1.1 分子动理论的基本内容（学案）——高中物理人教版（2019）选择性必修第三册

第一章 分子动理论
第1节 分子动理论的基本内容
学习目标
1.了解分子动理论的基本观点及相关实验证据，培养学生的物质观念。
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，培养学生的证据意识。
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，培养正确的科学态度与责任感。
重点难点
重点
1.分子动理论的基本观点及相关实验证据，培养学生的物质观念。
2.了解扩散现象，观察并能解释布朗运动。
难点
根据扩散现象和布朗运动现象，使学生形成“分子在永不停息地做无规则运动”的观念。
自主探究
1.1mol的任何物体都含有① 的粒子数，这个数量用② 表示，即NA=6.02×1023mol-1，这说明组成物体的分子是③ 的。
2.扩散现象是指不同物质能④ 的现象，其产生的原因是分子的⑤ 。
3.在生产半导体器件时，需要在纯净半导体材料中掺入其他元素，这一过程可以在高温条件下通过分子的扩散来完成，这也说明了温度越⑥ ，扩散进行得越快。
4.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的⑦ 运动。其产生的原因不是外部因素，而是由悬浮在液体中的小颗粒受到的⑧ 撞击不平衡引起的。物体颗粒越⑨ ，质量越⑩ ，布朗运动越明显；在任何温度下都能产生布朗运动，温度越 布朗运动越 。
5.我们把分子永不停息的 运动叫作热运动。分子的无规则运动与 有关， 越高，热运动越剧烈，所以我们说， 是分子热运动剧烈程度的标志。
6.气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在着 。水和酒精混合后总体积减小，说明液体分子之间 。压在一起的金块和铅块，各自的分子能扩散到对方内部，这表明固体分子之间 。
7.分子间的相互作用力F与分子间距离r的关系：
当r当r=r0时，分子间的作用力为0，这个位置称为
当r>r0时，分子间的作用力表现为
8.分子动理论的内容： 。
答案：①相同 ②阿伏伽德罗常数 ③大量 ④彼此进入对方 ⑤无规则运动 ⑥高 ⑦无规则 ⑧液体分子 ⑨小 ⑩小 高 显著 无规则 温度 温度 温度 很大的空隙 有空隙 存在着空隙 斥力 平衡位置 引力 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
预习检测
1.下列事实中,能说明分子间有间隙的是( )
A.用瓶子装满一瓶砂糖,反复抖动后总体积减小
B.手捏面包,体积减小
C.水很容易渗入沙土层中
D.水和洒精混合后的总体积小于二者原来的体积之和
2.关于分子间距离与分子间作用力的下列说法中,正确的是( )
A.悬浮颗粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多,布朗运动就越明显
B.温度越高,布朗运动越显著,说明悬浮颗粒的分子运动越剧烈
C.一般情况下,当分子间距离(平衡距离)时,分子间作用力表现为斥力;当时,分子间作用力为零;当时分子间作用力表现为引力
D.用气筒打气需外力做功,是因为分子间的斥力作用
3.下列说法正确的是( )
A.海绵很容易被压缩说明分子间存在空隙
B.医用脱脂棉对酒精是不浸润的
C.有些物质在适当溶剂中溶解时在一定浓度范围内具有液晶态
D.煤炭、石油等化石能源也叫清洁能源
4.下列说法中不正确的是( )
A.水和酒精混合后的总体积小于二者原来的体积之和,说明分子间有空隙
B.将香水瓶盖打开后能闻到香水的气味,这是扩散现象
C.在绕地球运行的“天宫二号”中飘浮的水滴几乎呈球形,这是表面张力作用使其表面具有收缩趋势而引起的结果
D.用气筒给行车车胎打气时要用力才能压缩空气,这说明空气分子间存在斥力
答案：1.D 2.C 3.C 4.D
探究思考
【探究一】分子热运动
1.扩散现象
（1）物体处于固态、液态、气态时均能发生扩散现象。
在短时间内，气体物质的扩散现象最显著，固态物质的扩散现象非常不明显。
（2）在两种物质一定的前提下，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。
（3）扩散现象发生的显著程度与已进入对方的分子浓度有关。当浓度差较大时，扩散现象较为显著；当浓度差较小时，扩散现象较为缓慢。
（4）扩散现象不是外界作用引起的，是分子无规则运动的结果，是分子无规则运动的宏观反映，是物质分子做永不停息的无规则运动的证据之一。
2.布朗运动
（1）布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，它不是外部因素引起的，而是由悬浮在液体中的小颗粒受到液体分子的撞击不平衡引起的。物体颗粒越小，质量越小，布朗运动越明显；在任何温度下都能产生布朗运动，温度越高，布朗运动越显著。
（2）每个液体分子撞击小颗粒时都给小颗粒一定的瞬时撞击作用，由于分子运动的无规则性，每一瞬间每个分子撞击时对小颗粒的撞击作用的大小、方向都不相同，合力的大小、方向也就随时改变，因而布朗运动是无规则的。
（3）颗粒越小，颗粒的表面积越小，同一瞬间撞击颗粒的液体分子数越少。根据统计规律，少量分子同时作用于小颗粒时，它们的合力是不可能平衡的。而且，同一瞬间撞击的分子数越少，其合力越不平衡，且颗粒越小，其质量越小，因而颗粒的加速度越大，运动状态越容易改变。故颗粒越小，布朗运动越明显。
（4）温度越高，液体分子的运动越剧烈，分子撞击颗粒时对颗粒的撞击力越大，因而同一瞬间来自各个不同方向的液体分子对颗粒的撞击作用越大，小颗粒的运动状态改变越快。故温度越高，布朗运动越明显。
（5）做布朗运动的固体颗粒很小，用肉眼是看不见的，必须在显微镜才能看到。所以，布朗运动用肉眼是看不见的。
（6）布朗运动间接反映并证明了分子在做永不停息的无规则运动。
3.分子热运动
在扩散现象中，温度越高，扩散越快；观察布朗运动，温度越高，悬浮小颗粒的运动越明显。可见，分子的无规则运动与温度有关，温度越高，这种运动越剧烈。因此，把分子这种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。
【探究二】分子间有空隙
1.分子间有空隙
(1)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)水和酒精混合后总体积减小，说明液体分子之间有空隙。
(3)压在一起的金块和铅块，各自的分子能扩散到对方内部，这表明固体分子之间也存在着空隙。
2.分子的作用力
(1)分子间存在着引力和斥力。
(2)分子间的相互作用力F与分子间距离r的关系：
当r当r=r0时，分子间的作用力为0，这个位置称为平衡位置；
当r>r0时，分子间的作用力表现为引力。
3.分子间作用力产生的原因
分子是由原子组成的，原子内部有带正电的原子核和带负电的电子，分子间的作用力就是由这些带电粒子的相互作用引起的。
知识梳理
随堂训练
1.关于热现象，下列说法正确的是( )
A．布朗运动就是分子的热运动
B．物体吸收热量，内能一定增大
C．温度升高，物体内分子的平均动能一定增加
D．气体能够充满容器的整个空间，是由于气体分子间呈现出斥力的作用
2.阿伏加德罗常数是,铜的摩尔质量是,铜的密度是,则下列说法不正确的是( )
A.铜中所含的原子数为 B.一个铜原子的质量是
C.1 kg铜所含有的原子数目是 D.一个铜原子所占的体积是
3.关于分子间的相互作用力,以下说法正确的是( )
A.分子间的相互作用力是由组成分子的原子内部的带电粒子间的相互作用而引起的
B.温度越高,分子间的相互作用力就越大
C.分子力实质上就是分子间的万有引力
D.分子引力不等于分子斥力时,违背了牛顿第三定律
4.关于分子和分子力、分子势能，下列说法正确的是( )
A.分子间距离增大，分子势能一定增大
B.分子间距离等于平衡位置距离时，分子势能不一定最小
C.分子之间一定同时存在引力和斥力
D.气体分子之间的距离很大，其分子之间的作用力不可忽略
答案以及解析
1.答案：C
解析：A.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，故A错误；
B.根据热力学第一定律公式，物体吸收热量，可能对外做功，内能不一定增加，故B错误；
C.温度是分子热运动平均动能的标志，故温度升高，物体内分子的平均动能一定增加，故C正确；
D.除了在相互碰撞时，气体分子间作用力是很微弱的，甚至是可以忽略的，故D错误；
故选C.
2.答案：C
解析：铜的质量为,物质的量为,故原子个数为,故A正确;铜的摩尔质量是,故一个铜原子的质量是,故B正确;1 kg铜的物质的量为,故含有的原子数目是,故C错误;铜中所含的原子数为,故一个铜原子所占的体积是,故D正确;本题选错误的,故选C。
3.答案：A
解析：分子力是原子内部的带电粒子间的相互作用而引起的,A正确,C错误;分子间的作用力与分子间的距离有关,与温度无直接关系,B错误;分子斥力和分子引力是同时存在于分子间的两个力,并不违背牛顿第三定律,D错。
4.答案：C
解析：若分子间距离从小于平衡位置处开始增大至平衡位置时，分子力表现为斥力，做正功。分子势能减小，选项A错误;分子间距离等于平衡位置距离时，分子力为零，分子势能一定最小，选项B错误;分子之间一定同时存在引力和斥力，选项C正确;若气体分子之间的距离很大，其分子之间的作用力可以忽略，选项D错误。
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