資源簡介

1.1 第2課時 分子間的作用力及分子動理論
【合作探究】
任務1　分子間的作用力
情境引入
實驗1: 向 A、B 兩個量筒中分別倒入 50 mL的水和酒精(圖1),然后再將 A量筒中的水倒入 B 量筒中,觀察混合后液體的體積(圖2)。
實驗2:如圖3所示,兩個接觸面平滑的鉛柱壓緊后懸掛起來,下面掛上鉤碼。
問題引領
1.實驗1中混合之后液體的總體積是否等于混合前液體的體積之和 請你嘗試解釋一下原因。
　　解答:混合之后液體的總體積小于混合前液體的體積之和,原因是液體內部分子之間存在縫隙,它們之間發生了擴散現象。
2.觀察實驗2中掛上鉤碼之后的現象,并解釋原因。這說明了什么問題
　　解答:剛剛掛上鉤碼兩個鉛塊沒有分開,鉤碼多了之后才會出現脫落,原因在于擠壓之后兩個鉛塊之間有力存在,這個力的大小存在極限。這說明了分子之間存在引力。
3.除上述實驗2外,你還能根據哪些物理常識來進一步說明分子間存在引力
　　解答:物體在被拉伸時需要一定的外力,這表明組成物質的分子之間存在著相互作用的引力;分子間雖然有空隙,大量分子卻能聚集在一起形成固體或液體,這說明分子間存在著引力,引力作用使分子“聚集”在一起,形成固體或液體。
知識生成
1.分子間有空隙
(1)氣體很容易被壓縮,表明氣體分子間有①　　　　。
(2)水和酒精混合后總體積會②　　　　,說明液體分子間有③　　　　。
(3)壓在一起的金片和鉛片,各自的分子能④　　　　到對方的內部,說明固體分子間也存在著⑤　　　　。
　　2.分子間的作用力
(1)分子間有空隙,大量分子卻能聚集在一起,這說明分子之間存在相互作用力。
(2)分子間作用力隨分子間距離的變化關系
研究表明,分子間的作用力F跟分子間距離r的關系如圖所示,據圖可知:
a.當分子間距離r=r0時(r0約為10-10 m),分子間的作用力⑥　　　,這個位置稱為⑦　　　　。
b.當分子間距離rc.當分子間距離r>r0時, 分子間的作用力表現為⑩　　　　(此時　　　　仍然存在)。
d.當r>　　　　(約10-9 m)時,分子間的作用力可以忽略。
①空隙　②變小　③空隙　④彼此進入　⑤空隙　⑥為零　⑦平衡位置　⑧斥力　⑨引力　⑩引力　斥力　10r0
應用探究
[活動1]探究分子間作用力與分子間距離的關系
閱讀課本中的相關內容,根據下圖(分子間的作用力與距離的關系)思考下列問題。
(1)根據圖像,找出分子間作用力隨分子間距離變化的規律。
(2)由圖像可知,當分子間距離等于r0、10r0時,分子間作用力均為零,二者本質是否相同
(3)請用分子間作用力與分子間距離的關系解釋為什么固體具有一定形狀和體積,而氣體流動性比較大。
　　提示　(1)分子間作用力隨分子間距離增大先減小至零,后增大至某值,再減小到零。
(2)二者本質不同。當分子間距離等于r0時,分子間同時存在引力和斥力,二者大小相等、方向相反,合力為零。而分子間距離等于10r0時,分子間作用力十分微弱,近似為零。
(3)因為在固體中,分子間距離較近,數量級在10-10 m,分子間作用力很大,絕大部分分子只能在各自平衡位置附近做無規則的振動,因此固體具有一定的形狀和體積。而氣體分子間距離比較大,通常在10r0,分子間作用力近似為零,分子運動空間比較大,所以氣體流動性比較大。
[活動2]生活現象的正確解釋
例1　(多選)下列說法中正確的是(　　)。
A.水的體積很難被壓縮,這是分子間存在斥力的宏觀表現
B.氣體總是很容易充滿容器,這是分子間存在斥力的宏觀表現
C.兩個相同的半球殼吻合接觸,中間抽成真空(馬德堡半球),用力很難拉開,這是分子間存在引力的宏觀表現
D.用力拉鐵棒的兩端,鐵棒沒有斷,這是分子間存在引力的宏觀表現
　　答案　AD
解析　液體體積很難被壓縮,說明分子間存在斥力,固體很難被拉斷,說明分子間存在引力,A、D兩項正確。氣體容易充滿容器是分子熱運動的結果,抽成真空的馬德堡半球很難分開是大氣壓強作用的結果,B、C兩項錯誤。
任務2　分子動理論
情境引入
閱讀課本“分子動理論”部分內容,回答下列問題。
問題引領
1.分子動理論的主要內容是什么
　　解答:分子動理論的主要內容有以下三點。
(1)物體是由大量分子組成的;
(2)分子在做永不停息的無規則運動;
(3)分子之間存在著相互作用力。
2.參與熱運動的某一個分子的運動有規律可循嗎 大量分子的運動呢
　　解答:以氣體為例,氣體分子在無序運動中不斷發生碰撞,每個分子的運動速率不斷地發生變化。在某一特定時刻,某個特定分子究竟做怎樣的運動完全是偶然的,不能預知。但對大量分子的運動,在一定條件下,實驗和理論都證明,它們遵從一定的統計規律。
知識生成
分子動理論
(1)內容:物體是由　　分子組成的,分子在做　　　　的無規則運動,分子之間存在著相互作用力。
(2)統計規律
微觀方面:各個分子的運動都是隨機的,帶有　　性。
宏觀方面:大量的分子運動有一定的規律,叫作統計規律,大量分子的運動受　　　　的支配。
大量　永不停息　偶然　統計規律
應用探究
[活動1]布朗運動與擴散現象的比較
例2　(多選)下列有關擴散現象與布朗運動的敘述中,正確的是(　　)。
A.擴散現象與布朗運動都能說明分子在做永不停息的無規則運動
B.擴散現象與布朗運動沒有本質的區別
C.擴散現象與布朗運動都是分子在運動
D.擴散現象與布朗運動都與溫度有關
　　答案　AD
解析　擴散是物質分子的遷移,布朗運動是宏觀顆粒的運動,是兩種完全不相同的運動,B、C兩項錯誤;兩者的實驗現象說明了分子在永不停息地做無規則運動,A項正確;兩種運動都隨溫度的升高而加劇,所以都與溫度有關,D項正確。
歸納總結　　　　擴散現象與布朗運動的比較
項目 擴散現象 布朗運動
①擴散現象是兩種不同的物質相互接觸時,沒有受到外界的作用而彼此進入對方的現象 ②擴散快慢除和溫度有關外,還受到“已進入對方”的分子濃度的限制。當進入對方的分子濃度較低時,擴散現象較為顯著;當進入對方的分子濃度較高時,擴散得較為緩慢 ①布朗運動是懸浮在液體或氣體中的小顆粒所做的無規則運動,而不是液體或氣體分子的運動 ②布朗運動的劇烈程度與液體(或氣體)分子撞擊的不平衡性有關,顆粒越小,溫度越高,撞擊的不平衡性越明顯 ③布朗運動永不停息
①產生的根本原因相同,都是因為分子永不停息地做無規則運動 ②它們都隨溫度的升高而表現得越明顯
[活動2]分子動理論的理解
例3　(2023·上饒統考)關于分子動理論,下列說法正確的是(　　)。
A.把溫度降到0 ℃,分子熱運動將停止
B.陽光從縫隙射入教室,從陽光中看到的塵埃的運動是布朗運動
C.溫度越高,擴散現象和布朗運動都越劇烈
D.一個氧分子的體積等于氧氣的摩爾體積除以阿伏加德羅常數
　　答案　C
解析　物體分子永不停息地做無規則運動,溫度降到0 ℃時,分子熱運動不會停止,A項錯誤;塵埃運動是空氣流動引起的,不是布朗運動,B項錯誤;擴散現象和布朗運動都反映了分子的無規則運動,溫度越高,分子熱運動越劇烈,擴散現象和布朗運動也越劇烈,C項正確;由于氣體分子的間距大于分子直徑,因此氧氣的摩爾體積除以阿伏加德羅常數得到的是一個氧分子所占的體積,不是氧分子的體積,D項錯誤。
【隨堂檢測】
1.(任務1)關于分子間的作用力,下列說法中正確的是(其中r0為兩分子處于平衡位置時的距離)(　　)。
A.兩個分子間距離小于r0時,分子間只有斥力
B.兩個分子間距離大于r0時,分子間只有引力
C.壓縮物體時,分子間斥力增大,引力減小
D.拉伸物體時,分子斥力和引力都減小
　　答案　D
解析　分子間的引力和斥力是同時存在的,當r>r0時,它們的合力表現為引力;當r點評　牢記分子間的相互作用力隨分子間距離的變化規律是快速解決問題的關鍵。對于分子力的特點,要抓住三個“同”:分子間的引力和斥力是同時存在的;隨著分子間距離變化,分子引力和斥力是同增或同減的。
2.(任務1)(2023·廣西統考)分子間相互作用力(F)隨分子間距離(r)變化的關系圖像如圖所示。關于分子間相互作用力的判斷,下列說法正確的是(　　)。
A.分子間的距離增大,分子間相互作用力一定會減小
B.分子間的距離減小,分子間相互作用力一定會減小
C.當兩分子間的作用力表現為斥力時,兩分子間的距離一定大于r0
D.當兩分子間的距離為1.1r0時,兩分子間的作用力表現為引力
　　答案　D
解析　當rr0,分子間的距離增大時,分子間相互作用力會先增大后減小;同理,分子間的距離減小,分子間相互作用力不一定會減小,A、B兩項錯誤。當兩分子間的作用力表現為斥力時,兩分子間的距離一定小于r0,C項錯誤。當兩分子間的距離為1.1r0>r0時,兩分子間的作用力表現為引力,D項正確。
3.(任務2)(2023·廣州統考)關于分子動理論,下列說法正確的是(　　)。
A.擴散現象說明分子間存在相互作用力
B.1 mol水中包含的水分子數是6.02×1023個
C.氣體很容易被壓縮,說明氣體分子之間存在引力
D.顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停地做無規則運動,這是分子的運動
　　答案　B
解析　擴散現象說明分子間存在間隙并且在不停地做無規則運動,A項錯誤;根據mol這個單位的定義,1 mol任何物質中包含的分子數都是6.02×1023個,B項正確;氣體分子間作用力較小,對于是否能被壓縮影響不大,氣體分子間距離較大是氣體容易被壓縮的主要原因,C項錯誤;顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停地做無規則運動,反映了水分子運動的無規則性,但并不是分子的運動,D項錯誤。
導圖構建
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