1.1 分子动理论的基本观点（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（鲁科版2019）

色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+敷辅专家 第1章 分子动理论与气体实验定律 第1节分子动理论的基本观点 ○课标得航 科学态度 物理观念 科学思维 科学探究 与责任 1认识分子动理论的基本观点，知 道其实验依据。 1.认识布朗运 1通过液体扩散 通过了解 2.知道分子的动能、平均动能， 核 动，理解布朗运动 实验了解扩散现 扩散现象 理解温度是分子平均动能的标 沁 产生的原因及影 象及特点。 在科学技 志。 素 响因素，了解分子 2.观察布朗运动。 术中的应 3.知道分子势能跟物体的体积有 养 的热运动。 3,通过不同液体 用，体会物 关，了解分子势能随分子间距离变 2.掌握分子间相 的混合实验体会 理学在生 化而变化的定性规律。 互作用力的特点 分子间存在空隙 产、生活中 4.理解内能的概念，了解物体的 及变化规律。 的物理事实。 的应用。 内能与哪些宏观量有关，知道改变 物体内能的两种方式。 必备知识/自主学习 [对应学生用书P] >》》》》》 知识梳理〈(《(((《( 知识点一 物体是由大量分子组成 1分子的大小 (1)热学中的分子：当探讨分子、原子或离子等微观粒子的热运动时，通常将它们统称为 ◆独家授权侵权必究· 色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 分子。 (2)一般分子直径的数量级为1010m。 2.阿伏伽德罗常数① (I)定义：1mol任何物质都含有相同的粒子数，这个数量称为阿伏伽德罗常数。 (2)数值：Na=6.02×1023mol。 知识点二 分子永不停息地做无规则运动 1扩散现象② (1)扩散现象：将蓝黑墨水滴入清水中，蓝黑墨水不断地在清水中散开，这就是扩散现象。 (2)普遍性：气体、液体和固体都能发生扩散。 (③)规律：温度越高，扩散越快。 2.布朗运动3 (1)定义：悬浮在液体中的微粒所做的水不停息的无规则运动 (②)产生的原因：悬浮在液体中的微粒不断地受到液体分子的撞击，微粒在某一时刻所受 各个方向上的撞击作用的不平衡，使微粒的运动状态发生变化。 (3)影响布朗运动剧烈程度的因素 ①微粒大小：微粒越小，布朗运动越明显。 ②温度高低：温度越高，布朗运动越剧烈。 (4)意义：反映了分子在永不停息地做无规则运动。 3.热运动④ (1)定义：分子的无规则运动。 (2)影响因素：温度越高，分子的无规则运动越剧烈。 知识点三 分子间存在若相互作用力⑤ 1分子力 分子之间同时存在若引力和斥力，其大小与分子间的距离有关。 2.分子力与分子间距离的关系 ◆独家授权侵权必究 色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 (1)分子间的作用力F跟分子间距离r的关系如图所示。 ①当r<。时，分子间的作用力F表现为斥力 ②当=m时，分子间的作用力F为Q:这个位置称为平衡位置。 ③当>m时，分子间的作用力F表现为引力 (2)产生原因：原子内部的带电粒子的相互作用。 3,分子动理论的基本观点 物体是由大量分子组成的，分子永不停息地做无规则运动，分子间存在着相互作用力。 知识点四 物体的内能 1.分子势能6 (1)定义：分子具有由它们的相对位置决定的势能，这种势能称为分子势能。 (2)分子势能的决定因素 ①宏观上：与物体的体积有关。 ②微观上：与分子间的距离有关。 2.分子动能 (1)定义：分子由于做热运动所具有的动能。 (2)平均动能：大量分子动能的平均值。 (3)温度与平均动能的关系 ①温度的微观本质：温度是物体内分子热运动的平均动能的标志。 ②温度越高，分子热运动的平均动能越大。 3.物体的内能⑦ (1)定义：物体的所有分子热运动的动能和分子势能的总和。 (②)普遍性：组成物体的分子永不停息地做无规则运动，分子间存在着相互作用力，所以 任何物体都具有内能。 ⑦思考判断 1.一个分子的质量等于摩尔质量除以阿伏你德罗常数。（√） ·独家授权侵权必究· 色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 ■b2XXK.com● 您身边的互联网+敷辅专家 2.布朗运动就是液体分子的无规则运动。(×) 3.当两分子间距为。时，分子力为零，没有引力也没有斥力。(×) 4.分子势能随着分子间距离的增大而增大。(×) 》》》》》》》 批注释义〈((((( 批注①：(I)单位：个每摩尔（个mo) (2)阿伏伽德罗常数只能描述微观量，不能描述宏观量。 (3)桥梁作用：如图所示。 密度 宏观量一从=N名一微观量 _V一宏观量 微观量→m。 批注②：生活中的打扩散现象 冷水 热水 批注③：布朗运动的实质 布朗运动不是固体分子的无规则运动，而是大量液体分子做无规则运动时与悬浮在液体 中的小颗粒发生碰撞，从而使小颗粒做无规则运动，即布朗运动是固体小颗粒的无规则运动。 批注④：热运动是分子的无规则运动，只与温度有关，与机械运动无关。 批注⑤：分子间的作用力有些像弹簧连接的两个小球间的作用力。类比： WWWMW F.Caa○+f 批注⑥：(1)若。，当r减小时，分子力做负功，分子势能增大。 (②)若>0，当r增大时，分子力做负功，分子势能增大。 (3)若r=0,分子势能最小。 批注⑦：物体的内能与物体的质量、温度和体积有关。 ·独家授权侵权必究· 色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+敷辅专家 关键能力/互动探究 [对应学生用书P] 探究点一两种分子模型与阿伏伽德罗常数的应用 物质观念之形成凸 ◆情境探究 如图所示，观察一片树叶，然后依次放大6倍、700倍、4000倍、20000倍、50000000 倍，请问： 放大50000000倍后，可以观察到图中有很多小白点，它是什么？说明了什么问题？ 答案：它是组成树叶的分子。说明分子很小，放大50000000倍才看到。 ◆探究归纳 1.与阿伏伽德罗常数相关的物理量 (I)宏观量：摩尔质量M、摩尔体积'ml、物质的质量m、物质的体积八、物质的密度p: (2)微观量：单个分子的质量mo、单个分子的体积。 其中密度p=mV=Vmol,但是切记mOW0是没有物理意义的。 2.微观量与宏观量的关系 (1)分子质量：mo=MNA=pVmolNA。 (2)分子体积：'o=mo4=MpNA(适用于固体和液体)。 (3)物质所含的分子数：N=nWa=mMNa=VmoINA。 (4)阿伏你德罗常数：Na=Mm0=molW0=molpm0=Mp'0适用于固体、液体)。 (⑤)气体分子间的平均距离：d=3V0=3molN4('%为单个气体分子所占空间的体积)。 (6固体、液体分子直径：d=36V0m=36 VmolNA(W。为单个分子的体积)。 3.两种分子模型 。独家授权侵权必究 色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 。aaa。 乙 ()球体模型：固体和液体可看作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。 (②)立方体模型：气体分子间的空隙很大，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，如图乙所示。 ◆对点例练 例环境与人类健康问题越来越受到重视，公共场所都贴有禁止吸烟的标志。在一个面 积约10m2的办公室内，如果因一人吸烟使得办公室内空气中有害气体的分子数占分子总数 的万分之五，假设有害气体在室内空气中均匀分布，已知此时室内空气的摩尔体积为22.4 L/mol,试估算： (1)该办公室内的人每呼吸一次，吸入有害气体的分子数：（按人正常呼吸一次吸入的气体 约为500mL计算) (2)室内空气中每两个有害气体分子的间距。（办公室的高度取3m) 答案：(1)6.7×1018个(2)4.2×108m 解析：(1)吸入的有害气体的分子数为 n吸=V吸molN1=500×10-322.4X6.02×1023×510000≈6.7×1018个 (2)室内空气中含有害气体的分子数为 n室=/室molN1=3022.4×10-3×6.02×1023×510000≈4.0×1023个 把有害气体分子看成正方体，则每个分子平均体积为 a=V室n室=304.0×1023m3=7.5×1023m3 每两个有害气体分子的间距为 d=3V0=37.5×10-23m=4.2×10-8m ,方法技巧· (1)求解与阿伏伽德罗常数有关问题的思路： 质量、摩物质的量体积、摩尔体积 你质量 分子数 (②)严。=A,对固体、液体指分子体积，对气体则指平均每个分子所占据空间的体积， 独家授权侵权必究 色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b2XXk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 即无法求解气体分子的大小。 [练1](2022上海华东师范大学第二附属中学高二月考)只要知道下列哪一组物理量，就 可以估算出气体分子间的平均距离() A.该气体的密度、体积和摩尔质量 B.阿伏伽德罗常数，该气体的质量和密度 C.阿伏仰伽德罗常数，该气体的摩尔质量和密度 D.阿伏伽德罗常数，该气体的摩尔质量和质量 C解析：知道该气体的密度、体积和摩尔质量，可以求出该气体物质的量，求不出气 体分子的体积，求不出气体分子间的平均距离，A错误：知道阿伏伽德罗常数，该气体的质 量和密度，可以求出气体的体积，求不出气体分子的体积，求不出气体分子间的平均距离， B错误；已知气体的密度，可以求出单位体积气体的质量，知道该气体的摩尔质量，可以求 出单位体积气体物质的量，知道阿伏伽德罗常数，可以求出单位体积气体分子的个数，可以 求出单个分子的体积，即可求出气体分子间的平均距离，C正确：知道阿伏伽德罗常数、气 体的摩尔质量和质量，可以求出分子的质量，但求不出分子的体积，求不出气体分子间的平 均距离，D错误。 探究点二分子的热运动物质观念之形成)国 ◆情境探究 冬天在我国北方很多地方易出现雾霾天气，雾霾极大地影响了人们的视线，也给交通带 来不便，如图所示： 你知道霾的小颗粒在做什么运动吗？这种运动与小颗粒的大小有关吗？ 答案：霾的小颗粒做布朗运动。颗粒越小，布朗运动越明显。 ◆探究归纳 1,布朗运动与扩散现象的区别与联系 布朗运动 扩散现象 区别 研究对 固体小微粒的运动 物质分子的运动 独家授权侵权必究 色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXXK.c0m☐ 您身边的互联网+数辅专家 象不同 产生原 液体（或气体）分子对微粒撞击的不平衡产 分子的无规则运动产生的 因不同 生的 发生条 在液体或气体中发生 固体、液体和气体中都能发生 件不同 影响因 温度、物态及两种物质的浓度 温度和微粒大小 素不同 差 ①都是温度越高，现象越明显； 联系 ②都能反映分子不停地做无规则运动 2.布朗运动与热运动的区别与联系 布朗运动 热运动 不同 研究对象 固体微粒 分子 点 观察难易程度 可以在显微镜下看到，肉眼看不到 在显微镜下看不到 相同点 ①无规则：②永不停息：③温度越高越剧烈 周围液体（或气体）分子的热运动是布朗运动产生的原因，布朗运动 联系 反映了分子的热运动 ◆对点训练 例2(2021·江苏南京高三模拟)据研究发现，新冠病毒感染的肺炎传播途径之一是气溶胶 传播。气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统。这些固态或 液态颗粒的大小一般在103~103m之间。已知布朗运动微粒大小通常在106m数量级。下 列说法正确的是() A.布朗运动是气体介质分子的无规则运动 B.在布朗运动中，固态或液态颗粒越小，布朗运动越剧烈 C.在布朗运动中，颗粒无规则运动的轨迹就是分子无规则运动的轨迹 D.当周态或液态颗粒很小时，能很长时间都悬浮在气体中，颗粒的运动属于布朗运动， 能长时间悬浮是因为气体的浮力作用 ·独家授权侵权必究· 色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b2XXK.com● 您身边的互联网+敷辅专家 B解析：布朗运动是固态或液态颗粒的无规则运动，是气体分子无规则热运动撞击的 结果，所以它反映的是气体分子的无规则运动：颗粒越小，气体分子对颗粒的撞击作用越不 容易平衡，布朗运动越剧烈，B正确，A错误：在布朗运动中，颗粒本身并不是分子，而是 分子集团，所以颗粒无规则运动的轨迹不是分子无规则运动的轨迹，C错误；当固态或液态 颗粒很小时，能很长时间都悬浮在气体中，颗粒的运动属于布朗运动：固态或液态颗粒能长 时间悬浮是受到气体分子无规则热运动的撞击而导致的，不是浮力作用的结果，D错误。 ,方法技巧· 理解布朗运动的关键 布朗运动的研究对象是悬浮小颗粒，而不是分子，属于宏观物体的运动，布朗小颗粒中 含有大量的分子，它们也在做永不停息的无规则运动，导致布朗运动的本质原因是液体分子 的无规则运动。 [练2](2022江苏盏城国家炳中学高二期中)以下的无规则运动中属于布朗运动的是( A.下雪天雪花纷飞 B.用显微镜观察到悬浮在液体或气体中的固体微粒的运动 C汽车驰过，路上扬起尘士 D.一束阳光射入屋内，看到尘埃飞舞 B解析：固体小颗粒做布朗运动是液体分子或气体分子对小颗粒碰撞的作用力不平衡 引起的，空中的雪花、屋内的尘埃和路上扬起的尘土都是用肉眼可以直接看到的粒子，都不 能称为布朗运动；用显微镜观察到悬浮在液体或气体中的固体微粒的运动是布朗运动，B正 确。 探究点三分子间的作用力与物体的内能（物质观念之形成）③ ◆情境探究 ·独家授权侵权必究 色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b2XXK.com● 您身边的互联网+敷辅专家 (1)如图所示，把一块洗净的玻璃板吊在弹簧测力计下面，使玻璃板水平地接触水面，若 想使玻璃板离开水面，在拉出玻璃板时，弹簧测力计的示数与玻璃板的重力相等吗？为什么？ (2)既然分子间存在引力，当两个物体紧靠在一起时，为什么分子引力没有把它们粘在一 起？ 答案：(1)不相等：因为玻璃板和液面之间有分子引力，所以在将玻璃板拉出水面时弹簧 测力计的示数要大于玻璃板的重力。 (②)虽然两物体靠得很紧，但绝大部分分子间的距离仍然很大，达不到分子引力起作用的 距离，所以不会粘在一起。 ◆探究归纳 1.分子力 分子间的引力、斥力和分子力随分子间距离变化的图像如图所示。 0 引力 (1)分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小。 (2)当%时，分子力随分子间距离的增大而减小；当>%时，分子力随分子间距离的增 大先增大后减小。 2.分子力做功 由于分子间存在着分子力，所以当分子间距离发生变化时，分子力做功。 (1)当>时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功：当r减小时，分子力做 正功。 (2)当时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功：当r增大时，分子力做 正功。 3.分子势能的变化与分子力做功的关系 (1)分子力做正功，分子势能减少；分子力做负功，分子势能增加。 (2)数量关系：W=一△Ep=Ep1一Ep2 4.对分子平均动能的理解 ·独家授权侵权必究