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图片ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册1 分子动理论的基本内容图片ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了课前·基础认知，课堂·重难突破，素养·目标定位，随堂训练，模型方法·素养提升，素养•目标定位，目标素养，知识概览，模型方法•素养提升，分子大小的估算等内容，欢迎下载使用。
1.了解分子动理论的基本观点及相关实验证据,培养物质观念。2.通过了解扩散现象,知道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。3.通过了解科学家发现布朗运动现象的过程,观察并能解释布朗运动,培养科学态度与责任感。
一、物体是由大量分子组成的1.分子:在研究物体的　热运动　性质和规律时,不必区分组成物质的微粒分子、原子或者离子在化学变化中所起的不同作用,而把组成物体的微粒统称为分子。 2.物体是由大量分子组成的。(1)1 ml水中含有水分子的数量就达　6.02×1023　个,这足以表明,组成物体的分子是大量的。 (2)用能放大几亿倍的扫描隧道显微镜才能观察到物质表面　原子　的排列。 
微探究1 如果全世界80亿人来数1 ml水中水分子的数量,每人每秒数1个,大概需要多长时间能数完?
二、 分子热运动1.扩散现象。(1)描述:物理学中,把不同种物质能够彼此进入对方的现象叫作扩散。(2)产生原因:由物质分子的　无规则运动　产生的。 (3)规律:温度越高,扩散现象越　明显　。 (4)意义:证明了物质分子永不停息地做无规则运动。(5)应用:在高温条件下通过分子的扩散在纯净的半导体材料中掺入其他元素来生产半导体器件。
2.布朗运动。(1)布朗运动:悬浮在液体(或气体)中的微粒不停地无规则运动。(2)产生的原因:大量液体(或气体)分子对悬浮微粒撞击的　不平衡　造成的。 (3)布朗运动的特点:　永不停息　、　无规则　。 (4)影响因素:微粒越小,布朗运动越明显,温度越高,布朗运动越明显。(5)意义:布朗运动间接地反映了液体(气体)分子运动的无规则性。
3.分子热运动:我们把分子永不停息的　无规则　运动叫作热运动。　温度　是分子热运动剧烈程度的标志。 
微判断 (1)阳光从狭缝中射入教室,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)将沙子倒入石块中,沙子要进入石块的空隙属于扩散现象。(　　)(3)只有在气体和液体中才能发生扩散现象。(　　)(4)布朗运动和扩散现象都是分子的热运动。(　　)
三、分子间的作用力1.分子间有空隙。(1)气体分子的空隙:气体很容易被　压缩　,表明气体分子间有很大的空隙。 (2)液体分子间的空隙:水和酒精混合后总体积会减小,说明液体分子间有　空隙　。 (3)固体分子间的空隙:压在一起的金片和铅片的分子,能扩散到对方的　内部　,说明固体分子间也存在着空隙。 
2.分子间的作用力。(1)分子间的引力和斥力是　同时　存在的,实际表现出来的分子间的作用力是引力和斥力的　合力　。 (2)分子之间的引力或斥力都跟分子间　距离　有关,分子间的作用力F跟分子间距离r的关系如图所示。 当rr0时,分子间的作用力F 表现为　引力　。 
微探究2 “破镜不能重圆”指的是打碎的镜片不能把它们拼在一起,你能解释其中的原因吗?提示:因为只有当分子间的距离接近10-10 m时,分子引力才比较显著。破碎的镜子拼在一起,由于接触面的错落起伏,只有极少数分子能相互接近到距离很小的程度,绝大多数分子彼此间的距离远大于10-10 m,因此,总的分子引力非常小,不足以使它们重新接在一起。
四、分子动理论1.内容。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。 2.统计规律。(1)微观方面:各个分子的运动都是不规则的,带有　偶然性　。(2)宏观方面:大量分子的运动有一定的规律。
微思考 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,这种说法正确吗?为什么?提示:不正确。分子的热运动是永不停息的,即使温度降低到0 ℃以下,分子的无规则运动仍然不会停止。
重难归纳1.与阿伏加德罗常数相关的物理量。
(1)阿伏加德罗常数NA是联系微观和宏观的桥梁和纽带。
一 宏观量与微观量的关系
2.微观量与宏观量的关系。
为了节约用水,某公园专门设计了雨水回收系统,平均每年可以回收雨水10 500 m3,相当于100户居民一年的用水量。请你根据上述数据估算一户居民一天的平均用水量中的水分子数目。(设水的摩尔质量为M=18 g/ml)
典例剖析已知地球到月球的平均距离为384 400 km,金原子的直径为3.48×10-9 m,金的摩尔质量为197 g/ml。若将金原子一个接一个地紧密排列起来,筑成从地球通往月球的“分子大道”,求:(1)该“分子大道”需要的原子数;(2)这些原子的总质量。答案:(1)1.10×1017　(2)3.6×10-8 kg
规律总结 物体是由大量的分子组成的,1 ml任何物质都含有阿伏加德罗常数个分子,阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁。
学以致用“可燃冰”是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质,因其外观像冰,遇火即燃,因此被称为“可燃冰”。已知1 m3可燃冰可释放标准状况下的天然气164 m3,标准状况下1 ml气体的体积为22.4 L,标准状况下天然气的密度为0.67 kg/m3。阿伏加德罗常数取NA=6.02×1023 ml-1。(结果均保留两位有效数字)(1)1 m3可燃冰所含甲烷分子数为多少?(2)平均每个甲烷分子的质量为多少?答案:(1)4.4×1027(2)2.5×10-26 kg
解析:(1)1 m3可燃冰可释放164 m3的天然气,结合标准状况下1 ml气体的体积为V0=2.24×10-2 m3算出1 m3可燃冰所含甲烷的物质的量为
重难归纳1.扩散现象。(1)影响扩散现象明显程度的因素。①物态:气态物质的扩散现象最快、最显著;固态物质的扩散现象最慢,短时间内非常不明显;液态物质的扩散现象快慢介于气态与固态之间。②温度:在两种物质一定的前提下,扩散现象发生的明显程度与温度有关,温度越高,扩散现象越明显。③浓度差:两种物质的浓度差越大,扩散现象越明显。
二 分子热运动的理解
(2)扩散现象的成因。扩散现象不是外界作用(例如对流、重力作用等)引起的,也不是化学反应的结果,而是分子无规则运动的直接结果,是分子无规则运动的宏观表现。
2.布朗运动。(1)影响因素。①固体颗粒大小:微粒越小,某时刻与其相撞的分子数越少,来自各个方向的冲击力越不易平衡;微粒越小,其质量也就越小,相同冲击力作用下产生的加速度越大,运动状态改变越快。因此,微粒越小,布朗运动越明显。②温度高低:温度越高,液体分子的无规则运动越激烈,对悬浮的微粒的撞击作用也越大,相同微粒产生的加速度也越大,因此,温度越高,布朗运动越剧烈。
(2)实质。液体分子无规则运动的反映。布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性。(3)布朗微粒的大小。能做布朗运动的颗粒是由许多分子组成的,人眼直接观察不到,但在光学显微镜下可以观察到。
3.热运动。(1)分子的“无规则运动”,是指由于分子之间的相互碰撞,每个分子的运动速度无论是方向还是大小都在不断地变化。(2)热运动是对大量分子而言的。(3)分子热运动的剧烈程度受到温度影响,温度越高,运动越快,但分子热运动永远不会停息。(4)分子无规则的运动,不是宏观物体的机械运动,两者无关系。
4.布朗运动与热运动的区别与联系。
你知道霾的小颗粒在做什么运动吗?这种运动与小颗粒大小有关吗?提示:霾的小颗粒做布朗运动。颗粒越小,布朗运动越明显。
典例剖析1827年,英国植物学家布朗在显微镜下观察悬浮在液体里的花粉颗粒时,发现花粉颗粒在做永不停息的无规则运动,这种运动称为布朗运动。下列说法正确的是(　　)A.液体温度一定时,花粉颗粒越大,花粉颗粒的无规则运动越明显B.花粉颗粒大小一定时,液体温度越低,花粉颗粒的无规则运动越明显C.布朗运动就是液体分子永不停息的无规则运动D.布朗运动是由液体分子的无规则运动引起的
解析:布朗运动是指悬浮在液体中的花粉颗粒所做的无规则运动,是液体分子对花粉颗粒的不平衡碰撞导致的,布朗运动不是液体分子的无规则运动,而是液体分子做无规则运动的间接反映,选项C错误,D正确。当液体温度一定时,花粉颗粒越小,布朗运动越明显;当花粉颗粒大小一定时,液体温度越高,布朗运动越明显,选项A、B错误。规律总结 1.扩散现象直接说明了分子的无规则运动。 2.布朗运动间接反映了液体分子的无规则运动。 3.凡是肉眼能看到的现象都不是分子的热运动。
学以致用(多选)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.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生答案:ACD解析:温度越高,扩散进行得越快,选项A正确;扩散现象是由物体分子无规则运动产生的,不是化学反应,选项B错误,C正确;扩散现象在气体、液体和固体中都能发生,选项D正确。
重难归纳【实验目的】用显微镜观察炭粒的运动。【实验原理】墨汁中的炭粒在水分子的撞击下,做无规则运动,用显微镜可以观察到运动情况。【实验器材】显微镜、盖玻片、载玻片、显示器、碳素墨汁、清水。
三 实验:用显微镜观察炭粒的运动
【实验步骤】(1)取一滴用水稀释的墨汁,滴在载玻片上,盖上盖玻片,放在高倍显微镜下。(2)调节显微镜的放大倍数,如调节至400倍或1 000倍,观察悬浊液中炭颗粒的运动。(3)目镜中观察炭颗粒的运动,其结果可以通过显示器呈现出来。(4)追踪一颗小炭粒的运动,每隔30 s记录一次小炭粒的位置,然后把这些位置按时间顺序依次连接起来。(5)改变悬浊液的温度,重复上述操作。
【实验结果】(1)下图为某次实验记录的三颗小炭粒的每隔30 s位置的连线,可看出小炭粒的运动是不规则的。(2)从实验结果还发现,温度越高,小炭粒的运动越明显。
【注意事项】(1)液体、气体中均会发生布朗运动。(2)悬浮在水中的小炭粒每隔30 s的位置连线,不是小炭粒的运动轨迹。小炭粒的运动轨迹是不规则的。(3)布朗运动是固体颗粒的运动,既不是液体分子的运动,也不是固体颗粒分子的运动。(4)布朗运动的颗粒,包含许许多多的分子。(5)布朗运动肉眼不能直接观察到。
典例剖析某同学在显微镜下观察水中悬浮的花粉微粒的运动。他把一颗花粉微粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上,如图所示。则该图反映了(　　)A.液体分子的运动轨迹B.花粉微粒的运动轨迹C.每隔一定时间花粉微粒的位置D.每隔一定时间液体分子的位置答案:C
解析:显微镜能看见的、悬浮的花粉微粒不是分子,选项A、D错误; 题图表示花粉微粒每隔一定时间的位置,表现出无规律性,两个位置之间微粒不一定是沿直线运动,选项B错误,C正确。
误区警示 布朗运动认识的误区 1.误认为布朗运动是液体分子的运动。 2.误认为布朗运动是固体颗粒分子的运动。 3.误认为大风天看到的风沙弥漫、尘土飞扬是布朗运动。 4.误认为实验中每隔一定时间画出固体颗粒的位置连线是固体颗粒的运动轨迹。
学以致用用显微镜观察液体中悬浮颗粒的布朗运动,所得到的结论正确的是(　　)A.布朗运动是分子的运动B.悬浮颗粒越大,布朗运动越激烈C.液体温度越低,布朗运动越激烈D.布朗运动是液体分子无规则运动的反映答案:D
解析:布朗运动是固体颗粒的无规则运动,不是分子的运动,是液体分子无规则运动的反映,选项A错误,D正确;悬浮颗粒越小、液体温度越高,布朗运动越激烈,选项B、C错误。
重难归纳1.分子间作用力: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间作用力是分子引力和斥力的合力。
四 分子间的作用力的理解
2.分子间作用力与分子间距离变化的关系。(1)分子间距离r=r0时,引力与斥力大小相等,分子间作用力为零。平衡位置即分子间距离等于r0(数量级为10-10 m)的位置。(2)分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小,但斥力减小得更快。(3)分子间作用力与分子间距离变化的关系及分子间作用力模型如下。
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?提示:不相等。此时玻璃板和液面分子间的作用力表现为引力,所以在使玻璃板离开水面时,弹簧测力计的示数要大于玻璃板的重力。
典例剖析(多选)下列说法正确的是(　　)A.水的体积很难被压缩,这是分子间存在斥力的宏观表现B.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C.两个相同的半球壳无缝隙接触,内部抽成真空(马德堡半球),很难被拉开,这是分子间存在引力的宏观表现D.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
解析:水很难被压缩说明分子间存在一定的斥力,选项A正确;气体总是很容易充满容器是分子热运动的结果,而不是分子间斥力的宏观表现,选项B错误;当马德堡半球中空气被抽出后,在外界大气压强作用下,球很难被拉开,选项C错误;拉伸物体需要力说明分子之间存在引力,选项D正确。
规律总结 外力作用下固体很难被压缩的原因是分子间存在斥力,很难被拉伸的原因是分子间存在引力。外力作用下液体很难被压缩的原因是分子间存在斥力。外力作用下气体很容易被压缩的原因是分子间有空隙,气体压缩到一定程度后较难再被压缩,是因为气体压强太大。
学以致用(多选)关于分子间作用力,下列说法正确的是(　　)A.分子间的相互作用力是万有引力的表现B.当分子间距离r>r0时,随着r的增大,分子间斥力和引力都减小,但斥力减小得更快,合力表现为引力C.当分子间距离大于10r0时,分子间的作用力几乎等于零D.当分子间的距离为r0时,它们之间既没有引力也没有斥力答案:BC
解析:分子间作用力是由于分子内带电粒子的相互作用和运动而引起的,由于分子的质量非常小,分子间的万有引力可忽略不计,故选项A错误;分子间同时存在着相互作用的斥力和引力,斥力和引力都随着分子间距离的增大而减小,当分子间距离r>r0时,分子间相互作用的斥力小于引力,分子间作用力表现为引力,当r>10r0时,分子间作用力几乎等于零,故选项B、C正确;分子间同时存在着相互作用的引力和斥力,当两个分子间距离为r0时, 每个分子受另一个分子的引力和斥力大小相等、方向相反,合力为零,故选项D错误。
分子模型——科学思维培养方法归纳1.球体模型。固体和液体可看作由一个紧挨着一个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,每个小立方体是每个分子平均占有的活动空间,忽略气体分子的大小,如图乙所示。
已知空气的密度为ρ,空气的摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,人呼吸一次能吸入空气的体积为V,则人呼吸一次吸入的空气分子个数是多少?
典例剖析(多选)若以M表示水的摩尔质量,Vml表示在标准状况下水蒸气的摩尔体积,ρ为标准状况下水蒸气的密度,NA为阿伏加德罗常数,m、V分别表示每个水分子的质量和体积,下面四个关系式正确的是(　　)
规律总结 在解决此类问题时,找出宏观量与微观量的关系式(通过NA相联系)是关键,还需注意摩尔体积与阿伏加德罗常数之比对于固体、液体而言是一个分子的体积,而对于气体只表示一个分子平均占据的空间,不是气体分子的大小。
学以致用钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料,设钻石的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA。则每个钻石分子直径d的表达式为　　　　。 
1.关于分子动理论,下列说法不正确的是(　　)A.物质是由大量分子组成的B.分子是组成物质的最小微粒C.分子永不停息地做无规则热运动D.分子间有相互作用的引力和斥力答案:B
解析:物质是由大量分子组成的,选项A正确;分子不是组成物质的最小微粒,选项B错误;分子在永不停息地做无规则的热运动,并且温度越高,分子的无规则运动越剧烈,选项C正确;分子之间存在相互作用的引力和斥力,并且引力和斥力同时存在,选项D正确。
2.关于分子动理论,下列说法正确的是(　　)A.布朗运动就是液体分子的无规则运动B.扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的C.当r=r0时,分子间的引力和斥力均为0D.当分子间距离增大时,分子间的引力和斥力均增大答案:B
解析:布朗运动是悬浮于液体中的固体小颗粒的运动,选项A错误;扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的,选项B正确;当r=r0时,分子间的引力和斥力大小相等,方向相反,但两力均不为0,选项C错误;当分子间距增大时,分子间的引力和斥力均减小,选项D错误。
3.(多选)已知某气体的摩尔体积为22.4 L/ml,摩尔质量为18 g/ml,阿伏加德罗常数为6.02×1023 ml-1,由以上数据可以估算出这种气体(　　)A.每个分子的质量B.每个分子的体积C.每个分子占据的空间D.分子之间的平均距离答案:ACD
4.右图描绘的是一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景。关于布朗运动,下列说法正确的是(　　)A.布朗运动就是液体分子的无规则运动B.液体温度越低,布朗运动越剧烈C.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D.悬浮微粒做布朗运动,是液体分子的撞击造成的答案:D
解析:布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动,是液体分子的无规则运动的表现,选项A错误;液体温度越高,布朗运动越剧烈,选项B错误;悬浮微粒越小,液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显,选项C错误;悬浮微粒做布朗运动,是液体分子的撞击造成的,选项D正确。
5.(多选)下列事实能说明分子间存在斥力的是(　　)A.气体可以充满整个空间B.给自行车车胎打气,最后气体很难被压缩C.给热水瓶灌水时,瓶中水很难被压缩D.万吨水压机可使钢锭变形,但很难缩小其体积答案:CD
解析:气体分子相互碰撞,且可以在空间内自由移动,因而气体可以充满它所能达到的空间,选项A错误;固体、液体难被压缩,是由于分子间存在斥力,气体难被压缩,是气体压强造成的,选项B错误,C、D正确。
6.两分子间的作用力F与分子间距r的关系图线如图所示,下列说法正确的是(　　)A.r