《分子的热运动》知识清单

《分子的热运动》知识清单分子的热运动之扩散现象知识清单一、教材基本信息版本：粤教版册数：选修33章节：第一章分子动理论第三节类型：知识讲解与拓展二、知识要点（一）分子动理论的初步认识1、物质是由大量分子组成的分子的概念在化学和物理里有所不同哦。在物理中，分子是保持物质化学性质的最小微粒。这里的分子可大可小，像单原子分子（如氦气中的氦原子），多原子分子（如水分子是由两个氢原子和一个氧原子组成）。分子的数量超级多。如果把一滴水放大到地球那么大，分子也就像篮球那么大，而且这滴水里的分子数量多得惊人呢。2、分子在永不停息地做无规则运动这是分子动理论的核心内容之一。分子不是静止不动的，就像一群调皮的小精灵，不停地跑来跑去，而且没有什么固定的规律。这种运动在不同的状态下都存在，不管是固体、液体还是气体。（二）扩散现象的概念1、定义扩散现象就是不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象。这就像是两种不同颜色的墨水，滴到一起后慢慢混合均匀了。在日常生活中，扩散现象很常见。比如，把一滴墨水滴到水里，过一会儿，整杯水都变黑了，这就是墨水分子扩散到水中的结果。还有，当我们打开一瓶香水，在房间的一个角落，过一会儿整个房间都能闻到香水味，这也是香水分子扩散到空气中的表现。2、扩散现象与分子运动的关系扩散现象直接证明了分子在永不停息地做无规则运动。因为如果分子是静止的，就不会有不同物质相互进入对方的情况了。分子的无规则运动越剧烈，扩散现象就越明显。像在温度高的时候，扩散就快，这是因为分子运动的速度加快了。（三）扩散现象在不同物态中的表现1、气体中的扩散在气体中，扩散现象非常容易发生。气体分子间距离大，分子活动的空间大，所以扩散速度比较快。例如，我们在教室的一头释放一些有特殊气味的气体（当然要是安全的气体哦），很快在教室的另一头就能闻到这种气味，这就是气体扩散的例子。2、液体中的扩散液体中的扩散比气体要慢一些。因为液体分子间的距离比气体小，分子间的作用力比较大，限制了分子的运动。像把硫酸铜溶液慢慢滴入清水中，我们会看到蓝色的硫酸铜溶液在清水中慢慢扩散开来，但是这个过程比气体扩散要慢很多。3、固体中的扩散固体中的扩散是最慢的。固体分子排列紧密，分子间作用力很强。不过，固体扩散现象也是存在的。比如，把两块不同的金属紧紧压在一起，经过很长时间后，会发现两种金属相互渗透了一小部分，这就是固体扩散的表现。（四）影响扩散现象的因素1、温度温度对扩散现象的影响非常大。温度越高，分子的无规则运动就越剧烈，扩散就越快。我们可以做个小实验，把一杯热水和一杯冷水，同时滴入一滴墨水。会发现热水中的墨水扩散得更快，一会儿就使整杯水变黑了，而冷水中墨水扩散得比较慢。2、物质的种类不同物质的分子大小、分子间作用力等不同，这些都会影响扩散的速度。例如，酒精和水混合时的扩散速度就和油和水混合时的扩散速度不一样。因为酒精分子和水分子的相互作用与油分子和水分子的相互作用不同。3、浓度差扩散现象是从高浓度向低浓度进行的，浓度差越大，扩散的动力就越大，扩散速度也就越快。就像在一个装有浓盐水和清水的容器中间用半透膜隔开，浓盐水那边的盐分子会很快向清水那边扩散，因为两边的浓度差很大。（五）扩散现象的实际应用1、在生产生活中的应用在食品加工方面，腌制食品就是利用了扩散现象。盐分子扩散到食物中，起到了防腐和调味的作用。在化工生产中，很多物质的混合和反应也依赖于扩散现象。例如，在一些化学反应中，反应物分子需要通过扩散相互接触才能发生反应。2、在科学研究中的应用科学家可以通过研究扩散现象来了解分子的大小、分子间的作用力等性质。例如，通过测量某种物质在另一种物质中的扩散速度，结合相关理论公式，可以计算出分子的一些参数。（六）扩散现象与热现象的联系1、扩散现象与热运动分子的无规则运动也叫热运动，扩散现象是分子热运动的一种表现形式。热运动的能量就是热能，当物体温度升高时，分子的热运动加剧，扩散现象也就更明显了。2、从扩散现象理解热力学第二定律扩散现象是有方向性的，总是从高浓度向低浓度扩散。这和热力学第二定律中关于熵增加的原理有一定的联系。简单来说，在一个孤立系统中，自然过程总是朝着使系统的熵增加的方向进行，扩散现象符合这个规律，它使得系统变得更加无序。（七）相关的拓展思考1、微观分子运动与宏观现象的联系扩散现象是微观分子运动在宏观上的体现。从微观的分子无规则运动，到宏观上我们看到的物质混合、气味传播等现象，这中间有着紧密的联系。这也告诉我们，宏观现象背后往往有着微观的物理本质，通过研究微观分子的运动规律，我们可以更好地解释和预测宏观现象。2、对分子间作用力的再认识扩散现象的存在也让我们对分子间作用力有了新的思考。分子间既有引力又有斥力，在扩散过程中，分子需要克服这些作用力才能相互进入对方。例如，在固体扩散中，分子间作用力很强，这就使得固体扩散非常缓慢，但在一定条件下，分子还是能够突破这种限制进行扩散，这说明分子间作用力是一种相对的、动态的关系。三、能力拓展1、实验设计能力学生可以自己设计实验来探究影响扩散现象的因素。比如设计一个实验来探究温度对扩散速度的影响，可以选择不同温度的水，然后向里面滴入相同的颜料，观察颜料扩散的速度。在设计实验时，要考虑控制变量。像上面的实验，除了温度不同，水的体积、容器的大小等其他因素都要保持相同。2、逻辑推理能力根据扩散现象的特点和规律，进行逻辑推理。例如，如果观察到两种物质混合后扩散速度非常慢，就可以推测这两种物质的分子间可能存在比较强的作用力，或者分子本身比较大等原因。再比如，从扩散现象的方向性（从高浓度到低浓度），可以推理出在没有外界干扰的情况下，系统会朝着一种自然的、无序的方向发展，这有助于理解热力学的一些基本概念。3、分析和解决问题的能力当遇到一些与扩散现象有关的实际问题时，能够运用所学知识进行分析和解决。比如，在食品保鲜方面，如果发现腌制食品的效果不好（可能是盐扩散不均匀等原因），可以分析是温度、浓度差还是其他因素的问题，然后采取相应的措施。四、习题巩固（一）基础概念题1、扩散现象最能说明（）A.分子间有作用力B.分子在不停地做无规则运动C.分子有一定的大小D.分子有一定的质量答案：B。扩散现象就是不同物质相互接触时彼此进入对方的现象，这直接证明了分子在不停地做无规则运动。2、下列现象中属于扩散现象的是（）A.春天沙尘暴，飞沙满天B.擦黑板时，粉笔灰四处飞扬C.槐树开花时，空气中弥漫着槐花的香味D.甲型H1N1流感病毒通过飞沫传播答案：C。A、B、D选项中的现象都不是分子的扩散现象，飞沙、粉笔灰、飞沫都不是分子，而槐花的香味是槐花分子扩散到空气中的结果。（二）影响因素题1、在一个实验中，将一滴蓝墨水分别滴入一杯热水和一杯冷水中，（）中的墨水扩散得更快，这说明扩散现象与（）有关。答案：热水；温度。因为温度越高，分子的无规则运动越剧烈，扩散现象就越明显。2、在研究扩散现象与物质种类的关系时，我们将等量的酒精和水分别放在两个相同的容器中，发现酒精在空气中的扩散速度比水在空气中的扩散速度（），这是因为（）。答案：快；酒精分子和水分子的性质不同，包括分子大小、分子间作用力等，这些因素导致它们在空气中的扩散速度不同。（三）拓展应用题1、请解释为什么在冬天腌制咸菜时，要比夏天腌制花费的时间长。答案：腌制咸菜是利用盐分子扩散到菜中的原理。冬天温度低，分子的无规则运动缓慢，扩散速度慢；而夏天温度高，分子无规则运动剧烈，扩散速度快。所以冬天腌制咸菜比夏天花费的时间长。2、有一种新型材料，科学家想知道它的分子大小，你能根据扩散现象的相关知识设计一个实验来初步估算它的分子大小吗？答案：可以将这种新型材料制成很薄的一层，放在另一种已知分子大小且扩