初中物理苏科版（2024）八年级下册（2024）走进分子世界教课课件ppt

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自古以来，人们一直在思考物质结构的问题。从外表看，各种形态的物质似乎都是连续的，凭肉眼无法看到它们内部的微小结构，这给人们探索物质结构带来了困难。科学家通常是根据观察到的现象，提出有关物质结构模型的猜想，再收集证据来检验自己的猜想，试图弄清物质的内部结构。下面，我们就借用科学家采用的这种方法来认识物质的结构。
第一节 走进分子世界
1. 认识分子动理论的基本观点，并能用来解释一些热现象。2. 初步了解纳米材料的应用和发展前景。
1. 分子间有空隙2. 分子的运动3. 分子间的相互作用4. 纳米材料及其应用5. 课堂总结 6. 实践与练习 7. 综合提升训练
【做一做】（1）用铅笔在纸上画一条线，再用低倍显微镜观察，如图所示，你看到了什么？
会看到：铅笔形成的笔迹是由许多并不连续的碳粒组成的。
表明：物质是由微粒组成的。
（2）如图所示，向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置，再注入酒精直至充满。封闭管口，将玻璃管反复翻转，使酒精和水充分混合，观察混合前后水和酒精总体积的变化。
会看到：水与酒精混合后的总体积小于混合前的体积之和。
表明：组成物质的微粒之间有空隙。
【议一议】设有如下关于物质微观结构的三种模型。你认为，哪种模型能够解释上述活动中看到的现象？
你选择哪个模型可以解释上述活动中看到的现象？
科学家发现，物质是可分的，许多现象都能用物质的微粒模型来解释。他们还发现，物质被分到一定程度后，就不再保持其原有的性质了。
模型3可以解释上述活动中看到的现象。
结论：物质是由微粒组成的，微粒之间有空隙.
2. 分子科学家把能保持物质化学性质的最小微粒称为分子（mlecule）.
随着科学技术的进步，人们发明了探测微观世界的工具，如各种显微镜，并用它们收集更多的证据，检验科学家提出的猜想。例如，通过光学显微镜可以看到微小的细胞，如图所示；1993年，科学家利用扫描隧道显微镜移动铁原子，拼出了两个汉字，如图所示。
（2）常见的物质是由大量的分子组成的，分子间有空隙。
（3）一些分子大小的实例①水分子的直径约4×10-10m；氢气分子的直径约2.3×10-10m.②28g金可以拉伸为65km长的极细金丝，而金丝的直径仍比金分子的直径大得多. ③2500万个水分子一个挨一个地排成一行，长约1cm.
④若把水分子与乒乓球相比，它们的比例就好像乒乓球与地球之比.⑤1标准大气压下，1 cm³ 的任何气体约有2.7×1019个分子，让这些气体分子从容器中跑出，如果1s跑出1亿个，约需9000年才跑完.
（4）分子之间存在空隙的事例将机油装入一个筒壁很厚、相当坚固的钢筒中，然后加上2万个标准大气压的高压，结果发现钢筒“出汗”了，也就是说机油从钢筒里渗透出来了。这充分说明钢筒的固体分子之间也存在空隙。
（5）小视频①视频演示——《分子间存在间隙》②视频讲解——《分子、原子》
【例题1】如图甲，实验时向试管中注入水至一半位置，再注入酒精直至充满，封闭管口，并将试管反复翻转，使水和酒精充分混合，观察液面位置，发现混合后与混合前相比，总体积______（选填“变大”、“不变”或“变小”），说明分子间有______。另一小组用的是图乙所示的上小下大的容器完成水和酒精混合实验，你觉得图____的实验效果更好。
因为分子间存在空隙，水和酒精充分混合后，酒精分子和水分子分别进入了对方分子的空隙中，使得水和酒精混合后的总体积变小。图乙的实验效果更好，理由是水和酒精混合后的总体积变小，图乙中容器的上端横截面小，里面液体体积的变化更明显。
1. 收集分子运动的证据
【做一做】（1）如图所示，在两个容器中分别倒入醋和酱油，你能通过嗅气味的方法来鉴别它们吗？（2）如图所示，将一滴红墨水滴入水中，观察红墨水在水中散开的现象。以上表明：分子在运动。
（3）在两个烧杯内盛有质量相等的热水、冷水，用滴管注入两滴红墨水，观察现象。实验现象：一段时间后，热水先变红。实验结论：温度越高，分子运动越快。
一切物质（包括固体、液体、气体）的分子一直处在永不停息的运动中，而且温度越高，分子的运动越剧烈。
不同的物质在相互接触时，彼此进入对方的现象，叫作扩散。
现象：上方的空气瓶慢慢地由无色到有色。说明下方的二氧化氮分子运动到空气瓶中.
将一个空玻璃瓶子倒扣在一个装着棕色二氧化氮气体的瓶子上面，中间用玻璃板隔开。已知二氧化氮的密度大于空气的密度，当撤去玻璃板后，猜一猜你会看到什么现象？
②生活中气体的扩散现象
①水和硫酸铜溶液的扩散实验在量筒里装一半清水，用细管在水的下面注入紫色的硫酸铜水溶液（开始时，因为密度比水的大，会沉在下部）。
②结论：液体可以发生扩散.
实验演示——《液体的扩散》
③液体扩散的实例将一滴红墨水滴入清水中，红墨水分子不停地做无规则运动，清水逐渐变成红色；酱油与醋混合为调料；被污水污染的河流……
（3）固体的扩散①历史实验： 把铅板和金板紧压在一起，在室温下放置5年。
铅板里会渗入一些金，金板里面会渗入一些铅，互相渗入1mm。
②结论：固体可以发生扩散.
③固体扩散的实例渗碳：是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。该过程原子发生了扩散，使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。
视频演示——《金与铅的扩散》
堆放煤炭的墙角，过一段时间后发现会变黑，表明煤炭分子发生了扩散。
（4）总结①一切气体、液体和固体之间都能发生扩散现象。②一般情况下，固体扩散最慢，液体次之，气体最快。③扩散现象表明：一切物质的分子都处在永不停的无规则运动中，分子间存在间隙。
视频讲解——《分子热运动》
【例题2】两只相同的集气瓶中分别装有空气和红棕色的二氧化氮气体，用玻璃板隔开后按图所示放置，抽去玻璃板，保持两瓶口紧贴静置较长时间后，两瓶中气体颜色变得相同。下列说法错误的是（ ）
A．此现象表明分子在永不停息地做无规则运动B．此现象与“扫地时灰尘飞扬”的成因相同C．该现象不仅能发生在气体之间，也能发生在固体、液体之间D．该现象发生的剧烈程度与温度有关
A．抽去玻璃板，密度大于空气密度的二氧化氮气体能运动到上方集气瓶中，说明分子在永不停息地做无规则运动，故A正确，不符合题意；B．扫地时灰尘飞扬属于机械运动，而不是分子的热运动，故B错误，符合题意；C．一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，所以该现象不仅能发生在气体之间，也能发生在固体、液体之间，故C正确，不符合题意；D．温度越高，分子的热运动越剧烈，故D正确，不符合题意。
1. 分子间存在引力（1）做一做如图（a）所示，将两个端面平整的铅块相互紧压，它们会粘在一起吗？2. 如图（b）所示，在两个压紧的铅块下面挂上钩码，试一试，能挂几个？实验现象：两块铅会结合在一起，在下面吊几个重物都不能把它们拉开。实验结论：分子之间存在引力.
（2）演示实验——《分子间存在引力》
（3）生活中说明分子间存在引力的现象例如，一支粉笔有一定的形状和体积，而不是“一盘散沙”；用粉笔写字，黑板上留下字迹；把两滴水靠近后会溶在一起合成一滴水，等等。充分说明了分子间存在着吸引力。
如图所示，将一块干净的玻璃板吊在弹簧测力计下称量并读数，然后将玻璃板水平接触水面，稍稍向上用力拉弹簧测力计，则示数将变大，此现象说明分子间存在引力。
2. 分子间存在斥力（1）想一想：通过刚才的实验知道，分子间存在引力，我们知道分子之间存在空隙，那么为什么分子不能都吸在一起呢？这不是矛盾吗？（2）做一做：找一个注射器，内部加入一些水（或用空气），用手指封住口，另一支手用力压缩活塞时，体验所用力的大小。实验现象：会发现用力压缩时，活塞内的水会产生“抵抗”。分析与结论：既然分子内有空隙，而水又不容易被压缩，表明分子间还存在着另一种形式的力——排斥力。
3. 分子间同时存在引力与斥力（1）做一做：找一个注射器，桶内加入一些水，用手指封住口，另一支手用力向外拉活塞时，体验所用力的大小。
实验现象：会发现用力向外拉时，活塞内的水会吸引。实验结论：当分子间距离变大时，分子间相互吸引，存在引力。（2）实验结论：综合分析以上实验可得出：分子间同时存在引力和斥力。
（3）用类比法理解分子间的作用力分子间的引力和斥力都跟分子间距离有关系，就好比用弹簧连接起小球的情景。 
②当两个分子的距离变大时，分子间的作用力表现为引力。
③当两个分子的距离变小时，分子间的作用力表现为斥力。
①当两个分子的距离处于平衡距离时，分子间的引力等于斥力。
科学家把关于分子、分子运动和分子间相互作用的认识，称为分子动理论。
4. 用分子模型解释固体、液体和气体的形态（1）固体 固体分子间的距离很小，一般为1×10-10m；分子间的作用力较大，能够将固体分子有规律地排列在一起，并且绝大多数分子只能在固定位置附近振动。因此，固体有一定的体积和形状。
（2）液体 液体分子间作用力比固体小，因此无法将液体分子紧密束缚在一起。液体分子间距离比固体分子间距离略大，液体分子可以在一定范围内运动。因此，液体有一定的体积，但没有一定的形状。
（3）气体气体分子间作用力最小，所以气体分子能自由地在空间运动，并充满它所能到达的全部空间。气体分子间距离通常为固体分子间距离的 10 倍左右。因此，气体既没有固定的形状，也没有固定的体积。
视频欣赏——《分子间的作用力》
【例题3】如图所示，将两个表面光滑的铅块相互紧压，结果发现松开手后，它们黏在一起，这个现象说明：_______________；在挤压过程中，发现铅块很难被压缩，这是因为：______________；将红墨水滴入水中，红墨水在水中逐渐扩散开，这说明分子在_____________________。
将两个表面光滑的铅块相互紧压后，松开手后，它们黏在一起，这是因为分子之间存在相互作用的引力；铅块很难被压缩，由于分子间存在着相互作用的斥力。将红墨水滴入水中，由于分子在不停地做无规则运动，所以过一会儿水会变红。
【例题4】物质一般有三种状态，其分子模型如图甲、乙、丙所示，其中_____ 图有一定的体积和形状；____ 图有一定的体积，但形状不确定；___ 图既没有固定的形状，也没有固定的体积。
丙图中的分子之间的距离最小，分子间的作用力最大，是固体的分子模型；固体有一定的形状和体积。 乙图中的分子之间的距离较小，是液体的分子模型；液体没有确定的形状，但有一定的体积。 甲图中的分子距离最大，分子间的作用力最小，是气体的分子模型；气体既没有固定的形状，也没有固定的体积。
纳米材料及其应用（1）纳米材料纳米（符号为 nm）是长度单位，1 nm = 1×10-9m。纳米材料是由纳米量级（1~100 nm）结构构成的固体材料。在如此小的尺度上，材料的性质与宏观状态下大相径庭。例如，用纳米量级的陶土粉末烧结成的陶瓷制品具有良好的韧性，不会像普通陶瓷制品那样一摔就碎。（2）纳米材料的应用纳米材料的特殊性质使其在众多领域都具有广阔的应用前景。将用纳米碳薄膜制成的材料涂覆在飞机、导弹、舰艇等的外表面，能有效吸收来自雷达的电磁波，起到隐身作用。用纳米氧化铝陶瓷制造的汽车发动机，可在更高温度下运行，使燃料燃烧的效率更高。
（3）石墨烯石墨烯是已知的厚度最薄、强度最高的纳米材料，具有超强的导电性、优异的透光性和导热性，在电子产品的快充电池、散热薄膜的制作中有着广泛的应用。
【例题5】各种新材料正在提高我们的生活品质，坚硬的纳米材料——石墨烯，就是其中的一种，它几乎是完全透明的，并有着出色的导电性和导热性。这种新材料有可能代替硅成为新的半导体材料。下列物体中不适合使用石墨烯制作的是（　　）A．消防员的隔热手套B．高压输电线C．隧道掘进机的钻头D．电脑中的芯片
A．隔热手套制作的材料需要是热的不良导体，石墨烯有出色的导热性，所以不适合使用石墨烯制作，A符合题意；B．高压输电线需要使用导体材料，石墨烯有出色的导电性，适合制作高压输电线，故B不符合题意；
C．隧道掘进机的钻头的制作材料硬度较大，而石墨烯是坚硬的纳米材料，适合制作钻头，故C不符合题意；D．电脑中的芯片需要用半导体材料制作，而石墨烯可能代替硅成为新的半导体材料，故D不符合题意。故选A。
①分子：能保持物质化学性质的最小微粒.②物质是由大量的分子组成的，分子间有空隙.①扩散：不同的物质在相互接触时，彼此进入对方的现象. ②分子处在永不停息的无规则运动中。温度越高，分子运动越剧烈. ③分子间不仅存在引力，而且还存在斥力.①纳米材料是由纳米量级（1~100 nm）结构构成的固体材料.②应用：飞机的隐身作用；石墨烯.
1. 如图所示，将一勺糖放入一杯水中，稍等片刻后描述并解释你所观察到的现象。
将一勺糖放入一杯水中，稍等片刻后，发现糖溶于水中，这杯水会慢慢变甜，这是发生了扩散现象。
2. 放在衣柜里的樟脑丸过一段时间会变小，并且在空气中能够嗅到它的味道，请解释这一现象。
放在衣橱里的樟脑丸，时间久了会变小，这是它由固态直接变成了气态，发生了升华现象；打开衣柜能闻到樟脑的气味，这是扩散现象，说明了分子在不停地做无规则运动。
3. 宋代诗人陆游在《村居书喜》中写道：“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴。”试解释“花气袭人”的原因。
因为花香分子永不停息地做无规则运动，发生扩散现象，所以会扩散到空气中使空气中会弥漫着花香，我们就能够闻到花香。“花气袭人”现象为扩散现象。
1. 酒精和水混合后体积减小的实验主要表明（ ） A. 分子间有作用力 B. 分子间有空隙 C. 分子永不停息地运动 D. 分子是很微小的
酒精与水混合后，由于酒精分子进入了水分子间的空隙内，故总体积在减小；故本现象说明分子间是有空隙的；故选B．点评： 本实验只能表明分子间是有空隙的，无法说明分子在无规律运动，更不能说明分子间的相互作用力．
2. 下列事例中，不能说明分子不停地做无规则的运动的是（ ）A. 打开香水瓶，不久满屋子都能闻到香气B. 衣柜中的卫生球，过一段时间后体积变小甚至消失了C. 打扫教室地面时，在阳光下看到灰尘在空中飞舞D. 将一滴红墨水轻轻滴在一杯水中，过一段时间后，整杯水变红了
分子很小，不可能被肉眼看到，所以选项C中的灰尘肯定不是分子，不能说明分子不停地做无规则的运动。选项B中卫生球“消失”是升华现象，而升华和蒸发的根本原因，都是由于做无规则运动的分子中，速度较快的分子比较容易脱离物体，成为气体分子。选项A、D均为常见的扩散现象。 所以选C。
3. 用素描笔在纸上画一条线，再用放大镜仔细观察，发现这条线是“断裂”的；将100mL的酒精和100mL的水混合后，发现总体积小于200mL. 基于上述现象所设想的物质微观结构模型较为合理的是（ ）A. 物质是由微粒组成的，微粒之间有空隙B. 固体是由微粒组成的，液体是连成一片的C. 液体是由微粒组成的，固体是连成一片的D. 物质是由微粒组成的，各个微粒在一起，形成我们看到的连续体
用放大镜或低倍显微镜对笔迹仔细观察，可以看到笔画是由许多黑色的小颗粒组成的，说明物质由微小的颗粒组成，发现这条线是“断裂”，说明微粒之间存在间隙；将100mL的水和100mL的酒精充分混合，混合后水与酒精的总体积将小于200mL，正是由于酒精分子和水分子之间有间隙，才会导致混合合总体积变小，故A正确，BCD错误.
4. 如图所示，“天宫课堂”上王亚平老师将两块透明板上的水球接触后粘在一起，慢慢拉开板后形成一个长长的“液桥”，该现象主要说明了（　　）A．水分子间有空隙B．水分子间存在吸引力C．水分子间存在排斥力D．水分子处在永不停息的无规则运动中
AB．“液桥”现象说明分子间存在引力，水球接触后粘在一起，由于分子之间存在引力，故可以慢慢拉开板后形成一个长长的“液桥”，故A不符合题意，B符合题意；C．“液桥”现象说明分子间存在引力，而不是斥力，故C不符合题意；D．“液桥”现象中，不能说明水分子处在永不停息的无规则运动中，故D不符合题意。
5.（多选题）下列描述错误的是（　 　）A．甲图中电子显微镜下的金分子处于静止状态B．乙图中实验现象说明分子在不停地做无规则运动C．丙图实验表明分子间有引力D．丁图从左至右依次是描述液体、固体、气体分子的排布规律
A．一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，所以电子显微镜下的金分子处于运动状态，故A错误，符合题意；B．实验中观察到的现象是：比空气密度大的二氧化氮进到了上面的瓶子，虽然二氧化氮的密度大于空气密度，但是它也会运动到上面的瓶子内，属于扩散现象，说明气体分子在不停地做无规则运动，故B正确，不符合题意；C．两个铅柱压紧后可以吊起钩码，说明分子间存在相互作用的引力，故C正确，不符合题意；D．固体有一定的形状和体积，固体分子间的作用力较强，分子排列有规则；液体有一定的体积，液体分子间作用力较弱，分子排列无规则；气体既没一定形状也没一定体积，气体分子间作用力最弱，分子可以到处运动. 所以丁图从左至右依次是描述固体、液体、气体分子的排布规律，故D错误，符合题意。
6. 如图所示的实验，是我们在学习分子动理论时做过的一些实验：图A：浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰，几天之后，两种液体混合均匀了；图B：玻璃板的下表面接触水面，发现拉力大于玻璃板的重力；图C：将红墨水滴入水中，可以看到它在水中扩散开来；图D：将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起，两个铅块就会结合在一起，下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。
（1）图A和图______两个实验形成实验现象的原因相同，实验表明：分子在______________________，图A为尽快达到实验目的，实验过程中_______（可以/不可以）搅动量筒里的液体。
不可以
永不停息的做无规则运动
图A：浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰，几天之后，两种液体混合均匀了，说明分子在永不停息地做无规则运动；图B：玻璃板的下表面接触水面，发现拉力大于玻璃板的重力，说明分子之间总存在相互作用的引力；图C：将红墨水滴入水中，可以看到它在水中扩散开来，说明分子在永不停息地做无规则运动；图D：将两个底面干净、平整的铅块紧压，就会结合在一起，下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开，说明分子之间总存在相互作用的引力。故图A和图C两个实验形成实验现象的原因相同，实验表明：分子在永不停息地做无规则运动。图A实验过程中若搅动量筒里的液体，则会影响干扰实验现象，故实验过程中不可以搅动量筒里的液体。