第一章 分子动理论 复习课件

课件37张PPT。第1章 阶段复习课 　　及时回顾基础有助于提升学科综合素养。本栏目精心梳理单元主干基础知识，系统全面、层次清晰，便于快速回顾、高效理解，以达事半功倍之目的。一、阿伏伽德罗常数
1.数值
阿伏伽德罗常数通常取NA=6.02×1023 mol-1,粗略计算中可取NA=6.0×1023 mol-1.
2.意义
阿伏伽德罗常数把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子
质量、分子大小等微观物理量联系起来了,即阿伏伽德罗常数
NA是联系宏观量与微观量的桥梁.二、布朗运动
1.理解2.布朗运动与热运动的关系三、阿伏伽德罗常数NA的应用
若用M表示摩尔质量，V表示摩尔体积，ρ表示密度.m、V0分别
表示每个分子的质量、体积，则：
1.一个分子的质量：m= .
2.一个分子的体积：V0= .
3.单位质量所含有的分子数：n= .
4.单位体积所含有的分子数：n= .注意：1、3两种情况适用于所有状态的物质，2、4两种情况只适用于固体与液体，不适用于气体.四、分子动能和分子势能
1.分子动能与分子势能分子能量2.分子力、分子势能
分子力f、分子势能Ep与分子间距离r的关系如图所示(取无穷远处分子势能为0)(1)分子间同时存在着引力和斥力，它们都随分子间距离的增大(减小)而减小(增大),但斥力比引力变化得快.
对外表现的分子力f是分子间引力和斥力的合力.
(2)在rr0的范围内,随着分子间距离r的增大,分子力f先增大后减小,而分子势能Ep一直增大.
(3)当r=r0时分子处于平衡状态,此时分子间的引力、斥力同样存在,分子力f为零,分子势能Ep最小.五、物体的内能
1.定义
物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和.
2.决定因素
(1)分子的热运动的平均动能由温度决定,分子总动能还与分子总数即物质的量有关.
(2)分子势能与物体的体积有关.
(3)物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定.3.内能与机械能的比较　　对所学知识及时总结，将其构建成知识网络，既有助于整体把握知识结构，又利于加深对知识间内在联系的理解。下面是本阶段的知识结构图，请要求学生认真填一填吧！?两头少 ?平均动能 ?温度 ”?温度 ?温度 ?做功 一、阿伏伽德罗常数的相关计算
阿伏伽德罗常数NA是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁，在
已知宏观量的基础上往往可借助NA计算出某些微观物理量，有
关计算主要有：
1.已知物质的摩尔质量M，借助于阿伏伽德罗常数NA，可以求得
这种物质的分子质量m0=M/NA.
2.已知物质的摩尔体积VA，借助于阿伏伽德罗常数NA，可以计
算出这种物质的一个分子所占据的体积V0= .3.若物体是固体或液体，可把分子视为紧密排列的球体分子，
可估算出分子直径d= .
4.依据求得的一个分子占据的体积V0，可估算分子间距，此时
把每个分子占据的空间看做一个小立方体模型，所以分子间距
d= ，这对气体、固体、液体均适用.
5.已知物体的体积V和摩尔体积VA，求物体的分子数N，则
N=NAV/VA.
6.已知物体的质量m和摩尔质量M，求物体的分子数N，则
N= NA.【典例1】(2012·舟山高二检测)由于生态环境的破坏，地表
裸露，大片土地沙漠化，加上春季干旱少雨，所以近年来我国
北方地区3、4月份扬尘天气明显增多.据环保部门测定，在北京
地区沙尘暴严重时，最大风速达到12 m/s，同时大量的微粒在
空中悬浮.沙尘暴使空气中的悬浮微粒的最高浓度达到5.8×
10-6 kg/m3，悬浮微粒的密度为2.0×103 kg/m3，其中悬浮微粒
的直径小于10-7 m的称为“可吸入颗粒物”，对人体的危害最大.北京地区出现上述沙尘暴时，设悬浮微粒中总体积的1/50为
可吸入颗粒物，并认为所有可吸入颗粒物的平均直径为
5.0×10-8 m，求1.0 cm3的空气中所含可吸入颗粒物的数量
是多少？(计算时可把可吸入颗粒物视为球体，计算结果保
留1位有效数字)【规范解答】出现沙尘暴天气时，1 m3的空气中所含悬浮微粒
的总体积为V= = =2.9×10-9 m3，那么1 m3中所
含的可吸入颗粒物的体积为
V′= =5.8×10-11 m3，又因为每一个可吸入颗粒物的体积为
V0= πd3≈6.54×10-23 m3
所以1 m3中所含的可吸入颗粒物的数量
N= ≈8.9×1011个
所以1.0 cm3的空气中所含可吸入颗粒物的数量为
N′=N×1.0×10-6=8.9×105个≈9×105个.
答案：9×105个【变式训练】已知金刚石的密度为ρ=3.5×103 kg/m3，现有体积为4.0×10-8 m3的一小块金刚石，它有多少个碳原子？假如金刚石中的碳原子是紧密地挨在一起的，试估算碳原子的直径.(保留两位有效数字)【解析】先求金刚石的质量：m=ρV=3.5×103×4.0×10-8 kg
=1.4×10-4 kg，这块金刚石的摩尔数为：n= =
≈1.17×10-2 mol，这块金刚石所含的碳原子数为：
N=nNA=1.17×10-2×6.02×1023≈7.0×1021(个)，一个碳原
子的体积为：V0= = m3=5.7×10-30 m3，把金刚石中的
碳原子看成球体，则由公式V0= d3可得碳原子直径为：
d= m=2.2×10-10 m
答案：7.0×1021个 2.2×10-10 m 二、对分子动能、分子势能、物体内能的认识
1.分子动能
做热运动的分子具有动能.在热现象的研究中，单个分子的动能是无研究意义的，重要的是分子热运动的平均动能.温度是物体分子热运动的平均动能的标志，因而在相同的温度下，不同物质的分子平均动能相同.2.分子势能及势能曲线
分子间具有由它们的相对位置决定的能量，叫做分子势能.分子势能随着物体的体积变化而变化.分子间的作用力表现为引力时,分子势能随着分子间距离的增大而增大;分子间的作用力表现为斥力时,分子势能随着分子间距离的增大而减小.对实际气体来说,体积增大,分子势能增加;体积缩小,分子势能减小.
若规定两分子相距无穷远时,分子势能
为零,则分子势能曲线如图所示.3.物体的内能
物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能,任何物体都有内能,物体的内能跟物体的温度和体积有关.理想气体无分子势能,所以,理想气体的内能只跟温度有关.物体的内能和机械能有着本质的区别,物体具有内能,同时也可以具有机械能,也可以机械能为零.【典例2】如图所示，分别表示两个分子之间分子力和分子
势能随分子间距离变化的图象．由图象判断以下说法中正
确的是( )A．当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均最小且为零
B．当分子间距离r>r0时，分子力随分子间距离的增大而增大
C．当分子间距离r>r0时，分子势能随分子间距离的增大而增加
D．当分子间距离rr0时，分子力随分子间距离的增大，先增大后减小，此时分子力做负功，分子势能增加，B错，C对；当分子间距离r( )
A.f不断增大，Ep不断减小
B.f先增大后减小，Ep不断减小
C.f不断增大，Ep先增大后减小
D.f、Ep都是先增大后减小
【解析】选B.分子间的作用力是矢量，分子势能是标量，由图象知f先增大后减小，Ep不断减小，故B正确.三、“用油膜法测量油酸分子的大小”实验
用油膜法估测分子直径的实验原理是：油酸是一种脂肪酸，它的分子的一部分和水分子的亲和力很强.当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，酒精溶于水或挥发，在水面上形成一层油酸薄膜，薄膜可认为是单分子油膜，如图所示.将水面上形成的油膜形状画到坐标纸上，可以计算出油膜的面积，根据纯油酸的体积V和油膜的面积S，
可以计算出油膜的厚度d= ，
即油酸分子的直径.【典例3】在做“用油膜法测量油酸分子的大小”实验中，酒精油酸溶液的浓度为每 104 mL 溶液中有纯油酸 6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液中有液滴50滴.把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标
纸上，其形状如图所示，坐标纸中
正方形小方格的边长为 20 mm.求：(1)油酸膜的面积是多少？
(2)每一滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积是多少？
(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是多少？
【规范解答】本题考查用油膜法测分子大小实验的原理和数据处理能力.
(1)求油酸膜的面积时，先数出“整”方格的个数.对剩余小方格的处理方法是：不足半个的舍去，多于半个的算一个.数一下共有59个小方格.面积
S=nS0=59×(20×10-3)2m2=2.4×10-2m2.(2)由于104 mL溶液中有纯油酸6 mL,则1 mL中有纯油酸 mL
=6×10-4 mL.而1 mL上述溶液有50 滴，故1滴溶液中具有纯油
酸为 mL=1.2×10-5 mL=1.2×10-11 m3.
(3)由d= 知，油酸分子直径
d= m=5.0×10-10 m.
答案：(1)2.4×10-2 m2 (2)1.2×10-11 m3
(3)5.0×10-10 m【变式训练】在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中，关于油膜面积的测量方法，下列做法正确的是( )
A.酒精油酸溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量油膜的面积
B.酒精油酸溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量没有油膜的面积
C.酒精油酸溶液滴入水中后，应立即将油膜的轮廓画在玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的面积
D.酒精油酸溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，然后用坐标纸去计算油膜的面积【解析】选D.酒精油酸溶液滴在水面上，油膜会散开，待稳定后，再在玻璃板上画下油膜的轮廓，用坐标纸计算油膜的面积，D正确.