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2019-2020年高中物理 第1章 分子動理論教案 魯科版選修3-3 第1節(jié)分子動理論的基本觀點 (教師用書獨具) ●課標要求 知識與技能 1.認識分子動理論的觀點，知道其實驗依據(jù)．知道阿伏伽德羅常數(shù)的意義． 2.通過對布朗運動的觀察和分析，了解分子的熱運動． 3.知道分子間存在引力和斥力及其特點． 過程與方法 1.通過估測油酸分子大小，體會建立物理模型和估測方法在研究問題中的應(yīng)用． 2.通過對布朗運動產(chǎn)生原因的探尋，體會如何根據(jù)物理現(xiàn)象尋找物理規(guī)律． 情感、態(tài)度與價值觀 通過對微觀世界一些知識的了解，引發(fā)對微觀世界其他現(xiàn)象的好奇，激發(fā)探求微觀世界奧秘的興趣. ●課標解讀 1．了解油膜法測分子大小的原理，并能進行測量和計算，通過油膜法使學生知道科學研究中的基本方法，利用宏觀量求微觀量． 2．知道阿伏伽德羅常數(shù)的物理意義、數(shù)值和單位． 3．理解布朗運動的成因，通過實驗和分析、邏輯推理的過程，使學生知道擴散現(xiàn)象與布朗運動，理解布朗運動的成因． 4．知道分子間引力和斥力的作用特點，尤其是分子力隨分子間距變化的規(guī)律． ●教學地位 分子動理論基本觀點是熱現(xiàn)象微觀理論的基礎(chǔ)，貫穿在本模塊的各章之中．對微觀世界建立起與宏觀世界相似的物理模型，并利用所測宏觀量，推算出微觀值，從物理學研究來說，有十分重要的意義. (教師用書獨具) ●新課導入建議 將生活中常見現(xiàn)象“切洋蔥流淚”移入課堂，讓學生親身感受．當看到同學們“淚流滿面”時，及時設(shè)疑：“在切洋蔥時并沒有用手接觸眼睛，為什么會流淚呢？”鼓勵學生大膽的發(fā)表見解，使學生產(chǎn)生強烈的探究欲望，引導學生提出與分子有關(guān)的問題，從而引入新課． ●教學流程設(shè)計 ???步驟3：師生互動完成“探究1”互動方式(除例1外可再變換命題角度，補充一個例題以拓展學生思路 ? ?? ? ? ?? 課　標　解　讀 重　點　難　點 1.認識分子動理論的基本觀點，知道其實驗依據(jù)． 2.通過探究與實驗，估測油酸分子的直徑，知道阿伏伽德羅常數(shù)并進行有關(guān)的計算． 3.認識布朗運動，理解布朗運動產(chǎn)生的原因及影響因素，了解分子的熱運動． 4.知道分子間相互作用力的特點及變化規(guī)律. 1.建立分子的簡化模型，用油膜法估測分子的大?。?重點) 2.掌握阿伏伽德羅常數(shù)的相關(guān)計算．(重、難點) 3.對擴散現(xiàn)象、布朗運動、熱運動本質(zhì)的理解．(重點) 4.分子間作用力隨分子間距離的變化規(guī)律．(難點) 物體由大量分子組成 1.基本知識 (1)分子的大小 ①分子直徑的數(shù)量級為10－10 m. ②分子質(zhì)量的數(shù)量級在10－27～10－25kg范圍之內(nèi)． (2)分子大小的估測 ①油膜法：此方法是一種粗略測定分子大小的方法，其方法是把油滴滴到水面上，油在水面上散開，可近似認為形成單分子油膜，如果把分子看成球形，單分子油膜的厚度就等于分子的直徑． ②原理：如果油滴的體積為V，單分子油膜的面積為S，則分子的大小(即直徑)為d＝.在此忽略了分子間的空隙． ③一般分子直徑的數(shù)量級為10－10m.物理學中用各種不同的方法測定分子的大小．用不同方法測出的分子大小不同，但數(shù)量級相同． (3)阿伏伽德羅常數(shù) ①定義：1 mol任何物質(zhì)含有分子的數(shù)目都相同，為常數(shù)．這個常數(shù)叫做阿伏伽德羅常數(shù)，用NA表示． ②數(shù)值：NA＝6.021023mol－1. ③意義：阿伏伽德羅常數(shù)是一個重要的基本常量，它是宏觀量與微觀量聯(lián)系的橋梁． 2．思考判斷 (1)測定分子大小的方法有多種，油膜法只是其中的一種方法．(√) (2)所有分子的直徑都相同．() (3)1 mol的固態(tài)物質(zhì)(如鐵)和1 mol的氣態(tài)物質(zhì)(如氧氣)所含分子數(shù)不同．() 3．探究交流 我們在初中已經(jīng)學過，物體是由大量分子組成的．一個1 μm大小的水珠，尺寸與細菌差不多，其中分子的個數(shù)竟比地球上人口的總數(shù)還多上好多倍！ 圖1－1－1 我們可以通過什么途徑觀察分子的大小呢？ 【提示】　用電子顯微鏡觀察. 分子永不停息地做無規(guī)則運動 1.基本知識 (1)擴散現(xiàn)象 ①定義：不同的物質(zhì)相互接觸而彼此進入對方的現(xiàn)象． ②普遍性：氣體、液體和固體都能夠發(fā)生擴散現(xiàn)象． ③規(guī)律：溫度越高，擴散越快． ④意義：擴散現(xiàn)象表明分子在永不停息的運動，溫度越高，分子的運動越劇烈． (2)布朗運動 ①定義：懸浮在液體中的微粒所做的永不停息的無規(guī)則運動． ②產(chǎn)生的原因：微粒在液體中受到液體分子的撞擊的不平衡引起的． ③影響布朗運動的因素 a．顆粒大?。侯w粒越小，布朗運動越明顯． b．溫度高低：溫度越高，布朗運動越劇烈． ④意義：反映了分子在永不停息地做無規(guī)則運動． (3)熱運動 ①定義：分子的無規(guī)則運動． ②影響因素：溫度越高，分子的無規(guī)則運動越劇烈． 2．思考判斷 (1)布朗運動的激烈程度跟溫度有關(guān)，布朗運動也叫熱運動．() (2)布朗運動可以用肉眼直接觀察．() (3)布朗運動反映了分子做永不停息的熱運動．(√) 3．探究交流 在一鍋水中撒一點胡椒粉，加熱時發(fā)現(xiàn)水中的胡椒粉在翻滾．這說明溫度越高，布朗運動越劇烈，這種說法對嗎？ 【提示】　不對．首先，胡椒粉不是布朗微粒，做布朗運動的微粒用肉眼是看不到的；其次，水中的胡椒粉在翻滾，這是由于水的對流引起的，并不是水分子撞擊的結(jié)果. 分子間存在著相互作用力 1.基本知識 (1)分子間的引力和斥力是同時存在的，實際表現(xiàn)出的分子力是引力和斥力的合力． (2)分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但斥力比引力隨距離變化的快． 2．思考判斷 (1)當分子間距為r0時，它們之間既無引力也無斥力．() (2)當物體被壓縮時，分子間的引力增大，斥力減?。?) (3)當分子間的距離大于10r0時，分子力可忽略不計．(√) 3．探究交流 如圖1－1－2所示，兩個接觸面平滑的鉛柱壓緊后懸掛起來，下面的鉛柱不脫落，主要原因是什么？ 圖1－1－2 【提示】　壓緊后的鉛分子之間的距離可以達到分子之間存在相互作用力的距離范圍，故不脫落的主要原因是分子之間的引力作用．  宏觀量與微觀量的關(guān)系 【問題導思】　 1．固體、液體、氣體其分子都是緊密排列嗎？ 2．如何理解阿伏伽德羅常數(shù)的橋梁作用？ 3．與阿伏伽德羅常數(shù)有關(guān)的公式有哪些？ 1．兩種模型 圖1－1－3 (1)球形分子模型：對于固體和液體，其分子間距離比較小，在估算分子大小及分子的個數(shù)時，可以認為分子是緊密排列的，分子間的距離等于分子的直徑．如圖1－1－3所示． 其分子直徑d＝ . 圖1－1－4 (2)立方體分子模型：對于氣體，其分子間距離比較大，是分子直徑的數(shù)十倍甚至上百倍，此時可把分子平均占據(jù)的空間視為立方體，立方體的邊長即為分子間的平均距離．如圖1－1－4所示． 其分子間的距離d＝. 2．阿伏伽德羅常數(shù)的應(yīng)用 (1)一個分子的質(zhì)量m＝＝. (2)一個分子的體積V0＝＝(對固體和液體)． (3)單位質(zhì)量中所含分子數(shù)n＝. (4)單位體積中所含分子數(shù)n＝＝. (5)氣體分子間的平均距離d＝＝. (6)固體、液體分子直徑d＝ ＝. 　 1．V0＝對固體、液體指分子體積，對氣體則指每個分子所占據(jù)空間的體積，即無法求解氣體分子的大?。? 2．對于分子模型，無論是球形模型還是立方體模型，都是一種簡化的理想模型．實際的分子是有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的，在用不同的模型計算分子的大小時，所得結(jié)果會有差別，但數(shù)量級應(yīng)當都是10－10. 　(xx濟南高二檢測)很多轎車中設(shè)有安全氣囊以保障駕乘人員的安全．轎車在發(fā)生一定強度的碰撞時，利用疊氮化鈉(NaN3)爆炸產(chǎn)生氣體(假設(shè)都是N2)充入氣囊．若氮氣充入后安全氣囊的容積V＝56 L，囊中氮氣密度ρ＝2.5 kg/m3，已知氮氣摩爾質(zhì)量M＝0.028 kg/mol，阿伏伽德羅常數(shù)NA＝61023 mol－1.試估算： (1)囊中氮氣分子的總個數(shù)N； (2)囊中氮氣分子間的平均距離．(結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 【審題指導】　解答本題應(yīng)把握以下兩點： (1)聯(lián)系微觀量和宏觀量的橋梁是阿伏伽德羅常數(shù)． (2)估算氣體分子間的距離宜采用立方體模型． 【解析】　(1)設(shè)N2的物質(zhì)的量為n，則n＝ 氮氣的分子總數(shù)N＝NA 代入數(shù)據(jù)得N＝31024. (2)每個分子所占的空間為V0＝ 設(shè)分子間平均距離為a，則有V0＝a3，即a＝＝ 代入數(shù)據(jù)得a≈310－9 m. 【答案】　(1)31024　(2)310－9 m 求解與阿伏伽德羅常數(shù)有關(guān)問題的思路 1．標準狀態(tài)下1 cm3的水蒸氣中有多少個水分子？相鄰兩個水分子之間的距離是多少？ 【解析】　1 mol的任何氣體在標準狀態(tài)下，占有的體積都為22.4 L，則1 cm3水蒸氣內(nèi)所含有的分子數(shù)為 n′＝NA＝6.021023個≈2.71019個， 設(shè)水蒸氣分子所占據(jù)的空間為正方體，分子間距為d′，則有V′0＝＝d′3， 所以d′＝＝ m≈3.310－9 m. 【答案】　2.71019個　3.310－9 m 對布朗運動的理解 【問題導思】　 1．布朗運動有哪些特點？ 2．布朗運動的產(chǎn)生原因是什么？ 3．為什么布朗運動是無規(guī)則的？ 4．為什么微粒越小，溫度越高，布朗運動越明顯？ 1．布朗運動的產(chǎn)生 (1)布朗運動的無規(guī)則性．懸浮微粒受到液體分子撞擊的不平衡是形成布朗運動的原因，由于液體分子的運動是無規(guī)則的，使微粒受到較強撞擊的方向也不確定，所以布朗運動是無規(guī)則的． (2)微粒越小，布朗運動越明顯．懸浮微粒越小，某時刻與它相撞的分子數(shù)越少，它來自各方向的沖擊力越不平衡；另外，微粒越小，其質(zhì)量也就越小，相同沖擊力下產(chǎn)生的加速度越大，因此微粒越小，布朗運動越明顯． (3)溫度越高，布朗運動越劇烈．溫度越高，液體分子的運動(平均)速率越大，對懸浮于其中的微粒的撞擊作用也越大，微粒越不易平衡，產(chǎn)生的加速度也越大，因此溫度越高，布朗運動越劇烈． 2．布朗運動與擴散現(xiàn)象的比較 項目 擴散現(xiàn)象 布朗運動 不 同 點 (1)兩種不同物質(zhì)相互接觸而彼此進入對方的現(xiàn)象，沒有受到外力作用 (2)擴散快慢，除與溫度有關(guān)外，還與物體的密度、溶液的濃度有關(guān) (3)由于固體、液體、氣體在任何狀態(tài)下都能發(fā)生擴散，從而證明任何物體的分子不論在什么狀態(tài)下都在永不停息地做無規(guī)則運動 (1)布朗運動指懸浮在液體中的固體微粒的無規(guī)則運動，而不是分子的無規(guī)則運動，并且是在周圍液體分子無規(guī)則運動的撞擊下運動的 (2)布朗運動的劇烈程度除與液體的溫度有關(guān)，還與微粒的大小有關(guān) 相 同 點 (1)布朗運動和擴散現(xiàn)象都隨溫度的升高而表現(xiàn)的越明顯 (2)它們產(chǎn)生的根本原因相同，都是由于分子永不停息地做無規(guī)則運動產(chǎn)生的，因而都能證明分子是永不停息地做無規(guī)則運動這一事實 3.布朗運動和熱運動的比較 布朗運動 熱運動 區(qū)別 運動對象是固體顆粒，顆粒越小，布朗運動越明顯 運動對象是分子，任何物體的分子都做無規(guī)則運動 相同點 (1)無規(guī)則運動　(2)永不停息　(3)與溫度有關(guān) 聯(lián)系 周圍液體(或氣體)分子的熱運動是布朗運動產(chǎn)生的原因，布朗運動是熱運動的宏觀表現(xiàn) 　 做布朗運動的微粒用肉眼是看不到的，只能在顯微鏡下看到．布朗微粒不是分子，而是由大量分子組成的，布朗運動也不是分子的運動，而是分子運動的間接反映．凡是能用肉眼直接看到的粒子的運動，都不能稱為布朗運動． 　(xx濟南高二檢測)關(guān)于懸浮在液體中的固體微粒的布朗運動，下面說法中正確的是(　　) A．微粒的無規(guī)則運動就是分子的運動 B．微粒的無規(guī)則運動是固體微粒分子無規(guī)則運動的反映 C．微粒的無規(guī)則運動是液體分子無規(guī)則運動的反映 D．因為布朗運動的劇烈程度跟溫度有關(guān)，所以布朗運動也叫做熱運動 【審題指導】　―→―→ 【解析】　懸浮在液體中的固體微粒雖然很小，需要用顯微鏡來觀察，但它并不是固體分子，而是千萬個固體分子組成的分子團體，布朗運動是這千萬個分子團體的一致行動，不能看成是分子的運動，故A錯誤；產(chǎn)生布朗運動的原因是固體微粒受到周圍液體分子的撞擊力，由于液體分子運動的無規(guī)則性，固體微粒受到撞擊力的合力也是無規(guī)則的．因此，固體微粒的運動也是無規(guī)則的．可見，小顆粒的無規(guī)則運動不能證明固體微粒分子做無規(guī)則運動，而只能說明液體分子在做無規(guī)則運動，因此B錯誤；熱運動是指分子的無規(guī)則運動，由于布朗運動不是分子的運動，所以不能說布朗運動是熱運動，故D錯誤． 【答案】　C 布朗運動中的“顆?！? 1．布朗運動的研究對象是小顆粒，而不是分子，屬于宏觀物體的運動． 2．布朗小顆粒中含有大量的分子，它們也在做永不停息的無規(guī)則運動． 3．液體分子熱運動的平均速率比我們所觀察到的布朗運動的速率大許多倍． 4．導致布朗運動的本質(zhì)原因是液體分子的熱運動． 2．(xx大綱全國高考)下列關(guān)于布朗運動的說法，正確的是(　　) A．布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動 B．液體溫度越高，懸浮微粒越小，布朗運動越劇烈 C．布朗運動是由于液體各個部分的溫度不同而引起的 D．布朗運動是由液體分子從各個方向?qū)腋∥⒘Ｗ矒糇饔玫牟黄胶庖鸬? 【解析】　布朗運動的研究對象是固體小顆粒，而不是液體分子，故A選項錯誤；布朗運動的影響因素是溫度和顆粒大小，溫度越高、顆粒越小，布朗運動越明顯，故B選項正確；布朗運動是由于固體小顆粒受液體分子的碰撞作用不平衡而引起的，而不是由液體各部分的溫度不同而引起的，故C選項錯誤，D選項正確． 【答案】　BD 分子間相互作用力的理解 【問題導思】　 1．如何區(qū)分分子間引力、斥力和分子力？ 2．分子間距離變化時，分子間引力、斥力和分子力如何變化？ 1．在任何情況下，分子間總是同時存在著引力和斥力，而實際表現(xiàn)出來的分子力，則是分子引力和斥力的合力． 2．分子力與分子間距離變化的關(guān)系 (1)分子間的引力和斥力都隨分子間距離r的變化而變化，但變化情況不同，如圖1－1－5所示．其中，虛線分別表示引力和斥力隨分子間距離r的變化，實線表示它們的合力F隨分子間距離r的變化． 圖1－1－5 當r＝r0時，f引＝f斥，F(xiàn)＝0. 當r＜r0時，f引和f斥都隨分子間距離的減小而增大，但f斥增大得更快，分子力表現(xiàn)為斥力． 當r＞r0時，f引和f斥都隨分子間距離的增大而減小，但f斥減小得更快，分子力表現(xiàn)為引力． 當r≥10r0(10－9 m)時，f引和f斥都十分微弱，可認為分子間無相互作用力(F＝0)． (2)r0的意義 分子間距離r＝r0時，分子力為零，所以分子間距離等于r0(數(shù)量級為10－10 m)的位置叫平衡位置． 注意：①r＝r0時，分子力等于零，并不是分子間無引力和斥力． ②r＝r0時，即分子處于平衡位置時，并不是靜止不動，而是在平衡位置附近振動． 　 圖1－1－6 分子間相互作用力隨距離的變化可借助“彈簧分子模型”形象類比．如圖1－1－6所示，用兩個小球中間連有一個彈簧的模型來比喻分子及分子力：小球代表分子，彈簧的彈力代表分子斥力和引力的合力．當彈簧處于原長時(r＝r0)，象征著分子力的合力為零；當彈簧處于壓縮狀態(tài)時(r＜r0)，象征著分子力的合力表現(xiàn)為斥力；當彈簧處于拉伸狀態(tài)時(r＞r0)，象征著分子力的合力表現(xiàn)為引力． 　如圖1－1－7所示，縱坐標表示兩個分子間引力、斥力的大小，橫坐標表示兩個分子間的距離，圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的變化關(guān)系，e為兩曲線的交點，則下列說法正確的是(　　) 圖1－1－7 A．a(chǎn)b為斥力曲線，cd為引力曲線，e點橫坐標的數(shù)量級為10－10m B．a(chǎn)b為引力曲線，cd為斥力曲線，e點橫坐標的數(shù)量級為10－10m C．若兩個分子間距離大于e點的橫坐標，則分子間作用力表現(xiàn)為斥力 D．若兩個分子間距離越來越大，則分子力越來越大 【審題指導】　判斷分子力與分子間距離的變化關(guān)系時，要明確：分子間的引力和斥力同時存在，且都隨分子間距離的增大而減小，分子力是引力和斥力的合力． 【解析】　分子間同時存在著引力和斥力，且都隨r的增大而減小，斥力變化得比引力快，故A錯．當r＝r0＝10－10m(數(shù)量級)時引力和斥力相等，故B項正確．當r>10－10m(數(shù)量級)時引力大于斥力，分子力表現(xiàn)為引力，故C錯．當rr0時，r增大，分子力先增大后減小，當r>10r0時，分子力已很微弱，可以忽略不計，故D項錯． 【答案】　B 3．(xx廣東高考)清晨，草葉上的露珠是由空氣中的水汽凝結(jié)成的水珠．這一物理過程中，水分子間的(　　) A．引力消失，斥力增大 B．斥力消失，引力增大 C．引力、斥力都減小 D．引力、斥力都增大 【解析】　當水汽凝結(jié)成水珠時，水分子之間的距離減小，分子間的引力和斥力同時增大，只是斥力比引力增加得更快一些． 【答案】　D 實驗：用油膜法測量油酸分子的 　　 大小 【問題導思】　 1．為什么用單分子油膜法可測分子直徑？ 2．怎樣測量一滴油酸溶液中所含油酸的體積？ 3．如何測量油膜的面積？ 1．實驗?zāi)康? 用油膜法估測分子的大?。? 2．實驗原理 把一定體積的油酸滴在水面上使其形成單分子油膜，如圖1－1－8所示，不考慮分子間的間隙，把油酸分子看成球形模型，計算出1滴油酸中含有純油酸的體積V并測出油膜面積S，通過計算求出油膜的厚度d，即d＝就是油酸分子的直徑． 圖1－1－8 3．實驗器材 油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、淺水盤、玻璃板、坐標紙、彩筆、痱子粉或細石膏粉． 4．實驗步驟 (1)在淺盤中倒入約2 cm深的水，將痱子粉或細石膏粉均勻撒在水面上． (2)取1毫升(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成200毫升的油酸酒精溶液． (3)用注射器往量筒中滴入1 mL配制好的油酸酒精溶液(濃度已知)，記下滴入的滴數(shù)N，算出一滴油酸酒精溶液的體積. (4)將一滴油酸酒精溶液滴在淺盤的液面上． (5)待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆畫出油酸薄膜的形狀． (6)將玻璃板放在坐標紙上(或者玻璃板上有邊長為1 cm的方格)，通過數(shù)方格個數(shù)，算出油酸薄膜的面積S.計算方格數(shù)時，不足半個的舍去，多于半個的算一個． (7)根據(jù)已配制好的油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V. (8)計算油酸薄膜的厚度d＝，即為油酸分子直徑的大?。? 5．實驗注意事項 (1)油酸溶液配制后不要長時間放置，以免改變濃度，而使實驗誤差增大． (2)注射器針頭高出水面的高度應(yīng)為1 cm之內(nèi)，當針頭靠近水面很近(油酸未滴下之前)時，會發(fā)現(xiàn)針頭下方的粉層已被排開，是由于針頭中酒精揮發(fā)所致，不影響實驗效果． (3)實驗之前要訓練好滴法． (4)待測油酸擴散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓．擴散后又收縮有兩個原因：第一，水面受油酸滴的沖擊凹陷后又恢復(fù)；第二，酒精揮發(fā)后液面收縮． (5)當重做實驗時，水從盤的一側(cè)邊緣倒出，在這一側(cè)邊緣會殘留少許油酸，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦去，再用清水沖洗，這樣可保持盤的清潔． (6)從盤的中央加痱子粉，使粉自動擴散均勻，這是由于以下兩種因素所致：第一，加粉后水的表面張力系數(shù)變小，水將粉粒拉開；第二，粉粒之間的排斥．這樣做，比將粉撒在水面上實驗效果好． (7)本實驗只要求估算分子大小，實驗結(jié)果數(shù)量級符合要求即可． 6．數(shù)據(jù)處理 (1)一滴油酸溶液的平均體積 ＝. (2)一滴溶液中含純油酸的體積V V＝油酸溶液的體積比　(體積比＝)． (3)油膜的面積S＝n1 cm2(n為有效格數(shù)，小方格的邊長為1 cm)． (4)分子直徑d＝(代入數(shù)據(jù)時注意單位的統(tǒng)一)． 7．誤差分析 產(chǎn)生原因 減小方法 偶然誤差 數(shù)不完整格數(shù)時，對不足半個的判斷存在誤差 數(shù)出全部不完整的格數(shù)n，它們相當于有個完整的格數(shù) 系統(tǒng)誤差 油酸分子(C17H33COOH)的形狀為長鏈形，將其視為球體則與實際分子形體有區(qū)別，所以實驗只能得到分子直徑的數(shù)量級，而不能得到準確值 　(xx福州高二檢測)在做用油膜法估測分子大小的實驗中，酒精油酸的濃度約為每104 mL溶液中有純油酸6 mL.用注射器測得1 mL上述溶液為75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆在玻璃板上描出油酸的輪廓，再把玻璃板放在坐標紙上，其形狀和尺寸如圖1－1－9所示，坐標紙中正方形方格的邊長為1 cm.試求： 圖1－1－9 (1)油酸膜的面積是多少？ (2)每滴酒精油酸溶液中含有純油酸的體積？ (3)按以上實驗數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑． 【審題指導】 【解析】　(1)根據(jù)圖中的輪廓可知，油膜面積S＝1061 cm2＝106 cm2. (2)由1 mL溶液為75滴可知1滴溶液的體積為 mL，又已知每104 mL溶液中有純油酸6 mL. 則1滴溶液中含純油酸的體積為 V＝ mL＝810－6 mL＝810－6 cm3. (3)油酸分子直徑 d＝＝ cm≈7.510－8 cm＝7.510－10 m. 【答案】　(1)106 cm2　(2)810－6 cm3 (3)7.510－10 m 計算方格個數(shù)的方法 在計算方格的格數(shù)時，可以畫一個最大的內(nèi)接矩形，先求出矩形內(nèi)的格數(shù)，再數(shù)矩形外輪廓內(nèi)多于半個的格數(shù)和整格數(shù)． 4．(xx上海高考)在“用單分子油膜估測分子大小”實驗中 (1)某同學操作步驟如下： ①取一定量的無水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液； ②在量筒中滴入一滴該溶液，測出它的體積； ③在蒸發(fā)皿內(nèi)盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩(wěn)定； ④在蒸發(fā)皿上覆蓋透明玻璃，描出油膜形狀，用透明方格紙測量油膜的面積． 改正其中的錯誤：______________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (2)若油酸酒精溶液體積濃度為0.10%，一滴溶液的體積為4.810－3mL，其形成的油膜面積為40 cm2，則估測出油酸分子的直徑為__________m. 【解析】　(1)②由于一滴溶液的體積太小，直接測量時相對誤差太大，應(yīng)用微小量累積法減小測量誤差． ③液面上不撒痱子粉時，滴入的油酸酒精溶液在酒精揮發(fā)后剩余的油膜不能形成一塊完整的油膜，油膜間的縫隙會造成測量誤差增大甚至實驗失敗． (2)由油膜的體積等于一滴油酸酒精溶液內(nèi)純油酸的體積可得： d＝＝m ＝1.210－9m. 【答案】　(1)②在量筒中滴入N滴溶液 ③在水面上先撒上痱子粉 (2)1.210－9 【備課資源】(教師用書獨具) 為什么用油酸進行測分子大小的實驗 油酸是一種脂肪酸，其分子式為C17H33COOH，這類脂肪酸分子的形狀為長鏈形，它的羧基一端浸入水中，而烴鏈C17H33伸出水面上方，造成油酸長分子在水面上垂直排列，如圖教1－1－1所示，所以用油酸進行實驗．在形成單分子油膜這一點上符合實驗的要求，而將分子視為球 體卻與理想化模型有區(qū)別．所以實驗只能得到分子直徑的數(shù)量級，而不能得到準確值． 圖教1－1－1 1．用油膜法估測分子直徑實驗的科學依據(jù)是(　　) A．將油膜看成單分子油膜 B．不考慮各油分子間的間隙 C．考慮了各油分子間的間隙 D．將油膜分子看成球形 【解析】　該實驗的原理就是把油酸分子視為球形，且認為是一個一個緊挨著單層分布，不考慮分子間隙，故A、B、D選項正確． 【答案】　ABD 2．下列現(xiàn)象不能說明分子做無規(guī)則運動的是(　　) A．香水瓶打開蓋，香味充滿房間 B．汽車駛過后揚起灰塵 C．糖放入水中，一會兒整杯水變甜了 D．衣箱里衛(wèi)生球不斷變小，衣服充滿衛(wèi)生球味 【解析】　A、C、D都是擴散現(xiàn)象，都是由于分子的無規(guī)則運動產(chǎn)生的，汽車駛過后揚起灰塵是由于風的作用引起的，故B正確． 【答案】　B 3．關(guān)于布朗運動，下列說法正確的是(　　) A．布朗運動就是分子的運動 B．布朗運動是組成固體微粒的分子無規(guī)則運動的反映 C．布朗運動是液體分子無規(guī)則運動的反映 D．觀察時間越長，布朗運動就越顯著 【解析】　布朗運動是懸浮在液體中的固體微粒的無規(guī)則運動，不是分子本身的運動，A錯；布朗運動是由于液體分子在無規(guī)則運動中碰撞固體微粒的不平衡產(chǎn)生的，因此布朗運動間接反映了液體分子的無規(guī)則運動，B錯，C正確；布朗運動的劇烈程度與溫度和固體微粒的大小有關(guān)，與觀察時間的長短無關(guān)，D錯誤． 【答案】　C 4．分子間相互作用力由兩部分F引和F斥組成，下列說法錯誤的是(　　) A．F引和F斥同時存在 B．F引和F斥都隨分子間距增大而減小 C．分子力指F引和F斥的合力 D．隨分子間距增大，F(xiàn)斥減小，F(xiàn)引增大 【解析】　F引和F斥在分子間同時存在，而且都隨分子間距離增大而減小，隨分子間距離減小而增大，顯現(xiàn)出來的分子力是F引和F斥的合力． 【答案】　D 5．只要知道下列哪一組物理量，就可以估算出氣體分子間的平均距離(　　) A．阿伏伽德羅常數(shù)，該氣體的摩爾質(zhì)量和質(zhì)量 B．阿伏伽德羅常數(shù)，該氣體的摩爾質(zhì)量和密度 C．阿伏伽德羅常數(shù)，該氣體的質(zhì)量和體積 D．該氣體的密度、體積和摩爾質(zhì)量 【解析】　氣體分子間的平均距離可由摩爾體積和阿伏伽德羅常數(shù)關(guān)系求出．摩爾體積可由摩爾質(zhì)量和密度求出． 【答案】　B 1．分子直徑和分子的質(zhì)量都很小，它們的數(shù)量級分別為(　　) A．d＝10－10 m，m＝10－26 kg B．d＝10－10 cm，m＝10－29 kg C．d＝10－10 m，m＝10－29 kg D．d＝10－8 m，m＝10－26 kg 【解析】　可以查閱資料，記住分子直徑和分子質(zhì)量的數(shù)量級． 【答案】　A 2．(xx文昌高二檢測)下列關(guān)于熱運動的說法中，正確的是(　　) A．熱運動是物體受熱后所做的運動 B．溫度高的物體中的分子做的無規(guī)則運動 C．單個分子做永不停息的無規(guī)則運動 D．大量分子做永不停息的無規(guī)則運動 【解析】　熱運動是指物體內(nèi)大量分子做無規(guī)則運動，不是單個分子做無規(guī)則運動，在物體內(nèi)的分子，運動速率一般不同，即使是同一個分子在不同時刻其速率也不同．熱運動在宏觀上表現(xiàn)的是溫度，當分子的平均速率變化時，物體的溫度變化，不僅高溫物體中的分子在做無規(guī)則運動，低溫物體內(nèi)的分子也同樣做無規(guī)則運動，只是其平均速率(對同種物質(zhì)而言)不同而已，故A、B、C是錯誤的． 【答案】　D 3．把墨汁用水稀釋后取出一滴放在顯微鏡下觀察，如圖1－1－10所示，下列說法中正確的是(　　) 圖1－1－10 A．在顯微鏡下既能看到水分子也能看到懸浮的小炭粒，且水分子不停地撞擊炭粒 B．小炭粒在不停地做無規(guī)則運動，這就是所說的布朗運動 C．越小的炭粒，運動越明顯 D．在顯微鏡下看起來連成一片的液體，實際上是由許許多多的靜止不動的水分子組成的 【解析】　在光學顯微鏡下，只能看到懸浮的小炭粒，看不到水分子，故A錯；在顯微鏡下看到小炭粒不停地做無規(guī)則運動，這就是布朗運動，且看到的炭粒越小，運動越明顯，故B、C正確，D顯然是錯誤的． 【答案】　BC 4．從下列哪一組數(shù)據(jù)可以算出阿伏伽德羅常數(shù)(　　) A．水的密度和水的摩爾質(zhì)量 B．水的摩爾質(zhì)量和水分子的體積 C．水分子的體積和水分子的質(zhì)量 D．水分子的質(zhì)量和水的摩爾質(zhì)量 【解析】　A項：無論設(shè)水的體積、水的物質(zhì)的量還是水的質(zhì)量，都不能將ρ、Mmol與NA聯(lián)系起來，故無法求出NA.同理可判斷B、C兩項均不能求出NA.D項：設(shè)取n摩爾水為研究對象，則其質(zhì)量m＝nMmol，水的分子總數(shù)N＝＝，故NA＝＝，其中m0為水分子質(zhì)量．故D正確，A、B、C錯誤． 【答案】　D 5．關(guān)于分子間相互作用的引力F引、斥力F斥及引力和斥力的合力F隨分子間距離r的變化情況，下列說法中正確的是(　　) A．r越大，F(xiàn)引越大，F(xiàn)斥越小，F(xiàn)越大 B．r越大，F(xiàn)引越小，F(xiàn)斥越小，F(xiàn)越小 C．r越小，F(xiàn)引越大，F(xiàn)斥越大，F(xiàn)越大 D．以上說法都不對 【解析】　分子間的作用力F引和F斥都是隨分子間距離r的增大而減小；而分子力的合力F隨r的變化則比較復(fù)雜：在r由零逐漸增大的過程中，F(xiàn)是先減小到零，然后反向增大，最后再減小并趨近于零，即分子力的合力F隨r的變化不是單調(diào)的． 【答案】　D 6．下列關(guān)于布朗運動、擴散現(xiàn)象和對流的說法正確的是(　　) A．三種現(xiàn)象在月球表面都能進行 B．三種現(xiàn)象在宇宙飛船里都能進行 C．布朗運動、擴散現(xiàn)象在月球表面能夠進行，而對流則不能進行 D．布朗運動、擴散現(xiàn)象在宇宙飛船里能夠進行，而對流則不能進行 【解析】　布朗運動和擴散現(xiàn)象都是分子無規(guī)則熱運動的結(jié)果，而對流需要在重力作用的條件下才能進行．由于布朗運動、擴散現(xiàn)象是由于分子熱運動而形成的，所以二者在月球表面、宇宙飛船里均能進行．由于月球表面仍有重力存在，宇宙飛船里的微粒處于完全失重狀態(tài)，故對流可在月球表面進行，而不能在宇宙飛船內(nèi)進行，故選A、D兩項． 【答案】　AD 7．兩個分子從靠近得不能再靠近的位置開始，使二者之間的距離逐漸增大，直到大于分子直徑的10倍，在這一過程中，關(guān)于分子間的相互作用力的下列說法中正確的是(　　) A．分子間的引力和斥力都在減小 B．分子間的斥力在減小，引力在增大 C．分子間的作用力在逐漸減小 D．分子間的作用力先減小后增大，再減小到零 【解析】　分子間同時存在著引力和斥力，當距離增大時，二力都在減小，只是斥力比引力減小得快．當分子間距離r＜r0時，分子間的斥力大于引力，因而表現(xiàn)為斥力；在r＝r0時，合力為零；當r＞r0時，分子間的斥力小于引力，因而表現(xiàn)為引力；當距離大于10r0時，分子間的作用力可視為零，所以分子力的變化是先減小后增大，再減小到零，A、D正確． 【答案】　AD 8．(xx漢中檢測)“用油膜法測定分子的大小”的實驗中，體積為V的油滴，在水面上形成近似圓形的單分子油膜，油膜直徑為d，則油酸分子直徑大小約為(　　) A.　　　B.　　　C.　　　D. 【解析】　油膜面積S＝π()2，則油酸分子直徑d′＝＝. 【答案】　A 9．做布朗運動實驗，得到某個觀測記錄如圖1－1－11.圖中記錄的是(　　) 圖1－1－11 A．分子無規(guī)則運動的情況 B．某個微粒做布朗運動的軌跡 C．某個微粒做布朗運動的速度—時間圖線 D．按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線 【解析】　布朗運動是懸浮在液體中的固體顆粒的無規(guī)則運動，而非分子的運動，A錯誤；既然無規(guī)則，所以微粒沒有固定的運動軌跡，B錯誤；對于某個微粒而言，在不同時刻的速度大小和方向均是不確定的，所以無法確定其在某一時刻的速度，也就無法描繪其速度—時間圖線，C錯誤． 【答案】　D 10．(xx濟寧高二檢測)某同學在“用油膜法估測分子直徑”的實驗中，計算結(jié)果明顯偏大，可能是由于(　　) A．油酸未完全散開 B．油酸中含有大量的酒精 C．計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格 D．求每滴溶液的體積時，1 mL的溶液的滴數(shù)誤多記了10滴 【解析】　油酸分子的直徑d＝，計算結(jié)果明顯偏大，可能是V取大了或S取小了，油酸未完全散開，所測S偏小，d偏大，A正確；油酸中含有大量酒精不影響結(jié)果，B錯；計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格，使S變小，d變大，C正確；求每滴溶液的體積時，1 mL的溶液的滴數(shù)誤多記了10滴，使V變小，d變小，D錯誤． 【答案】　AC 11．(xx寧波效實中學檢測)利用油膜法估測分子的大小實驗時，現(xiàn)有按體積比為n∶m配制好的油酸酒精溶液置于容器中，還有一個充入約2 cm深水的淺盤，一支滴管，一個量筒． 請補充下述估測分子大小的實驗步驟： (1)________．(需測量的物理量自己用字母表示) (2)用滴管將1滴油 圖1－1－12 酸酒精溶液滴入淺盤，等油酸薄膜穩(wěn)定后，將薄膜輪廓描繪在坐標紙上，如圖1－1－12所示，(已知坐標紙上每個小方格面積為S，求油膜面積時，半個以上方格面積記為S，不足半個舍去)則油膜面積為________． (3)估算油酸分子直徑的表達式為d＝________. 【解析】　(1)用滴管向量筒內(nèi)加注N滴油酸酒精溶液，讀其體積V. (2)由圖可查得面積為105S. (3)1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為V′＝， 油膜面積S′＝105S，由d＝，得d＝. 【答案】　(1)見解析　(2)105S　(3) 12．(xx岳陽一中檢測)隨著“嫦娥一號”的成功發(fā)射，中國探月工程順利進行．假設(shè)未來在月球建一間實驗室，長a＝8 m，寬b＝7 m，高c＝4 m，實驗室里的空氣處于標準狀態(tài)．為了估算出實驗室里空氣分子的數(shù)目，有兩位同學各提出了一個方案： 方案1　取分子直徑D＝110－10 m，算出分子體積V1＝πD3，根據(jù)實驗室內(nèi)空氣的體積V＝abc，算得空氣分子數(shù)為：n＝＝. 方案2　根據(jù)化學知識，1 mol空氣在標準狀態(tài)下的體積V0＝22.4 L＝22.410－3 m3.由實驗室內(nèi)空氣的體積，可算出實驗室內(nèi)空氣的摩爾數(shù)nmol＝＝；再根據(jù)阿伏伽德羅常數(shù)算得空氣分子數(shù)為：n＝nmolNA＝NA. 請對這兩種方案做一評價，并估算出實驗室里空氣分子的數(shù)目． 【解析】　方案1把實驗室里的空氣分子看成是一個個緊挨在一起的，沒有考慮空氣分子之間的空隙，不符合實際情況．通常情況下氣體分子間距的數(shù)量級為10－9 m，因此分子本身體積只是氣體所占空間的極小一部分，常?？梢院雎圆挥?，方案1錯誤；方案2的計算方法是正確的，根據(jù)方案2計算結(jié)果如下：n＝NA＝6.021023個＝6.021027個． 【答案】　方案1錯誤，方案2正確　6.021027個 第2節(jié)氣體分子運動與壓強 (教師用書獨具) ●課標要求 知識與技能 1.了解分子運動速率的統(tǒng)計分布規(guī)律． 2.從微觀角度了解氣體壓強產(chǎn)生的原因，并能用分子動理論和統(tǒng)計觀點解釋氣體壓強． 過程與方法 通過活動、調(diào)查、了解統(tǒng)計規(guī)律，體會如何從看似毫無規(guī)律的事件中尋找出規(guī)律． 情感、態(tài)度與價值觀 通過對統(tǒng)計規(guī)律的了解，體會微觀世界與宏觀世界在某些規(guī)律上也有相似性，增強對科學的好奇心與未知欲. ●課標解讀 1．知道大量偶然事件的統(tǒng)計規(guī)律． 2．了解分子運動的特點以及分子運動速率的統(tǒng)計分布規(guī)律． 3．理解氣體壓強的產(chǎn)生原因，知道氣體壓強、體積、溫度的關(guān)系；能用分子動理論的觀點，來解釋有關(guān)現(xiàn)象以及與實際生產(chǎn)和生活相關(guān)的問題． ●教學地位 本節(jié)內(nèi)容是分子動理論基本觀點的深化，氣體壓強的產(chǎn)生原因及影響因素的分析能很好的鞏固上節(jié)知識，同時也為學習氣體奠定基礎(chǔ)．其中氣體分子速率分布規(guī)律是微觀世界的規(guī)律，有重要意義． (教師用書獨具) ●新課導入建議 教師組織學生完成“拋硬幣實驗”，記錄出現(xiàn)正、反面的次數(shù)，然后在全班進行交流和評價，讓學生親身經(jīng)歷“統(tǒng)計規(guī)律”的發(fā)現(xiàn)過程． ●教學流程設(shè)計 ???步驟3：師生互動完成“探究1”互動方式(除例1外可再變換命題角度，補充一個例題以拓展學生思路??? ? ? ? 課　標　解　讀 重　點　難　點 1.初步了解什么是“統(tǒng)計規(guī)律”． 2.理解氣體分子運動的特點，知道氣體分子速率分布規(guī)律． 3.理解氣體壓強產(chǎn)生的微觀意義，知道影響壓強的微觀因素. 1.氣體分子運動的特點．(重點) 2.氣體分子速率分布規(guī)律．(重點) 3.氣體壓強的產(chǎn)生與微觀解釋．(難點) 4.掌握氣體壓強的決定因素．(難點) 偶然中的必然——統(tǒng)計規(guī)律 1.基本知識 (1)氣體分子運動的特點 氣體分子都在永不停息地做無規(guī)則運動，每個分子的運動狀態(tài)瞬息萬變，每一時刻的運動情況完全是偶然的、不確定的． (2)現(xiàn)象 某一事件的出現(xiàn)純粹是偶然的，但大量的偶然事件卻會表現(xiàn)出一定的規(guī)律． (3)定義 大量偶然事件表現(xiàn)出來的整體規(guī)律． (4)氣體分子速率分布規(guī)律 ①圖象 圖1－2－1 ②規(guī)律 在一定溫度下，不管個別分子怎樣運動，氣體的多數(shù)分子的速率都在某個數(shù)值附近，表現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律．當溫度升高時，該分布規(guī)律不變，氣體分子的速率增大，分布曲線的峰值向速率大的一方移動． 2．思考判斷 (1)氣體的溫度升高時，所有氣體分子的速率都增大．() (2)某一時刻氣體分子向任意一個方向運動的分子數(shù)目近似相等．(√) (3)某一溫度下大多數(shù)氣體分子的速率不會發(fā)生變化．() 3．探究交流 氣體分子運動的統(tǒng)計規(guī)律有幾個特點？ 【提示】　(1)氣體分子沿各個方向運動的機會(幾率)相等． (2)大量氣體分子的速率分布呈現(xiàn)中間多(占有分子數(shù)目多)、兩頭少(速率大或小的分子數(shù)目少)的規(guī)律. 氣體的壓強 1.基本知識 (1)產(chǎn)生原因 大量氣體分子頻繁撞擊器壁，對器壁產(chǎn)生一個穩(wěn)定的壓力，從而產(chǎn)生壓強． (2)壓強特點 氣體內(nèi)部壓強處處相等． (3)決定因素 ①氣體的溫度．②單位體積內(nèi)的分子數(shù)． 2．思考判斷 (1)氣球內(nèi)氣體壓強是由于氣體重力作用產(chǎn)生的．() (2)影響氣體壓強的因素有溫度、體積．(√) (3)當溫度升高時，氣體壓強一定變大．() 3．探究交流 圖1－2－2 用小滾珠作空氣分子模型，把裝有滾珠的杯子拿到秤盤上方某處，把1粒滾珠倒在秤盤上，秤的指針會擺動一下．再在相同的高處把100?；蚋嗟臐L珠快速倒在秤盤上，秤的指針會在一個位置附近擺動，如圖1－2－2，如果使這些滾珠從更高的位置倒在秤盤上，可以觀察到秤的指針所指示的壓力更大．想一想，為什么？ 【提示】　秤盤除支持滾珠的重力外，還要支持滾珠碰撞時的“沖力”. 對氣體分子運動的理解 【問題導思】　 1．氣體分子的微觀結(jié)構(gòu)模型是怎樣的？ 2．麥克斯韋氣體分子速率分布規(guī)律是什么？ 1．氣體的微觀結(jié)構(gòu)特點 (1)氣體分子間的距離較大，大于10r0(10－9m)，氣體分子可看成無大小的質(zhì)點． (2)氣體分子間的分子力很微弱，通常認為氣體分子除了相互碰撞或與器壁碰撞外，不受其他力的作用． 2．氣體分子運動的特點 (1)氣體分子可以在空間自由移動而充滿它所能到達的任何空間． (2)氣體分子間頻繁發(fā)生碰撞 一個空氣分子在1 s內(nèi)與其他分子的碰撞達6.5億次之多，分子的頻繁碰撞使每個分子速度的大小和方向頻繁地發(fā)生改變，造成氣體分子雜亂無章地做無規(guī)則運動． (3)某時刻，氣體分子沿各個方向運動的概率相同．某時刻，沿任何方向運動的分子都有，且沿各個方向運動的分子數(shù)目是相等的． 麥克斯韋氣體分子速率分布規(guī)律： 從大量實例中可以看出，在一定溫度下，中等速率的分子所占的比例最大．理論和大量實驗表明，在一定溫度下，不管個別分子怎樣運動，氣體多數(shù)分子的速率都在某個數(shù)值附近，表現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律．當溫度升高時，“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律不變，氣體分子的速率增大，分布曲線的峰值向速率大的一方移動． 　 溫度升高時，并不是所有分子的速率都增大，而是分子的平均速率增大，具體到某一個分子具有不確定性． 　(xx龍巖檢測)氣體分子永不停息地做無規(guī)則運動，同一時刻都有向不同方向運動的分子，速率也有大有?。卤硎茄鯕夥謩e在0 ℃和100 ℃時，同一時刻在不同速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，由表能得出結(jié)論(　　) 按速率大小劃分 的區(qū)間(m/s) 各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比(%) 0 ℃ 100 ℃ 100以下 1.4 0.7 100～200 8.1 5.4 200～300 17.0 11.9 300～400 21.4 17.4 400～500 20.4 18.6 500～600 15.1 16.7 600～700 9.2 12.9 700～800 4.5 7.9 800～900 2.0 4.6 900以上 0.9 3.9 A.氣體分子的速率大小基本上是均勻分布的，每個速率區(qū)間的分子數(shù)大致相同 B．大多數(shù)氣體分子的速率處于中間值，少數(shù)分子的速率較大或較小 C．隨著溫度升高，氣體分子的平均速率不變 D．氣體分子的平均速率基本上不隨溫度的變化而變化 【審題指導】　(1)統(tǒng)計規(guī)律是建立在大量觀測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上的． (2)統(tǒng)計規(guī)律只能在有大量事件的情況下才顯示出來． 【解析】　根據(jù)表格數(shù)據(jù)，逐項分析如下： 選項 分析 結(jié)論 A 兩種溫度下，速率低于200 m/s和高于700 m/s的分子數(shù)比例明顯較小 B 分子速率在200 m/s～700 m/s之間的分子數(shù)比例較大 √ C 比較0 ℃和100 ℃兩種溫度下，分子速率較大的區(qū)間，100 ℃的分子數(shù)所占比例較大，而分子速率較小的區(qū)間，0 ℃的分子數(shù)所占比例較大．氣體分子的平均速率隨溫度升高而增大 D 比較0 ℃和100 ℃兩種溫度下，可看到氣體分子的平均速率隨溫度的變化而變化 【答案】　B 氣體分子速率分布規(guī)律 表中只是給出了氧氣在0 ℃和100 ℃兩個溫度下的速率分布情況，通過分析比較可得出： 1．在一定溫度下，氣體分子的速率都呈“中間多、兩頭少”的分布． 2．溫度越高，速率大的分子比例較多．這個規(guī)律對任何氣體都是適用的． 1．(xx上海高考)某種氣體在不同溫度下的氣體分子速率分布曲線如圖1－2－3所示，圖中f(v)表示v處單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)百分率，所對應(yīng)的溫度分別為TⅠ、TⅡ、TⅢ，則(　　) 圖1－2－3 A．TⅠ>TⅡ>TⅢ　　　　　　B．TⅢ>TⅡ>TⅠ C．TⅡ>TⅠ，TⅡ>TⅢ D．TⅠ＝TⅡ＝TⅢ 【解析】　一定質(zhì)量的氣體，溫度升高時，速率增大的分子數(shù)目增加，曲線的峰值向速率增大的方向移動，且峰值變小，由此可知正確選項為B. 【答案】　B 氣體壓強的產(chǎn)生及其決定因素 【問題導思】　 1．氣體壓強是如何產(chǎn)生的？ 2．氣體壓強大小由哪些因素決定？ 1．產(chǎn)生原因 大量做無規(guī)則熱運動的分子對器壁頻繁、持續(xù)地碰撞產(chǎn)生了氣體的壓強．單個分子碰撞器壁的沖力是短暫的，但是大量分子頻繁地碰撞器壁，就對器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力．所以從分子動理論的觀點來看，氣體的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力． 2．決定氣體壓強大小的因素 (1)微觀因素 ①氣體分子的密度：氣體分子密度(即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目)大，在單位時間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就多，氣體壓強就大． ②氣體分子的平均速率：氣體的溫度高，整體上分子運動更加劇烈，氣體分子與器壁的碰撞(可視為彈性碰撞)給器壁的沖力就大；從另一方面講，分子的平均速率大，在單位時間里器壁受氣體分子撞擊的次數(shù)多，累計沖力就大，氣體壓強就大． (2)宏觀因素 ①氣體的體積：一定質(zhì)量氣體的體積越大，氣體的分子密度越小，氣體的壓強越?。? ②氣體的溫度：氣體的溫度越高，氣體的分子平均動能越大(平均動能下節(jié)課學習)，氣體的壓強越大． 　 因密閉容器中氣體的密度一般很小，由于自身重力產(chǎn)生的壓強極小，可忽略不計，故氣體壓強由大量氣體分子碰撞器壁產(chǎn)生，與地球引力無關(guān)，且氣體壓強處處相等． 　(xx泰安檢測)對一定量的氣體，若用N表示單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)，則(　　) A．當體積減小時，N必定增加 B．當溫度升高時，N必定增加 C．當壓強不變而體積和溫度變化時，N必定變化 D．當壓強不變而體積和溫度變化時，N可能不變 【審題指導】　―→ 【解析】　單位時間內(nèi)與器壁單位面積相碰的分子數(shù)N既與分子密度有關(guān)，還與分子的平均速率有關(guān)．當氣體體積減小時，分子密度增加，但若溫度降低，分子平均速率變小，N也不一定增加，A錯；當溫度升高時，分子的平均速率增大，但若體積增大，分子密度減小，N也不一定增加，B錯；當氣體壓強不變，則器壁單位面積受到的壓力不變，由于溫度變化，平均每個分子對器壁的沖力變化，N只有變化才能保持壓強不變，故C正確，D錯誤． 【答案】　C 氣體壓強決定因素 氣體的壓強是氣體分子對器壁頻繁碰撞產(chǎn)生的 1．從微觀的角度看，氣體的壓強大小是由氣體分子的平均動能和其密集程度共同決定的． 2．從宏觀看，一定質(zhì)量的氣體的壓強是由氣體的溫度和體積共同決定的．與液體、固體的壓強不同，氣體壓強與重力無關(guān)． 2．封閉在氣缸內(nèi)一定質(zhì)量的氣體，如果保持氣體體積不變，當溫度升高時，以下說法正確的是(　　) A．氣體的密度增大 B．氣體的壓強增大 C．氣體分子的平均速率減小 D．每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)不變 【解析】　氣體的體積不變，對一定質(zhì)量的氣體，單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變，當溫度升高時，分子的平均速率增大，每秒內(nèi)撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增加，撞擊力增大，壓強必增大，所以B項正確，A、C、D均不正確． 【答案】　B 綜合解題方略——氣體壓強與 　　 大氣壓強的區(qū)別 　在某一容器中封閉著一定質(zhì)量的氣體，對此氣體的壓強，下列說法中正確的是(　　) A．氣體壓強是由重力引起的，容器底部所受的壓力等于容器內(nèi)氣體所受的重力 B．氣體壓強是由大量氣體分子對器壁的頻繁碰撞引起的 C．容器以9.8 m/s2的加速度向下運動時，容器內(nèi)氣體壓強為零 D．由于分子運動無規(guī)則，所以容器內(nèi)壁各處所受的氣體壓強不一定相等 【審題指導】　(1)明確氣體壓強與大氣壓強的產(chǎn)生原因． (2)當容器失重時，內(nèi)部氣體分子的運動如何． 【規(guī)范解答】　氣體壓強是由大量氣體分子對器壁的頻繁碰撞引起的，它由氣體的溫度和單位體積內(nèi)的分子數(shù)決定，故A、C、D錯誤，B正確． 【答案】　B 氣體壓強與大氣壓強的產(chǎn)生原因?qū)Ρ? 1．密閉容器中的氣體密度一般很小，由氣體自身重力產(chǎn)生的壓強可忽略不計，密閉氣體的壓強是由于氣體分子頻繁地撞擊器壁產(chǎn)生的，大小是由溫度和體積決定的，與地球引力無關(guān)，所以說，密閉氣體對上下、左右、前后器壁的壓強大小都相等，不隨高度而變化，測量氣體壓強用壓強計． 2．大氣壓強是由于包圍著地球的空氣受到重力作用，而對浸在其中的物體產(chǎn)生的壓強，其數(shù)值隨高度的增加而減?。髿鈮簭娮罱K還是通過分子碰撞實現(xiàn)對浸入其中的物體產(chǎn)生的壓強，大氣壓強的測量用氣壓計． 【備課資源】(教師用書獨具) 大氣壓與天氣預(yù)報 大氣壓與天氣預(yù)報有什么關(guān)系呢？地球表面上的風、云、雨、雪，萬千氣象，都跟大氣運動有關(guān)系，而造成大氣運動的動力就是大氣壓分布的不平衡和氣壓分布的經(jīng)常變化．由于地球表面各處在太陽照射下受熱情況不同，各地的空氣溫度就有較大差別．溫度高的地方，空氣膨脹上升，空氣變得稀薄，氣壓就低；溫度低的地方，空氣收縮下沉，密度增大，氣壓就高．另外，大氣流動也是