第一章 第1节 分子动理论的基本内容（Word教参）-【优化指导】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第三册(人教版2019)

第1节　分子动理论的基本内容 课程内容要求 核心素养提炼 1．知道物体是由大量分子构成的．知道阿伏加德罗常数及应用． 2．学会用扩散现象和布朗运动来说明分子热运动，理解布朗运动的实质． 3．知道分子间的作用力和分子距离之间的关系，掌握分子力的特点． 4．总结和掌握分子动理论的基本内容． 1．物理观念：分子热运动、扩散、布朗运动、分子力、分子动理论． 2．科学思维：布朗运动的实质、分子热运动和温度的关系、分子力和分子间距离的关系． 3．科学探究：用显微镜观察微粒的运动． [对应学生用书P1] 1．分子：在研究物体的热运动性质和规律时，把组成物体的微粒统称为分子． 2．阿伏加德罗常数 (1)定义：1 mol的任何物质都含有相同的粒子数，用NA表示． (2)数值：通常取NA＝6.02×1023_mol－1，在粗略计算中可取NA＝6.0×1023 mol－1. [判断] (1)热运动中所说的分子与化学上所说的分子意义是相同的．(×) (2)阳光照射下看到的在空气中飞舞的尘埃就是分子．(×) (3)1 mol任何物质所含的分子数目都是6.02×1023个．(√) 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)概念：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，布朗运动越剧烈． (4)意义：间接反映了液体(或气体)分子运动的无规则性． 3．热运动 (1)定义：分子永不停息的无规则运动． (2)宏观表现：布朗运动和扩散现象． (3)特点 ①永不停息； ②运动无规则； ③温度越高，分子的热运动越剧烈． [判断] (1)扩散现象在固体、液体、气体中都能发生．(√) (2)布朗运动就是液体分子的无规则运动．(×) (3)悬浮微粒越大，布朗运动越明显．(×) (4)布朗运动的剧烈程度与温度有关．(√) (5)物体运动的速度越大，其内部分子热运动越剧烈．(×) (6)扩散现象和布朗运动都是分子的运动．(×) 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减小，说明液体分子之间存在着空隙． (3)压在一起的金片和铅片，各自的分子能扩散到对方的内部，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，分子所受的引力与斥力大小相等，此时分子所受的合力为零；当分子间的距离小于r0时，作用力的合力表现为斥力；当分子间的距离大于r0时，作用力的合力表现为引力． [思考]　如图所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，主要原因是什么？ 提示　两个铅柱压紧后，接触面上分子之间的作用力为引力，引力大于下面铅柱的重力，故不脱落． 1．基本内容：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．出发点：把物质的热学性质和规律看作是微观粒子热运动的宏观表现． 3．分子热运动的无规则性：对一个分子而言，运动方向、运动速率具有偶然性，对于大量分子的整体而言，分子的运动表现出规律性． [对应学生用书P2] 探究点一　分子模型和微观量的估算 观察图示模型，回答下面问题． (1)对固体、液体应怎样建立分子模型？ (2)对气体应怎样建立分子模型？ 提示　(1)固体、液体分子可以看作球形，分子体积V0＝πr3，分子直径d＝2r，则d＝ . (2)气体分子占据的空间可以看作正方体，每个分子占据的体积为V0，则分子之间平均距离d＝. 阿伏加德罗常数的应用 (1)分子的质量：m0＝(MA表示摩尔质量)(适用于固体、液体和气体). (2)分子的体积：V0＝＝(适用于固体和液体，VA表示摩尔体积). (3)单位质量中所含有的分子数：n＝. (4)单位体积中所含有的分子数：n＝＝. (5)气体分子间的平均距离：d＝＝ (V0为气体分子所占据空间的体积). (6)固体、液体分子的直径：d＝ ＝ 水的摩尔质量是18 g·mol－1，水的密度是ρ＝1.0×103 kg/m3，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 mol－1，求： (1)水分子的质量； (2)100 g水中所含的水分子数．(结果取两位有效数字) 解析　(1)由题意知，水的摩尔质量M＝18 g/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 mol－1 所以一个水分子的质量 m＝＝ kg≈3.0×10－26 kg. (2)100 g水所含的水分子数