分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容+高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修3

第1節(jié)

分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容第一章人教版（2019）選擇性必修三CONTENTS目錄物體是由大量分子組成的01分子熱運(yùn)動(dòng)02學(xué)以致用提高練習(xí)05分子間的作用力03分子動(dòng)理論04問題：暮春時(shí)節(jié)，金黃的油菜花鋪滿了原野。你有沒有想過，為什么能夠聞到這沁人心脾的香味呢?古希臘學(xué)者德謨克利特：這是由于花的原子飄到了人們鼻子里分子極其微小，直徑數(shù)量級10－10m肉眼、光顯微均不可見掃描隧道顯微鏡可見單個(gè)分子或原子【思考】：水的摩爾質(zhì)量M=18g/mol，則1g水的分子數(shù)目為n=

NA/M≈3.3×1021個(gè)。這說明什么？物體是由大量分子組成的一、物體是由大量分子組成的1.分子⑴定義：分子、原子、或者離子這些微粒統(tǒng)稱為分子。我國科學(xué)家用掃描隧道顯微鏡拍攝的石墨表面原子的排布圖，圖中的每個(gè)亮斑都是一個(gè)碳原子⑵分子模型：球體石墨表面原子的排布圖掃描隧道顯微鏡掃瞄隧道顯微鏡下的硅片表面原子的圖像2.分子模型的建立①固體、液體小球模型dddd因?yàn)楣腆w和液體分子之間排列較緊密，分子間的縫隙較小，一般將固體、液體分子當(dāng)成球體。設(shè)固體或液體分子的體積為V0，分子的直徑為d，摩爾體積為Vm，則有②氣體立方體模型ddd立方體模型：在計(jì)算氣體分子大小時(shí)，把每個(gè)分子和其占有的空間當(dāng)作一個(gè)小立方體，氣體分子位于每個(gè)立方體的中心，這個(gè)小立方體的邊長等于分子間的平均距離.即：

3.阿伏加德羅常數(shù)：1摩爾（mol）任何物質(zhì)所含的微粒數(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù)。NA＝6.02×1023mol－1提示：阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁．

宏觀量物質(zhì)的摩爾質(zhì)量Mmol物質(zhì)的體積V物質(zhì)的摩爾體積Vmol物質(zhì)的密度ρ物質(zhì)的摩爾數(shù)n物質(zhì)的質(zhì)量m物質(zhì)的體積V物質(zhì)的摩爾體積Vmol微觀量單分子質(zhì)量m0單分子體積V0分子的直徑d分子數(shù)N標(biāo)準(zhǔn)情況下氣體摩爾體積

VA=22.4L/mol1mL=1cm31L=1dm3M—m0Vm—V0=NA=密度ρ宏觀量微觀量宏觀量微觀量常用關(guān)系式（V0為氣體分子所占據(jù)空間的體積）若是氣體：V0是氣體分子所占空間

球體立方體

問題：我們知道物體是由大量分子組成的，對于物體的狀態(tài)，物體靜止是相對的，運(yùn)動(dòng)卻是絕對的，怎么理解物體運(yùn)動(dòng)是絕對的？二、分子熱運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)演示：液體擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)演示：氣體擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)演示：固體擴(kuò)散鹵雞蛋時(shí)，把雞蛋浸泡在鹵汁里一段時(shí)間后，鹵汁里的色素分子會進(jìn)入到蛋清中1.擴(kuò)散現(xiàn)象（1）定義：不同物質(zhì)相互接觸時(shí)，能夠彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象叫做擴(kuò)散現(xiàn)象（3）特點(diǎn)：

①物質(zhì)處于氣態(tài)、液液、固態(tài)都能夠發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象。②濃度大處向濃度小處擴(kuò)散，且受“已進(jìn)入對方”的分子濃度的限制，當(dāng)進(jìn)入對方的分子濃度較低時(shí)，擴(kuò)散現(xiàn)象較為明顯。③溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯。（2）形成原因：由物質(zhì)分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生（4）意義：直接證明一切組成物質(zhì)的分子都在不停地運(yùn)動(dòng)2.布朗運(yùn)動(dòng)1827年，英國的一位植物學(xué)家布朗用顯微鏡觀察植物的花粉微粒懸浮在靜止水面上的形態(tài)時(shí)，卻驚奇地發(fā)現(xiàn)這些花粉微粒都在不停地的運(yùn)動(dòng)中，布朗發(fā)現(xiàn)了花粉微粒在水中的這種運(yùn)動(dòng)后，人們對運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生原因進(jìn)行了種種猜測。一顆小小的花粉顆粒，頓時(shí)掀起了一場軒然大波，面對植物學(xué)家的發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)的所有物理學(xué)家們顯得束手無策，無法解釋這一奇怪現(xiàn)象.整整過了半個(gè)世紀(jì)，直到1905年愛因斯坦和波蘭物理學(xué)家佩蘭發(fā)表了他們對布朗運(yùn)動(dòng)的理論研究結(jié)果，對布朗運(yùn)動(dòng)做出了理論上解釋.布朗（1）在顯微鏡下觀察布朗運(yùn)動(dòng)（實(shí)驗(yàn)演示）（2）用顯微鏡觀察炭粒的運(yùn)動(dòng)每隔30s記下三顆微粒運(yùn)動(dòng)的位置，用折線分別依次連接這些點(diǎn)，如右側(cè)圖所示:顯微鏡下看到的微粒三顆微粒每隔30秒位置的連線圖問題1：花粉微粒在顯微鏡下的運(yùn)動(dòng)有規(guī)律嗎？無規(guī)則運(yùn)動(dòng)問題3：花粉微粒的大小對運(yùn)動(dòng)是否有影響？為什么？與微粒大小有關(guān)，越小越明顯。問題2：圖中折線是否為花粉微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡？能預(yù)測微粒下一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)到的位置嗎？這些折線反映了微粒的運(yùn)動(dòng)什么特點(diǎn)？不是運(yùn)動(dòng)軌跡，軌跡任何時(shí)刻都無法確定，反映微粒無規(guī)則的特點(diǎn)。（3）布朗運(yùn)動(dòng)的影響因素問題：布朗運(yùn)動(dòng)除了受微粒大小影響？還與什么因素有關(guān)？溫度影響因素1：顆粒大小顆粒越小每一瞬間受到分子撞擊的數(shù)目越少受力極易不平衡，布朗運(yùn)動(dòng)明顯顆粒越大同時(shí)跟它撞擊的分子數(shù)越多質(zhì)量大，慣性大運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難改變受力的平均效果互相平衡布朗運(yùn)動(dòng)不明顯演示：顆粒大小對布朗運(yùn)動(dòng)的影響影響因素2：溫度較低溫度下的布朗運(yùn)動(dòng)較高溫度下的布朗運(yùn)動(dòng)綜上所述：顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯；溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)的速率越大，顯微鏡下分子運(yùn)動(dòng)越明顯布朗運(yùn)動(dòng)定義：懸浮在液體（或氣體）中的微小顆粒（宏觀顆粒）永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)。⑴特點(diǎn)：①布朗運(yùn)動(dòng)永不停息②微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。③在任何溫度下都會發(fā)生，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。⑵原因：大量液體(或氣體)分子對懸浮微粒撞擊作用的不平衡性造成的。⑶意義：間接地反映了液體(或氣體)分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性。注意：布朗運(yùn)動(dòng)是顆粒運(yùn)動(dòng)，不是分子運(yùn)動(dòng)，而顆粒的運(yùn)動(dòng)是液體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)撞擊顆粒造成的。布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象的區(qū)別與聯(lián)系布朗運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散現(xiàn)象區(qū)別固體顆粒足夠小，懸浮在氣體或液體中.兩種不同物質(zhì)相互接觸，彼此進(jìn)入對方.溫度高低，顆粒大小.溫度高低，物質(zhì)的密度差，溶液的濃度差.是液體或氣體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映.是物質(zhì)分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng).聯(lián)系它們都(間接或直接)證明了分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)

擴(kuò)散現(xiàn)象是分子運(yùn)動(dòng)的直接證明；布朗運(yùn)動(dòng)間接證明了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。3.熱運(yùn)動(dòng)把分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫熱運(yùn)動(dòng)。①布朗運(yùn)動(dòng)是熱運(yùn)動(dòng)的宏觀體現(xiàn)，熱運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)的微觀本質(zhì).②布朗運(yùn)動(dòng)是熱運(yùn)動(dòng)的間接反映，擴(kuò)散現(xiàn)象是熱運(yùn)動(dòng)的直接反映.⑴定義：⑶說明⑵特點(diǎn)：①永不停息②無規(guī)則③溫度越高，熱運(yùn)動(dòng)越激烈不同溫度下墨水的擴(kuò)散高溫下的布朗運(yùn)動(dòng)溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志。擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng)主體分子固體微小顆粒分子區(qū)別是分子的運(yùn)動(dòng)，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間是比分子大得多的顆粒的運(yùn)動(dòng)，只能在液體、氣體中發(fā)生，不能在固體中發(fā)生是分子的運(yùn)動(dòng)，不能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到共同點(diǎn)（1）都是無規(guī)則運(yùn)動(dòng)

（2）都隨溫度的升高而更加劇烈聯(lián)系擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)都反映了分子做無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，都是分子熱運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)的比較三、分子間的作用力問題1：向A、B兩個(gè)量筒中分別倒入50ml的水和酒精，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是100ml嗎？它說明了說明問題？總體積變小沒有100ml，說明液體分子間存在著空隙問題2：我們知道無論是固體液體還是氣體分子之間都存在間隙，除此之外，還有其他特性嗎？拉伸物體需要用力引力作用把兩塊純凈的鉛壓緊，兩塊鉛就合在一起。壓縮物體要用力斥力作用固體和液體的體積很難被壓縮綜上所述：分子間引力和斥力是同時(shí)存在的！1.分子間為什么有相互作用力呢？思考與討論：原子內(nèi)部有帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子兩原子的電子與電子間，原子核與原子核間存在斥力兩原子中的電子與原子核間存在引力故分子間作用力是電子、原子核間的庫侖力（電磁力）的總體體現(xiàn)斥力斥力引力引力而庫侖力的大小與電荷間距有關(guān)，顯然，分子間作用力跟分子間的距離有關(guān)（2）分子之間的引力或斥力都跟分子間距離有關(guān)，那么它們之間有怎樣的關(guān)系呢？F0r縱軸表示分子間的作用力正值表示F斥橫軸表示分子間的距離負(fù)值表示F引①分子間引力和斥力隨分子間距的變化曲線r0F斥F引A.分子間的引力和斥力都隨分子間的距離增大而減小，但斥力比引力變化更快B.分子間的引力和斥力同時(shí)存在，實(shí)際表現(xiàn)出來的分子力是分子引力和斥力的合力（分子力）。②分子力隨分子間距的變化規(guī)律0FF斥F引F分rr0①當(dāng)r=r0=10-10m時(shí)，F(xiàn)引＝F斥，分子力F分＝0，分子處于平衡狀態(tài)。②當(dāng)r＞r0時(shí)，F(xiàn)斥＜F引，分子力表現(xiàn)為引力。隨r

的增加，分子力先增大后減小。③當(dāng)r＜r0時(shí)，F(xiàn)斥＞F引，分子力表現(xiàn)為斥力。隨r的減小，分子力增大。④當(dāng)r＞10r0（10-9m）時(shí)，分子力等于0。10r0

分子間作用力是帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子的相互作用引起的。四、分子動(dòng)理論1.基本內(nèi)容：⑴物體是由大量分子組成的；⑵分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)；⑶分子之間存在著相互作用力。2.統(tǒng)計(jì)規(guī)律：

分子無時(shí)不刻在做無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，對于某一個(gè)分子而言，在某時(shí)刻其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)具有偶然性（運(yùn)動(dòng)無規(guī)律），但從總體來看，大量分子的運(yùn)動(dòng)卻有一定的規(guī)律，這種規(guī)律叫做統(tǒng)計(jì)規(guī)律。A．B．C．D．1.已知水的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA．若用m0表示一個(gè)水分子的質(zhì)量，用V0表示一個(gè)水分子的體積，下列表達(dá)式中正確的是（）五、學(xué)以致用提高練習(xí)【答案】A【解析】AB．一個(gè)分子的質(zhì)量等于摩爾質(zhì)量除以阿伏加德羅常數(shù)，有

故A正確，B錯(cuò)誤。CD．由于水分子間隙小，所以水分子的體積等于摩爾體積除以阿伏加德羅常數(shù)，則有

故CD錯(cuò)誤。故選A。2．“墨滴入水，擴(kuò)而散之，徐徐混勻”。下列分析正確的是（）A．混合均勻主要是由于碳粒受重力作用B．混合均勻的過程中，水分子和碳粒都做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．使用碳粒更大的墨汁，混合均勻的過程進(jìn)行得更迅速D．墨汁的運(yùn)動(dòng)是由于碳粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的【答案】B【解析】A．碳素墨水滴入清水中，觀察到的布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子不停地做無規(guī)則撞擊碳懸浮微粒，懸浮微粒受到的來自各個(gè)方向的液體分子的撞擊作用不平衡的導(dǎo)致的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是由于碳粒受重力作用，故A錯(cuò)誤；B．混合均勻的過程中，水分子做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，碳粒的布朗運(yùn)動(dòng)也是做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故B正確；C．當(dāng)懸浮微粒越小時(shí)，懸浮微粒受到的來自各個(gè)方向的液體分子的撞擊作用不平衡表現(xiàn)的越強(qiáng)，即布朗運(yùn)動(dòng)越顯著，所以使用碳粒更小的墨汁，混合均勻的過程進(jìn)行得更迅速，故C錯(cuò)誤；D．墨汁的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是由于微粒受到的來自各個(gè)方向的液體分子的撞擊作用不平衡引起的，故D錯(cuò)誤。故選B。3.關(guān)于熱學(xué)中的一些基本概念，下列說法正確的是（）A．物體是由大量分子組成的，分子是不可再分的最小單元B．分子間的斥力和引力總是同時(shí)存在的，且隨著分子之間的距離增大而增大C．分子做永不停息的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)就是分子的熱運(yùn)動(dòng)D．溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)就越劇烈【答案】D4.圖甲和圖乙是某同學(xué)從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運(yùn)動(dòng)位置連線的圖片，記錄炭粒位置的時(shí)間間隔均為30s，兩方格紙每格表示的長度相同，下列說法中正確的是(

)A.炭粒的運(yùn)動(dòng)即布朗運(yùn)動(dòng)，也就是分子的運(yùn)動(dòng)B.炭粒的運(yùn)動(dòng)是由于其內(nèi)部分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的C.若水溫相同，則圖甲中炭粒的顆粒較大D.若炭粒大小相同，則圖甲中水分子的熱運(yùn)動(dòng)較劇烈【答案】C【解析】布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，是由于液體分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致固體顆粒受力不平衡，但我們看到的是固體顆粒的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不是分子的運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；炭粒的運(yùn)動(dòng)是由于水分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，與炭粒發(fā)生碰撞，炭粒受力不平衡產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；若水溫相同，水分子的熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度相同，則炭粒越小，受力不平衡性越明顯，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著，根據(jù)圖像中炭粒的活動(dòng)范圍可知，題