高中3 分子运动速率分布规律第2课时习题

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一、分子热运动
1．扩散
(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．
2．布朗运动
(1)定义：悬浮微粒的无规则运动．
(2)产生原因：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．
(3)意义：间接地反映悬浮微粒周围液体分子运动的无规则性．
3．热运动
(1)定义：分子永不停息的无规则运动．
(2)温度是分子热运动剧烈程度的标志．
二、分子间的作用力
1．分子间有空隙
(1)气体分子间有空隙：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)液体分子间有空隙：水和酒精混合后总体积变小，说明液体分子之间存在着空隙．
(3)固体分子间有空隙：压在一起的金块和铅块，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：由原子内部的带电粒子的相互作用引起的．
三、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．
判断下列说法的正误．
(1)只有在气体和液体中才能发生扩散现象．( × )
(2)用显微镜观察到悬浮在水中的小炭粒的运动属于布朗运动．( √ )
(3)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．
( × )
(4)随着分子间距离的增大，分子力先减小后增大．( × )
一、分子热运动
导学探究
1．生活中常会见到下列几种现象：
①在墙角打开一瓶香水，很快整个房间都会弥漫着香气．
②滴一滴红色墨水在一盆清水中，过一段时间整盆水会变成浓度相同的红色．
③把一碗小米倒入一袋玉米中，掺匀后小米进入玉米的间隙中．
④强烈的阳光射入较暗的房间内，可以看到在光束中有浮在空气中的微粒不停地运动．
⑤用显微镜观察到放入水中的花粉在不停地运动．
以上现象中属于扩散现象的是________，属于布朗运动的是________．
答案 ①② ⑤
2．扩散现象的快慢、布朗运动的明显程度都与温度有关，所以它们都是热运动，这种说法正确吗？
答案 不正确．
3．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？
答案 不正确．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．
知识深化
1．扩散现象
(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．
2．布朗运动
(1)微粒的大小：做布朗运动的微粒是由许多分子组成的固体颗粒而不是单个分子．其大小直接用人眼观察不到，但在光学显微镜下可以看到(其大小在10－6 m的数量级)．
(2)布朗运动产生的原因：液体分子不停地做无规则运动，不断地撞击微粒．如图，悬浮的微粒足够小时，来自各个方向的液体分子撞击作用力不平衡，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，就引起了微粒的无规则运动．
(3)实质及意义：布朗运动实质是由液体分子与悬浮微粒间相互作用引起的，反映了液体分子的无规则运动．
(4)影响因素
①悬浮的微粒越小，布朗运动越明显．
②温度越高，布朗运动越剧烈．
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)热运动是对于大量分子的整体而言的，对个别分子无意义．
(3)分子热运动的剧烈程度虽然受到温度影响，温度高分子热运动快，温度低分子热运动慢，但分子热运动永远不会停息．
例1 (2022·吉林江城中学高二月考)关于扩散现象，下列说法正确的是( )
A．只有气体和液体才能发生扩散现象
B．扩散现象使人们直接看到了分子的运动
C．扩散现象说明分子是整体定向移动的
D．温度越高，分子热运动越剧烈，扩散现象越明显
答案 D
解析 不同的物质在相互接触时彼此进入对方的现象叫作扩散．一切物质的分子都在不停地做无规则运动，所以固体、液体或气体之间都会发生扩散现象；扩散现象表明分子处于永不停息的无规则运动状态，但分子体积太小，人们不可能直接看到，故A、B、C错误；分子热运动情况与物体的温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈，扩散现象越明显，故D正确．
例2 (2021·青岛市高二期中)据研究发现，新冠病毒感染的肺炎传播途径之一是气溶胶传播．气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒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．关于气溶胶做的布朗运动，下列说法正确的是( )
A．气溶胶分子的无规则运动是布朗运动
B．布朗运动反映了气体分子之间存在着斥力
C．悬浮在气体中的颗粒越小，布朗运动越明显
D．当固态或液态颗粒很小时，能很长时间都悬浮在气体中是因为气体浮力作用
答案 C
解析 气溶胶颗粒的无规则运动是布朗运动，气溶胶分子的无规则运动不是，故A错误；布朗运动反映了气体分子运动的无规则性，故B错误；悬浮在气体中的颗粒越小，布朗运动越明显，故C正确；当固态或液态颗粒很小时，受到气体的浮力作用微乎其微，这些颗粒之所以能很长时间都悬浮在气体中是因为空气分子对它们的撞击作用，故D错误．
例3 (2021·莆田第七中学高二期中)关于分子的热运动，以下叙述正确的是( )
A．布朗运动就是分子的热运动
B．同种物质的分子的热运动剧烈程度相同
C．气体分子的热运动不一定比液体分子剧烈
D．物体运动的速度越大，其内部的分子热运动就越剧烈
答案 C
解析 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，由于小颗粒是由大量分子构成的，所以布朗运动不是分子的热运动，故A项错误；同种物质的分子若所处温度不同，其热运动的剧烈程度也不同，故B项错误；温度是分子热运动剧烈程度的标志，温度越高，分子热运动越剧烈，与物体运动的速度无关，由于气体和液体的温度不确定，所以气体分子的热运动不一定比液体分子剧烈，故C项正确，D项错误．
布朗运动与热运动的区别与联系
二、分子间的作用力
导学探究
1．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？
(2)分子间存在着相互作用力，有时表现为引力，有时表现为斥力．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吗？
答案 (1)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．
(2)不是．虽然两物体靠得很紧，但绝大部分分子间距离仍很大，达不到分子引力起作用的距离，所以不会粘在一起．
知识深化
1．对分子间作用力的理解
分子间的作用力是分子引力和分子斥力的合力，且分子引力和分子斥力是同时存在的．
2．对分子间作用力与分子间距离变化关系的理解
(1)r0的意义
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，所以分子间距离等于r0(数量级为10－10 m)的位置叫平衡位置．
(2)分子间的引力、斥力和分子间作用力随分子间距离变化的图像如图所示．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．
①分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小且斥力变化得快．
②实际表现的分子间作用力是引力和斥力的合力．
③当rr0时，分子间作用力随分子间距离的增大先增大后减小．
例4 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