1．分子動理論的基本內(nèi)容第一章

分子動理論整體感知·自我新知初探[學(xué)習(xí)任務(wù)]

任務(wù)1．了解分子動理論的基本內(nèi)容及相關(guān)的實驗證據(jù)，知道物體是由大量分子組成的。任務(wù)2．知道分子熱運動，了解擴散現(xiàn)象是由分子的熱運動產(chǎn)生的。任務(wù)3．知道什么是布朗運動，理解布朗運動產(chǎn)生的原因。任務(wù)4．知道分子間的作用力，掌握其大小與分子間距離的關(guān)系。[問題初探]

問題1．為什么說物體是由大量分子組成的？問題2．什么叫擴散現(xiàn)象？問題3．布朗運動是分子運動嗎？問題4．分子之間有空隙，大量分子為什么還能聚集在一起？[思維導(dǎo)圖]探究重構(gòu)·關(guān)鍵能力達(dá)成[鏈接教材]

如果我們把地球的大小與一個蘋果的大小相比，那就相當(dāng)于將直徑為1cm的球與分子相比。可見，分子是極其微小的。知識點一物體是由大量分子組成的你能估算成年人喝一口水大約喝掉多少個水分子嗎？水中水分子是怎樣運動的呢？

1．分子(1)定義：在研究物體的熱運動性質(zhì)和規(guī)律時，把組成物體的微粒統(tǒng)稱為____。(2)大?。孩?mol水中含有水分子的數(shù)量達(dá)__________個。②分子如此微小，用高倍光學(xué)顯微鏡也看不到，用______________可以觀察到單個的分子或原子。2．物體是由大量分子組成的1mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)，這個數(shù)量用______________表示，即NA＝__________mol-1。分子6.02×1023掃描隧道顯微鏡阿伏加德羅常數(shù)6.02×1023我們喝下一口水，大約30ml。如果動員全世界所有人(約79億)來數(shù)這些分子，每人每秒數(shù)一個。另外假如把1cm3水中所有水分子一個挨一個地排列起來，將長達(dá)100億千米，可繞地球24.9萬圈。問題1．全世界所有人大約需要多長時間數(shù)完？問題2．由此你會有什么認(rèn)識？問題3．人們怎樣描述組成物體的分子是大量的？問題4．引入阿伏加德羅常數(shù)有什么意義？提示：1.400多萬年。2．物體中分子的數(shù)量是巨大的。3．1mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)NA＝6.02×1023mol-1，稱為阿伏加德羅常數(shù)。4．阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀量和宏觀量的橋梁。

3．兩種模型實際分子結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，為了使問題簡化，我們需要把固體和液體的分子都看成球體模型，而把氣體分子所占空間看成立方體模型。分子模型分子大小或分子間的平均距離圖例球體模型立方體模型

[答案]

(1)3.0×10-29m3

(2)不能規(guī)律總結(jié)

在估算分子大小時有兩種情況：對于固體和液體，分子間距較小，在估算分子大小時，可以認(rèn)為分子是一個一個緊挨著的小球；對于氣體，由于分子間距較大，是分子直徑的十倍甚至更多倍，可將分子占據(jù)的空間視為立方體，從而計算出氣體分子間的平均距離。

[答案]

(1)3×10-10m

(2)8×1022[鏈接教材]

如圖所示，在顯微鏡下看起來連成一片的液體，實際上是由許許多多分子組成的，液體分子不停地做無規(guī)則運動，不斷地撞擊微粒。為什么每一瞬間液體分子對微粒的碰撞是不確定的？為什么碰撞微粒的不確定性會造成微粒的不平衡性？知識點二分子熱運動提示：包圍微粒的液體分子永不停息地做無規(guī)則熱運動；因為液體分子的運動無規(guī)則，運動方向和速率都不同，某時刻碰撞微粒的作用力的合力可能沿某一方向，下一時刻合力又沿另一方向，從而造成微粒的不平衡性。1．?dāng)U散(1)擴散：不同種物質(zhì)能夠彼此________的現(xiàn)象。(2)產(chǎn)生原因：由物質(zhì)分子的__________產(chǎn)生的。(3)發(fā)生環(huán)境：物質(zhì)處于____、____和____時，都能發(fā)生擴散現(xiàn)象。(4)意義：證明了物質(zhì)分子永不停息地做__________。(5)規(guī)律：____越高，擴散現(xiàn)象越明顯。(6)應(yīng)用：生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時，需要在純凈半導(dǎo)體材料中摻入其他元素，在高溫條件下通過分子的____來完成。[微提醒]

(1)擴散現(xiàn)象不受重力影響，不是外界作用引起的。(2)氣體、液體、固體均能發(fā)生擴散現(xiàn)象(氣體最明顯)。進入對方無規(guī)則運動固態(tài)液態(tài)氣態(tài)無規(guī)則運動溫度擴散2．布朗運動(1)概念：把________的______運動叫作布朗運動。(2)產(chǎn)生的原因：大量液體分子對懸浮微粒撞擊作用的______造成的。(3)布朗運動的特點：永不停息、______。(4)影響因素：微粒____，布朗運動越明顯，溫度____，布朗運動越激烈。(5)意義：布朗運動間接地反映了______________運動的無規(guī)則性。懸浮微粒無規(guī)則不平衡無規(guī)則越小越高液體(氣體)分子3．熱運動(1)定義：分子永不停息的______運動。(2)宏觀表現(xiàn)：____現(xiàn)象和布朗運動。(3)特點①永不停息。②運動______。③溫度越高，分子的熱運動______。無規(guī)則擴散無規(guī)則越劇烈冬天很多地方易出現(xiàn)霧霾天氣，如圖所示。霧霾極大地影響了人們的視線，給交通帶來不便。問題1．你知道霾的小顆粒在做什么運動嗎？問題2．這種運動與小顆粒大小有關(guān)嗎？問題3．這種運動與溫度有關(guān)嗎？提示：1．霾的小顆粒做布朗運動。2．顆粒越小，布朗運動越明顯。3．溫度越高，布朗運動越明顯。1．布朗運動和擴散現(xiàn)象的比較

布朗運動擴散現(xiàn)象不同點產(chǎn)生條件微粒懸浮在液體或氣體中兩物體相互接觸，在固體、液體、氣體中都能發(fā)生產(chǎn)生原因液體或氣體分子對微粒的撞擊不平衡分子的無規(guī)則運動運動本質(zhì)微粒的運動分子的運動影響因素溫度高低、微粒大小溫度高低、密度差或濃度差、物態(tài)觀察光學(xué)顯微鏡裸眼可見[微提醒]擴散現(xiàn)象是分子熱運動造成的，布朗運動間接證明了分子的熱運動，但是不能說擴散現(xiàn)象和布朗運動是熱運動。

布朗運動擴散現(xiàn)象相同點(1)布朗運動和擴散現(xiàn)象都是分子永不停息地做無規(guī)則運動的有力證據(jù)(2)產(chǎn)生的根本原因都是分子永不停息地做無規(guī)則運動(3)都與溫度有關(guān)，溫度越高，現(xiàn)象越明顯2．布朗運動和熱運動的比較

布朗運動熱運動不同點研究對象是固體微粒，微粒越小，布朗運動越明顯，在液體、氣體中發(fā)生研究對象是分子，任何物質(zhì)的分子都做無規(guī)則運動相同點(1)無規(guī)則運動；(2)永不停息；(3)與溫度有關(guān)聯(lián)系懸浮微粒周圍的液體(或氣體)分子的熱運動是布朗運動產(chǎn)生的原因，布朗運動是液體(或氣體)分子熱運動的宏觀表現(xiàn)【典例2】

(對擴散現(xiàn)象的理解)如圖所示，一個裝有無色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化氮氣體的廣口瓶上，中間用玻璃板隔開，當(dāng)抽去玻璃板后所發(fā)生的現(xiàn)象(已知二氧化氮的密度比空氣密度大)，下列說法正確的是(

)A．過一段時間可以發(fā)現(xiàn)上面瓶中的氣體也變成了淡紅棕色B．由于二氧化氮密度較大，不會跑到上面的瓶中，所以上面瓶不會出現(xiàn)淡紅棕色√C．由于下面二氧化氮的摩爾質(zhì)量大于上面空氣的平均摩爾質(zhì)量，二氧化氮不會跑到上面的瓶中，所以上面瓶不會出現(xiàn)淡紅棕色D．上面的空氣由于重力作用會到下面的瓶中，于是將下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以會發(fā)現(xiàn)上面瓶中的瓶口處顯淡紅棕色，但在瓶底處不會出現(xiàn)淡紅棕色A

[因為分子運動是永不停息的，所以相互接觸的兩種物質(zhì)分子會彼此進入對方，也就是擴散，最終空氣和二氧化氮均勻混合，整體呈現(xiàn)淡紅棕色。]【典例3】

(對布朗運動的理解)研究發(fā)現(xiàn)，氣溶膠可以傳播某些呼吸系統(tǒng)傳染病。如圖所示氣溶膠是指懸浮在氣體介質(zhì)中的固態(tài)或液態(tài)顆粒所組成的氣態(tài)分散系統(tǒng)，這些固態(tài)或液態(tài)顆粒在氣體介質(zhì)中做布朗運動，下列說法正確的是(

)A．布朗運動是氣體介質(zhì)分子的無規(guī)則運動B．在布朗運動中，固態(tài)或液態(tài)顆粒越大，布朗運動越劇烈C．在布朗運動中，顆粒無規(guī)則運動的軌跡就是分子無規(guī)則運動的軌跡D．在布朗運動中，環(huán)境溫度越高，布朗運動越劇烈√D

[布朗運動是固態(tài)或液態(tài)顆粒的無規(guī)則運動，間接反映氣體分子的無規(guī)則運動；顆粒越小，氣體分子對顆粒的撞擊作用越不容易平衡，布朗運動越劇烈，A、B錯誤。顆粒是由很多分子組成的，所以顆粒無規(guī)則運動的軌跡不是分子無規(guī)則運動的軌跡，C錯誤。在布朗運動中，環(huán)境溫度越高，固態(tài)或液態(tài)顆粒受到氣體分子無規(guī)則撞擊作用越劇烈，布朗運動越劇烈，D正確。]【典例4】

(對布朗運動的理解)如圖所示是用顯微鏡觀察布朗運動時記錄的圖像，則關(guān)于布朗運動，下列說法正確的是(

)A．液體分子的無規(guī)則運動是布朗運動B．溫度越高，布朗運動越明顯C．懸浮微粒的大小對布朗運動無影響D．圖為懸浮微粒在這一段時間內(nèi)的運動軌跡√B

[液體中懸浮微粒的運動是布朗運動，間接反映液體分子的無規(guī)則運動，A錯誤；溫度越高，液體分子運動越激烈，布朗運動越明顯，B正確；懸浮微粒越小，液體分子對其撞擊的不平衡性越明顯，布朗運動越激烈，C錯誤；題圖的折線是每個一定時間懸浮微粒所在位置的連線圖，不是懸浮微粒的運動軌跡，D錯誤。故選B。]規(guī)律方法

對布朗運動理解的三點提醒(1)布朗運動是固體微粒的無規(guī)則運動，不是液體或氣體分子的無規(guī)則運動，也不是微粒內(nèi)分子的無規(guī)則運動。(2)微粒懸浮在液體、氣體內(nèi)，在任何溫度下都會做布朗運動。(3)微粒懸浮在氣體中，在氣流作用下做的無規(guī)則運動不是布朗運動?！窘逃谩溥x例題】如圖描繪的是一顆懸浮微粒受到周圍液體分子撞擊的情境。關(guān)于布朗運動，下列說法正確的是(

)

A．布朗運動就是液體分子的無規(guī)則運動B．液體溫度越低，布朗運動越劇烈C．懸浮微粒越大，液體分子撞擊作用的不平衡性表現(xiàn)得越明顯D．懸浮微粒做布朗運動，是液體分子的無規(guī)則運動撞擊造成的√D

[布朗運動是懸浮微粒的無規(guī)則運動，是分子的無規(guī)則運動的表現(xiàn)，A錯誤；液體溫度越高，布朗運動越劇烈，B錯誤；懸浮微粒越小，液體分子撞擊作用的不平衡性表現(xiàn)得越明顯，C錯誤；懸浮微粒做布朗運動，是液體分子的無規(guī)則運動撞擊造成的，D正確。][鏈接教材]

向A、B兩個量筒中分別倒入50mL的水和酒精(如圖甲)，然后再將A量筒中的水倒入B量筒中，觀察混合后液體的體積變化情況(如圖乙)。它說明了什么問題？既然分子之間存在空隙，那為什么固體和液體分子不會散開、能保持一定的體積或一定的形狀呢？知識點三分子間的作用力提示：體積變小，說明分子間存在空隙；因為分子之間存在相互作用力。1．分子間有空隙(1)氣體很容易被壓縮，說明____分子之間存在著很大的空隙。(2)水和酒精混合后總體積會減小，說明____分子之間存在著空隙。(3)壓在一起的金片和鉛片，各自的分子能擴散到對方的內(nèi)部，說明____分子之間也存在著空隙。氣體液體固體2．分子間的作用力(1)分子間的作用力F跟分子間距離r的關(guān)系如圖所示。①當(dāng)r<r0時，分子間的作用力F表現(xiàn)為__力。②當(dāng)r＝r0時，分子間的作用力F為_，這個位置稱為____位置。③當(dāng)r>r0時，分子間的作用力F表現(xiàn)為__力。(2)產(chǎn)生原因：由原子內(nèi)部________的相互作用引起的。[微提醒]

“分子間作用力表現(xiàn)為引力或斥力”與“分子引力”和“分子斥力”不是同一概念。斥0平衡引帶電粒子分子間的引力(1)把兩個鉛塊的橫截面磨平，再用力把它們壓在一起?？纯淬U塊下面掛上多少個鉤碼才能把它們拉開(圖甲)。(2)將洗凈的玻璃板用彈簧測力計吊起來，使玻璃板水平接觸水面，然后緩慢豎直上拉。觀察彈簧測力計的示數(shù)變化，看看在將玻璃板拉離水面的過程中，拉力的變化(圖乙)。問題1．兩鉛塊會“粘連”在一起，這一現(xiàn)象說明了什么？問題2．將玻璃板拉離水面的過程中，拉力比其重力大還是相等？說明其原因？提示：1．說明分子間存在引力。2．比重力大；在玻璃板被拉起的過程中，受到水面上的水分子的引力作用。1．分子間作用力F隨r變化的關(guān)系2．利用分子間作用力解釋物理現(xiàn)象(1)從宏觀上：以固體物質(zhì)為例，物體在被拉伸時需要一定的外力，這表明組成物質(zhì)的分子之間存在著相互作用的引力；同時物體在被壓縮時也需要一定的外力，這表明組成物質(zhì)的分子之間還存在著相互作用的斥力，因此要使物體被壓縮，一定需要有外力來克服分子之間的斥力。(2)從微觀上：分子間雖然有間隙，大量分子卻能聚集在一起形成固體或液體，說明分子之間存在著引力。分子間有引力，而分子間又有空隙，沒有緊緊吸在一起，這說明分子間還存在著斥力?！镜淅?】

(分子間的作用力)甲分子固定在坐標(biāo)原點O，乙分子位于r軸上，甲、乙兩分子間的作用力與分子間距離的關(guān)系圖像如圖中曲線所示，F(xiàn)>0為斥力，F(xiàn)<0為引力。a、b、c、d為r軸上四個特定的位置，現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，則(

)A．乙分子從a到b過程中，兩分子間無分子斥力B．乙分子從a到c過程中，兩分子間的分子引力先減小后增大C．乙分子從a到c一直加速D．乙分子從a到b加速，從b到c減速√C

[分子間的引力與斥力是同時存在的，從a到b過程中，引力大于斥力，整體表現(xiàn)為引力，A錯誤；從題圖中可看出從a到c過程中，兩分子間的分子力先增大后減小，整體表現(xiàn)為分子間的引力，故乙分子從a到c一直加速，但分子間的引力和斥力都在增大，C正確，B、D錯誤。]【教用·備選例題】

(多選)如圖所示，圖線甲和圖線乙為兩分子之間的引力以及斥力的大小隨兩分子之間距離變化的規(guī)律圖線，且兩圖線有一交點，假設(shè)分子間的平衡距離為r0，則下列說法正確的是(

)

A．圖線甲為分子引力隨分子間距離變化的圖線B．圖線乙為分子引力隨分子間距離變化的圖線C．兩圖線的交點對應(yīng)的橫坐標(biāo)為r0D．如果兩分子之間的距離增大，則分子間的斥力比引力減小得慢√√AC

[因斥力比引力隨分子間距離變化得快，由題圖可知，圖線甲為分子引力隨分子間距離變化的圖線，A正確，B錯誤；當(dāng)分子間距為r0時，兩個分子間的引力等于斥力，兩圖線交點對應(yīng)的橫坐標(biāo)為r0，C正確；由于分子斥力比分子引力變化得快，當(dāng)兩個分子間的距離增大時，分子間的斥力比引力減小得快，D錯誤。故選AC。]知識點四分子動理論1．分子動理論：把物質(zhì)的熱學(xué)性質(zhì)和規(guī)律看作微觀粒子______的宏觀表現(xiàn)而建立的理論。2．基本內(nèi)容(1)物體是由____分子組成的。(2)分子在做______的__運動。(3)分子之間存在著__________。熱運動大量無規(guī)則熱相互作用力1．分子動理論是熱現(xiàn)象微觀理論的基礎(chǔ)分子動理論是建立在大量實驗事實基礎(chǔ)上的，是解釋分析熱現(xiàn)象的基本理論。2．統(tǒng)計規(guī)律(1)單獨來看，每個分子的運動都是無規(guī)則的，具有偶然性。(2)總體來看，大量分子的運動表現(xiàn)出一定的規(guī)律性?！镜淅?】

(對分子動理論的理解)關(guān)于分子動理論，下列說法正確的是(

)A．?dāng)U散現(xiàn)象是物質(zhì)分子間存在斥力作用的結(jié)果B．－2℃時水已經(jīng)結(jié)為冰，水分子停止了熱運動C．兩個分子間距離減小時，分子間引力和斥力都在增大D．布朗運動雖不是分子運動，但是它證明了組成固體顆粒的分子在做無規(guī)則運動√C

[擴散現(xiàn)象是物質(zhì)分子無規(guī)則運動產(chǎn)生的結(jié)果，選項A錯誤；無論溫度多低，分子的無規(guī)則運動都不會停止，選項B錯誤；兩個分子間距離減小時，分子間引力和斥力都在增大，選項C正確；布朗運動雖不是分子運動，但是它證明了液體(或氣體)分子在做無規(guī)則運動，選項D錯誤。]應(yīng)用遷移·隨堂評估自測1．下列詞句中，描述的現(xiàn)象與分子熱運動密切相關(guān)的是(

)A．沙飛朝似幕，云起夜疑城B．踏花歸去馬蹄香C．拂墻花影動，疑是玉人來D．風(fēng)沙刮地塞云愁√243題號15B

[“沙飛朝似幕，云起夜疑城”，沙和云肉眼可見，它們的運動不屬于分子熱運動，是機械運動，故A錯誤；“踏花歸去馬蹄香”，馬踏花而蹄香，是因為馬蹄踏碎了花，馬蹄上的花香擴散到空氣中，所以是擴散現(xiàn)象，間接證明了分子熱運動，故B正確；“拂墻花影動，疑是玉人來”，花動肉眼可見，是機械運動，不屬于分子熱運動，故C錯誤；“風(fēng)沙刮地塞云愁”，風(fēng)沙的運動肉眼可見，是機械運動，不屬于分子熱運動，故D錯誤。]243題號152．關(guān)于分子力，下列說法正確的是(

)A．碎玻璃不能拼合在一起，說明玻璃分子間斥力起作用B．用打氣筒給自行車打氣需用力向下壓活塞，說明氣體分子間有斥力C．固體很難被拉伸，也很難被壓縮，說明分子間既有引力又有斥力D．水和酒精混合后的體積小于原來體積之和，說明分子間存在引力23題號14√5C

[碎玻璃不能拼合在一起，是由于分子間距達(dá)不到分子引力范圍之內(nèi)，并不是玻璃分子間斥力起作用，選項A錯誤；用打氣筒給自行車打氣需用力向下壓活塞，是氣體壓強作用的緣故，不能說明氣體分子間有斥力，選項B錯誤；固體很難被拉伸，也很難被壓縮，說明分子間既有引力又有斥力，選項C正確；水和酒精混合后的體積小于原來體積之和，說明分子間存在間隔，選項D錯誤。故選C。]23題號1453．氣溶膠是指懸浮在氣體介質(zhì)中的固態(tài)或液態(tài)顆粒所組成的氣態(tài)分散系統(tǒng)，這些固態(tài)或液態(tài)顆粒在氣體中做布朗運動。關(guān)于氣溶膠做的布朗運動，下列說法正確的是(

)A．布朗運動是氣體分子的無規(guī)則運動B．布朗運動反映了氣體分子之間存在著斥力C．懸浮在氣體中的顆粒越小，布朗運動越明顯D．當(dāng)固態(tài)或液態(tài)顆粒很小時，能很長時間都懸浮在氣體中，這是因為氣體浮力作用23題號41√5C

[布朗運動是氣溶膠顆粒的無規(guī)則運動，不是氣體分子的無規(guī)則運動，故A錯誤；布朗運動反映了氣體分子運動的無規(guī)則性，故B錯誤；懸浮在氣體中的顆粒越小，撞擊作用的不平衡性表現(xiàn)得越明顯，運動狀態(tài)越容易改變，布朗運動越明顯，故C正確；當(dāng)固態(tài)或液態(tài)顆粒很小時，受到氣體的浮力作用微乎其微，這些顆粒能很長時間都懸浮在氣體中是因為空氣分子對它們的撞擊作用，故D錯誤。]23題號415

243題號1√5

243題號155．雨后，湖中荷葉上有1滴體積約為0.1cm3的水珠，如圖所示。已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，水的摩爾質(zhì)量M＝1.8×10-2kg/mol，試估算：(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)該滴水珠含有的水分子數(shù)；(2)一個水分子的直徑大小。243題號15

243題號