第一章 1 分子动理论的基本内容（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高二物理选择性必修第三册教师用书（人教版 浙江）

1　分子动理论的基本内容 ［学习目标］　1.认识物体是由大量分子组成的(重点)。2.知道扩散现象和布朗运动，理解扩散现象和布朗运动产生的原因(重点)。3.知道分子间存在空隙和相互作用力，并理解分子间的作用力与分子间距离的关系(重难点)。4.明确分子动理论的内容。 一、物体是由大量分子组成的 一片叶子在显微镜下放大6倍，可以看到清晰的叶脉；放大100倍，可以看到叶面的表皮细胞和气孔；再不断放大，可以看到叶绿体。物体是由分子、原子构成的，要放大到什么程度才能看到组成叶片的分子；分子究竟有多小？ 答案　用能放大几亿倍的扫描隧道显微镜才能观察到叶片表面原子的排列，大多数分子线度的数量级为0.1 nm即10-10 m 1.物体是由大量分子组成的。 (1)研究对象：在研究物体的热运动性质和规律时，把组成物体的分子、原子或者离子统称为热学上的分子。 (2)分子大小：多数分子直径的数量级为10-10 m。 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。这个数量可以用阿伏加德罗常数表示。 (2)数值：NA=6.02×1023 mol-1。 (3)意义：阿伏加德罗常数把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子大小等微观物理量联系起来，即阿伏加德罗常数NA是联系宏观量与微观量的桥梁。 (1)物体是由大量分子组成的，分子是不可再分的最小单元。(　×　) (2)本节所说的“分子”，既包含化学中的分子，也包含原子和离子。(　√　) (3)无论是有机物质，还是无机物质，分子大小数量级都是10-10 m。(　×　) (4)高倍的光学显微镜能够直接看到分子。(　×　) 例1　180 g水中含有多少个水分子？若一个人每分钟数200个分子，需要数多长时间？(已知水的摩尔质量为18 g/mol，NA≈6.0×1023 mol-1) 答案　6.0×1024个　3×1022 min(约5.7×1016年) 解析　180 g水的物质的量 n== mol=10 mol 180 g水中所含的分子数N=nNA=6.0×1024个 t= min=3.0×1022 min≈5.7×1016年。 二、分子热运动 1.扩散 如图所示，一个装有无色空气的广口瓶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，抽去玻璃板后发现上面瓶中气体变成淡红棕色，下面瓶中气体颜色变淡。这种现象说明了什么问题？ 答案　说明分子在做无规则运动(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：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的。 (3)意义：扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证据之一。 (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。 在两个相同的玻璃杯中分别装入质量相等的冷水和热水，然后，在两杯水中同时滴入等量的蓝黑墨水。一段时间后，两个杯子中的蓝黑墨水呈现出如图所示的扩散现象。请你解释这种现象。 答案　扩散快慢与温度有关，温度越高，扩散越快。 2.布朗运动 (1)定义：悬浮微粒的无规则运动。 (2)产生原因：布朗运动是由微粒在液体中受到液体分子的撞击引起的。液体分子不停地做无规则运动，不断地撞击微粒，在某一瞬间，微粒在某个方向受到的撞击作用较强；在下一瞬间，微粒受到另一方向的撞击作用较强，这样就引起了微粒无规则的运动。 (3)影响因素 ①微粒的大小：悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少，撞击作用的不平衡性表现得越明显，并且微粒越小，它的质量越小，其运动状态越容易被改变，布朗运动越明显。 ②温度的高低：温度越高，布朗运动越剧烈。 (4)意义：悬浮微粒的无规则运动并不是分子的运动，但这一现象可以间接地反映液体分子运动的无规则性。 小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动。他把小颗粒每隔相等时间的位置记录在坐标纸上(如图)，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来。根据记录情况，小张得出结论：固体小颗粒的运动是无规则的，由此证明水分子的运动是无规则的。小李不同意小张的结论，他认为：“小颗粒沿着笔直的折线运动，说明水分子在短时间内的运动是规则的，否则小颗粒怎么会沿直线运动？”对此，说说你的看法。 答案　不同意小李的说法，因为小张是每隔一定时间记录小颗粒的位置，而在这段时间内，小颗粒也在不停地做无规则运动，笔直的折线并不是小颗粒的运动轨迹，无法反映其短时间内的运动性质。 (1)阳光从狭缝中射入较暗的室内，透过阳光看到飞舞的尘埃，这些尘埃颗粒的运动就是布朗运动。(　×　) (2)向一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高，布朗运动越剧烈。(　×　) (3)布朗运动就是液体分子的无规则运动。(　×　) (4)布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动。(　×　) (5)在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动。(　√　) 3.热运动 (1)定义：分子永不停息的无规则运动。 (2)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。 温度降低，分子的热运动变慢，当温度降低到0 ℃ 以下时，分子就停止运动了，这种说法对吗？ 答案　不对。分子的热运动是永不停息的。虽然温度降低，分子的无规则运动变慢，但不会停止，所以当温度降低到0 ℃以下时，分子的无规则运动仍然不会停止。 例2　关于扩散现象，下列说法正确的是(　　) A.温度越高，扩散进行得越快 B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C.扩散现象只能在液体中发生 D.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 答案　A 解析　根据分子扩散现象的显著程度与温度的关系，温度越高，扩散进行得越快，故A正确；扩散现象是由分子无规则运动引起的，没有产生新的物质，不是化学反应的结果，是物理现象，故B错误；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故C错误；液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，而是由于液体分子无规则运动产生的，故D错误。 1.扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的。 2.气体物质的扩散现象最显著；常温下物质处于固态时扩散现象不明显。 3.扩散现象发生的显著程度与物质的温度有关，温度越高，扩散现象越显著，这表明温度越高，分子运动得越剧烈。 4.扩散现象还说明分子间存在间隙。 例3　(多选)气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态微粒所组成的气态分散系统。这些固态或液态微粒的大小一般在10-3~103 μm之间。已知布朗运动微粒大小通常在10-6 m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的运动 B.在布朗运动中，固态或液态微粒越小，布朗运动越剧烈 C.在布朗运动中，微粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹 D.当固态或液态微粒很小时，能很长时间都悬浮在气体中，是受到气体分子无规则热运动撞击而导致的 答案　BD 解析　悬浮在气体介质中的固态或液态微粒的无规则运动是布朗运动。布朗运动是气体分子无规则热运动撞击微粒的结果，所以它反映的是气体分子的无规则运动；微粒越小，气体分子对微粒的撞击作用越不容易平衡，布朗运动越剧烈，故B、D正确，A错误；在布朗运动中，微粒本身并不是分子，而是分子团，所以微粒无规则运动的轨迹不是分子无规则运动的轨迹，故C错误。 三、分子间的作用力 既然分子在永不停息地做无规则运动，为什么固体和液体的分子不散开，而能保持一定的体积？为什么固体能保持一定的形状很难被压缩呢？ 答案　分子之间存在引力和斥力 1.分子间有空隙 (1)气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在着很大的空隙。 (2)水和酒精混合后总体积会减小，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，说明固体分子之间也存在着空隙。 2.分子间的作用力 (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<r0时，分子间的作用力F表现为斥力。 ②当r=r0时，分子间的作用力F为0，这个位置称为平衡位置。 ③当r>r0时，分子间的作用力F表现为引力。 (2)产生原因：由原子内部带电粒子的相互作用引起的。 实验表明分子间同时存在引力和斥力。如图为分子间引力、分子间斥力及分子间作用力(即分子引力与分子斥力的合力)与分子间距离的关系。由图分析可知： (1)分子间引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，分子斥力变化得更快(填“快”或“慢”)。 (2)实际的分子力是引力和斥力的合力，r<r0时，斥力大于引力，分子间表现为斥力，随距离的增大，分子力减小；r=r0时，引力等于斥力，分子力F为0，r>r0时引力大于斥力，分子间表现为引力，随距离的增大，分子力先增大后减小。 (1)当两个物体紧靠在一起时，并没有粘在一起是因为此时两个物体间的分子力表现为斥力。(　×　) (2)水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现。(　√　) (3)气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现。(　×　) (4)两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空(马德堡半球)，用力很难拉开，这就是分子间存在引力的宏观表现。(　×　) (5)用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这就是分子间存在引力的宏观表现。(　√　) 例4　(2023·温州市知临中学高二期末)如图是分子间相互作用力与分子间距离的关系图像，下列关于分子间相互作用力的说法正确的是(　　) A.分子间相互作用力随两分子间的距离增大而减小 B.当两分子间的距离为0.9r0时，两分子间的作用力表现为引力 C.当两分子间的距离为1.2r0时，两分子间的作用力表现为引力 D.分子间相互作用力随两分子间的距离减小而减小 答案　C 解析　分子间相互作用力随着分子间的距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都减小，但引力比斥力减小得慢，故表现为引力，C正确；由题图可知，分子间相互作用力随两分子间距离的增大先减小后增大再减小，A、D错误； 当两分子间的距离为0.9r0时，两分子间的作用力表现为斥力，B错误。 四、分子动理论 1.分子动理论：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而建立的理论。 2.基本内容 (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运动； (3)分子之间存在着相互作用力。 例5　关于分子动理论的基本观点和实验依据，下列说法正确的是(　　) A.-2 ℃时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动 B.水很难被压缩，是因为压缩时分子间距离变小，相邻分子间只有斥力没有引力 C.沸水中的胡椒粉不断翻滚，说明温度越高布朗运动越剧烈 D.分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小 答案　D 解析　分子永不停息地做无规则运动，-2 ℃时水虽然结为冰，但水分子不会停止热运动，故A错误； 水很难被压缩，是因为压缩时分子间距离变小，相邻分子间斥力大于引力，故B错误； 胡椒粉在沸水中不断翻滚，是水的对流引起的，不是布朗运动，故C错误； 分子间同时存在引力和斥力，分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小，故D正确。 课时对点练　［分值：60分］ 1~8题每题4分，共32分 考点一　物体是由大量分子组成的 1.(多选)物质是由大量分子组成的，下列相关说法正确的是(　　) A.1 mol任何物质都含有相同的微粒数 B.阿伏加德罗常数用符号NA表示，在通常的计算中取NA=6.02×1023 mol-1 C.分子很小，我们无论通过什么方式方法都无法看到它 D.分子很小，虽肉眼看不到，但在高倍光学显微镜下可以观测到 答案　AB 解析　1 mol任何物质都含有相同的微粒数，阿伏加德罗常数用符号NA表示，在通常的计算中取NA=6.02×1023 mol-1，故A、B正确；分子很小，即使用高倍光学显微镜也无法观测到，用扫描隧道显微镜才能观测到，C、D错误。 考点二　分子热运动 2.(2023·宁波市余姚中学高二月考)下列关于布朗运动的说法，正确的是(　　) A.布朗运动是液体分子的无规则运动 B.液体温度越高，悬浮微粒越大，布朗运动越剧烈 C.布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的 D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮微粒撞击作用的不平衡引起的 答案　D 解析　布朗运动是悬浮在液体中的微粒的运动，是液体分子的无规则运动的反映，布朗运动不是由于液体各部分的温度不同而引起的，故A、C错误； 液体温度越高，悬浮微粒越小，布朗运动越剧烈，故B错误； 布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮微粒撞击作用的不平衡引起的，故D正确。 3.(多选)下列现象中属于扩散现象的是(　　) A.樟脑球放在箱子里，过几天箱子里充满了樟脑的气味 B.一杯水中放入一勺白糖，过一会儿水变甜了 C.洒水车将水喷洒在路面上 D.铁件放在土表面，时间长了，接触部位铁件会有锈 答案　AB 解析　樟脑球放在箱子里，过几天箱子里充满了樟脑的气味，是樟脑球中某种成分分子的无规则运动，属于扩散现象，故A正确；一杯水中放入一勺白糖，过一会儿水变甜了，是糖分子的运动，属于扩散现象，故B正确；洒水车将水喷洒在路面上，是物体的机械运动，不是扩散现象，故C错误；铁件放在土表面，时间长了，接触部位铁件会有锈，是化学反应，不是扩散现象，故D错误。 4.(2023·宁波市高二期末)用显微镜观察悬浊液中小碳粒的布朗运动，实验中每隔30 s把小碳粒的位置记录下来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来，便可以得到如图所示的图像。下列说法正确的是(　　) A.小碳粒的布朗运动属于分子热运动 B.小碳粒做布朗运动间接表明液体分子的运动是无规则的 C.图中折线表明小碳粒在短时间内的运动是规则的 D.温度越低，小碳粒的质量越小，布朗运动就越不明显 答案　B 解析　布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动，小碳粒不是分子，所以小碳粒的布朗运动不属于分子热运动，故A错误；布朗运动是由液体分子不停地做无规则运动，从各个方向对小碳粒撞击作用的不平衡引起的，所以小碳粒做布朗运动间接表明液体分子的运动是无规则的，故B正确；题图中折线仅是每间隔30 s小碳粒所处两个位置的连线，而在这30 s内小碳粒的具体位置不明，所以题图中折线不能表明小碳粒在短时间内的运动是规则的，故C错误；小碳粒的质量越大，撞击小碳粒的液体分子越多，撞击作用的不平衡性越不明显，布朗运动就越不明显，故D错误。 5.(2022·诸暨市第二高级中学高二期中)如图所示，把一块铅和一块金的接触面磨平、磨光后紧紧压在一起，五年后发现金中有铅、铅中有金。对此现象，下列说法正确的是(　　) A.属于扩散现象，原因是金分子和铅分子的相互吸引 B.属于扩散现象，原因是金分子和铅分子的无规则运动 C.属于布朗运动，由于外界压力使小金粒、小铅粒彼此进入对方中 D.属于布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中 答案　B 解析　把铅块和金块的接触面磨平、磨光，使两者接触面紧紧贴近，由于分子不停地做无规则的热运动，金分子和铅分子彼此进入对方，这是扩散现象，故A错误，B正确；布朗运动是指悬浮在液体或气体中固体微粒的无规则运动，故C、D错误。 6.雾霾天气是一种大气污染状态，霾粒子的分布比较均匀，而且灰霾粒子的尺度比较小，从0.001微米到10微米，平均直径大约在1~2微米左右，肉眼看不到空中飘浮的颗粒物。已知布朗运动微粒大小通常在10-6 m数量级，从物理学的角度认识雾霾，下列说法正确的是(　　) A.雾霾天气中霾粒子的运动是布朗运动 B.霾粒子的运动是分子的运动 C.霾粒子的扩散形成霾 D.霾粒子的运动与温度无关 答案　A 解析　雾霾天气中霾粒子的运动是由气体分子撞击霾粒子的不平衡性而产生的布朗运动，不是分子的运动，故A正确，B错误； 霾粒子的布朗运动形成霾，故C错误； 霾粒子的运动与温度有关，温度越高，霾粒子的运动越剧烈，故D错误。 考点三　分子间的作用力 7.(2022·乐清市知临中学高二期末)两分子间的作用力F与分子间距离r的关系图像如图所示，下列说法中正确的是(　　) A.r<r1时，两分子间的引力为零 B.r1<r<r2时，两分子间的作用力随r的增大而逐渐增大 C.r=r2时，两分子间的引力最大 D.r>r2时，两分子间的引力随r的增大而增大，斥力为零 答案　B 解析　分子间同时存在引力和斥力，r<r1时，斥力大于引力，合力表现为斥力，故A错误；由题图知，r1<r<r2时，两分子间的作用力随r的增大而逐渐增大，故B正确；分子间同时存在引力和斥力，且均随着两分子间距离的减小而增大，r=r2时，两分子间的引力不是最大，故C错误；r>r2时，两分子间的引力随r的增大而减小，斥力不为零，故D错误。 8.(多选)如图所示，是分子间作用力与分子间距离的关系，其中两虚线分别表示分子间斥力和引力与分子间距离的关系，实线表示分子间作用力F(斥力和引力的合力)与分子间距离r的关系，由图可知下列说法中正确的是(　　) A.分子间距离为r0时，分子间没有相互作用 B.分子间距离增大时，分子间斥力减小，引力增大 C.分子间距离大于r0时，分子间的引力总是大于斥力 D.分子间距离增大时，分子间作用力可能先减小后增大再减小 答案　CD 解析　分子间距离为r0时，分子间的斥力和引力平衡，对外表现为分子间作用力等于零，但分子间仍有相互作用，故A错误；分子间距离增大时，分子间斥力和引力都减小，故B错误；分子间距离大于r0时，分子间的引力大于分子间的斥力，对外表现为引力，故C正确；分子间距离小于r0时，分子间作用力表现为斥力，随着分子间距离增大，分子间作用力逐渐减小；分子间距离大于r0时，分子间作用力表现为引力，随着分子间距离增大，分子间作用力先增大后减小，故D正确。 9~11题每题7分，共21分 9.(2023·嘉兴市高二期中)人们常用84消毒液对一些场所的地面等进行消毒，84消毒液的主要成分是次氯酸钠(NaClO)，在喷洒过程中人们常闻到一些刺鼻的味道，下列说法正确的是(　　) A.说明分子间存在斥力 B.这是次氯酸钠分子做布朗运动的结果 C.如果场所温度降到0 ℃以下，就闻不到刺鼻的味道了 D.如果场所温度升高，能更快闻到刺鼻的味道 答案　D 解析　根据题意不能说明分子间存在斥力，故A错误；喷洒84消毒液过程中闻到刺鼻的味道，是NaClO分子扩散的结果，扩散现象的本质是分子的无规则运动，故B错误；如果场所温度降到0 °C以下，依然有NaClO分子在做无规则运动，依然能闻到刺鼻的味道，故C错误；分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子的无规则运动越剧烈，扩散越快，如果场所温度升高，能更快闻到刺鼻的味道，故D正确。 10.某同学用显微镜观察用水稀释的墨汁中小炭粒的运动情况，在两次实验中分别追踪小炭粒a、b的运动，每隔30 s把炭粒的位置记录下来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来，得到如图所示的两炭粒运动的位置连线图，其中P、Q两点是炭粒a运动的位置连线上的两点，则下列说法中正确的是(　　) A.若水温相同，则炭粒b颗粒较大 B.若两炭粒颗粒大小相同，则炭粒a所处的水中水温更低 C.两炭粒运动的位置连线图反映了碳分子的运动是无规则运动 D.炭粒a在P、Q两点间的运动一定是直线运动 答案　A 解析　炭粒越大，受到液体分子碰撞作用的不平衡性越不明显，布朗运动越不显著，故b颗粒较大，A正确；温度越高，布朗运动越剧烈，a运动更剧烈，故a所处的水中水温更高，B错误；两炭粒的运动是无规则的，说明液体分子做无规则运动，C错误；题图为炭粒每隔30 s的位置连线图，而不是其运动轨迹图，连线仅代表位置变化，炭粒运动并非直线，D错误。 11.(多选)(2023·宁波市余姚中学高二月考)分子甲固定在原点，分子乙可在x轴上运动，甲对乙的作用力F只与甲、乙之间的距离x有关，在2.2×10-10 m≤x≤5.0×10-10 m的范围内，F大小与x的关系如图所示。若乙自P点由静止开始运动，且乙只受力F作用，规定力F沿+x方向为正，下列说法正确的是(　　) A.乙运动到R点时，速度最大 B.乙运动到Q点时，速度最大 C.乙运动到Q点后，静止于该处 D.乙位于P点时，加速度最大 答案　BD 解析　由题图可知，分子乙从P由静止开始向右做加速运动，经过Q后做减速运动，因此经过Q点时速度最大，故A、C错误，B正确；由题图可知乙在P点受力最大，根据牛顿第二定律知乙在P点时的加速度最大，故D正确。 (7分) 12.(多选)如图所示，横坐标r表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法中正确的是(　　) A.ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10-10 m B.ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10-10 m C.当两分子间距离在r0附近时，若两个分子间距离增加，分子间斥力减小得比引力更快 D.若r=r0，则分子间没有引力和斥力 答案　AC 解析　在F-r图像中，在r=r0附近随着距离的增加，斥力比引力减小得快，则知ab为引力曲线，cd为斥力曲线，题图中曲线交点e对应r=r0，即e点横坐标的数量级为10-10 m，此时分子间引力和斥力的合力为零，但分子间引力和斥力同时存在，故A、C正确，B、D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $ DIYIZHANG 第一章 1　分子动理论的基本内容 1 1.认识物体是由大量分子组成的(重点)。 2.知道扩散现象和布朗运动，理解扩散现象和布朗运动产生的原因(重点)。 3.知道分子间存在空隙和相互作用力，并理解分子间的作用力与分子间距离的关系(重难点)。 4.明确分子动理论的内容。 学习目标 2 四、分子动理论 一、物体是由大量分子组成的 二、分子热运动 课时对点练 三、分子间的作用力 内容索引 3 物体是由大量分子组成的 一 4 一片叶子在显微镜下放大6倍，可以看到清晰的叶脉；放大100倍，可以看到叶面的表皮细胞和气孔；再不断放大，可以看到叶绿体。物体是由分子、原子构成的，要放大到什么程度才能看到组成叶片的分子；分子究竟有多小？ 答案　用能放大几亿倍的扫描隧道显微镜才能观察到叶片表面原子的排列，大多数分子线度的数量级为0.1 nm即10-10 m 1.物体是由 组成的。 (1)研究对象：在研究物体的热运动性质和规律时，把组成物体的分子、原子或者离子统称为热学上的 。 (2)分子大小：多数分子直径的数量级为10-10 m。 梳理与总结 大量分子 分子 2.阿伏加德罗常数 (1)定义：1 mol的任何物质都含有 的粒子数。这个数量可以用阿伏加德罗常数表示。 (2)数值：NA= mol-1。 (3)意义：阿伏加德罗常数把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子大小等微观物理量联系起来，即阿伏加德罗常数NA是联系宏观量与微观量的桥梁。 6.02×1023 相同 (1)物体是由大量分子组成的，分子是不可再分的最小单元(　　) (2)本节所说的“分子”，既包含化学中的分子，也包含原子和离子。 (　　) (3)无论是有机物质，还是无机物质，分子大小数量级都是10-10 m。 (　　) (4)高倍的光学显微镜能够直接看到分子。(　　) √ × × × 易错辨析 180 g水中含有多少个水分子？若一个人每分钟数200个分子，需要数多长时间？(已知水的摩尔质量为18 g/mol，NA≈6.0×1023 mol-1) 例1 答案　6.0×1024个　3×1022 min(约5.7×1016年) 180 g水的物质的量 n== mol=10 mol 180 g水中所含的分子数N=nNA=6.0×1024个 t= min=3.0×1022 min≈5.7×1016年。 返回 分子热运动 二 10 1.扩散 如图所示，一个装有无色空气的广口瓶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，抽去玻璃板后发现上面瓶中气体变成淡红棕色，下面瓶中气体颜色变淡。这种现象说明了什么问题？ 答案　说明分子在做无规则运动(扩散现象)。 (1)定义：不同种物质能够彼此 的现象。 (2)产生原因：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的 产生的。 (3)意义：扩散现象是物质分子 的证据之一。 (4)应用：生产半导体器件时，在高温条件下通过分子的 ，在纯净半导体材料中掺入其他元素。 梳理与总结 进入对方 无规则运动 永不停息地做无规则运动 扩散 在两个相同的玻璃杯中分别装入质量相等的冷水和热水，然后，在两杯水中同时滴入等量的蓝黑墨水。一段时间后，两个杯子中的蓝黑墨水呈现出如图所示的扩散现象。请你解释这种现象。 答案　扩散快慢与温度有关，温度越高，扩散越快。 思考与讨论 2.布朗运动 (1)定义： 的无规则运动。 (2)产生原因：布朗运动是由微粒在液体中受到 的撞击引起的。液体分子不停地做无规则运动，不断地撞击微粒，在某一瞬间，微粒在某个方向受到的撞击作用较强；在下一瞬间，微粒受到另一方向的撞击作用较强，这样就引起了微粒无规则的运动。 悬浮微粒 液体分子 (3)影响因素 ①微粒的大小：悬浮在液体中的微粒越 ，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少，撞击作用的 表现得越明显，并且微粒越小，它的质量越小，其运动状态越容易被改变，布朗运动 。 ②温度的高低：温度越高，布朗运动越 。 (4)意义：悬浮微粒的无规则运动并不是分子的运动，但这一现象可以间接地反映 运动的无规则性。 小 不平衡性 越明显 剧烈 液体分子 小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动。他把小颗粒每隔相等时间的位置记录在坐标纸上(如图)，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来。根据记录情况，小张得出结 论：固体小颗粒的运动是无规则的，由此证明 水分子的运动是无规则的。小李不同意小张的 结论，他认为：“小颗粒沿着笔直的折线运动， 说明水分子在短时间内的运动是规则的，否则 小颗粒怎么会沿直线运动？”对此，说说你的 看法。 思考与讨论 答案　不同意小李的说法，因为小张是每隔一定时间记录小颗粒的位置，而在这段时间内，小颗粒也在不停地做无规则运动，笔直的折线并不是小颗粒的运动轨迹，无法反映其短时间内的运动性质。 (1)阳光从狭缝中射入较暗的室内，透过阳光看到飞舞的尘埃，这些尘埃颗粒的运动就是布朗运动。(　　) (2)向一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高，布朗运动越剧烈。(　　) (3)布朗运动就是液体分子的无规则运动。(　　) (4)布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动。(　　) (5)在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动。(　　) × × × × √ 易错辨析 3.热运动 (1)定义：分子 运动。 (2)特点：①永不停息；②运动无规则；③ 越高，分子的热运动越剧烈。 永不停息的无规则 温度 温度降低，分子的热运动变慢，当温度降低到0 ℃ 以下时，分子就停止运动了，这种说法对吗？ 答案　不对。分子的热运动是永不停息的。虽然温度降低，分子的无规则运动变慢，但不会停止，所以当温度降低到0 ℃以下时，分子的无规则运动仍然不会停止。 思考与讨论 　关于扩散现象，下列说法正确的是 A.温度越高，扩散进行得越快 B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C.扩散现象只能在液体中发生 D.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 例2 √ 根据分子扩散现象的显著程度与温度的关系，温度越高，扩散进行得越快，故A正确； 扩散现象是由分子无规则运动引起的，没有产生新的物质，不是化学反应的结果，是物理现象，故B错误； 扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故C错误； 液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，而是由于液体分子无规则运动产生的，故D错误。 总结提升 1.扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的。 2.气体物质的扩散现象最显著；常温下物质处于固态时扩散现象不明显。 3.扩散现象发生的显著程度与物质的温度有关，温度越高，扩散现象越显著，这表明温度越高，分子运动得越剧烈。 4.扩散现象还说明分子间存在间隙。 　(多选)气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态微粒所组成的气态分散系统。这些固态或液态微粒的大小一般在10-3~103 μm之间。已知布朗运动微粒大小通常在10-6 m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的运动 B.在布朗运动中，固态或液态微粒越小，布朗运动越剧烈 C.在布朗运动中，微粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹 D.当固态或液态微粒很小时，能很长时间都悬浮在气体中，是受到气体 分子无规则热运动撞击而导致的 例3 √ √ 悬浮在气体介质中的固态或液态微粒的无规则运动是布朗运动。布朗运动是气体分子无规则热运动撞击微粒的结果，所以它反映的是气体分子的无规则运动；微粒越小，气体分子对微粒的撞击作用越不容易平衡，布朗运动越剧烈，故B、D正确，A错误； 在布朗运动中，微粒本身并不是分子，而是分子团，所以微粒无规则运动的轨迹不是分子无规则运动的轨迹，故C错误。 返回 分子间的作用力 三 26 既然分子在永不停息地做无规则运动，为什么固体和液体的分子不散开，而能保持一定的体积？为什么固体能保持一定的形状很难被压缩呢？ 答案　分子之间存在引力和斥力 1.分子间有空隙 (1)气体很容易被压缩，说明 分子之间存在着很大的空隙。 (2)水和酒精混合后总体积会减小，说明 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____分子之间也存在着空隙。 梳理与总结 气体 液体 固体 2.分子间的作用力 (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<r0时，分子间的作用力F表现为 力。 ②当r=r0时，分子间的作用力F为 ，这个位置称为 位置。 ③当r>r0时，分子间的作用力F表现为 力。 (2)产生原因：由原子内部 的相互作用引起的。 斥 平衡 引 带电粒子 0 实验表明分子间同时存在引力和斥力。如图为分子间引力、分子间斥力及分子间作用力(即分子引力与分子斥力的合力)与分子间距离的关系。由图分析可知： (1)分子间引力和斥力都随分子间距离的增大而 ，分子斥力变化得更 (填“快”或“慢”)。 (2)实际的分子力是引力和斥力的合力，r<r0时， 斥力 引力，分子间表现为 力，随距离的增 大，分子力 ；r=r0时，引力 斥力，分子力F为 ，r>r0时引力 斥力，分子间表现为 力，随距离的增大，分子力先 后 。 思考与讨论 减小 快 大于 减小 等于 0 大于 引 增大 减小 斥 (1)当两个物体紧靠在一起时，并没有粘在一起是因为此时两个物体间的分子力表现为斥力。(　　) (2)水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现。(　　) (3)气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现。 (　　) (4)两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空(马德堡半球)，用力很难拉开，这就是分子间存在引力的宏观表现。(　　) (5)用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这就是分子间存在引力的宏观表现。(　　) × √ × × √ 易错辨析 　 (2023·温州市知临中学高二期末)如图是分子间相互作用力与分子间距离的关系图像，下列关于分子间相互作用力的说法正确的是 A.分子间相互作用力随两分子间的距离增大而减小 B.当两分子间的距离为0.9r0时，两分子间的作用力 表现为引力 C.当两分子间的距离为1.2r0时，两分子间的作用力 表现为引力 D.分子间相互作用力随两分子间的距离减小而减小 例4 √ 分子间相互作用力随着分子间的距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都减小，但引力比斥力减小得慢，故表现为引力，C正确； 由题图可知，分子间相互作用力随两分子间距离 的增大先减小后增大再减小，A、D错误； 当两分子间的距离为0.9r0时，两分子间的作用力 表现为斥力，B错误。 返回 分子动理论 四 34 1.分子动理论：把物质的热学性质和规律看作微观粒子 的宏观表现而建立的理论。 2.基本内容 (1)物体是由 分子组成的； (2)分子在做 的 运动； (3)分子之间存在着 。 热运动 大量 永不停息 无规则 相互作用力 　关于分子动理论的基本观点和实验依据，下列说法正确的是 A.-2 ℃时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动 B.水很难被压缩，是因为压缩时分子间距离变小，相邻分子间只有斥力 没有引力 C.沸水中的胡椒粉不断翻滚，说明温度越高布朗运动越剧烈 D.分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小 例5 √ 分子永不停息地做无规则运动，-2 ℃时水虽然结为冰，但水分子不会停止热运动，故A错误； 水很难被压缩，是因为压缩时分子间距离变小，相邻分子间斥力大于引力，故B错误； 胡椒粉在沸水中不断翻滚，是水的对流引起的，不是布朗运动，故C错误； 分子间同时存在引力和斥力，分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小，故D正确。 返回 课时对点练 五 38 考点一　物体是由大量分子组成的 1.(多选)物质是由大量分子组成的，下列相关说法正确的是 A.1 mol任何物质都含有相同的微粒数 B.阿伏加德罗常数用符号NA表示，在通常的计算中取NA=6.02×1023 mol-1 C.分子很小，我们无论通过什么方式方法都无法看到它 D.分子很小，虽肉眼看不到，但在高倍光学显微镜下可以观测到 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 基础对点练 √ 12 √ 1 mol任何物质都含有相同的微粒数，阿伏加德罗常数用符号NA表示，在通常的计算中取NA=6.02×1023 mol-1，故A、B正确； 分子很小，即使用高倍光学显微镜也无法观测到，用扫描隧道显微镜才能观测到，C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 考点二　分子热运动 2.(2023·宁波市余姚中学高二月考)下列关于布朗运动的说法，正确的是 A.布朗运动是液体分子的无规则运动 B.液体温度越高，悬浮微粒越大，布朗运动越剧烈 C.布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的 D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮微粒撞击作用的不平衡引起的 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 布朗运动是悬浮在液体中的微粒的运动，是液体分子的无规则运动的反映，布朗运动不是由于液体各部分的温度不同而引起的，故A、C错误； 液体温度越高，悬浮微粒越小，布朗运动越剧烈，故B错误； 布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮微粒撞击作用的不平衡引起的，故D正确。 12 3.(多选)下列现象中属于扩散现象的是 A.樟脑球放在箱子里，过几天箱子里充满了樟脑的气味 B.一杯水中放入一勺白糖，过一会儿水变甜了 C.洒水车将水喷洒在路面上 D.铁件放在土表面，时间长了，接触部位铁件会有锈 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 √ 樟脑球放在箱子里，过几天箱子里充满了樟脑的气味，是樟脑球中某种成分分子的无规则运动，属于扩散现象，故A正确； 一杯水中放入一勺白糖，过一会儿水变甜了，是糖分子的运动，属于扩散现象，故B正确； 洒水车将水喷洒在路面上，是物体的机械运动，不是扩散现象，故C错误； 铁件放在土表面，时间长了，接触部位铁件会有锈，是化学反应，不是扩散现象，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4.(2023·宁波市高二期末)用显微镜观察悬浊液中小碳粒的布朗运动，实验中每隔30 s把小碳粒的位置记录下来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来，便可以得到如图所示的图像。下列说法正确的是 A.小碳粒的布朗运动属于分子热运动 B.小碳粒做布朗运动间接表明液体分子的运动是无 规则的 C.图中折线表明小碳粒在短时间内的运动是规则的 D.温度越低，小碳粒的质量越小，布朗运动就越不明显 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动，小碳粒不是分子，所以小碳粒的布朗运动不属于分子热运动，故A错误； 布朗运动是由液体分子不停地做无规则运动，从 各个方向对小碳粒撞击作用的不平衡引起的，所 以小碳粒做布朗运动间接表明液体分子的运动是 无规则的，故B正确； 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 题图中折线仅是每间隔30 s小碳粒所处两个位置的连线，而在这30 s内小碳粒的具体位置不明，所以题图中折线不能表 明小碳粒在短时间内的运动是规则的，故C错误； 小碳粒的质量越大，撞击小碳粒的液体分子越多， 撞击作用的不平衡性越不明显，布朗运动就越不 明显，故D错误。 12 5.(2022·诸暨市第二高级中学高二期中)如图所示，把一块铅和一块金的接触面磨平、磨光后紧紧压在一起，五年后发现金中有铅、铅中有金。对此现象，下列说法正确的是 A.属于扩散现象，原因是 金分子和铅分子的相互 吸引 B.属于扩散现象，原因是金分子和铅分子的无规则运动 C.属于布朗运动，由于外界压力使小金粒、小铅粒彼此进入对方中 D.属于布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 把铅块和金块的接触面磨平、磨光，使两者接触面紧紧贴近，由于分子不停地做无规则的热 运动，金分子和铅分子 彼此进入对方，这是扩 散现象，故A错误，B正确； 布朗运动是指悬浮在液体或气体中固体微粒的无规则运动，故C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6.雾霾天气是一种大气污染状态，霾粒子的分布比较均匀，而且灰霾粒子的尺度比较小，从0.001微米到10微米，平均直径大约在1~2微米左右，肉眼看不到空中飘浮的颗粒物。已知布朗运动微粒大小通常在10-6 m数量级，从物理学的角度认识雾霾，下列说法正确的是 A.雾霾天气中霾粒子的运动是布朗运动 B.霾粒子的运动是分子的运动 C.霾粒子的扩散形成霾 D.霾粒子的运动与温度无关 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 雾霾天气中霾粒子的运动是由气体分子撞击霾粒子的不平衡性而产生的布朗运动，不是分子的运动，故A正确，B错误； 霾粒子的布朗运动形成霾，故C错误； 霾粒子的运动与温度有关，温度越高，霾粒子的运动越剧烈，故D错误。 12 考点三　分子间的作用力 7.(2022·乐清市知临中学高二期末)两分子间的作用力F与分子间距离r的关系图像如图所示，下列说法中正确的是 A.r<r1时，两分子间的引力为零 B.r1<r<r2时，两分子间的作用力随r的增大 而逐渐增大 C.r=r2时，两分子间的引力最大 D.r>r2时，两分子间的引力随r的增大而增大，斥力为零 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 分子间同时存在引力和斥力，r<r1时，斥力大于引力，合力表现为斥力，故A错误； 由题图知，r1<r<r2时，两分子间的作用力随r的 增大而逐渐增大，故B正确； 分子间同时存在引力和斥力，且均随着两分子 间距离的减小而增大，r=r2时，两分子间的引力不是最大，故C错误； r>r2时，两分子间的引力随r的增大而减小，斥力不为零，故D错误。 12 8.(多选)如图所示，是分子间作用力与分子间距离的关系，其中两虚线分别表示分子间斥力和引力与分子间距离的关系，实线表示分子间作用力F(斥力和引力的合力)与分子间距离r的关系，由图可知下列说法中正确的是 A.分子间距离为r0时，分子间没有相互作用 B.分子间距离增大时，分子间斥力减小，引力增大 C.分子间距离大于r0时，分子间的引力总是大于斥力 D.分子间距离增大时，分子间作用力可能先减小后增大再减小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ √ 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 分子间距离为r0时，分子间的斥力和引力平衡，对外表现为分子间作用力等于零，但分子间仍有相互作用，故A错误； 分子间距离增大时，分子间斥力和引力都减小， 故B错误； 分子间距离大于r0时，分子间的引力大于分子间 的斥力，对外表现为引力，故C正确； 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 分子间距离小于r0时，分子间作用力表现为斥力，随着分子间距离增大，分子间作用力逐渐减小；分子间距离大于r0时，分子间作用力表现为引力，随着分子间距离增大，分子间作用力先增大后减小，故D正确。 12 9.(2023·嘉兴市高二期中)人们常用84消毒液对一些场所的地面等进行消毒，84消毒液的主要成分是次氯酸钠(NaClO)，在喷洒过程中人们常闻到一些刺鼻的味道，下列说法正确的是 A.说明分子间存在斥力 B.这是次氯酸钠分子做布朗运动的结果 C.如果场所温度降到0 ℃以下，就闻不到刺鼻的味道了 D.如果场所温度升高，能更快闻到刺鼻的味道 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 能力综合练 根据题意不能说明分子间存在斥力，故A错误； 喷洒84消毒液过程中闻到刺鼻的味道，是NaClO分子扩散的结果，扩散现象的本质是分子的无规则运动，故B错误； 如果场所温度降到0 °C以下，依然有NaClO分子在做无规则运动，依然能闻到刺鼻的味道，故C错误； 分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子的无规则运动越剧烈，扩散越快，如果场所温度升高，能更快闻到刺鼻的味道，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 10.某同学用显微镜观察用水稀释的墨汁中小炭粒的运动情况，在两次实验中分别追踪小炭粒a、b的运动，每隔30 s把炭粒的位置记录下来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来，得到如图所示的两炭粒运动的位置连线图，其中P、Q两点是炭粒a运动的位置连线上的两点，则下列说法中正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A.若水温相同，则炭粒b颗粒较大 B.若两炭粒颗粒大小相同，则炭粒a所处的水中水温更低 C.两炭粒运动的位置连线图反映了碳分子的运动是无规则运动 D.炭粒a在P、Q两点间的运动一定是直线运动 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 炭粒越大，受到液体分子碰撞作用的不平衡性越不明显，布朗运动越不显著，故b颗粒较大，A正确； 温度越高，布朗运动越剧烈，a运动 更剧烈，故a所处的水中水温更高， B错误； 两炭粒的运动是无规则的，说明液 体分子做无规则运动，C错误； 题图为炭粒每隔30 s的位置连线图，而不是其运动轨迹图，连线仅代表位置变化，炭粒运动并非直线，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 11.(多选)(2023·宁波市余姚中学高二月考)分子甲固定在原点，分子乙可在x轴上运动，甲对乙的作用力F只与甲、乙之间的距离x有关，在2.2× 10-10 m≤x≤5.0×10-10 m的范围内，F大小与x的关系如图所示。若乙自P点由静止开始运动，且乙只受力F作用，规定力F沿+x方向为正，下列说法正确的是 A.乙运动到R点时，速度最大 B.乙运动到Q点时，速度最大 C.乙运动到Q点后，静止于该处 D.乙位于P点时，加速度最大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 √ 由题图可知，分子乙从P由静止开始向右做加速运动，经过Q后做减速运动，因此经过Q点时速度最大，故A、C错误，B正确； 由题图可知乙在P点受力最大，根据牛顿第二定律知乙在P点时的加速度最大，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12.(多选)如图所示，横坐标r表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法中正确的是 A.ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10-10 m B.ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量 级为10-10 m C.当两分子间距离在r0附近时，若两个分子间距离 增加，分子间斥力减小得比引力更快 D.若r=r0，则分子间没有引力和斥力 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 尖子生选练 √ 12 √ 在F-r图像中，在r=r0附近随着距离的增加，斥力比引力减小得快，则知ab为引力曲线，cd为斥力曲线，题图中曲线交点e对应r=r0，即e点横坐标的数量级为10-10 m，此时分子间引力和斥力的合力为零，但分子间引力和斥力同时存在，故A、C正确，B、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 返回 12 $