1、.第1節分子動理論的根本觀點學 習 目 標知 識 脈 絡1.認識分子動理論的根本觀點，知道其實驗根據重點2通過探究與實驗，估測油酸分子的直徑，知道阿伏伽德羅常數并進展有關的計算難點3認識布朗運動，理解布朗運動產生的原因及影響因素，理解分子的熱運動4掌握分子間互相作用力的特點及變化規律難點物 體 由 大 量 分 子 組 成1分子的大小1一般分子直徑的數量級為1010 m.2通常分子質量的數量級在10271025kg范圍之內2分子大小的估測1油膜法：此方法是一種粗略測定分子大小的方法，其方法是把油酸滴到水面上，油酸在水面上散開，可近似認為形成單分子油膜，假如把分子看成球形，單分子油膜的厚度就等于分

2、子的直徑2原理：假如油滴的體積為V，單分子油膜的面積為S，那么分子的大小即直徑為d在此忽略了分子間的空隙3物理學中用各種不同的方法測定分子的大小，測出的分子大小不同，但數量級一樣3阿伏伽德羅常數1定義：1 mol任何物質含有分子的數目都一樣，為常數這個常數叫做阿伏伽德羅常數，用NA表示2數值：NA6.02×1023mol13意義：阿伏伽德羅常數是一個重要的根本常量，它是聯絡宏觀量與微觀量的橋梁1測定分子大小的方法有多種，油膜法只是其中的一種方法2所有分子的直徑都一樣×31 mol的固態物質如鐵和1 mol的氣態物質如氧氣所含分子數不同×我們在初中已經學過，物體是由

3、大量分子組成的一個1 m大小的水珠，尺寸與細菌差不多，其中分子的個數竟比地球上人口的總數還多上好多倍！圖1­1­1我們可以通過什么途徑觀察分子的大小呢？【提示】用電子顯微鏡觀察我們在化學中學過，1 mol的任何物質都含有一樣的分子數，這個數量用阿伏伽德羅常數表示，討論以下問題：討論1：我們學習的微觀物理量和宏觀量有哪些？【提示】微觀物理量有：分子質量m0、分子體積V0、分子直徑d.宏觀量有：物體的質量m、體積V、密度、摩爾質量M、摩爾體積V.討論2：為什么說阿伏伽德羅常數是聯絡宏觀量和微觀量的橋梁？【提示】阿伏伽德羅常數把摩爾質量和摩爾體積這些宏觀量與分子質量和分子體積這些

4、微觀量聯絡起來了，所以說阿伏伽德羅常數是聯絡宏觀量和微觀量的橋梁1兩種分子模型1球形分子模型：對于固體和液體，其分子間間隔 比較小，在估算分子大小及分子的個數時，可以認為分子是嚴密排列的，分子間的間隔 等于分子的直徑如圖1­1­2所示其分子直徑d .圖1­1­22立方體分子模型：對于氣體，其分子間間隔 比較大，是分子直徑的數十倍甚至上百倍，此時可把分子平均占據的空間視為立方體，立方體的邊長即為分子間的平均間隔 如圖1­1­3所示其分子間的間隔 d.圖1­1­32阿伏伽德羅常數的應用1一個分子的質量m.2一個分子的體

5、積V0對固體和液體3單位質量中所含分子數n.4單位體積中所含分子數n.5氣體分子間的平均間隔 d.6固體、液體分子直徑d .1假設以表示水的摩爾質量，V表示在標準狀態下水蒸氣的摩爾體積，為標準狀態下水蒸氣的密度，NA為阿伏伽德羅常數，m、分別表示每個水分子的質量和體積，下面四個關系式表示正確的選項是 【導學號：30110000】ANABCmDEV【解析】NA，A對；NA，所以m，C對；而對于氣體分子來說，由于其兩鄰近分子間間隔 太大，求出的是一個氣體分子占據的空間，而不是單個氣體分子的體積其體積遠小于該值，所以D錯；而B式是將D式代入A式和C得出的，故B錯；由于，故E正確【答案】ACE2很多轎

6、車中設有平安氣囊以保障駕乘人員的平安轎車在發生一定強度的碰撞時，利用疊氮化鈉NaN3爆炸產生氣體假設都是N2充入氣囊假設氮氣充入后平安氣囊的容積V56 L，囊中氮氣密度2.5 kg/m3，氮氣摩爾質量M0.028 kg/mol，阿伏伽德羅常數NA6×1023 mol1.試估算：1囊中氮氣分子的總個數N；2囊中氮氣分子間的平均間隔 結果保存一位有效數字【解析】1設N2的物質的量為n，那么n氮氣的分子總數NNA代入數據得N3×1024.2每個分子所占的空間為V0設分子間平均間隔 為a，那么有V0a3，即a代入數據得a3×109 m.【答案】13×102423

7、×109 m1求解與阿伏伽德羅常數有關問題的思路2V0對固體、液體指分子體積，對氣體那么指平均每個分子所占據空間的體積，即無法求解氣體分子的大小分 子 永 不 停 息 地 做 無 規 那么 運 動1擴散現象1定義：不同的物質互相接觸而彼此進入對方的現象2普遍性：氣體、液體和固體都可以發生擴散現象3規律：溫度越高，擴散越快4意義：擴散現象說明分子在永不停息地運動，溫度越高，分子的運動越劇烈2布朗運動1定義：懸浮在液體中的微粒所做的永不停息的無規那么運動2產生原因：微粒在液體中受到液體分子的撞擊不平衡引起的3影響布朗運動的因素顆粒大小：顆粒越小，布朗運動越明顯溫度上下：溫度越高，布朗運動

8、越劇烈4意義：反映了分子在永不停息地做無規那么運動3熱運動1定義：分子的無規那么運動2影響因素：溫度越高，分子的無規那么運動越劇烈1布朗運動的劇烈程度跟溫度有關，布朗運動也叫熱運動×2布朗運動可以用肉眼直接觀察×3布朗運動反映了分子做永不停息的熱運動在一鍋水中撒一點胡椒粉，加熱時發現水中的胡椒粉在翻滾這說明溫度越高，布朗運動越劇烈，這種說法對嗎？【提示】不對首先，胡椒粉不是布朗微粒，做布朗運動的微粒用肉眼是看不到的；其次，水中的胡椒粉在翻滾，這是由于水的對流引起的，并不是水分子撞擊的結果討論1：把一碗小米倒入一袋玉米中，小米進入玉米的間隙中，這一現象是否屬于擴散現象？【提示

9、】擴散現象是指由于分子的無規那么運動，不同物質的分子彼此進入對方的現象上述現象中不是分子運動的結果，而是兩種物質的混合，所以不屬于擴散現象討論2：布朗運動的劇烈程度與溫度有關，布朗運動可以叫熱運動嗎？【提示】分子永不停息的無規那么運動才叫熱運動，而布朗運動是小顆粒的運動1布朗運動的產生1布朗運動的無規那么性懸浮微粒受到液體分子撞擊的不平衡是形成布朗運動的原因，由于液體分子的運動是無規那么的，使微粒受到較強撞擊的方向也不確定，所以布朗運動是無規那么的2微粒越小，布朗運動越明顯懸浮微粒越小，某時刻與它相撞的分子數越少，它來自各方向的沖擊力越不平衡；另外，微粒越小，其質量也就越小，一樣沖擊力下產生的

10、加速度越大，因此微粒越小，布朗運動越明顯3溫度越高，布朗運動越劇烈溫度越高，液體分子的運動平均速率越大，對懸浮于其中的微粒的撞擊作用也越大，微粒越不易平衡，產生的加速度也越大，因此溫度越高，布朗運動越劇烈2布朗運動與擴散現象的比較工程擴散現象布朗運動不同點1兩種不同物質互相接觸而彼此進入對方的現象，沒有受到外力作用2擴散快慢，除與溫度有關外，還與物體的密度、溶液的濃度有關1布朗運動指懸浮在液體中的固體微粒的無規那么運動，而不是分子的無規那么運動，并且是在周圍液體分子無規那么運動的撞擊下運動的不同點3由于固體、液體、氣體在任何狀態下都能發生擴散，從而證明任何物體的分子不管在什么狀態下都在永不停息

11、地做無規那么運動2布朗運動的劇烈程度除與液體的溫度有關，還與微粒的大小有關相同點1布朗運動和擴散現象都隨溫度的升高而表現的越明顯2它們產生的根本原因一樣，都是由于分子永不停息地做無規那么運動，因此都能證明分子是永不停息地做無規那么運動這一事實3.布朗運動和熱運動的比較布朗運動熱運動區別運動對象是固體顆粒，顆粒越小，布朗運動越明顯運動對象是分子，任何物體的分子都做無規那么運動一樣點1無規那么運動2永不停息3與溫度有關聯絡周圍液體或氣體分子的熱運動是布朗運動產生的原因，布朗運動是熱運動的宏觀表現3圖1­1­4是某液體中布朗運動的示意圖每隔30 s記錄一次微粒的位置，以下說法中正

12、確的選項是 圖1­1­4A圖中記錄的是小顆粒無規那么運動的情況B圖中記錄的是粒子做布朗運動的軌跡C粒子越大，布朗運動越明顯D反映了液體分子運動的無規那么性E粒子越小，布朗運動越明顯【解析】布朗運動不是固體分子的無規那么運動，而是大量液體分子做無規那么運動時與懸浮在液體中的小顆粒發生碰撞，從而使小顆粒做無規那么運動，即布朗運動是固體顆粒的運動，溫度越高，分子運動越劇烈，布朗運動也越劇烈，A正確；粒子越小，某一瞬間跟它撞擊的分子數越少，撞擊作用的不平衡性表現得越明顯，即布朗運動越顯著，故C錯誤，E正確；圖中每個拐點記錄的是粒子每隔30 s的位置，而在30 s內粒子做的也是無規那

13、么運動，而不是直線運動，故B錯誤；布朗運動的無規那么性反映了液體分子運動的無規那么性，D正確【答案】ADE4關于懸浮在液體中的固體微粒的布朗運動，下面說法中正確的選項是 【導學號：30110001】A微粒的無規那么運動就是固體微粒的運動B微粒的無規那么運動是固體微粒分子無規那么運動的反映C微粒的無規那么運動是液體分子無規那么運動的反映D因為布朗運動的劇烈程度跟溫度有關，所以布朗運動也叫做熱運動E布朗運動的劇烈程度雖然與溫度有關，但不是熱運動【解析】懸浮在液體中的固體微粒雖然很小，需要用顯微鏡來觀察，但它并不是固體分子，而是千萬個固體分子組成的分子團體，布朗運動是這千萬個分子團體的一致行動，不能

14、看成是分子的運動，故A正確；產生布朗運動的原因是固體微粒受到周圍液體分子的撞擊力，由于液體分子運動的無規那么性，固體微粒受到撞擊力的合力也是無規那么的因此，固體微粒的運動也是無規那么的可見，小顆粒的無規那么運動不能證明固體微粒分子做無規那么運動，而只能說明液體分子在做無規那么運動，因此B錯誤，C正確；熱運動是指分子的無規那么運動，由于布朗運動不是分子的運動，所以不能說布朗運動是熱運動，故D錯誤，E正確【答案】ACE布朗運動中的“顆粒1布朗運動的研究對象是小顆粒，而不是分子，屬于宏觀物體的運動2布朗小顆粒中含有大量的分子，它們也在做永不停息的無規那么運動3液體分子熱運動的平均速率比我們所觀察到的

15、布朗運動的速率大許多倍4導致布朗運動的本質原因是液體分子的熱運動分 子 間 存 在 著 相 互 作 用 力1分子間的引力和斥力是同時存在的，實際表現出的分子力是引力和斥力的合力2分子間的引力和斥力都隨分子間間隔 的增大而減小，隨分子間間隔 的減小而增大，但斥力比引力隨間隔 變化的快1當分子間距為r0時，它們之間既無引力也無斥力×2當物體被壓縮時，分子間的引力增大，斥力減小×3當分子間的間隔 大于10r0時，分子力可忽略不計當壓縮物體時，分子間的作用力表現為斥力，物體對抗被壓縮，這時候分子間還有引力嗎？【提示】分子間同時存在分子引力和分子斥力，當物體被壓縮時，分子斥力大于分子

16、引力，分子力表現為斥力，分子間的引力仍然存在討論1：一鐵棒很難被拉伸，也很難被壓縮，能否說明鐵分子間有引力和斥力？ 【提示】能鐵棒很難被拉伸，說明鐵分子間有引力；很難被壓縮，說明鐵分子間有斥力討論2：分子力為零時，分子是否就靜止不動？【提示】分子并不是靜止不動，而是在平衡位置附近振動1在任何情況下，分子間總是同時存在著引力和斥力，而實際表現出來的分子力，那么是分子引力和斥力的合力2分子力與分子間間隔 變化的關系1分子間的引力和斥力都隨分子間間隔 r的變化而變化，但變化情況不同，如圖1­1­5所示其中，虛線分別表示引力和斥力隨分子間間隔 r的變化，實線表示它們的合力F隨分子間

17、間隔 r的變化圖1­1­5當rr0時，f引f斥，F0.當rr0時，f引和f斥都隨分子間間隔 的減小而增大，但f斥增大得更快，分子力表現為斥力當rr0時，f引和f斥都隨分子間間隔 的增大而減小，但f斥減小得更快，分子力表現為引力當r10r0109 m時，f引和f斥都非常微弱，可認為分子間無互相作用力F02r0的意義分子間間隔 rr0時，分子力為零，所以分子間間隔 等于r0數量級為1010 m的位置叫平衡位置注意：rr0時，分子力等于零，并不是分子間無引力和斥力rr0時，即分子處于平衡位置時，并不是靜止不動，而是在平衡位置附近振動5如圖1­1­6所示，關于分

18、子間的作用力，以下說法正確的選項是其中r0為分子間平衡位置之間的間隔 圖1­1­6A當分子間間隔 為r0時，它們之間既有引力，也有斥力B分子間的平衡間隔 r0可以看作分子直徑的大小，其數量級為1010mC兩個分子間間隔 由較遠減小到rr0過程中，分子力先減小，后增大，分子力為引力D兩個分子間間隔 由極小逐漸增大到rr0過程中，引力和斥力都同時減小，分子力為引力E兩個分子間間隔 r>r0時，分子力為引力【解析】當分子間間隔 為r0時，它們之間的引力與斥力剛好大小相等，分子力為零，A項正確；一般分子直徑的數量級為1010 m，跟分子間的平衡間隔 r0相當，B項正確；當兩分

19、子間間隔 在大于r0的范圍內減小時，分子力先增大，后減小，C項錯誤；兩分子間間隔 在小于r0的范圍內，分子力為斥力，D項錯誤；當r>r0時，分子力為引力，E項正確【答案】ABE6如圖1­1­7所示，縱坐標表示兩個分子間引力、斥力的大小，橫坐標表示兩個分子間的間隔 ，圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間間隔 的變化關系，e為兩曲線的交點，那么以下說法正確的選項是 【導學號：30110002】圖1­1­7Aab為斥力曲線，cd為引力曲線，e點橫坐標的數量級為1010mBab為引力曲線，cd為斥力曲線，e點橫坐標的數量級為1010mC假設

20、兩個分子間間隔 大于e點的橫坐標，那么分子間作用力表現為引力D假設兩個分子間間隔 越來越大，那么分子力越來越大Er<r0時，r減小，分子力增大【解析】分子間同時存在著引力和斥力，且都隨r的增大而減小，斥力變化得比引力快，故A錯；當rr01010m數量級時引力和斥力相等，故B項對；當r>1010m數量級時引力大于斥力，分子力表現為引力，故C對；當r<r0時，r增大，分子力減小；當r>r0時，r增大，分子力先增大后減小，當r>10r0時，分子力已很微弱，可以忽略不計，故D項錯；當分子間距r<r0時，分子力為斥力，隨r的減小，分子力增大，E正確【答案】BCE實 驗

21、： 用 油 膜 法 測 量 油 酸 分 子 的 大 小圖1­1­8如圖1­1­8為油膜法測分子大小的示意圖，試根據圖片討論以下問題：討論1：油酸分子的形狀真的是球形嗎？排列時會一個緊挨一個嗎？【提示】實際分子的構造很復雜，分子間有空隙，認為分子是球形且一個緊挨一個排列，是一種近似模型，是對問題的簡化處理討論2：實驗中如何測量油酸分子的直徑？【提示】測出一滴油酸溶液中純油酸的體積V，測出油膜的面積S，那么油酸分子的直徑d.1實驗目的用油膜法估測分子的大小2實驗原理把一定體積的油酸滴在水面上使其形成單分子油膜，如圖1­1­9所示，不考慮分

22、子間的間隙，把油酸分子看成球形模型，計算出1滴油酸中含有純油酸的體積V，并測出油膜面積S，通過計算求出油膜的厚度d，即d就是油酸分子的直徑圖1­1­93實驗器材油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、淺水盤、玻璃板、坐標紙、彩筆、痱子粉或細石膏粉4實驗步驟1在淺盤中倒入約2 cm深的水，將痱子粉或細石膏粉均勻撒在水面上2取1毫升1 cm3的油酸溶于酒精中，制成200毫升的油酸酒精溶液3用注射器往量筒中滴入1 mL配制好的油酸酒精溶液濃度，記下滴入的滴數N，算出一滴油酸酒精溶液的體積V.4將一滴油酸酒精溶液滴在淺盤的液面上5待油酸薄膜形狀穩定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆畫出油酸薄膜

23、的形狀6將玻璃板放在坐標紙上或者玻璃板上有邊長為1 cm的方格，通過數方格個數，算出油酸薄膜的面積S.計算方格數時，缺乏半個的舍去，多于半個的算一個7根據已配制好的油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V.8計算油酸薄膜的厚度d，即為油酸分子直徑的大小5實驗本卷須知1油酸溶液配制后不要長時間放置，以免改變濃度，而使實驗誤差增大2注射器針頭高出水面的高度應為1 cm之內，當針頭靠近水面很近油酸未滴下之前時，會發現針頭下方的粉層已被排開，是由于針頭中酒精揮發所致，不影響實驗效果3實驗之前要訓練好滴法4待測油酸擴散后又收縮，要在穩定后再畫輪廓擴散后又收縮有兩個原因：第一，水面受油酸滴的沖擊凹

24、陷后又恢復；第二，酒精揮發后液面收縮5當重做實驗時，水從盤的一側邊緣倒出，在這一側邊緣會殘留少許油酸，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦去，再用清水沖洗，這樣可保持盤的清潔6從盤的中央加痱子粉，使粉自動擴散均勻，這是由于以下兩種因素所致：第一，加粉后水的外表張力系數變小，水將粉粒拉開；第二，粉粒之間的排斥這樣做，比將粉撒在水面上實驗效果好7本實驗只要求估算分子大小，實驗結果數量級符合要求即可6數據處理1一滴油酸溶液的平均體積VV.2一滴溶液中含純油酸的體積VVV×油酸溶液的體積比體積比3油膜的面積Sn×1 cm2n為有效格數，小方格的邊長為1 cm4分子直徑d代入數據時注意單位的統一7誤差分析產生原因減小方法偶爾誤差數不完好格數時，對缺乏半格的判斷存在誤差數出全部不完好的格數n，它們相當于有個完好的格數系統誤差油酸分子C17H33COOH的形狀為長鏈形，將其視為球體那么與實際分子形體有區別，所以實驗只能得到分