高考物理一轮复习 17.1 分子动理论总教案

分子动理论

一、分子动理论

1．分子动理论基本内容：

物体是由大量分子组成的；分子永不停息地做无规则运动；分子间存在着相互作用力。2．物质是由大量分子组成的

这里的分子

．．是指构成物质的单元，即具有各种物质化学性质的最小微粒；可以是原子、离子，也可以是分子。在热运动中它们遵从相同的规律，所以统称为分子。

（1）分子的大小：分子直径数量级为10－10m；可用“油膜法”测定。分子质量的数量级是10-27—10-26kg

油膜法具体做法是：将油酸用酒精稀释后滴加在水面上，油酸在水面上散开，其中酒精溶于水中，并很快挥发，在水面上形成一层纯油酸膜，由于油酸分子的部分原子与水有很强的亲合力，这样就形成了紧密排列的单分子层油膜。根据稀释前油酸的体积V和薄膜的面积S 即可算出油酸薄的厚度的d=V/S，L即为分子的直径。用此方法得出的油酸分子的直径数量级是10-10m。

（2）阿伏加德罗常数：1摩尔任何物质含有的粒子数都相同．其值为：N A＝6．02 ×1023．（3）分子间存在间隙：

①分子永不停息地做无规则运动，说明分子间有间隙。

②气体容易被压缩，说明分子间有间隙。

③水和酒精混合后的体积小于两者原来的体积之和，说明分子间有间隙。

④用两万个标准大气压的压强压缩钢筒中的油，发现油可以透过筒壁逸出，说明分子间有间隙。

说明:这里建立了一个理想化模型：把分子看作是小球，所以求出的数据只在数量级上是有意义的。固体、液体被理想化地认为各分子是一个挨一个紧密排列的，每个分子的体积就是每个分子平均占有的空间。分子体积=物体体积÷分子个数。气体分子仍视为小球，但分子间距离较大，不能看作一个挨一个紧密排列，所以气体分子的体积远小于每个分子平均占有的空间。每个气体分子平均占有的空间看作以相邻分子间距离为边长的正立方体。

3．分子的热运动

（1）分子热运动：物体里的大量分子做永不停息的无规则运动，随温度的升高而加剧。扩散现象和布朗运动可以证明分子热运动的存在。

(2)布朗运动：是指悬浮在液体中的花粉颗粒．．．．永不停息地做无规则运动．．．．．．它并不是分子本身．．．．．．的运动．．．

．液体分子的无规则运动是布朗运动产生的原因，布朗运动虽不是分子的运动，但其无规则性正反映了液体分子运动的无规则性． 布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关． 注意点：①形成条件是：只要微粒足够小。

②温度越高，布朗运动越激烈。

③观察到的是固体微粒（不是液体，不是固体分子）的无规则运动，反映的是液体

分子运动的无规则性。

④实验中描绘出的是某固体微粒每隔30秒的位置的连线，不是该微粒的运动轨迹。

4．分子间的相互作用力

(1)分子间同时存在．．．．着相互作用的引力和斥为，引力和斥力都随分子间距离增大而减小，随分子间距离减小而增大．但斥力的变化比引力的变化快．实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力．

(2)分子间作用力(指引力和斥力的合力)随分子间距离而变的规律是： ①r r 0时表现为引力；

④r>10 r 0以后,分子力变得十分微弱,可以忽略不计。此时的气体看成理想气体。

(3)从本质上来说，分子力是电场力的表现。因为分子是由原子组成的，原子内有带正电的原子核和带负电的电子，分子间复杂的作用力就是由这些带电粒子间的相互作用而引起的。（也就是说分子力的本质是四种基本基本相互作用中的电磁相互作用）。

规律方法 1．对微观量的估算

首先要建立微观模型．对液体、固体来说，微观模型是分子紧密排列，将物质的摩尔体积分成N A 个等份，每个等份就是一个分子，若把分子看作小立方体，则每一等份就是一个小立方体．若把分子看成小球，则每一等份就是一个小球．可以估算出分子的体积和分子的直径．

气体分子不是紧密排列的，所以上述微观模型对气体不适用，但上述微观模型可用来求气体分子间的距离．例如l mol 任何气体，在标准状态下的体积是22．4×10－

3m 3，将其分

o

F 斥

F 分

F 引

成N A 个小立方体，每个小立方体中装一个气体分子，则小立方体的边长就是分子间的距离． 阿伏加德罗常数N A =6.02×1023 mol -1是联系微观世界和宏观世界的桥梁.具体表现在： （1）固体、液体分子微观量的估算 ①分子数N =nN A =

0M m N A =0

V V

N A . ②分子质量的估算方法：每个分子的质量为m 1=

A

N M . ③分子体积（分子所占空间）的估算方法：每个分子的体积（分子所占空间）V 1=00

A

A V M N N ρ=

.其中ρ为固体、液体的密度.

④分子直径的估算方法：把固体、液体分子看成球形，则分子直径d 3310A 6/6/V V N ππ=把固体、液体分子看成立方体，则d 3310/A V V N =（2）气体分子微观量的估算方法 ①摩尔数n =

4

.22V

，V 为气体在标况下的体积. ②分子间距的估算方法：设想气体分子均匀分布，每个分子占据一定的体积.假设为立方体,分子位于每个立方体的中心，每个小立方体的边长就是分子间距；假设气体分子占有的体积为球体，分子位于球体的球心，则分子间距离等于每个球体的直径.

注意：同质量的同一气体，在不同状态下的体积有很大差别，不像液体、固体体积差别不大，所以求气体分子间的距离应说明实际状态． 2、布朗运动问题 3．分子力问题