第一章 分子动理论 本章综合 课件 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

该高中物理课件系统梳理分子动理论核心内容，涵盖分子组成、热运动、分子间作用力、气体压强微观解释及油膜法实验，通过“微观-宏观”桥梁串联阿伏加德罗常数、统计规律等，构建完整知识网络。 其亮点在于注重模型建构与科学探究，如球体/立方体模型简化分子问题，油膜法实验培养科学探究能力，分层练习（小试牛刀、典例分析）助力个性化复习，提升学生科学思维与知识应用能力，便于教师高效开展复习教学。

分子动理论 课前 1.仅利用下列某一组数据，可以计算出阿伏加德罗常数的是（ ） A.水的密度和水的摩尔质量 B.水分子的体积和水分子的质量 C.水的摩尔质量和水分子的体积 D.水的摩尔质量和水分子的质量 2.只要知道下列哪一组物理量，就可以估算气体分子间的平均距离（　　） A．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量 B．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度 C．阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积 D．该气体的密度、体积和摩尔质量 3.关于布朗运动和扩散现象，下列说法中正确的是（ ） A.布朗运动和扩散现象都能在气体、液体、固体中发生 B.布朗运动和扩散现象都是分子运动 C.布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显 D.布朗运动和扩散现象都可以用肉眼直接观察 4.下列说法正确的是（　　） A．扩散现象是永不停息的 B．布朗运动是微观粒子的运动，牛顿运动定律不再适用 C．气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力 D．花粉在水中做布朗运动的现象，说明花粉的分子在做激烈的热运动 5.有两个分子，设想它们之间相隔10倍直径以上的距离，逐渐被压缩到不能再靠近的距离，在这过程中，下面关于分子力变化的说法正确的是( ) Ａ.分子间的斥力增大，引力变小; Ｂ.分子间的斥力变小，引力变大; Ｃ.分子间的斥力和引力都变大，但斥力比引力变化快; Ｄ.分子力从零逐渐变大到某一数值后，逐渐减小到零， 然后又从零逐渐增大到某一数值. 6.当两个分子间的距离为r0时，正好处于平衡状态，下列关于分子间作用力与分子间距离的关系说法正确的是（　　） A．当分子间的距离r<r0时，它们之间只有斥力作用 B．当分子间的距离r=r0时，分子不受力 C．在分子间的距离从0.5r0增大到r0的过程中，分子间相互作用力的合力先减小再增大 D．在分子间的距离从r0增大到10r0的过程中，分子间相互作用力的合力先增大再减小 7.有关分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．布朗运动就是分子的无规则运动 B．分子运动时的瞬时速度不可能为零 C．空气中PM2.5的无规则运动属于分子的热运动 D．墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀，该现象能够说明水分子和炭粒都做无规则运动 新课导入 暮春时节，金黄的油菜花铺满了原野。你有没有想过，为什么能够闻到这沁人心脾的香味呢? 古希腊学者德谟克利特早就对此作出了解释，他认为这是由于花的原子飘到了人们鼻子里。 这些“花的原子”究竟是怎么运动的?物质究竟是由什么组成的呢？ 问题 分子 ⑴定义： 研究化学性质：物质组成微粒，分子、原子、或者离子。 研究热学运动性质和规律：分子、原子、或者离子这些微粒统称为分子。 我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的排布图，图中的每个亮斑都是一个碳原子。 ⑵分子模型： 球体 扫描隧道显微镜 石墨表面原子的排布图 扫瞄隧道显微镜下的硅片表面原子的图像 小球模型 固体、液体 小球模型 d d d d 在计算固体和液体分子大小时，看成一个近似的物理模型，一般可把分子看成是一个小球，小球紧密排列在一起（忽略小球间的空隙）。则： 分子的直径 立方体模型 气体 立方体模型 气体分子间的平均距离 d d d 立方体模型：在计算气体分子大小时，把每个分子和其占有的空间当作一个小立方体，气体分子位于每个立方体的中心，这个小立方体的边长等于分子间的平均距离.即： 想一想 请回忆： (2)是怎样定义的该量的？ （1）高中化学的哪一个量是联系宏观与微观世界的桥梁？ ⑵数值： 1 mol的任何物质都含有相同的粒子数. 是微观世界的一个重要常数，是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁． ⑶意义： ⑴定义： NA＝6.02×1023mol－1 微观 宏观 NA 桥梁 标况下气体摩尔体积VA=22.4L/mol 1mL=1cm3 1L=1dm3 阿伏加德罗常数 宏观量与微观量的关系 常用关系式 （V0为气体分子所占据空间的体积） 若是气体：V0是气体分子所占空间 球体 立方体 特别提醒 (1)不论把分子看成球体还是看成立方体,都只是一种简化的模型，是一种近似的处理方法。由于建立的模型不同，得出的结果稍有不同，但分子直径的数量级都是10-10m。 一般分子的质量的数量级为10-26kg 小试牛刀 【例题】仅利用下列某一组数据，可以计算出阿伏加德罗常数的是（ ） A.水的密度和水的摩尔质量 B.水分子的体积和水分子的质量 C.水的摩尔质量和水分子的体积 D.水的摩尔质量和水分子的质量 D 【例题】只要知道下列哪一组物理量，就可以估算气体分子间的平均距离（　　） A．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量 B．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度 C．阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积 D．该气体的密度、体积和摩尔质量 B 想一想 知道了物体是由大量分子组成的，阿伏伽德罗常数量是联系宏观与微观世界的桥梁。那么构成物体的分子是处于运动状态还是静止状态呢？ 气体液体的扩散现象 扩散现象 （1）定义：不同物质相互接触时能够彼此进入对方的现象叫做扩散。 （2）引起扩散的原因：是物质分子的无规则运动产生的。 气体和液体都可以发生扩散现象，固体之间可以发生扩散现象吗？ 想一想 固体扩散 酱油的色素分子扩散到蛋清中 扩散特点 ①物质处于气态、液液、固态都能够发生扩散现象。 ②温度越高，扩散现象越明显。 ③浓度大处向浓度小处扩散，且受“已进入对方”的分子浓度的限制，当进入对方的分子浓度较低时，扩散现象较为明显。 直接证明组成物质的分子在不停地运动着。 扩散意义： 扩散应用： 在纯净半导体材料中掺入其他元素。 酱油的色素分子扩散到蛋清中 演示实验 用显微镜观察炭粒的运动 取1滴用水稀释的碳素墨汁，滴在载玻片上，盖上盖玻片，放在高倍显微镜下观察小炭粒的运动情况。调节显微镜的放大倍数，如调节至400倍或1000倍，观察悬浊液中小炭粒的运动情况。目镜中观察的结果可以通过显示器呈现出来。 改变悬浊液的温度。重复上述操作，观察悬浊液中小炭粒的运动情况。 实验视频 用显微镜观察炭粒的运动 改变悬浊液的温度。重复上述操作，观察悬浊液中小炭粒的运动情况。 看到的炭粒的运动有规律吗？ 运动快慢与炭粒的大小有关吗？ 无规则 运动快慢与颗粒大小有关 想一想 用显微镜观察炭粒的运动 每隔30s记下三颗微粒运动的位置，用折线分别依次连接这些点，如图所示: ⑴图中折线是否为炭粒的运动径迹？是否为水分子的运动径迹？ ⑵能否预测炭粒下一时刻的位置？ 想一想 显微镜下看到的微粒 布朗 布朗运动的影响因素 颗粒的大小和温度 5 2 50 45 颗粒越小 每一瞬间受到液体 分子撞击的数目少 受力极易不平衡 颗粒越大 同时跟它撞击的分子数多 受力的平均效果互相平衡 质量大，惯性大 运动状态难改变 颗粒越大越明显还是越小越明显？ 影响因素—颗粒大小 布朗运动受什么因素的影响？ 布朗运动的影响因素 颗粒小 温度高 瞬间与微粒撞击的分子数越少 撞击作用的的不平衡性越明显 液体分子运动越激烈 布朗运动越明显 对布朗微粒撞击频率和强度越高 综上所述：颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显 布朗运动 悬浮在液体（或气体）中的微小颗粒永不停息地无规则运动。 ⑴特点 ①布朗运动永不停息。 ②微粒越小，布朗运动越明显。 ③在任何温度下都会发生，温度越高，布朗运动越明显。 宏观颗粒 ⑵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造成的。 间接地反映了液体(或气体)分子运动的无规则性。 ⑶意义： 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 固体颗粒足够小，悬浮在气体或液体中. 两种不同物质相互接触，彼此进入对方. 温度高低，颗粒大小. 温度高低，物质的密度差，溶液的浓度差. 是液体或气体分子无规则运动的反映. 是物质分子的无规则运动. 联系 它们都(间接或直接)证明了分子在永不停息地做无规则运动 扩散现象是分子运动的直接证明；布朗运动间接证明了液体分子的无规则运动。 热运动 把分子永不停息地做无规则运动叫热运动。 温度越高，热运动越激烈 ①布朗运动是热运动的宏观体现，热运动是布朗运动的微观本质. ②布朗运动是热运动的间接反映，扩散现象是热运动的直接反映. ⑴定义： ⑶说明 ⑵特点： 永不停息 无规则 不同温度下墨水的扩散 高温下的布朗运动 小试牛刀 【例题】关于布朗运动和扩散现象，下列说法中正确的是（ ） A.布朗运动和扩散现象都能在气体、液体、固体中发生 B.布朗运动和扩散现象都是分子运动 C.布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显 D.布朗运动和扩散现象都可以用肉眼直接观察 C 【例题】下列说法正确的是（　　） A．扩散现象是永不停息的 B．布朗运动是微观粒子的运动，牛顿运动定律不再适用 C．气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力 D．花粉在水中做布朗运动的现象，说明花粉的分子在做激烈的热运动 A 想一想 气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在着很大的空隙。分子间有空隙，大量分子却能聚集在一起，这说明什么呢？ 做一做 向A、B两个量筒中分别倒入50ml的水和酒精，然后再将A量筒中的水倒入B量筒中，观察混合后液体的体积。它说明了说明问题？ 水 酒精 总体积变小 说明液体分子间存在着空隙 实验视频 推理论证 金铅块扩散 气体易压缩 总体积变小 固体和液体的分子间隙较小 气体分子的间隙大 ②分子之间存在着相互作用力 能聚集在一起 ①组成物质的分子之间存在间隙 实验视频 拉伸物体需要用力. 引力作用 把两块纯净的铅压紧， 两块铅就合在一起。 压缩物体要用力 斥力作用 固体和液体的体 积很难被压缩 综上所述： 分子间引力和斥力是同时存在的！ 引起分子间相互作用力的原因 分子是由原子组成的.原子内部有带正电的原子核和带负电的电子.两原子的电子与电子间，原子核与原子核间存在斥力；两原子中的电子与原子核间存在引力，故分子间作用力是电子、原子核间的库仑力（电磁力）的总体体现. 而库仑力的大小与电荷间距有关，显然，分子间作用力跟分子间的距离有关. 斥力 斥力 引力 引力 分子间引力和斥力的变化规律 F 0 r 纵轴表示分子间的作用力 正值表示F斥 横轴表示分子间的距离 负值表示F引 ⑴分子间引力和斥力随分子间距的变化曲线 r0 F斥 F引 ①分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小， 但斥力比引力变化更 快 。 ②分子间的引力和斥力同时存在， 实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力（分子力）。 分子间引力和斥力的变化规律 ⑵分子力随分子间距的变化规律 0 F F斥 F引 F分 r r0 ①当r=r0=10-10m时，F引＝F斥，分子力F分＝0，分子处于平衡状态。 ②当r＞r0时，F斥＜F引，分子力表现为引力。随r 的增加，分子力先增大后减小。 ③当r＜r0时，F斥＞F引，分子力表现为斥力。随r的减小，分子力增大。 ④当r＞10r0（10-9m）时，分子力等于0。 10r0 分子间作用力是带正电的原子核和带负电的电子的相互作用引起的。 小试牛刀 【例题】有两个分子，设想它们之间相隔10倍直径以上的距离，逐渐被压缩到不能再靠近的距离，在这过程中，下面关于分子力变化的说法正确的是( ) Ａ.分子间的斥力增大，引力变小; Ｂ.分子间的斥力变小，引力变大; Ｃ.分子间的斥力和引力都变大，但斥力比引力变化快; Ｄ.分子力从零逐渐变大到某一数值后，逐渐减小到零， 然后又从零逐渐增大到某一数值. C D 【例题】当两个分子间的距离为r0时，正好处于平衡状态，下列关于分子间作用力与分子间距离的关系说法正确的是（　　） A．当分子间的距离r<r0时，它们之间只有斥力作用 B．当分子间的距离r=r0时，分子不受力 C．在分子间的距离从0.5r0增大到r0的过程中，分子间相互作用力的合力先减小再增大 D．在分子间的距离从r0增大到10r0的过程中，分子间相互作用力的合力先增大再减小 D 想一想 我们已经知道: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。这就是分子动理论的基本内容。 分子动理论的内容 1.分子动理论的内容： ①物体是由大量分子组成的 ②分子在做永不停息的无规则热运动 ③分子间存在着相互作用的引力和斥力 把物质的热学性质和规律看作微观粒子热运动的宏观表现。 2.从总体来看，大量分子的运动却有一定的规律，这种规律叫做统计规律。 物体是由大量分子组成，这些分子没有统一运动步调，对于单个的分子而言，分子运动方向和速率大小都具有偶然性，但是对于大量的分子却表现出规律性。这种由大量偶然事件的整体表现出来的规律，叫做统计规律。如本章第3节我们将研究分子运动速率的分布规律（统计规律）。 分子动理论 在热学研究中常常以这样的基本图像为出发点，把物质的热学性质和规律看做微观粒子热运动的宏观表现.这样建立的理论是一种微观统计理论，叫做分子动理论. 热学 热现象的宏观理论——研究热现象一般规律，不涉及热现象微观解释(热力学) 热现象的微观理论——从分子动理论的角度来研究宏观热现象的规律(统计物理学) 小试牛刀 【例题】有关分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．布朗运动就是分子的无规则运动 B．分子运动时的瞬时速度不可能为零 C．空气中PM2.5的无规则运动属于分子的热运动 D．墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀，该现象能够说明水分子和炭粒都做无规则运动 D 导入 分子十分微小。以水为例，一个直径为10-3 mm 左右的水珠，它的大小与细菌差不多，用肉眼无法观察，就是在这样小的水珠里，分子的个数竟比地球上人口的总数还多上好几倍！ 那么，通过什么途径可以知道分子的大小呢？下面我们通过一个实验来估测分子的大小。 引入实验 实验目的 1.知道用油膜法测定分子大小的思路。通过估测油酸分子的大小，加深对分子大小数量级的认识 2.学会模型法，估算法等科学方法的应用 3.体验科学探究过程，体验实验方法的巧妙运用，把宏观和微观两个领域联系起来，用宏观的方法测定非常微小的分子的大小 4.了解一般分子大小的数量级 用油膜法估测油酸分子的大小 理想建模 在用油膜法测定分子的直径时，实际上: ②把分子看成球形. ①把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层. ③油分子一个紧挨一个整齐排列; 因此，要估测油酸分子的直径，就要解决两个问题:一是获得很小的一小滴油酸并测出其体积；二是测量这滴油酸在水面上形成的油膜面积。 实验思路 模型处理 油酸分子 把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层 水 油酸分子 d 油分子一个个紧挨着整齐排列，认为油膜的厚度就是分子的直径。 ①模型化 ②理想化 把分子看成球形 ③估算 实验中，为了使油酸充分展开，获得一块单分子油膜，我们需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中。这样的油酸酒精溶液滴在水面，溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，从而获得纯油酸形成的油膜。 实验视频 测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ⑴配制油酸溶液（稀释）： ⑵测量一滴油酸溶液的体积（分割）： ⑶求出1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V 用滴管向量筒中一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，记下液滴的总滴数n和它们的总体积V3，则一滴油酸酒精溶液的体积为 。 用注射器吸取体积为V1的油酸，注入一定体积的量筒中，加入无水酒精至体积V2刻度线，充分搅匀后得到体积比（浓度）为 的油酸酒精溶液。 1滴油酸的体积= 物理量的测量 测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S ⑷待油膜形状稳定后，将事先准备好的带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下薄膜的形状。 ⑴在浅盘里盛上水，将爽身粉（痱子粉或细石膏粉）均匀地撒在水面上。 ⑵用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液。 ⑶油酸立即在水面散开，形成一块油膜，油膜上没有爽身粉（痱子粉或细石膏粉），可以清楚地看出它的轮廓。 互补法求面积 正方形的个数N乘单个正方形的面积s0就得到油膜的面积S=s0 N 。 不足半个的舍去 根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，计算轮廓范围内正方形的个数。 多于半个的算一个 互补法 数据处理 水 油酸分子 d d----单分子油酸的直径 V---一滴油酸分子的体积 S---一滴油酸分子的面积 S= s0 N 大量实验结果表明，尽管所用的测定分子大小的方法不同，测出的结果也有差异，但数量级是一致的。除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为10-10 m。 数据分析 数据处理 （除少数有机物大分子,一般分子直径的数量级是10-10m，一般分子的质量的数量级为10-26kg） 我们头发的直径约是900nm。 钨原子 水分子 氢分子 分子直径数量级 10-10m （1nm=10-9m） 分子的数量级很小，说明分子很小 水 油酸分子 d 操作步骤 1.配制溶液（稀释） 2.精测一滴液体体积 3.水盘取水，撒痱子粉 4.滴一滴溶液形成单层表面薄膜 5.描油膜形状（放上玻璃板，等液面稳定后） 6.放坐标纸，数格子(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，计算油膜面积 7.求分子直径 误差分析 (1)油酸酒精溶液配制后长时间放置，由于酒精的挥发会导致溶液的浓度改变，从而给实验带来较大的误差。 (2)测量油酸酒精溶液的体积时，没有使用正确的观察方法而产生误差。 (3)油酸的体积过大，或水面面积过小，不能形成单分子油膜。 (4)描绘油膜形状的画线误差。 (5)利用小正方形数计算油膜的面积时，轮廓的不规则性容易带来计算误差。 (6)不考虑油酸分子的空隙，计算分子直径时的误差。 注意事项 ① 实验前，必须把所有的实验用具擦洗干净，实验时吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别专用，不能混用，否则会增大误差，影响实验结果。 ② 油酸酒精溶液配置好后不要久置，以免浓度改变，给实验带来较大的误差。 ③ 向水面滴油酸酒精溶液时，注射器应靠近水面，如果离水面太高，可能无法形成油膜。 ④ 待测油酸面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓，扩散后又收缩有两个原因：一是水面受油酸液滴的冲击凹陷后又恢复；二是酒精挥发和溶于水后液面收缩。 ⑤本实验只要求估算分子大小，实验结果的数量级符合要求即可。 ⑥ 做完实验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精清洗，然后用脱脂棉擦净，最后用水冲洗，以保持盘的清洁。 导入 问题 伽尔顿板的上部规则地钉有铁钉，下部用竖直隔板隔成等宽的狭槽，从顶部入口投入一个小球时，小球落入某个狭槽是偶然的。 如果投入大量的小球，就可以看到，最后落入各狭槽的小球数目是不相等的。靠近入口的狭槽内的小球数目多，远离入口的狭槽内小球的数目少。 重复几次实验你会发现，其分布情况遵从一定的规律。由此你能得到什么启发吗? 实验启示 ①必然事件: 在一定条件下，若某事件必然出现 ②不可能事件: 若在一定条件下某件事不可能出现 在一定条件下某事件可能出现，也可能不出现 ③随机事件: 1.个别事件的出现有其偶然性 2.大量随机事件的整体会表现出一定的规律---统计规律（statistical regularity） 大量分子的热运动也服从统计规律 分子的运动是无规则的，每个分子的运动都具有不确定性。但物体是由大量分子组成的，因而物体的热现象的宏观特性是由大量分子的集体行为决定的。 所以看起来无规则的分子热运动，也必定是有一定的规律的——统计规律。 想一想 大量分子的热运动服从统计规律，那么从统计学角度看，气体分子的热运动有些什么特点呢？ 气体分子运动分析 通常认为，气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做匀速直线运动，气体充满它能达到的整个空间。 液体的分子 一个挨着一个地排列 气体的分子 距离大约是分子直径的10倍左右 液体变为气体后，体积要增大上千倍 质点 分子的大小相对分子间的空隙来说很小 分子间的作用力很弱 气体分子运动分析 分子的个数与它们所占空间体积之比叫作分子的数密度，通常用n 表示。 气体距离大约是分子直径的10倍左右 但分子的数密度仍然十分巨大 分子之间频繁地碰撞， 每个分子的速度大小和方向频繁地改变 分子的运动杂乱无章 在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有 而且向各个方向运动的气体分子数目几乎相等。 虽然气体分子的分布比液体稀疏 气体分子运动分析 气体的分子 质点 气体充满它能达到的整个空间 在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有 而且向各个方向运动的气体分子数目几乎相等 气体分子运动的特点 （2）运动的无序性：大量气体分子永不停息地做无规则运动.就某一个分子而言,在某一时刻它向哪一个方向运动,完全是随机的.因此，在任一时刻分子沿各个方向运动的机会(概率)是均等的. （1）运动的自由性：气体很容易被压缩,说明气体分子之间的距离很大,分子间作用力很弱.因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,气体分子不受力在空间内自由移动.所以气体没有确定的形状和体积,其体积等于容器的体积.（气体分子不受力而做匀速直线运动，因而气体会充满它能达到的整个空间。 ） 气体分子运动的特点 分子之间频繁地碰撞，每个分子的速度大小和方向频繁地改变，分子的运动杂乱无章。从统计规律上看气体分子沿各个方向运动的机会均等，因此对大量分子而言，在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的。 （3）大量分子运动的规律性：在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的。 1、(多选)对于气体分子的运动，下列说法正确的是( ) A．一定温度下某理想气体的分子的碰撞虽然十分频繁，但同一时刻，每个分子的速率都相等 B．一定温度下某理想气体的分子速率一般不相等，但速率很大和速率很小的分子数目相对较少 C．一定温度下某理想气体的分子做杂乱无章的运动，可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况 D．一定温度下的某理想气体，当温度升高时，其中某10个分子的平均速率可能减小 小试牛刀 BD 2、在一定温度下，某种气体的分子速率分布应该是(　 　) A．每个气体分子速率都相等 B．每个气体分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目很少 C．每个气体分子速率一般都不相等，但在不同速率范围内，分子数的分布是均匀的 D．每个气体分子速率一般不相等，速率很大和速率很小的分子数目很多 B 想一想 大量气体分子做无规则运动,速率有大有小,那么分子的速率是按怎样的规律分布？ 气体分子速率分布 + + + + + + + + + ＝100 + + + + + + + + + ＝100 下表是氧气分子在0°C和100°C两种不同情况下的速率分布情况。 尽管大量气体分子做无规则运动,速率有大有小,但分子的速率却是按一定的规律分布 根据表格中的数据绘制图像 气体分子速率分布特征 根据温度为00C 根据温度为1000C “温度越高， 越 ” 1、0°C和100°C氧气分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布。 2、0°C时，速率在300〜400 m/s 的分子最多。 100°C时，速率在400〜500 m/s 的分子最多。 3、100°C的氧气，速率大的分子比例较多，其分子的平均速率比0°C的大。 分子的热运动 剧烈 分子运动速率分布图像 ③温度越高，分子热运动越剧烈 ①在任意温度下，所有气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布。 ②当温度升高时，“中间多”这一高峰向速率大的一方移动。 注意：温度升高，气体分子的平均速率变大，但是具体到某一个气体分子，其速率可能变大也可能变小，无法确定。 【特别提醒】 单个或少量分子的运动是“个性行为”，具有不确定性。大量分子运动是“集体行为”，具有规律性即遵守统计规律。 小试牛刀 1、某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中 f(v) 表示 v 处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，则(　　) A．TⅠ>TⅡ>TⅢ　　　　 B．TⅢ>TⅡ>TⅠ C．TⅡ>TⅠ，TⅡ>TⅢ D．TⅠ＝TⅡ＝TⅢ B 小试牛刀 2、(多选)如图所示是氧气分子在不同温度下的速率分布规律图,横坐标表示分子速率v,纵坐标表示速率v对应的分子数百分率,图线1、2对应的温度分别为t1、t2,由图可知(　　) A.温度t1低于温度t2 B.图线中的峰值对应的横坐标数值为氧气分子平均速率 C.温度升高,每一个氧气分子的速率都增大 D.温度升高,氧气分子中速率小于400 m/s的分子所占的比例减小 解析：温度越高,分子热运动越激烈,运动激烈是指速率大的分子所占的比例大,根据题图,图线2中速率大的分子所占比例大,对应温度高,图线1中速率大的分子所占比例小,对应温度低,故A正确。图线中的峰值对应的是该速率对应的分子数百分率的最大值,不表示分子的平均速率,故B错误。温度的影响是大量分子运动的统计规律,对个别的分子没有意义,所以温度升高,不是每一个氧气分子的速率都增大,故C错误。温度升高,氧气分子中速率小于400 m/s的分子所占的比例减小,故D正确。 AD 想一想 从分子动理论的观点来看，气体对容器的压强源于气体分子的热运动，那气体压强究竟是怎样产生的呢？ 气体压强的产生 大量气体分子频繁的作用在器壁单位面积上，产生的平均作用力。 持续均匀的压力 各方向的压强相同 大量雨点对伞的撞击，使伞受到持续的作用力 压强推导 选择一个与器壁发生正碰的气体分子为研究对象 从分子动理论的观点来看，气体对容器的压强源于气体分子的热运动，当它们飞到器壁时，就会跟器壁发生碰撞（可视为弹性碰撞），就是这个撞击对器壁产生了作用力，从而产生了压强。 气体分子受到的作用力为 根据牛顿第三定律，器壁受到的作用力为 演示实验 从分子动理论的观点来看，气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果。或许有人会问，这种撞击是不连续的，为什么器壁受到的作用力却是均匀不变的呢? 模拟气体压强产生的机理 类似于一个分子撞击容器壁的过程 模拟了气体分子连续不断的撞击容器壁产生了持续稳定的压强的过程 一颗豆子 多颗豆子 器壁单位面积上受到的压力，就是气体的压强。 模拟气体压强产生的机理 气体的压强 一个分子撞击容器壁的过程与之类似 一颗豆子 多颗豆子 对于单个分子来说，这种撞击是间断的、不均匀的 多数气体分子连续不断的撞击容器壁的过程与之类似 对于大量分子总的作用来说，就表现为连续的和均匀的。 器壁单位面积上受到的压力 决定气体压强大小的因素 ⑴气体分子的密集程度 ⑵气体分子的平均动能 【微观角度】 若容器中气体分子的数密度大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多，平均作用力也会较大。 若某容器中气体分子的平均速率越大，单位时间内、单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力就越大。 即单位体积内气体分子的数目 气体分子的平均动能 气体分子的密集程度 温度T 体积V (微观因素) (宏观因素) 决定气体压强大小的因素 ①与温度有关：温度越高，气体的压强越大； ②与体积有关：体积越小，气体的压强越大。 ★注意：气体压强与大气压强不同 大气压强由重力而产生，随高度增大而减小。 气体压强是由大量分子撞击器壁产生的，大小不随高度而变化。 【宏观角度】 所以，气体压强P的大小与气体的体积V和温度T都有关。 小试牛刀 1、下面关于气体压强的说法正确的是（ ） A．气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的 B．气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力 C．从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关 D．从宏观角度看，气体压强的大小只跟气体的温度有关 ABC 2、封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时（　　） BD A.气体的密度增大 B. 气体的压强增大 C.气体分子的平均动能减小 D.气体分子每秒撞击单位面积器壁的数目增多 课堂练习 1．关于热学中的一些基本概念，下列说法正确的是（　　） A．物体是由大量分子组成的，分子是不可再分的最小单元 B．分子间的斥力和引力总是同时存在的，且随着分子之间的距离增大而增大 C．分子做永不停息的无规则热运动，布朗运动就是分子的热运动 D．温度越高，分子热运动就越剧烈 D 2．小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动。从A点开始，他把小颗粒每隔的位置记录在坐标纸上，依次得到B、C、D等这些点，把这些点连线形成如图所示折线图，则关于该粉笔末的运动，下列说法正确的是（　　） A．该折线图是粉笔末的运动轨迹 B．粉笔末的无规则运动反映了粉笔末分子的无规则运动 C．经过B点后10s，粉笔末应该在BC的中点处 D．粉笔末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度 D 课堂练习 3.如图描绘了一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景,下列关于布朗运动的说法正确的是 (　　) A.悬浮微粒做布朗运动,是液体分子的无规则运动撞击造成的 B.布朗运动就是液体分子的无规则运动 C.液体温度越低,布朗运动越剧烈 D.悬浮微粒越大,液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显 A 4.把冰分子看成一个球体，不冰分子之间空隙，则由冰的 ，可估算得冰分子直径的数量级是（ ） A.10-8m B. 10-10m C. 10-12m D. 10-14m B 课堂练习 5.(多选)如图所示，一个装有无色空气的广口倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开，当抽去玻璃板.后所发生的现象，(已知二氧化氮的密度比空气密度大)下列说法不正确的是(  ) A.当过一段时间可以发现上面瓶中的气体也变成了淡红棕色 B.由于二氧化氮密度较大，不会跑到上面的瓶中，所以上面瓶不会出现淡红棕色 C.由于下面二氧化氮的摩尔质量大于.上面空气的平均摩尔质量,二氧化氮不会跑到上面的瓶中，所以上面瓶不会出现淡红棕色 D. 上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中，于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以会发现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色，但在瓶底处不会出现淡红棕色 BCD 6.如图所示，一棱长为L的立方体容器内充有密度为ρ的某种气体，已知该气体的摩尔质量为μ，阿伏加德罗常数为NA。求： (1)容器内气体的分子数； (2)气体分子间的平均间距。 典例分析 【例题1】用油膜法估算分子大小的实验中,首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液,稀释的目的是______________________________________________。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积,可以_________________ _______________________________________________________________________。为得到油酸分子的直径,还需测量的物理量是_____________________。 解析： 使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜 一滴一滴地滴入小量筒中,测出1 mL油酸酒精溶液的滴数,得到一滴溶液中纯油酸的体积 把油酸酒精溶液 单分子层油膜的面积 稀释后，油酸在浅盘的水面上更容易形成一块单分子层油膜。把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1 mL油酸酒精溶液的滴数n，得到一滴油酸酒精溶液的体积 ,之后根据浓度求出一滴溶液中纯油酸的体积。根据公式 可知,还需要测单分子层油膜的面积S。 典例分析 【例题2】在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL溶液中有纯油酸0.2 mL,用量筒和注射器测得1 mL上述溶液有80滴,用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有痱子粉的浅盘里,待水面稳定后,画出油酸薄膜的轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为1 cm。(结果均保留两位有效数字) (1)油酸薄膜的面积是　　　　　　 m2;  (2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是　　　　　m3;  4.0×10-3 (3)根据上述数据,估测出油酸分子的直径是　　　　　　m(结果保留两位有效字);  2.5×10-12 6.3×10-10 小试牛刀 1、在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，下列做法不正确的是(　　) A.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1 mL，则1滴溶液中含有油酸小于10－2 mL B.往浅盘里倒入适量的水，再将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上 C.用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上，并立即在玻璃板上描下油酸膜的形状 D.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数，并求得油膜的面积 C 小试牛刀 2．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸5 mL，用注射器测得1 mL上述溶液为80滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，已知坐标中正方形方格的边长为 1 cm，油膜面积约有118格。则油膜分子直径最接近（　　） A．5×10-10m B．4×10-8m C．5×10-9m D．1×10-8m A 3、某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小,可能是由于（ ）。 A.油酸未完全散开 B.油酸酒精溶液中含有大量酒精 C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D.在向量筒中滴入1 mL油酸酒精溶液时,滴数多数了10滴 D 小试牛刀 4．如图所示，“用油膜法估测分子的大小”的实验。在实验中，将油酸酒精溶液滴入水中后，接着操作的是（　　） A．立刻用刻度尺去量油膜的面积 B．让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量油膜的面积 C．立即将油膜的轮廓画在玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的面积 D．让油膜尽可能地散开，等到形状稳定后，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，用坐标纸去计算油膜的面积 D 5、溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，数出油膜共占140个小方格，每格边长是0.5cm，由此估算出油酸分子直径为（　　） A．7×10-8m B．1×10-8m C．7×10-10m D．1×10-10m C 小试牛刀 6．为了减小“用油膜法估测分子的大小”的误差，下列方法可行的是（　　） A．用注射器向量筒里滴100滴油酸酒精溶液，并读出量筒里这些溶液的体积V1，则每滴油酸酒精溶液的体积V2=V1/100 B．用浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一些 C．先在浅盘水中撒些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液滴4滴在水面上 D．用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形 B 小试牛刀 7.（多选）"用油膜法估测分子的大小"实验的科学依据是（ ） A.将油酸形成的膜看成单分子油膜 B.不考虑各油酸分子间的间隙 C.考虑了各油酸分子间的间隙 D.将油酸分子看成球形 ABD 8.在“油膜法”估测分子大小的实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是（ ） A.等效替代法 B. 控制变量法 C. 理想模型法 D. 累积法 C 9．在用“油膜法”估测分子大小的实验中，能将油膜的厚度近似认为等于油酸分子的直径，下列措施可行的是(　　) A．把痱子粉均匀地撒在水面上，测出其面积 B．将一滴油酸滴在撒有均匀痱子粉的水面上形成面积尽可能大的油膜 C．将一滴油酸酒精溶液滴在撒有均匀痱子粉的水面上形成面积尽可能大的油膜 D．把油酸酒精溶液滴在撒有均匀痱子粉的水面上后，要立即描绘油酸在水面上的轮廓 C 小试牛刀 10.(1)在用油膜法估测分子大小的实验中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入标注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液．然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中1 mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图甲所示．坐标格的每个小正方形大小为2 cm×2 cm.由图可以估算出油膜的面积是________ cm2，由此估算出油酸分子的直径是________m(保留一位有效数字)．(2)为了尽可能准确地估测出油酸分子的大小，下列哪些措施是可行的________．A．油酸浓度适当大一些B．油酸浓度适当小一些C．油酸扩散后立即绘出轮廓图D．油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图(3)图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片：48个铁原子在铜的表面排列成圆圈，构成了“量子围栏”．为了估算铁原子直径，查到以下数据：铁的密度ρ＝7.8×103 kg/m3，摩尔质量M＝5.6×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1.若将铁原子简化为球体模型，铁原子直径的表达式d＝________，铁原子直径约为________m(结果保留一位有效数字)． 3×10－10 264(260～268均可) 8×10－10 BD 小试牛刀 典例分析 1.（多选）氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示．下列说法正确的是( ) A．图中两条曲线下面积相等 B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大 C．图中实线对应氧气分子在100 ℃时的情形 D．与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子 AC 典例分析 2．下列关于气体压强的说法正确的是( ) A．大气压强与封闭气体的压强产生原因完全相同 B．容器内的大量气体分子对器壁的碰撞满足统计规律，机会均等，故器壁各部分气体压强相等 C．等温压缩过程中，气体压强增大是因为单个气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大 D．一定质量的理想气体，只要体积减小，单位体积内气体的分子数就增多，气体分子对器壁的碰撞就更加频繁，压强就增大 B 3．对一定质量的气体，若用N表示单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数，则( ) A．当体积减小时，N必定增加 B．当温度升高时，N必定增加 C．当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化 D．当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变 典例分析 C 典例分析 4.在相同的外界环境中,两个相同的集气瓶中分别密闭着质量相同的氢气和氧气。若在相同温度、压强下气体的摩尔体积都相同,则下列说法正确的是 ( ) A.氢气的密度较大 B.氧气的密度较大 C.氢气的压强较大 D.两气体压强相等 C 解析：两集气瓶中气体的质量相同、体积相同,则两种气体的密度相同,故A、B错误;设摩尔质量为M,则分子数N=       ,由于氢气分子的摩尔质量较小,则其分子数较多,相同温度下,氢气的压强更大,故C正确,D错误。 典例分析 5.正方体密闭容器中有大量运动粒子,每个粒子质量均为m,单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题,我们假定:粒子大小可以忽略;其速率均为v,且与器壁各面碰撞的机会均等;与器壁碰撞前后瞬间,粒子速度方向都与器壁垂直,且速率不变。利用所学力学知识,导出器壁单位面积所受粒子压力大小为f,则(　    ) A.一个粒子每与器壁碰撞一次,给器壁的冲量大小为I=mv B.Δt时间内粒子给面积为S的器壁的冲量大小为 C.器壁单位面积所受粒子压力大小为f= D.器壁所受的压强大小为 D Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 FormatFactory : www.pcfreetime.com Lavf59.6.100 新课标初中物理九年级视频资源（分子间的作用力） 人民教育出版社 Lavf58.29.100 人民教育出版社（版权所有　不得转载） Lavf59.6.100 EV录屏3.9.7软件录制 Lavf56.38.102 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