)√

(3)×

(4)×

(5)×

(6)√(7)×

(8)×必备知识自我检测2.对于分子的热运动,以下叙述中正确的是(

)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,这种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。答案C必备知识自我检测3.“破镜难圆”的原因是(

)A.玻璃分子间的斥力比引力大B.玻璃分子间不存在分子力的作用C.一块玻璃内部分子间的引力大于斥力,而两块碎玻璃片之间,分子斥力大于分子引力D.两片碎玻璃之间,绝大多数玻璃分子间距离太大,分子引力和斥力都可忽略,总的分子引力为零解析破碎的玻璃放在一起,由于接触面的错落起伏,只有极少数分子能接近到分子间作用力有影响的程度,因此,总的分子引力非常小,可以忽略,无法使碎玻璃连在一起。答案D必备知识自我检测4.(多选)两个分子之间的距离为r,当r增大时,这两个分子之间的分子力(

)A.一定增大 B.一定减小C.可能增大 D.可能减小必备知识自我检测解析

分子间同时存在的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,题设的r是大于r0(平衡距离)还是小于r0未知,增大多少也未知。由图可知,分子间距离r在从无限小到无限大的区间内,分子力随r的增大是先减小后增大,再减小。答案CD探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测物体是由大量分子组成的情境探究《乌鸦喝水》是《伊索寓言》中一个寓言故事。通过讲述一只乌鸦喝水的故事,告诉人们遇到困难不要轻言放弃,要运用身边可以利用到的任何东西帮助自己,发挥自己的聪明才智,要有突破精神,在一次次的坚持过后,总会看到胜利的曙光。你知道一只口渴的乌鸦喝一口水,大约喝掉多少个水分子吗?要点提示估测乌鸦喝一口水的质量,根据质量与摩尔质量的关系,计算出摩尔数,再根据1

mol任何物质的微粒数是6.02×1023

mol-1,可计算出乌鸦喝一口水喝掉的水分子个数。探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测知识归纳1.阿伏加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Mmol、摩尔体积Vmol。(3)桥梁作用:如图所示。探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测2.常用的重要关系式

探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测实例引导例1

水的分子量是18g·mol-1,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,结果均保留两位有效数字,则:(1)水的摩尔质量M=

g·mol-1或M=

kg·mol-1,水的摩尔体积Vmol=

m3·mol-1。

(2)水分子的质量m0=

kg,水分子的体积V'=

m3。

(3)36g水中所含水分子个数N=

个。

(4)1cm3水中所含水分子个数N'=

个。

探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测解析(1)某种物质的摩尔质量用“g·mol-1”作单位时,其数值与该种物质的分子量相同,所以水的摩尔质量M=18

g·mol-1。如果摩尔质量用“kg·mol-1”表示,就要换算成M=1.8×10-2

kg·mol-1。水的摩尔体积探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测答案(1)18

1.8×10-2

1.8×10-5

(2)3.0×10-26

3.0×10-29

(3)1.2×1024

(4)3.3×1022探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测规律方法

阿伏加德罗常数的妙用

探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测变式训练1(多选)阿伏加德罗常数是NAmol-1,铜的摩尔质量是μkg/mol,铜的密度是ρkg/m3,以下表达式仅考虑数值,不考虑单位,则下列说法正确的是(

)探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测答案ABC探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测扩散现象情境探究“墙角数枝梅,凌寒独自开。遥知不是雪,为有暗香来。”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。为什么王安石没有靠近梅树,却能闻到梅花的香味呢?要点提示梅香扑鼻正是分子热运动(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。探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测知识归纳1.扩散现象的影响因素(1)物态: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,扩散现象越显著。(3)浓度差:扩散现象发生的快慢程度还受到分子浓度的影响,当浓度差大时,扩散现象较为显著。2.扩散现象的特点(1)永不停息;(2)无规则。探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测实例引导例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。答案C探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测规律方法

1.对扩散现象的认识注意以下三点(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,除温度外与重力等外界其他因素无关。探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测变式训练2(多选)下列是小明吃砂锅粥时碰到的现象,属于扩散现象的是(

)A.米粒在水中上下翻滚B.粥熟时,香味四处飘散C.盐块放入水中,水变味道D.滴加香油时,周围可闻到香油气味解析米粒在水中翻滚是米粒的运动,不是分子运动,不属于扩散现象;香味四处飘散,是分子扩散到空气中的结果,是扩散现象;盐块放入水中,水变味道,是因为盐分子运动到水中,是扩散现象;添加香油时,香油分子运动到空气中,使周围可闻到香油气味,是扩散现象,B、C、D正确。答案BCD探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测布朗运动情境探究用显微镜观察放在水中的花粉,追踪几粒花粉,每隔30s记下它们的位置,用折线分别依次连接这些点,如图所示。图示折线是否为花粉的运动径迹?是否为水分子的运动径迹?要点提示花粉的无规则运动,是大量液体分子撞击效果的体现,其运动径迹是没有规律的。此图画出每隔30

s观察到的花粉粒的位置,用折线依次连接起来,该图线不是花粉粒的径迹,更不是水分子的径迹,因为布朗运动不是液体分子的运动。探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测知识归纳1.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运动联系它们都直接或间接证实了分子的无规则运动探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测2.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中的微粒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①无规则;②永不停息;③温度越高越激烈联系周围液体(气体)分子的热运动是布朗运动产生的原因,布朗运动反映了分子的热运动探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测实例引导例3

(2020北京昌平二模)某同学在显微镜下观察水中悬浮的花粉微粒的运动。他把花粉微粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上,如图所示。该图反映了(

)A.液体分子的运动轨迹B.花粉微粒的运动轨迹C.每隔一定时间花粉微粒的位置D.每隔一定时间液体分子的位置探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测解析图中的折线是每隔一定时间花粉微粒位置的连线,既不是花粉微粒的运动轨迹,也不是分子的运动轨迹。微粒做布朗运动,它在任意一段时间内的运动都是无规则的,题中观察到的各点,只是某一时刻微粒所在的位置,在两个位置所对应的时间间隔内微粒并不一定沿直线运动。故选C。答案C探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测规律方法

处理布朗运动问题的三个关键点1.运动物体:悬浮固体小颗粒(显微镜下才可看到)。布朗运动是悬浮的固体微粒的运动,不是单个分子的运动。2.产生原因:是由固体小颗粒周围的液体(或气体)分子的无规则运动的撞击不平衡引起的。3.运动实质:是液体分子永不停息地做无规则运动的间接反映。探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测变式训练3(2020湖北模拟)气溶胶微粒是悬浮在大气中的肉眼不可见的微小颗粒,下列说法正确的是(

)A.温度升高,气溶胶微粒运动会减慢B.气溶胶微粒在空气中的无规则运动可以看作布朗运动C.气溶胶微粒受到的空气分子作用力的合力始终为零D.气溶胶微粒越大,运动越明显解析温度升高,空气分子运动加剧,对气溶胶微粒碰撞加剧,气溶胶微粒运动会加快,故A错误;题中信息提示气溶胶是“微小颗粒”,在空气中受到空气分子撞击做无规则运动,符合布朗运动条件,故B正确,D错误;气溶胶微粒受到的各方向空气分子作用力不平衡,因而做无规则运动,故合力不一定为零,故C错误。答案B探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测分子间的作用力情境探究蹦极是一项非常惊险刺激的户外休闲活动。跳跃者站在40米以上高度的桥梁、高台甚至热气球上,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,那么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。探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测知识归纳结合弹簧小球模型理解分子间的作用力探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测实例引导例4

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r<r0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探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测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r<r0时,F斥>F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,分子间的引力和斥力都减小,而且斥力比引力减小得快,分子间作用力的合力先减小到零,再增大,然后再减小,故C正确,D错误。答案C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。探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测变式训练4(2020河北月考)右图是分子间作用力和分子间距离的关系示意图,下面的说法正确的是(

)A.曲线a是分子间引力和分子间距离的关系曲线B.曲线b是分子间作用力的合力和分子间距离的关系曲线C.曲线c是分子间斥力和分子间距离的关系曲线D.当分子间距离r>r0时,从相距r0处开始,随分子间距离的增大,曲线b对应的力先减小,后增大探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测解析在F-r图像中,随着距离的增大斥力比引力变化得快,所以a为斥力曲线,c为引力曲线,b为合力曲线,故A、C错误,B正确;当分子间距离r>r0时,从相距r0处开始,随分子间距离的增大,曲线b对应的力先增大,后减小,故D错误。答案B探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测分子动理论情境探究(1)参与热运动的某一个分子的运动有规律可循吗?大量分子的运动呢?(2)为什么物体既难以拉伸,又难以压缩?要点提示(1)以气体为例,气体分子在无序运动中不断发生碰撞,每个分子的运动速率不断地发生变化。在某一特定时刻,某个特定分子究竟做怎样的运动完全是偶然的,不能预知。但对大量分子的整体,在一定条件下,实验和理论都证明,它们遵从一定的统计规律。(2)拉伸时,分子间表现为引力,压缩时分子间表现为斥力。探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测知识归纳1.分子动理论(1)概念:把物质的热学性质和规律看作微观粒子热运动的宏观表现而建立的理论。(2)内容:①物体是由大量分子组成的。②分子在做永不停息的无规则运动。③分子之间存在着相互作用力。2.统计规律:由大量偶然事件的整体所表现出来的规律。(1)微观方面:单个分子的运动是无规则的,具有偶然性。(2)宏观方面:大量分子的运动表现出规律性。探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测实例引导例5

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。答案C探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测变式训练5(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.单个分子的热运动也有一定的规律性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单个分子的运动无规则,大量分子的运动遵从统计规律,A正确,B错误;由于气体分子间距离大,气体体积不等于气体分子体积的总和,C错误;布朗运动是由于液体分子对微粒撞击的不平衡而产生的,D正确。答案AD探究一探究二探究三探究四探究五随堂检测1.仅利用下列某一组数据,可以计算出阿伏加德罗常数的是(

)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解析知道水的密度和水的摩尔质量可以求出其摩尔体积,不能计算出阿伏加德罗常数,故A错误;知道水分子的体积和水分子的质量,不能求出阿伏加德罗常数,故B错误;知道水的摩尔质量和水分子的体积,不知道密度,不能求出阿伏加德罗常数