《分子动理论的基本内容》课件

1.分子动理论的基本内容第一章内容索引0102课前篇自主预习课堂篇探究学习学习目标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。(物理观念)5.明确分子动理论的内容。(物理观念)思维导图课前篇自主预习必备知识一、物体是由大量分子组成的1.分子物体是由分子组成的,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,在研究物体的热运动性质和规律时,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。

二、分子热运动1.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。2.布朗运动(1)定义: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)分子的无规则运动。3.分子的热运动(1)定义:分子永不停息的无规则运动。(2)影响因素:温度越高,分子的无规则运动越剧烈。三、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,各自的分子能够扩散到对方的内部,说明固体分子之间有空隙。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,分子间的作用力为0;当分子间的距离小于r0时,分子间的作用力表现为斥力;当分子间的距离大于r0时,分子间的作用力表现为引力。四、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。自我检测1.正误判断,判断结果为错误的小题请说明原因。(1)1mol氧气和1mol水所含的粒子数相等。(

)答案

√(2)布朗运动就是液体分子的无规则运动。(

)答案

×解析

布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,不是液体分子的运动。(3)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。(

)答案

×解析

气体分子之间的距离较大,分子力较弱可以忽略,气体分子除与其他分子或容器壁碰撞外,不受力的作用,因而能到达所在的空间并充满容器。(4)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。(

)答案

√(5)物体运动的速度越大,其内部分子热运动越剧烈。(

)答案

×解析

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。(6)扩散现象和布朗运动都是分子的无规则运动。(

)答案

×解析

扩散现象是两种物质的分子的运动造成的,而布朗运动是悬浮微粒周围的液体分子对其撞击的不平衡性造成的。2.通常萝卜腌成咸菜需要几天,而把萝卜炒成熟菜,使之具有相同的咸味只需几分钟,造成这种差别的主要原因是(

)A.加热后盐分子变小了,很容易进入萝卜中B.炒菜时萝卜翻动得快,盐和萝卜接触多C.加热后萝卜分子间空隙变大,易扩散D.炒菜时温度高,分子热运动剧烈答案

D解析

在扩散现象中,温度越高,扩散得越快。腌萝卜时,是盐分子在常温下的扩散现象,炒菜时,是盐分子在高温下的扩散现象,因此,炒菜时萝卜咸得快,腌菜时萝卜咸得慢,故A、B、C错误,D正确。3.(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.可能减小答案

CD解析

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。课堂篇探究学习探究一估算分子大小情境探究(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1.两种分子模型(1)球体模型固体和液体可看作由一个一个紧挨着的球形分子排列而成,忽略分子间空隙,如图甲所示。则物体的体积近似等于每个分子的体积之和。

(2)立方体模型气体分子间的空隙很大,因此可以忽略气体分子的大小,把气体分成若干个小立方体,气体分子位于每个小立方体的中心,每个小立方体是每个气体分子平均占有的活动空间,如图乙所示。则气体的体积不等于每个分子的体积之和,等于每个分子平均占有的活动空间的体积之和。2.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ρ、摩尔质量M、摩尔体积Vm。(3)桥梁作用:如图所示。3.估算中常用的五个关系式

(2)分子的体积(或气体分子所占的空间):①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Vm=NAV0,则单个分子的体积(3)分子的个数

(4)分子的直径(或气体分子之间的平均距离)D:实例引导例1

水的摩尔质量是18g/mol,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)水的摩尔体积Vm=

m3/mol。

(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。

答案

(1)1.8×10-5

(2)3.0×10-26

3.0×10-29

(3)1.2×1024

(4)3.3×1022规律方法

阿伏加德罗常数的妙用

已知条件求解问题适用说明固体和液体的摩尔体积Vm和一个分子的体积V0

阿伏加德罗常数反之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

阿伏加德罗常数反之亦可估算分子的质量,对包括气体在内的所有物质都适用物质的体积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已知条件求解问题适用说明物质的质量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变式训练1(多选)阿伏加德罗常数是NA,铜的摩尔质量是μ,铜的密度是ρ,各物理量均采用国际单位制单位,则下列说法正确的是(

)D.1kg铜所含有的原子数目是ρNA答案

ABC探究二扩散现象情境探究“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,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。知识归纳1.影响扩散现象的因素(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。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答案

C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。易错警示

1.对扩散现象的认识注意以下三点:(1)发生在两种不同的物质之间。(2)以单个分子为单位彼此进入对方。(3)固体、液体、气体之间均可发生。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。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.盐粒放入水中,水变味道D.滴加香油时,周围可闻到香油气味答案

BCD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,A错误;香味四处飘散,是分子扩散到空气中的结果,是扩散现象;盐粒放入水中,水变味道,是因为盐分子进入水中,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。探究三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轨迹?是否为水分子的运动径迹?要点提示

每隔30

s观察花粉粒的位置,用折线依次连接起来,该图线不是花粉的运动径迹,更不是水分子的运动径迹,因为布朗运动不是液体分子的运动。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①无规则;②永不停息;③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)分子的热运动实例引导例3(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答案

C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。规律方法

处理布朗运动问题的三个关键点(1)运动物体:悬浮固体小微粒(显微镜下才可看到由大量分子组成),不是单个分子的运动。(2)产生原因:是由固体小微粒周围的液体(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。变式训练3(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,运动越明显答案

B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;气溶胶微粒受到的各方向空气分子的作用力不平衡,因而做无规则运动,合力不一定为零,故C错误;气溶胶微粒越大,运动越不明显,故D错误。探究四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运动。跳跃者站在高度在40m以上的桥梁、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。知识归纳1.结合弹簧小球模型理解分子间的作用力

2.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。(3)特点:①微观方面:单个分子运动的方向、速度大小是无规则的,具有偶然性。②宏观方面:大量分子的运动表现出统计规律。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答案

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。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)分子力是指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。变式训练4(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,后增大答案

B解析

在F-r图像中,随着分子间距离的增大,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。1．关于分子，下列说法中正确的是 (

)A．分子是组成物质的最小粒子B．分子是保持物质化学性质的最小粒子C．分子是保持物质物理性质的最小粒子D．分子是假想的物质粒子【答案】B【解析】比分子小的粒子还有电子、中子、质子等，A、C错误；用扫描隧道显微镜已经观察到了分子，D错误；由物质的化学性质可知B正确．2．(多选)对以下物理现象的正确分析是 (

)①从窗外射来的阳光中，可以看到空气中的微粒在上下飞舞②上升的水蒸气的运动③用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒，小炭粒不停地做无规则运动④向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围运动A．①②③属于布朗运动B．④属于扩散现象C．只有③属于布朗运动D．以上结论均不正确【答案】BC【解析】扩散现象是由于分子的无规则运动而产生的物质迁移现象，而布朗运动是指固体小颗粒的无规则运动．观察布朗运动必须在高倍显微镜下，肉眼看到的颗粒的运动不属于布朗运动．由以上分析可判断B、C正确．3．对分子的热运动，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【答案】C【解析】分子的热运动是分子的无规则运动，而布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，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温度有关，物体温度越高，分子的热运动就越激烈，