物理：第1章第1节《分子动理论的基本观点》课件（鲁科版选修3-3）

欢迎进入物理课堂 第1节分子动理论的基本观点 课前自主学案 核心要点突破 课标定位 课堂互动讲练 第1节 知能优化训练 课标定位 学习目标 1 建立分子模型 认识分子动理论的基本观点 2 掌握油膜法测量油酸分子大小的方法 3 知道阿伏伽德罗常数及意义 能利用它联系微观量和宏观量 4 知道布朗运动与分子热运动的区别 理解布朗运动产生的原因 5 知道分子间作用力的特点和变化规律 重点难点 1 用油膜法测分子的直径 2 阿伏伽德罗常数的应用 3 分子间相互作用力的特点 课前自主学案 一 物体由大量分子组成1 分子的大小 1 油膜法是一种粗略测定分子大小的方法 其方法是把油滴滴到水面上 油在水面上散开 形成 如果把分子看成球形 单分子油膜的厚度就可以认为等于 单分子油膜 分子的直径 3 一般分子直径的数量级为 m 物理学中用各种不同的方法测定分子的大小 用不同方法测出的分子大小 但数量级 10 10 不同 相同 2 阿伏伽德罗常数 1 1mol的任何物质含有的 这个数叫做 其值为NA 6 02 1023mol 1 2 分子质量的数量级在10 27 10 25 3 通过 可以将物质的体积 质量这些宏观量与分子的大小 质量这些微观量联系起来 分子数目相同 阿伏伽德罗常数 阿伏伽德罗常数 二 分子永不停息地做无规则运动1 扩散现象所谓扩散现象 指的是不同物质互相接触时 的现象 2 布朗运动 1 定义 悬浮在液体 或气体 中的微粒所做的永不停息的 2 产生的原因 微粒在液体中受到 的撞击不平衡引起的 3 影响布朗运动的因素 彼此进入对方 无规则运动 液体分子 微粒大小 微粒 布朗运动越明显 温度高低 温度 布朗运动越剧烈 4 意义 反映了分子在永不停息地做 运动 越小 越高 无规则 思考感悟扫地时 致使大量灰尘漂浮在空气中 这些灰尘的运动是布朗运动吗 提示 不是 布朗运动永不停息 是悬浮在液体 或气体 中的微粒的运动 布朗运动是肉眼看不到的 3 热运动分子的无规则运动跟 有关 这种运动叫热运动 越高 分子的热运动越激烈 三 分子间存在着相互作用力1 研究表明 分子之间同时存在着 和 它们的大小与 有关 2 分子力与分子间距离的关系 温度 温度 引力 斥力 分子间的距离 核心要点突破 特别提醒 无论是球体还是立方体 它们只是模型 并不是分子的真实形状 4 当重做实验时 水从盘的一侧边缘倒出 在这侧边缘会残留油酸 可用少量酒精清洗 并用脱脂棉擦拭 再用清水冲洗 这样做可保持盘的清洁 5 从盘的中央加痱子粉 粉自动扩散至均匀 这是由于以下两种因素所致 第一 加粉后水的表面张力系数变小 水将粉粒拉开 第二 粉粒之间的排斥 这样做比将粉撒在水面上的效果好 6 本实验只要求估算分子的大小 实验结果的数量级符合要求即可 特别提醒 固体 液体分子可视为球形 气体分子间紧密排列忽略间隙 可以近似认为气体分子均匀分布 每个气体分子占据一个正方体 其边长即为气体分子间的距离 四 对布朗运动的理解1 布朗运动的产生 1 布朗运动的无规则性 悬浮微粒受到液体分子撞击不平衡是形成布朗运动的原因 由于液体分子的运动是无规则的 使微粒受到较强撞击的方向也不确定 所以布朗运动是无规则的 2 微粒越小 布朗运动越明显 悬浮微粒越小 某时刻与它相撞的分子数越少 来自各方向的冲击力越不平衡 另外微粒越小 其质量也就越小 相同冲击力下产生的加速度越大 因此微粒越小 布朗运动越明显 3 温度越高 布朗运动越激烈 温度越高 液体分子的运动 平均 速率越大 对悬浮于其中的微粒的撞击作用也越大 微粒越不易平衡 产生的加速度也越大 因此温度越高 布朗运动越激烈 2 布朗运动与热运动的区别与联系 五 对分子间作用力的理解1 在任何情况下 分子间总是同时存在着引力和斥力 而实际表现出来的分子力 则是分子引力和斥力的合力 2 分子力与分子间距离变化的关系 1 分子间的引力和斥力都随分子间距离r变化 但变化情况不同 如图1 1 1所示 其中 虚线分别表示引力和斥力随分子间距离r的变化 实线表示它们的合力f随分子间距离r的变化 图1 1 1 当r r0时 f引 f斥 f 0 当rr0时 f引和f斥都随分子间距离的增大而减小 但f斥减小得更快 分子力表现为引力 当r 10r0 10 9m 时 f引和f斥都十分微弱 可认为分子间无相互作用力 f 0 2 r0的意义分子间距离r r0时 分子力为零 所以分子间距离等于r0 数量级为10 10m 的位置叫平衡位置 注意 r r0时 分子力等于零 并不是分子间无引力和斥力 r r0时 即分子处于平衡位置时 并不是静止不动 而是在平衡位置附近振动 特别提醒 引力和斥力都随分子间距离的增大而减小 但斥力变化得更快 课堂互动讲练 酒精油酸溶液的浓度为每1000mL酒精油酸溶液中有油酸0 6mL 用滴管向量筒内滴50滴上述溶液 量筒中的溶液体积增加1mL 若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中 由于酒精溶于水 油酸在水面展开 稳定后形成单分子油膜的形状如图1 1 2所示 图1 1 2 1 若每一小方格的边长为30mm 则油酸薄膜的面积为 m2 2 每一滴酒精油酸溶液含有纯油酸的体积为 m3 3 根据上述数据 估算出油酸分子的直径为 m 思路点拨 根据油膜法测分子直径的原理和方法分析 答案 1 4 95 10 2 2 1 2 10 11 3 2 4 10 10 方法总结 1 油膜法测分子直径应将分子看成小球 且紧密排列 形成的油膜为 油酸 单分子层 即油膜厚为 油酸 分子直径 2 数油膜面积对应的正方形个数时 完整的每个算一个 大于等于半个的算一个 不到半个的舍去 变式训练1 2011年高考上海卷 在 用单分子油膜估测分子大小 实验中 1 某同学操作步骤如下 取一定量的无水酒精和油酸 制成一定浓度的油酸酒精溶液 在量筒中滴入一滴该溶液 测出它的体积 在蒸发皿内盛一定量的水 再滴入一滴油酸酒精溶液 待其散开稳定 在蒸发皿上覆盖透明玻璃 描出油膜形状 用透明方格纸测量油膜的面积 改正其中的错误 2 若油酸酒精溶液体积浓度为0 10 一滴溶液的体积为4 8 10 3mL 其形成的油膜面积为40cm2 则估测出油酸分子的直径为 m 答案 1 在量筒中滴入N滴溶液 在水面上先撒上痱子粉 2 1 2 10 9 已知汞的摩尔质量为200 5 10 3kg mol 密度为13 6 103kg m3 则一个汞原子的体积是多少 体积为1cm3的汞中有多少个汞原子 思路点拨 先建立模型 再运用公式 答案 2 4 10 29m34 1 1022个 方法总结 1 由宏观量去计算微观量 或由微观量去计算宏观量 都要借助阿伏伽德罗常数 2 在计算体积为1cm3的汞中含有多少个汞原子时 也可先通过密度计算出1cm3的汞的质量 然后除以汞的摩尔质量 求出物质的量 再乘以阿伏伽德罗常数 就可得出1cm3的汞中含有的汞原子数 3 对微观量估算时 应注意单位的统一 有效值的取舍 数量级的计算一定要准确 在观察布朗运动的实验过程中 每隔5s记录下颗粒的位置 最后将这些位置用直线依次连接 如图1 1 3所示 下列说法错误的是 图1 1 3 A 由图可以看出布朗运动是无规则的B 图中轨迹就是颗粒无规则运动的轨迹C 若对比不同温度下的轨迹 可以看出温度高时布朗运动显著D 若对比不同颗粒大小时的轨迹 可以看出颗粒越小 布朗运动越显著 思路点拨 根据布朗运动的特点分析判断 精讲精析 由于是每隔5s记录下颗粒的位置 最后将这些位置用直线依次连接 但并不知道这5s时间内颗粒的运动轨迹 其实这5s内的轨迹也是无规则的 所以记录下的并不是颗粒的实际运动轨迹 单从图中看不出温度与颗粒大小对布朗运动的影响 答案 BCD 方法总结 颗粒位置记录图就是在显微镜下每隔一定时间把颗粒的位置记录下来 然后把这些位置依次连结起来绘制而成的 它不是颗粒的轨迹 但可大致判断颗粒的运动情况 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的说法正确的是 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 分子处于平衡状态 不受力C 当分子间的距离从0 5r0增大到10r0的过程中 分子间的引力和斥力都在减小 且斥力比引力减小得快D 当分子间的距离从0 5r0增大到10r0的过程中 分子间相互作用力的合力在逐渐减小 思路点拨 判断分子力与分子间距离变化的关系时要明确 分子间的引力和斥力是同时存在的 且它们随分子间距离的变化同时增大或减小 而分子间作用力的合力随距离如何变化要看在哪个范围内 自主解答 分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的 当r r0时 f引 f斥 每个分子所受的合力为零 并非不受力 当rf引 合力为斥力 并非只受斥力 故A B错误 当分子间的距离从0 5r0增大到10r0的过程中 分子间的引力和斥力都减小 且斥力比引力减小得快 分子间作用力的合力先减小到零 再增大后又减小到零 故C正确 D错误 答案 C 方法总结 本题易误选A B 解此题时应注意 1 当r r0时 分子所受合力为零 并非没有f引 f斥 2 当分子所受合力表现为斥力时 并非不受引力 而是f引 f斥 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全