第二章-第五節(jié)-液體(2019人教版選擇性必修第三冊(cè))

第5節(jié)液體知識(shí)點(diǎn)歸納知識(shí)點(diǎn)一、液體的微觀結(jié)構(gòu)1．液體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)分子距離：液體不易被壓縮，這說明液體分子間的距離很?。?2)分子力：液體分子間的相互作用力較大．(3)分子的熱運(yùn)動(dòng)：液體分子的移動(dòng)比固體分子的移動(dòng)更容易，所以在溫度相同的情況下，液體的擴(kuò)散速度要比固體的擴(kuò)散速度快．2．液體的宏觀特性(1)各向同性：液體由大量暫時(shí)形成的雜亂無章分布的小區(qū)域構(gòu)成，所以液體表現(xiàn)出各向同性．(2)一定體積：液體分子的排列更接近于固體，液體中的分子聚集在一起，分子間距接近于r0，相互間的束縛作用強(qiáng)，主要表現(xiàn)為在平衡位置附近做微小振動(dòng)，所以液體具有一定的體積．(3)流動(dòng)性：液體分子能在平衡位置附近做微小的振動(dòng)，但沒有長(zhǎng)期固定的平衡位置，液體分子可以在液體中移動(dòng)，這是液體具有流動(dòng)性的原因．(4)擴(kuò)散特點(diǎn)：液體中擴(kuò)散現(xiàn)象是由液體分子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，分子在液體里的移動(dòng)比在固體中容易得多，所以液體的擴(kuò)散要比固體的擴(kuò)散快．知識(shí)點(diǎn)二、液體的表面張力1．表面層(1)定義：液體跟氣體接觸的表面存在一個(gè)薄層，叫做表面層．(2)性質(zhì)：表面層里的分子要比液體內(nèi)部稀疏些，分子間距要比液體內(nèi)部大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力．2．表面張力及其作用(1)表面張力的方向和液面相切，垂直于液面上的各條分界線。如圖所示。(2)表面張力的大小與邊界線長(zhǎng)度有關(guān)，還跟液體的種類、溫度有關(guān)。(3)表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì)，使液體表面積趨于最小。在體積相同的情況下，球形的表面積最小。知識(shí)點(diǎn)三、浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)1．附著層：液體與固體接觸時(shí)，在接觸的位置形成的一個(gè)液體薄層．同一液體對(duì)某些固體浸潤(rùn)，對(duì)另外一些固體可能不浸潤(rùn)，這取決于附著層中液體分子的受力情況．2．浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)(1)浸潤(rùn)：液體附著在固體表面上的現(xiàn)象叫做浸潤(rùn)．(2)不浸潤(rùn)：液體不能附著在固體表面上的現(xiàn)象叫做不浸潤(rùn)．落在潔凈玻璃板上的小水銀球能在上面滾來滾去而不附著在上面．落在潔凈玻璃板上的小水珠會(huì)附在玻璃板上形成薄層．3．理論分析：跟固體相接觸的液體薄層叫附著層，由于不同固體和液體的分子性質(zhì)不同使得有些附著層內(nèi)液體分子較內(nèi)部稀疏，分子力表現(xiàn)為引力，液面收縮，表現(xiàn)為不浸潤(rùn)；而有些附著層內(nèi)液體分子較內(nèi)部密集，分子力表現(xiàn)為斥力，液面擴(kuò)展，表現(xiàn)為浸潤(rùn)．知識(shí)點(diǎn)四、毛細(xì)現(xiàn)象1．定義：在浸潤(rùn)液體在細(xì)管里上升的現(xiàn)象和不浸潤(rùn)液體在細(xì)管里下降的現(xiàn)象，叫做毛細(xì)現(xiàn)象．2．理論分析：在浸潤(rùn)的情況下，附著層擴(kuò)展，表面層收縮使液面升高，最終是表面張力的作用跟液柱因重力而產(chǎn)生的作用相平衡；不浸潤(rùn)的情況下，附著層收縮，表面層收縮使液面下降，最終是表面張力的作用跟毛細(xì)管外液體產(chǎn)生的壓力作用相平衡．3．毛細(xì)現(xiàn)象的應(yīng)用棉花脫脂后能夠吸水的原因在于其內(nèi)部有許多細(xì)小的孔道，起到毛細(xì)管作用．田間農(nóng)作物的重要管理措施是鋤地松土，防止土地板結(jié)，其目的是破壞土壤里的毛細(xì)管，使地下水分不會(huì)快速引到地面而蒸發(fā)掉.4．浸潤(rùn)液體在毛細(xì)管里上升的高度如圖所示，設(shè)毛細(xì)管內(nèi)半徑為r，并設(shè)液面單位長(zhǎng)度上的表面張力為F0.由于毛細(xì)管內(nèi)徑很小，可以粗略認(rèn)為沿著管壁的液面是豎直的．以液柱為研究對(duì)象，則：豎直向上作用到液體上的表面張力為：F＝2πrF0.設(shè)液面高度為h，液體密度為ρ，則豎直向下作用到液柱上的重力為G＝πr2ρgh.當(dāng)液柱靜止時(shí)，有F＝G.即2πrF0＝πr2ρgh，故h＝eq\f(2F0,ρgr)。由此式可見，對(duì)同一液體(F0、ρ相同，g為常數(shù))則h∝eq\f(1,r)。所以管子越細(xì)，h越大，亦即毛細(xì)現(xiàn)象越明顯．知識(shí)點(diǎn)五、液晶1．定義：有些化合物像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，處于這種狀態(tài)的化合物叫做液晶．2．特點(diǎn)(1)液晶具有液體的流動(dòng)性．(2)液晶具有晶體的光學(xué)各向異性．(3)液晶的物理性質(zhì)很容易在外界條件(如電場(chǎng)、壓力、光照、溫度)的影響下發(fā)生改變．(4)從某個(gè)方向上看，液晶分子的排列比較整齊；但是從另一個(gè)方向看，液晶分子的排列是雜亂無章的．(5)并不是所有物質(zhì)都有液晶態(tài)．通常棒狀分子、碟狀分子和平板狀分子的物質(zhì)容易具有液晶態(tài)．3．應(yīng)用：液晶可以作為顯示元件，在生物醫(yī)學(xué)、電子工業(yè)、航空工業(yè)中都有重要作用．筆記本電腦、液晶電視、可視電話……液晶一步步地深入我們的生活，在顯示器中扮演主要角色．典例分析一、液體的表面張力例1以下說法正確的是()A．小昆蟲能在水面上自由來往而不陷入水中是液體表面張力在起作用B．小木塊能夠浮于水面上是液體表面張力與其重力平衡的結(jié)果C．縫衣針浮在水面上不下沉是重力和水的浮力平衡的結(jié)果D．噴泉噴射到空中的水形成一個(gè)個(gè)球形的小水珠是表面張力作用的結(jié)果解析仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn)，小昆蟲在水面上站定或行進(jìn)過程中，其腿部位置比周圍水面稍下陷，但仍在水面上而未陷入水中，就像踩在柔韌性非常好的膜上一樣，因此這是液體的表面張力在起作用。浮在水面上的縫衣針與小昆蟲情況一樣，故A正確，C錯(cuò)；小木塊浮于水面上時(shí)，木塊下部實(shí)際上已經(jīng)陷入水中受到水的浮力作用，是浮力與重力平衡的結(jié)果，而非表面張力在起作用，B錯(cuò)；噴泉噴到空中的水分散時(shí)每一小部分的表面都有表面張力在起作用且又處于失重狀態(tài)，因而形成球狀水珠，故D正確。答案AD二、對(duì)浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象及毛細(xì)現(xiàn)象的理解例2兩個(gè)完全相同的空心玻璃球殼，其中一個(gè)盛有一半體積的水，另一個(gè)盛有一半體積的水銀；將它們封閉起來，用航天飛機(jī)送到繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的空間實(shí)驗(yàn)站中去，在如圖所示的四個(gè)圖中(圖中箭頭指向地球中心)：(1)水在玻璃球殼中分布的情況，可能是()(2)水銀在玻璃球殼中分布的情況，可能是()解析在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的空間實(shí)驗(yàn)站中，球殼和其中的水、水銀均處于完全失重狀態(tài)；水浸潤(rùn)玻璃，附著層有擴(kuò)大的趨勢(shì)，最終水的表面積盡可能伸展到球殼上，故(1)題選C；水銀不浸潤(rùn)玻璃，附著層有收縮的趨勢(shì)，只有當(dāng)它成為一個(gè)球形時(shí)表面積最小，(2)題選B。答案(1)C(2)B三、液晶的性質(zhì)例3關(guān)于液晶，下列說法中正確的有()A．液晶是一種晶體B．液晶分子的空間排列是穩(wěn)定的，具有各向異性C．液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化而變化D．液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化解析液晶的微觀結(jié)構(gòu)介于晶體和液體之間，雖然液晶分子在特定方向排列比較整齊，具有各向異性，但分子的排列是不穩(wěn)定的，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。外界條件的微小變化都會(huì)引起液晶分子排列的變化，從而改變液晶的某些性質(zhì)。溫度、壓力、外加電壓等因素變化時(shí)，都會(huì)改變液晶的光學(xué)性質(zhì)。選項(xiàng)C、D正確。答案CD自我檢測(cè)1．下列關(guān)于液體表面張力的說法中，正確的是()A．液體表面張力的存在，使得表面層內(nèi)分子的分布比內(nèi)部要密些B．液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，從而表現(xiàn)為引力，因而產(chǎn)生表面張力C．液體表面層分子間只有引力而無斥力是產(chǎn)生表面張力的原因D．表面張力使液體表面有收縮到最小面積的趨勢(shì)答案BD2．關(guān)于浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)及毛細(xì)現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A．水銀是浸潤(rùn)液體，水是不浸潤(rùn)液體B．在內(nèi)徑小的容器里，如果液體能浸潤(rùn)容器壁，則液面成凹形，且液體在容器內(nèi)上升C．如果固體分子對(duì)液體分子的引力較弱，就會(huì)形成浸潤(rùn)現(xiàn)象D．在人造衛(wèi)星中，由于一切物體都處于完全失重狀態(tài)，所以一個(gè)固定著的容器中裝有浸潤(rùn)其器壁的液體時(shí)，必須用蓋子蓋緊，否則容器中液體一定會(huì)沿器壁流散解析液體對(duì)固體是否發(fā)生浸潤(rùn)現(xiàn)象，是由液體和固體共同決定的，A錯(cuò)；如果液體浸潤(rùn)容器壁就會(huì)形成凹面，且液體在容器中上升，B對(duì)；如果固體分子對(duì)液體表面層分子的引力大于液體內(nèi)部分子的引力，附著層內(nèi)的分子較密，分子力表現(xiàn)為斥力，會(huì)看到液體的浸潤(rùn)現(xiàn)象，C錯(cuò)；在處于完全失重狀態(tài)的人造衛(wèi)星上，如果液體浸潤(rùn)器壁，液體和器壁的附著層就會(huì)擴(kuò)張，沿著器壁流散，故必須蓋緊，D正確．答案BD3．用內(nèi)徑很小的玻璃管做成的水銀氣壓計(jì)，其讀數(shù)比實(shí)際氣壓()A．偏大B．偏小C．相同D．無法解釋解析因?yàn)樗y不浸潤(rùn)玻璃，所以玻璃管中的水銀呈凸形；因?yàn)椴ＡЧ芎芗?xì)，會(huì)發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象，使水銀柱下降，所以氣壓計(jì)的讀數(shù)應(yīng)比實(shí)際氣壓偏小，選項(xiàng)B正確．答案B4．關(guān)于液晶分子的排列，下列說法正確的是()A．液晶分子在特定方向排列整齊B．液晶分子的排列不穩(wěn)定，外界條件的微小變動(dòng)都會(huì)引起液晶分子排列的變化C．液晶分子的排列整齊而穩(wěn)定D．液晶的物理性質(zhì)穩(wěn)定解析液晶分子的排列是不穩(wěn)定的，外界條件的微小變動(dòng)都會(huì)引起液晶分子排列的變化，從而改變其某些性質(zhì)，例如：溫度、壓力、摩擦、電磁作用、容器表面的差異性等，都可以改變液晶的光學(xué)性質(zhì)，即物理性質(zhì)，故A、B正確．答案AB5．下列現(xiàn)象中，由于液體表面張力而引起的是()A．同一液體在不同形狀的容器內(nèi)，體積相同B．兩滴水銀相互接觸，立即合成一滴C．新的棉織品水洗后都要縮水D．小昆蟲能在水面上自由走動(dòng)解析同一體積的液體在不同容器內(nèi)有不同的形狀，這是由液體分子的排列規(guī)律決定的，與表面張力無關(guān)，A錯(cuò)誤；兩滴水銀的接觸，新的棉織品水洗后，小昆蟲在水面上走動(dòng)，都將受到液體的表面張力的作用，B、C、D正確．答案BCD6．關(guān)于浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)現(xiàn)象，下面的幾種說法中正確的是()A．水是浸潤(rùn)液體B．水銀是不浸潤(rùn)液體C．同一種液體對(duì)不同的固體，可能是浸潤(rùn)的，也可能是不浸潤(rùn)的D．只有浸潤(rùn)液體在細(xì)管中才會(huì)產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象解析浸潤(rùn)或不浸潤(rùn)，是指一種液體對(duì)某一種固體來說的．孤立地說某種液體浸潤(rùn)或不浸潤(rùn)都沒有意義．同一種液體對(duì)不同的固體，可能浸潤(rùn)，也可能不浸潤(rùn)，例如水對(duì)玻璃浸潤(rùn)，而對(duì)荷葉就不浸潤(rùn)．浸潤(rùn)液體在細(xì)管中上升，不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中下降，都屬于毛細(xì)現(xiàn)象．故只有選項(xiàng)C正確．答案C7．人類對(duì)物質(zhì)屬性的認(rèn)識(shí)是從宏觀到微觀不斷深入的過程，以下說法正確的是()A．液晶的分子勢(shì)能與體積有關(guān)B．晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的C．溫度升高，每個(gè)分子的動(dòng)能都增大D．露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用解析液晶是一類處于液態(tài)和固態(tài)之間的特殊物質(zhì)，其分子間的作用力較強(qiáng)，在體積發(fā)生變化時(shí)需要考慮分子間力的作用，分子勢(shì)能和體積有關(guān)，A正確．晶體分為單晶體和多晶體，單晶體物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性，多晶體物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性，B錯(cuò)誤．溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，但不是每一個(gè)分子動(dòng)能都增大，C錯(cuò)誤．露珠由于受到表面張力的作用，表面積有收縮到最小的趨勢(shì)即呈球形，D正確．答案AD8．下列說法正確的是()A．玻璃、石墨和金剛石都是晶體，木炭是非晶體B．單晶體有固定的熔點(diǎn)，多晶體和非晶體沒有固定的熔點(diǎn)C．當(dāng)液體與大氣相接觸時(shí)，液體表面層內(nèi)的分子所受其他分子作用力的合力總是指向液體內(nèi)部D．氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，與單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)和氣體溫度有關(guān)解析玻璃是非晶體，A錯(cuò)；多晶體也有固定的熔點(diǎn)，B錯(cuò)；液體表面層內(nèi)的分子、液體內(nèi)部分子間距離的密度都大于大氣，因此分子力的合力指向液體內(nèi)部，C正確；氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，決定氣體的壓強(qiáng)，因此與單位體積內(nèi)分子數(shù)和氣體的溫度有關(guān)，D正確．答案CD9．關(guān)于液體的說法正確的是()A．液體分子間的相互作用比固體分子間的相互作用強(qiáng)B．液體分子同固體分子一樣，也是密集在一起的C．液體分子的熱運(yùn)動(dòng)沒有長(zhǎng)期固定在平衡位置D．液體的擴(kuò)散比固體的擴(kuò)散快解析液體具有一定的體積，是液體分子密集在一起的緣故，但液體分子間的相互作用不像固體中的那樣強(qiáng)，所以選項(xiàng)B是正確的，選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的．液體具有流動(dòng)性的原因是液體分子熱運(yùn)動(dòng)的平衡位置不固定，液體分子可以在液體中移動(dòng)，所以液體的擴(kuò)散比固體的擴(kuò)散快，選項(xiàng)C、D都是正確的．答案BCD10.在水中浸入兩個(gè)同樣粗細(xì)的毛細(xì)管，一個(gè)是直的，另一個(gè)是彎的，如圖所示，水在直管中上升的高度比彎管的最高點(diǎn)還要高，那么彎管中的水將()A．會(huì)不斷地流出B．不會(huì)流出C．不一定會(huì)流出D．無法判斷