高中物理-选修3-3-教案-鲁科版.docVIP

选修3-3

分子运动论

固体、液体和气体

热力学根底

分子运动论

分子热运动能量守恒，近年高考主要考查布朗运动、内能、内能的改变、能的转化和守恒定律及微观物理概念．纵观近年高考试题，与本章内容相关的试题主要为选择题，难度属中档及以下。

核心内容

课标解读

物体是由大量分子组成

1

知道物体是由大量分子组成的，知道分子大小的数量级

2

知道阿伏加伽德罗常数的意义，会进行有关的计算和估算

分子的热运动

3

了解扩散现象是分子热运动的实验依据

4

知道什么是布朗运动，产生原因及影响因素

分子间相互作用力

5

知道分子间相互作用力，引力和斥力同时存在

6

知道平衡位置，及分子力如何随分子间距离变化。

7

知道分子力是短程力，当分子间距大于分子大小的10倍时，分子力可忽略。

专题一.分子运动论

知识梳理

⒈物质由大量分子组成，物质由原子、分子、离子组成，在这里我们把原子、分子、离子统统看成分子、分子的线度〔直径〕，分子的质量等微观量都很小。除一些有机物大分子外，一般分子的线度〔直径〕的数量级是10－10m；质量的数量级是10－27～10－26kg，1摩尔任何物质都含有6.02×1023个分子，我们把6.02×1023mol－1叫阿伏伽德罗常数，阿伏伽德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁，由于分子的线度〔直径〕，质量都很小，无法用常规方法直接测量，但可以通过测出相应的宏观量，应用阿伏伽德罗常数间接求出有关分子的微观量，设单个分子的体积为Vo，分子线度〔直径〕为d，分子质量为mo；物质的体积为V、摩尔体积是Vm，物质的质量为M、摩尔质量为Mm，物质的密度为?，物质所含分子数为n，那么可用阿伏伽德罗常数N进行以下计算。①计算分子质量mo=Mm/N。②计算分子体积Vo=Vm/N=Mn/?N。③计算物质所含的分子数。由于M=?V的公式不适应于气体，所以上述导出式子中凡用过的公式的均不适应于气体，只适用于固体和液体。④计算分子的线度〔直径〕，分子的模型有两种：球模型和立方体模型，前者常用来讨论分子间的相互作用及分子的运动，后者常用来讨论分子占有的空间及分子的线度〔直径〕，当分子看为球体模型时，分子线度〔直径〕；立方体模型时。

◎例题评析

【例1】利用油膜法可以粗略测定油酸分子的直径，把纯的油酸配置成1/500的油酸酒精溶液，用注射器滴出油酸酒精液滴，1毫升油酸酒精溶液可以滴出150滴，取其中的一滴滴在平静的水面上，测出其面积为225平方厘米，试计算油酸分子的直径。

【分析与解答】一滴油酸酒精滴的体积是1/125毫升，其中含有纯油酸的体积为液滴体积的1/500，此体积再除以油膜的面积即为油层的厚度〔即油酸分子的直径〕

【例2】试估算地球外表附近空气分子间的平均间距。

【分析与解答】在标准状态下任何一摩尔的气体的体积是22.4升，含有的分子数为

平均一个分子占有的体积是，所以空气分子的平均间距为

【例3】从以下哪一组数据可以计算出阿伏加德罗常数〔〕

A.水的密度和水的摩尔质量

B.水的摩尔质量和水分子体积

C.水分子的体积和水分子质量

D.水分子的质量和水的摩尔质量

【分析与解答】：阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁，所以计算它必然是性质相同的两个物理量，且其中一个是宏观量，另一个是微观量。如物质分子的体积和物质的摩尔体积，物质的分子质量和物体的摩尔质量均可计算出阿伏加德罗常数，据此可以排除选项A、B、C，而D选项两个量性质相同，且一个是宏观量，另一个微观量，D选项正确。

练习：水的密度?=1.0×103kg/m3，水的摩尔质量Mm=1.8×10－2kg/mol，试求：(1)1cm3的水中有多少个水分子。(2)用立方体模型估算水分子的直径。

注意：为估算分子大小或间距而建立以下两种模型：

⑴．球体模型：由于固体和液体分子间距离很小，因此可近似看作分子是紧密排列着的球体，假设分子直径为d，那么其体积为：

⑵．正方体模型：设想固体和液体分子〔原子或离子〕是紧密排列着的正立方体，那么分子间距离分子〔即分子线度〕就是正立方体的边长L，因此一个分子的体积就是。

需要注意的是，对气体来说，由于其在一般情况下分子不是紧密排列，所以上述模型无法求分子的直径，但能通过上述模型求一个分子所占的空间或分子间距。

两个根本模型主要是用于微观量的估算。

固体、液体分子微观量的估算方法：

〔1〕分子数

nmol—摩尔数；m—质量；—体积；M—摩尔质量；V—摩尔体积；—阿伏加德罗常数

〔2〕分子质量的估算方法：

〔3〕分子体积〔分子所占空间〕的估算方法：，为密度。

〔4〕分子直径的估算方法：

eq\o\ac(○,1)球体模型，分子直径

eq\