高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册1 分子动理论的基本内容完美版ppt课件

第1节　分子动理论的基本内容

【知识梳理与方法突破】

一、物体是由大量分子组成的

1.分子的大小

（1）分子直径的数量级为。

（2）分子质量的数量级一般为。

2.阿伏加德罗常数

（1）定义：的任何物质都含有相同的粒子数，这个数量用阿伏加德罗常数表示。

（2）数值：阿伏加德罗常数常取，粗略计算中可取。

（3）意义：阿伏加德罗常数是一个重要常数。它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子的大小等微观物理量联系起来，即阿伏加德罗常数是联系宏观世界与微观世界的桥梁。

3.宏、微观物理量与阿伏加德罗常数间的关系

（1）已知固体和液体（气体不适用）的摩尔体积和一个分子的体积，则；反之亦可估算分子体积的大小。

（2）已知物质（所有物质，无论液体、固体还是气体均适用）的摩尔质量和一个分子的质量，则；反之亦可估算分子的质量。

（3）已知物体（无论固体、液体还是气体均适用）的体积和摩尔体积，则物体含有的分子数。其中是物体的密度，是物体的质量。

（4）已知物体（无论液体、固体还是气体均适用）的质量和摩尔质量，则物体含有的分子数。

（5）分子体积（一般适用于固体和液体），如果把分子简化成球体，可进一步求出分子的直径。

（6）估算气体分子间的距离

气体分子间的间隙不能忽略，设想气体分子均匀分布，且每个气体分子平均占有的空间为一个小立方体，气体分子间的距离就等于小立方体的边长，如图所示。每个气体分子平均占有的空间体积 ,分子间的距离。

【例1】阿伏加德罗常数是NA，铜的摩尔质量为M，铜的密度是ρ，则下列说法中正确的是（　　）

A．1 m3铜所含原子数目是 B．1 kg铜所含原子数目是ρNA

C．1个铜原子的质量是 D．1个铜原子占有的体积为

【针对训练1】如图所示为食盐晶体结构中钠离子和氯离子的空间分布的示意图，图中相邻离子的中心用线连起来了，组成了一个个大小相等的立方体。已知食盐的密度为，食盐的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数NA，食盐晶体中两个最近的钠离子中心间的距离为（　　）

A． B．

C． D．

二、分子热运动

1.扩散现象的特点

（1）在气体、液体、固体中均能发生，而气体的扩散现象最明显。

（2）扩散快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，表明温度越高，分子运动越剧烈。

（3）从浓度高处向浓度低处扩散，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，扩散现象较为显著。

2.布朗运动的理解

（1）无规则性：悬浮微粒受到液体分子在各个方向上撞击的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）影响因素

①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。

②温度越高，布朗运动越剧烈：温度越高，液体分子的运动（平均）速率越大，对悬浮微粒的撞击作用也越大，产生的加速度也越大，因此温度越高，布朗运动越剧烈。

（3）布朗运动的实质：布朗运动不是分子的运动，而是悬浮微粒的运动。布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性。布朗运动与温度有关，表明液体分子运动的剧烈程度与温度有关。

3.扩散现象卢布朗运动的异同点

4.布朗运动与热运动的区别与联系

【例2】1827年，英国植物学家布朗首先在显微镜下研究了悬浮在液体中的小颗粒的运动。某同学做了一个类似的实验，用显微镜观察炭粒的运动得到某个观测记录如图。图中记录的是（　　）

A．某个分子无规则运动的情况

B．某个微粒做布朗运动的轨迹

C．某个微粒做布朗运动的速度—时间图线

D．按相等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线

【针对训练2】“气溶胶”在科学上的广义概念是指悬浮在气体中的所有固态或液态颗粒（直径在之间）所组成的气态分散系统。这些固态或液态颗粒在气体中做布朗运动，关于这些颗粒做的布朗运动，下列说法正确的是（　　）

A．布朗运动反映了气溶胶分子的无规则热运动

B．布朗运动反映了气体分子之间存在着引力

C．悬浮在气体中的颗粒越小，布朗运动越明显

D．固态或液态颗粒能悬浮在气体中是因为气体浮力作用

三、分子间的作用力

1.分子力的理解

（1）在任何情况下，分子间总是同时存在着引力和斥力，而表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。

（2）平衡位置：分子间距离时，引力与斥力大小相等，分子力为零。平衡位置即分子间距离等于（数量级为）的位置。

（3）分子间的引力和斥力随分子间距离的变化关系：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力减小得更快。

2.分子力与分子间距离变化的关系

【例3】关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）

A．用手捏面包，面包体积会缩小，这是分子间有间隙的缘故

B．分子间的引力随着分子间距离的增大而增大，分子间的斥力随着分子间距离的增大而减小

C．布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的

D．物体的温度升高，物体内可能存在部分分子热运动的速率减小

【针对训练3】分子间同时存在着引力和斥力，分子力随分子间距离的变化规律如图所示，当时，分子间作用力的合力为零。在两个分子间的距离从增大到的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A．分子间的斥力减小，引力增大

B．分子间作用力的合力表现为斥力

C．分子间作用力的合力先增大后减小

D．分子间作用力的合力一直做正功

【对点检测】

1．某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m0和V0，则阿伏加德罗常数NA可表示为（　　）

A．NA= B．NA= C．NA= D．NA=

2．我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作。PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5μm的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害。矿物燃料燃烧的排放物是形成PM2.5的主要原因。下列关于PM2.5的说法中正确的是（　　）

A．PM2.5的尺寸与空气中氧气分子的尺寸相当

B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动

C．减少煤和石油等燃料的使用，能有效减小PM2.5在空气中的浓度

D．PM2.5内能不为零

3．下列说法中正确的是（　　）

A．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生

B．分子热运动越剧烈,物体内每个分子的动能越大

C．分子间的引力和斥力是同时存在的,都随距离的增大而减小

D．扫地时,在阳光照射下,看到尘埃飞扬,这是尘埃在做布朗运动

4．对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（　　）

A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大

B．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，但斥力减小得更快，所以分子间的作用力总表现为引力

C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大

D．布朗运动是固体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动

5．近期我国多个城市的PM2.5数值突破警戒线，受影响最严重的是京津冀地区，雾霾笼罩，大气污染严重，PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，其漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害。矿物燃料燃烧的排放是形成PM2.5的主要原因。下列关于PM2.5的说法中正确的是（　　）

A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子尺寸的数量级相当

B．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动

C．温度越低，PM2.5运动越剧烈

D．倡导低碳生活减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度

6．如图所示，是分子间相互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（斥力和引力的合力）与分子间距离的关系，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

7．图中实线为分子力随两分子间距离的变化图像，虚线Ⅰ为分子间的斥力随两分子间距离的变化图像，虚线Ⅱ为分子间的引力随两分子间距离的变化图像，据此可知（　　）

A．分子间同时存在相互作用的引力和斥力

B．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小

C．当两分子间的距离为时，分子间的引力和斥力都为零

D．当两分子间的距离大于时，分子力随分子间距离的增大不发生改变

8．已知处于平衡状态时两个分子之间的距离为。若两个分子相距为r（），只在它们间的分子力作用下，从静止开始运动，下列说法正确的是（　　）

A．两分子远离过程中，分子间的作用力先表现为斥力，后表现为引力

B．两分子远离过程中，分子势能先减小后增大

C．两分子远离过程中，分子间同时存在的斥力减小、引力增大

D．当时，两分子动能最小