一、分子及其热运动多媒体教案及点评

第16章

分子动理论

第16.1节

分子动理论

【导学目标】

【教学重点】

【教学难点】

【教学方法】

课堂互动探究

一．分子——物质由分子组成

1．分子的大小：

(1).分子模型：

固体和液体——球形V34313Rd

36气体——立方体Va（分子占有的空间）

(2).分子的直径：数量级为10-10m。

(3).测分子直径的方法——单分子油膜法

dV

SV是油滴的体积，S是水面上形成的单分子油膜的面积．

2．分子的质量：数量级为10-27～10-26kg. 3．阿伏加德罗常数的应用：

阿伏加德罗常数：1 mol任何物质所含有的粒子数，NA＝

6.02×1023个/ mol. （1）分子体积v0V

NAMV

NANA（2）分子质量m0(3) 分子数nmVNANA

MVmol【例1】

某房间的地面面积是15 m2,高3 m。已知空气的平均摩尔质量为2.9×10-2 kg/mol。若房间内所有水蒸气凝化成水后的体积为103 cm3,已知水的密度为ρ=1.0×103 kg/m3,水的摩尔质量Mmol=1.8×10-2 kg。

(1)求房间内空气的质量。

m=2×103×2.9×10-2 kg=58 kg。

(2)估算一个水分子的直径。(保留两位有效数字) 3.1×10-10 m。

二．分子的运动——热运动

1.扩散现象：

(1)定义：相互接触的物质分子或原子彼此进入对方的现象叫做扩散现象．

(2)产生原因：分子永不停息地做无规则的运动

(3)特点：温度越高，扩散越快；

-1-

扩散现象是指物质的分子或原子彼此进入对方，而不是物质颗粒进入对方；

2.布朗运动：

(1).定义：悬浮微粒的无规则运动；

(2).原因：各个方向大量分子撞击微粒不平衡的结果；

(2).特点：

①.永不停息、无规则；

②.颗粒越小运动越剧烈；

③.温度越高运动越剧烈；

④.悬浮的较大颗粒的无规则运动不是布朗运动，布朗运动在显微镜下才能看到，用肉眼直接看不到。

(3).实质：是微粒的无规则运动而不是分子的运动，是分子无规则运动的反映，

3.热运动：分子永不停息的无规则运动叫做热运动，

温度越高，分子运动越剧烈；扩散现象和布朗运动都说明分子做无规则的运动。

三．分子力

1．分子力：分子间同时存在的相互作用的引力和斥力，分子力为它们的合力。

2．特点：

(1).引力和斥力随分子间距离的增大而减少，随分子间距离的减小而增大，

(2).斥力比引力变化快。

(3).分子力的作用使分子聚集在一起，而分子的无规则运动使它们趋于分散，正是这两个因素决定了物质的固、液、气三种不同的状态。

4．分子力与距离的关系：

－分子的平衡位置间的距离r0的数量级为1010m，也认为r0为分子直径，分子力随分子间距离的变化图线如图所示。

(1).rr0时，F引F斥分子力F0；

m) (2).rr0时，F引F斥，分子力F表现为斥力；

(3).rr0时，F引F斥，分子力F表现为引力；

－(4).r10r0(109 m)时，F引、F斥均很小约为零，分子力F0。

【问题与方法】

一．阿伏加德罗常数的应用

1.某物质的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为，每个分子的质量和体积分别为m0和V0，则阿伏伽德罗常数NA不可以表示为( BC ）

A．NAVMMV

B. NA

C．NA

D. NA

V0m0m0V02．(2010·绵阳模拟)在国际单位制中，金属铜的密度为ρ，它的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则下列结论正确的是(

BC

) A．1kg铜所含铜原子的数目是ρNA

ρNAB．1m3铜所含铜原子的数目是

MMC．1个铜原子占有的体积是

ρNAρD．1个铜原子的质量是

NA3.从下列哪一组物理量可以算出氧气的摩尔质量( C ) -2-

A.氧气的密度和阿伏加德罗常数

B.氧气分子的体积和阿伏加德罗常数

C.氧气分子的质量和阿伏加德罗常数

D.氧气分子的体积和氧气分子的质量

4.如图所示，食盐（NaCl）的晶体是由钠离子和氯离子组成的.这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上，都是等距离地交错排列的.已知食盐的摩尔质量是58.5 g·mol-1，食盐的密度是2.2 g/cm3,阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol-1.在食盐晶体中，两个距离最近的钠离子中心间的距离的数值最接近于（就下面四个数值相比）(C) A.3.0×10-8 cm

B.3.5×10-8 cm C.4.0×10-8 cm

D.5.0×10-8 cm 5.1 mol铜的质量为63.5 g,铜的密度是8.9×103 kg/m3,试计算: (1)一个铜原子的体积. (2)假若铜原子为球形,求铜原子的直径. (3)铜原子的质量. 答案：(1)1.2×10-29 m3

(2)2.8×10-10 m，(3)1.05×10-25 kg －6.已知汞的摩尔质量为M＝200.5×103kg/mol，密度为ρ＝13.6×103kg/m3, 阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1.求：

(1)一个汞原子的质量(用相应的字母表示即可)；

(2)一个汞原子的体积(结果保留一位有效数字)；

(3)体积为1cm3的汞中汞原子的个数(结果保留一位有效数字)．

（1）MA/N （2）2×10-29m3

（3）4×1022个

7.石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。已知1g石墨烯展开后面积可以达到2600m2，阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1，碳的摩尔质量M=12g/mol。试计算每1m2的石墨烯所含碳原子的个数。

(计算结果保留两位有效数字) 【答案】1.9×1019个

【解析】本题考查了物质微观量的求解问题，意在考查考生的理解和应用能力。

1m2石墨烯的质量： 1m2石墨烯所含原子个数：

代入数据解得：n=1.9×1019个

二．扩散现象和布朗运动

1.液体中花粉颗粒的布朗运动，下列说法正确的是（

）

A．温度越高，布朗运动越明显

B．大气压强的变化对布朗运动有影响

C．悬浮颗粒越大，布朗运动越明显

D．悬浮颗粒的布朗运动，就是构成悬浮颗粒的物质的分子热运动

2.关于布朗运动，下列说法正确的是(

C

) A．布朗运动反映了液体分子的运动，布朗运动停止了，分子的运动也会暂时停止

B．固体微粒做布朗运动，充分说明了微粒内部分子在不停地做无规则运动

C．布朗运动是无规则的，说明大量液体分子的运动也是无规则的

D．布朗运动的无规则性是由于温度、压强无规则地不断变化而引起的

3.关于布朗运动的下列说法中正确的是

( C ) A.布朗运动就是分子的无规则运动

B.布朗运动是组成固体颗粒的分子无规则运动的反映

C.布朗运动是液体或气体分子无规则运动的反映

D.阳光从缝隙射入教室,从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动

4.在观察布朗运动时,从微粒在a点开始计时,间隔30 s记下微粒的一个位置得到b、c、d、e、f、g等-3-

点,然后用直线依次连接,如图所示,则下列说法正确的是( D ) A.微粒在75 s末时的位置一定在cd的中点上

B.微粒在75 s末时的位置可能在cd的连线上,但不可能在cd中点上

C.微粒在前30 s内的路程一定等于ab的长度

D.微粒在前30 s内的位移大小一定等于ab的长度

5.下列关于布朗运动的说法中正确的是

(BCD )

A.布朗运动就是分子的无规则运动

B.布朗运动是液体分子无规则运动的反映

C.悬浮颗粒越小,布朗运动就越明显

D.温度越高,布朗运动就越剧烈

6.关于布朗运动，下列说法中正确的是(D) A．布朗运动只能在液体中发生

B．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动

C．布朗研究悬浮在水中的花粉颗粒时，用放大镜看到了花粉颗粒的无规则运动

D．我们把墨汁滴在水中，不能用肉眼看到炭粒做布朗运动

1．(2009·北京高考)做布朗运动实验，得到某个观测记录如右图所示．图中记录的是(D

) A．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．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线

三．分子力

1.(2010年高考大纲全国卷Ⅰ)如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线．下列说法正确的是(

BC

) A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力

B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力

C．当r等于r2时，分子间的作用力为零

D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功

2.如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分

子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F>0为斥力,F<0为引力.a、b、c、d为x轴上四个特定的位置.现把乙分子从a处由静止释放,则( B ) A.乙分子从a到b做加速运动,由b到c做减速运动

B.乙分子由a到c做加速运动,到达c时速度最大

C.分子间从a至c只有引力,从c至d只有斥力

D.从a至d的全过程中,引力减小,斥力增大

3.关于分子之间的相互作用力,下列说法正确的是(r0为分子处于平衡位置的距离)

( CD ) A.两个分子间的距离小于r0时,分子间只有斥力

B.两个分子间的距离大于r0时,分子间只有引力

C.两个分子间的距离由较远逐渐减小到r=r0的过程中,分子力先增大后减小,表现为引力

D.两个分子间的距离由极小逐渐增大到r=r0的过程中,引力和斥力都同时减小,分子力表现为斥力

4．设r0是分子间引力和斥力平衡时的距离，r是两个分子间的实际距离，则以下说法中正确的是(D) A．r＝r0时，分子间引力和斥力都等于零

B．10r0>r>r0时，分子间只有引力而无斥力

C．由10r0逐渐减小到小于r0的过程中，分子间的引力先增大后减小

D．由10r0逐渐减小到小于r0的过程中，分子间的引力和斥力都增大，其合力先增大后减小再增大

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