人教物理选修章一节

第一节分子及其热运动学习目标：1.知道可以用油膜法测定分子的直径，知道分子直径的数量级．2．知道阿伏加德罗常数的含义，会用阿伏加德罗常数计算分子的大小．3．知道分子做永不停息的无规则热运动．4．理解布朗运动及布朗运动的特点．

第一节核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练课前自主学案学习目标课前自主学案一、分子的大小1．油膜法测分子直径把一滴体积为V的油酸滴在水面上，让其自由散开，在水面上形成单分子油膜的面积为S，那么油膜的厚度即分子直径为d＝______.2.分子直径的数量级：一般物质分子直径的数量级为_________m.10－10二、阿伏加德罗常数1．含义：1mol任何物质都含有相同的________，叫做阿伏加德罗常数．2．阿伏加德罗常数的数值通常可取为NA＝_________________.粒子数6.02×1023

mol－1三、分子的热运动1．扩散现象：扩散现象是指当两种物质接触时，物质分子彼此进入对方的现象．实验证明，温度越高，扩散进行的越____，这表示分子无规则运动越________．2．分子热运动一切物质的分子都在不停地做_____________，由于这种运动与______有关系，所以通常把分子的这种无规则运动叫做__________．快剧烈无规则运动温度热运动四、布朗运动1．在液体或气体中悬浮微粒的无规则运动，称为___________．2．液体或气体的温度越_____、微粒越____，布朗运动越明显．布朗运动高小3．产生原因：由于液体分子的无规则运动，足够小的微粒受到来自各个方向的液体分子的撞击作用的不平衡．4．布朗运动与分子运动(1)区别：布朗运动是固体微粒的运动，不是单个分子的运动．(2)联系：布朗运动虽然不是分子的运动，但微粒的无规则运动反映了液体(或气体)分子的无规则运动．核心要点突破一、油膜法测分子直径估侧分子的大小通常采用油膜法．取1mL的油酸，用无水酒精按1∶200的体积比稀释油酸，使油酸在酒精中充分溶解．用滴管提取1mL稀释后的油酸，并测算出滴管中滴出一滴的体积．在盛水盘中装入约2cm深的蒸馏水，为便于观测油膜的面积，可在水面上轻撒上一层痱子粉，在水盘中央滴一滴油酸酒精溶液，于是油酸在水面上迅速散开．到油膜面积不再扩大时，用一块玻璃盖在盘缘上并用彩笔在玻璃上描出油膜的轮廓图．图1－1－1油酸在水面上形成单分子层油膜．油酸分子的一端对水有很强的亲和力，被水吸引在其中；另一端对水没有亲和力，便冒出水面．油酸分子都是直立在水中的，单分子油膜的厚度等于油酸分子的长度．若把分子当成小球，油膜的厚度也就等于分子的直径，如图1－1－2所示，其直径的数量级为10－10m.图1－1－2特别提醒：(1)分子并不是球形的，但这里把它们当作球形处理，是一种估算的方法．估算在物理学的学习和研究中都是很有用的．(2)尽管用不同方法测量分子直径结果有差异，但除一些高分子有机物外，一般测得的数量级一致，分子直径的数量级为10－10m.二、微观量和宏观量的联系1．微观物理量：分子的质量m0，分子体积V0，分子直径d.2．宏观物理量：物体的质量m，体积V，密度ρ，摩尔质量M，摩尔体积VM.3．阿伏加德罗常数：1摩尔的任何物质含有的分子数相同，这个常数叫做阿伏加德罗常数，用NA表示，即NA＝6.02×1023(个)/mol.它是联系宏观物理量与微观物理量的桥梁．根据油膜法测出分子的直径，可算出阿伏加德罗常数；反过来，已知阿伏加德罗常数，根据摩尔质量(或摩尔体积)就可以算出一个分子的质量(或一个分子所占据的体积)．(4)估算分子(或原子)的直径(对固体或液体适用)把分子(或原子)当作球体，并假定分子(或原子)是紧密无间隙地堆在一起．只要知道一个分子(或原子)的体积V0，就可以用公式V0＝πd3/6，求出它的直径．一般先求某物体的总体积，再找到每个分子的体积，最后求直径．此直径的值也可认为是分子之间的间距．特别提醒：不同状态的物质模型不同，对于固体、液体，可将其视为紧密排列的小球，也可根据题设条件看做立方体模型．对气体则认为每个气体分子占据的空间为小立方体．因此对求解问题、应选择适当的模型进行计算．三、对布朗运动的理解1．虽然悬浮在液体中的微粒很小，需要用显微镜来观察，但它并不是分子，而是千万个分子组成的分子团体．布朗运动是这千万个分子团体的一致行动，不能看做是分子的运动．2．产生布朗运动的原因是微粒受到周围液体分子的撞击力，由于液体分子运动的无规则性，微粒受到撞击力的合力也是无规则的．因此，微粒的运动也是无规则的．组成微粒的分子既有各自特有的无规则运动，又有我们通过显微镜看到的分子团体的布朗运动．可见，微粒的无规则运动不能证明微粒分子做无规则运动，而只能说明液体分子在做无规则运动．3．布朗运动在相同温度下，悬浮微粒越小，表面积亦越小，在某一瞬间跟它相撞的分子数越少，微粒受到来自各个方向的撞击力越不平衡；另外，微粒线度小，它的体积和质量比表面积减小得更快，因而冲击力引起的加速度更大．因此悬浮微粒越小，布朗运动就越显著．相同的微粒悬浮在同种液体中，液体温度越高，分子运动的平均速度越大，对悬浮微粒的撞击作用越大，微粒受到来自各个方向的撞击力越不平衡，由撞击力引起的加速度越大．因此温度越高，布朗运动就越显著．由此可见影响布朗运动是否剧烈的因素是温度高低及微粒的大小．特别提醒：(1)布朗运动是悬浮的微粒的运动，不是单个分子的运动．(2)微粒的运动是极不规则的，教材图1.1－6中的图线并非微粒的运动轨迹，而是每隔30s微粒位置的连线．(3)任何微粒悬浮在液体内，在任何温度下都会做布朗运动．课堂互动讲练类型一油膜法测分子直径

油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL.若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图1－1－3所示．例1图1－1－3(1)若每一小方格的边长为30mm，则油酸薄膜的面积约为________m2.(2)每一滴酒精油酸溶液含有纯油酸的体积为____m3.(3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径为_____m.【答案】(1)4.95×10－2

(2)1.2×10－11(3)2.4×10－10变式训练1体积为1×10－3cm3的一滴油，滴在水面上，形成面积为4m2的油膜，由此估算出油分子的直径是多大？答案：2.5×10－10m类型二宏观量与微观量的关系

某种物质的摩尔质量为M(kg/mol)，密度为ρ(kg/m3)，若用NA表示阿伏加德罗常数，则(1)每个分子的质量是________kg；(2)1m3的这种物质中包含的分子数目是_______；(3)1mol的这种物质的体积是________m3；(4)平均每个分子所占据的空间是________m3.例2【答案】(1)M/NA

(2)ρNA/M

(3)M/ρ

(4)M/ρNA【方法总结】阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的“桥梁”，在宏观量与微观量的有关计算中要充分考虑阿伏加德罗常数的“桥梁”作用．变式训练2

某固体物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则每个分子的质量和单位体积内所含的分子数分别是(

)A．NA/M

ρNA/M

B．M/NA

MNA/ρC．NA/M

M/(ρNA) D．M/NA

ρNA/M类型三对布朗运动的理解如图1－1－4所示，关于布朗运动的实验，下列说法正确的是(

)例3图1－1－4A．图中记录的是分子无规则运动的情况B．图中记录的是微粒做布朗运动的轨迹C．实验中可以看到，微粒越大，布朗运动越明显D．实验中可以看到，温度越高，布朗运动越激烈【精讲精析】布朗运动是指悬浮在液体中的微粒不停地做无规则运动，它是液体分子无规则热运动的反映．液体分子无规则热运动是产生布朗运动的原因，温度越高，分子运动得越激烈，因而布朗运动也越激烈，故布朗运动不是分子无规则热运动．并且微粒越小，布朗运动越明显，越大越不明显．布朗运动的草图是记录了微粒在每隔一段时间的位置，在两个位置对应的时间间隔内，微粒的运动也是杂乱无章的．因此，布朗运动草图记录的不是微粒的运动轨迹，它只反映了布朗运动的无规则性．可见，四个选项中只有D项正确．【答案】

D【方法总结】

(1)布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性；布朗运动与温度有关，表明液体分子的运动与温度有关．(2)布朗运动是指悬浮在液体中的微粒的运动，不是分子的运动．液体中分子无规则运动造成布朗运动的无规则性．变式训练3

关于布朗运动，下列说法正确的是

(

)A．布朗运动指悬浮在液体中的微粒分子的无规则运动B．布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性C．液体温度越高，布朗运动越激烈D．悬浮微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越少，布朗