1、第第1 1章章 分子动理论分子动理论 第第1节节 分子动理论的基本观点分子动理论的基本观点各种各样的物质各种各样的物质各种物质是由什么组成的？各种物质是由什么组成的？物质是由大量分子组成的物质是由大量分子组成的 两千多年前，古希腊的著名思想家德谟克利特说两千多年前，古希腊的著名思想家德谟克利特说：万物都是由极小的微粒组成的：万物都是由极小的微粒组成的.科学技术发展到现在，这种猜想已被证实科学技术发展到现在，这种猜想已被证实.构成构成物质的单元多种多样，如：原子、离子和分子等物质的单元多种多样，如：原子、离子和分子等，热学中统称为分子，热学中统称为分子.物质是由大量分子组成的物质是由大量分子组成
2、的.扫描隧道显微镜拍摄的石扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子排布图墨表面原子排布图图中每一个亮斑都是一个图中每一个亮斑都是一个碳原子碳原子扫描隧道显微镜扫描隧道显微镜1.1.分子的大小分子的大小一、物体由大量分子组成一、物体由大量分子组成放大上亿倍的蛋白质分子结构模型放大上亿倍的蛋白质分子结构模型1.1.分子的大小分子的大小一、物体由大量分子组成一、物体由大量分子组成利用纳米技术把铁原子排成利用纳米技术把铁原子排成“师师”字字 单分子油膜法粗测分子直径的原理，类似于取一定量的小米，测出它的体积V，然后把它平摊在桌面上,上下不重叠，一粒紧挨一粒，量出这些米粒占据桌面的面积S，从而计算出米粒的直径.
3、SVd 水水油酸分子油酸分子d d如何得知油酸体积？如何得知油酸体积？如何得知油膜面积？如何得知油膜面积？2.2.单分子油膜法单分子油膜法一、物体由大量分子组成一、物体由大量分子组成2.2.单分子油膜法单分子油膜法一、物体由大量分子组成一、物体由大量分子组成用单分子油膜法测得分子直径的数量级为利用现代技术，使用不同的方法测出的分子大小并不完全相同，但数量级是一样的，均为 m1010m1010注意：除一些有机物质的大分子外，一般分子的直径数量级为上面数值，以后无特别说明，我们就以上面数值作为分子直径的数量级2.2.单分子油膜法单分子油膜法一、物体由大量分子组成一、物体由大量分子组成1.在做在做“
4、用油膜法估测分子的大小用油膜法估测分子的大小”实验实验中，中，104 mL油酸酒精溶液中有纯油酸油酸酒精溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得用注射器测得1 mL上述溶液中有上述溶液中有50滴把滴把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待油膜形状稳定后，将玻璃板放在，待油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，然后把玻璃板放在坐标纸上，其形，然后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如下图所示，坐标纸中正方形小方状如下图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为格的边长为20 mm.(1)油膜的面积是多少？油膜的面积是多少？(2)每一滴油酸酒精溶液
5、中含有纯油酸的每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？体积是多少？(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直根据上述数据，估测出油酸分子的直径径(1)面积为油膜轮廓范围内的面积为油膜轮廓范围内的格子数乘以一个格子的面积格子数乘以一个格子的面积，即，即S58(0.02)2 m22.32102 m21130416=mL 1.2 10m50 10VVn浓度1005.210mVdS练习练习2 2：体积是体积是1010-4-4cmcm3 3的油滴滴于水中，若展开成一单分的油滴滴于水中，若展开成一单分子油膜，则油膜面积的数量级是子油膜，则油膜面积的数量级是 （）A A10102 2cmcm2 2 B B1
6、0104 4cmcm2 2 C C10106 6cmcm2 2 D D10108 8cmcm2 2B1阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数NA：1摩尔（摩尔（mol）任何物质所含的）任何物质所含的微粒数叫做阿伏加德罗常数微粒数叫做阿伏加德罗常数.123mol1002.6AN2阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁 3.阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数NA一、物体由大量分子组成一、物体由大量分子组成1.固体或者液体分子的估算方法：固体或者液体分子的估算方法：对固体或液体来说，分子间隙数量级远小于分子大小的数量级，所以对固体或液体来说，分子间隙数量级远小于分子
7、大小的数量级，所以可以近似认为分子紧密排列，据这一理想化模型，可以近似认为分子紧密排列，据这一理想化模型，1mol任何固体或任何固体或液体都含有液体都含有NA个分子，其摩尔体积个分子，其摩尔体积Nmol可以认为是可以认为是NA个分子体积的个分子体积的总和总和.m o lm o lAAVMVNN如果把分子简化成球体，可进一步求出分子的直径如果把分子简化成球体，可进一步求出分子的直径d36Vd3.阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数NA一、物体由大量分子组成一、物体由大量分子组成2.气体分子间平均距离的估算：气体分子间平均距离的估算：气体分子间的间隙不能忽略，设想气体分子平均分布，且每个气体分子气体分子间
8、的间隙不能忽略，设想气体分子平均分布，且每个气体分子平均占有的空间设想成一个小立方体，据这一微观模型，气体分子间的平均占有的空间设想成一个小立方体，据这一微观模型，气体分子间的距离就等于小立方体的边长距离就等于小立方体的边长L，即：（，即：（L并非分子的直径）并非分子的直径）.L LL LL L3.阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数NA一、物体由大量分子组成一、物体由大量分子组成3.物质分子所含分子数的估算：物质分子所含分子数的估算：关键为求出分子的摩尔数，便可以利用阿佛加德罗常数求出关键为求出分子的摩尔数，便可以利用阿佛加德罗常数求出含有的分子数含有的分子数m o lAAAAm o lm o lm
9、 o lMVMnnNNNNMVV分3.阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数NA一、物体由大量分子组成一、物体由大量分子组成水的分子量水的分子量1818，水的密度为，水的密度为10103 3kg/mkg/m3 3,阿伏加德罗常数为阿伏加德罗常数为N NA A=6.02=6.0210102323个个/mol/mol，则：，则：（1 1）水的摩尔质量）水的摩尔质量M=_M=_18g/mol（2 2）水的摩尔体积）水的摩尔体积V=_V=_M/=18/1=18g/cm3 （3 3）一个水分子的质量）一个水分子的质量mm0 0=_=_M/NA=18/6.021023=2.99 10-26 kg（4 4）一个水分子
10、的体积）一个水分子的体积V V0 0=_=_V/NA=2.99 10-23 cm3（5 5）10g10g水中含有的分子数目水中含有的分子数目N=_N=_mNA/M=3.344 1021ANA=v/m B=/NAv0Cm=/NADv0=v/NA若以表示水的摩尔质量，v表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，表示在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、v0分别表示每个水分子的质量和体积下列关系式中正确的是（）若已知铁的分子量是若已知铁的分子量是5656，铁的密度是，铁的密度是7.87.810103 3kg/mkg/m3 3，求，求1 1）质量是）质量是1g1g的铁块中铁原子的数目（取的铁块中
11、铁原子的数目（取1 1位有效数字）位有效数字）2 2）计算出铁原子的直径是多少米？）计算出铁原子的直径是多少米？个个0演示实验一演示实验一结论：结论：气体分子在不停气体分子在不停地运动地运动二、分子永不停息地做无规则运动二、分子永不停息地做无规则运动1.扩散现象扩散现象结论：结论：液体分子在液体分子在不停地运动不停地运动演示实验二 刚刚开开始始 五五天天后后 十十天天后后 三三十十天天后后二、分子永不停息地做无规则运动二、分子永不停息地做无规则运动1.扩散现象扩散现象结论：结论：固体分子在固体分子在不停地运动不停地运动演示实验三二、分子永不停息地做无规则运动二、分子永不停息地做无规则运动1.扩
12、散现象扩散现象二、分子永不停息地做无规则运动二、分子永不停息地做无规则运动1.扩散现象扩散现象结论：结论：温度越温度越高，分子高，分子运动越剧运动越剧烈。烈。归纳归纳 固体、液体、气体都存在这样的现象：固体、液体、气体都存在这样的现象：不同的物质互相接触时，会发生彼此进入对方的现象，不同的物质互相接触时，会发生彼此进入对方的现象，物理上把这种现象叫做扩散现象物理上把这种现象叫做扩散现象.思考：扩散现象说明了什么？思考：扩散现象说明了什么？结论一：一切物体的分子都在不停地做无规则的运动结论一：一切物体的分子都在不停地做无规则的运动 结论二：温度越高，分子的运动越剧烈结论二：温度越高，分子的运动越
13、剧烈问题问题1.颗粒运动是否有规律可循？颗粒运动是否有规律可循？问题问题2.大颗粒与小颗粒的运动有什么区别？大颗粒与小颗粒的运动有什么区别？二、分子永不停息地做无规则运动二、分子永不停息地做无规则运动2.布朗运动布朗运动二、分子永不停息地做无规则运动二、分子永不停息地做无规则运动2.布朗运动布朗运动观察到的现象：观察到的现象：微粒在做微粒在做 _；布布 朗朗 运运 动动 ：_悬浮微粒的无规则运动悬浮微粒的无规则运动三颗微粒每隔30秒位置的连线图微粒越小微粒越小,运动越运动越_._.温度越高温度越高,运动越运动越_._.无规则运动无规则运动明显明显二、分子永不停息地做无规则运动二、分子永不停息地
14、做无规则运动2.布朗运动布朗运动明显明显二、分子永不停息地做无规则运动二、分子永不停息地做无规则运动2.布朗运动布朗运动颗粒小颗粒小温度高温度高瞬间与微粒撞击的分子数瞬间与微粒撞击的分子数越少越少撞击作用的的撞击作用的的不平衡性越明显不平衡性越明显液体分子运动越液体分子运动越激烈激烈布朗运动越布朗运动越明显明显对布朗微粒对布朗微粒撞击频率撞击频率和和强度越高强度越高二、分子永不停息地做无规则运动二、分子永不停息地做无规则运动2.布朗运动布朗运动总结总结1扩散现象和布朗运动都随温度的升高而越明显表明分子扩散现象和布朗运动都随温度的升高而越明显表明分子的无规则运动跟温度有关的无规则运动跟温度有关2
15、热运动：分子的无规则运动叫做热运动：分子的无规则运动叫做热运动热运动温度越高，分子温度越高，分子的热运动越激烈的热运动越激烈 3.关于分子的热运动，以下叙述正关于分子的热运动，以下叙述正确的是（确的是（）A布朗运动就是分子的热运动布朗运动就是分子的热运动B布朗运动是分子的无规则运动布朗运动是分子的无规则运动，同种物质的分子的热运动激烈程，同种物质的分子的热运动激烈程度相同度相同C气体分子的热运动不一定比液气体分子的热运动不一定比液体分子激烈体分子激烈D物体运动的速度越大，其内部物体运动的速度越大，其内部的分子热运动就越激烈的分子热运动就越激烈 物体的宏观运动、速度物体的宏观运动、速度大小与微观
16、分子的热运大小与微观分子的热运动无关动无关C是固体小颗粒的运动是固体小颗粒的运动温度越高分子无规则运动温度越高分子无规则运动越激烈，与物质种类无关越激烈，与物质种类无关2.关于布朗运动，下列说法正确的是：（关于布朗运动，下列说法正确的是：（）A：布朗运动用眼睛可直接观察到；：布朗运动用眼睛可直接观察到；B：布朗运动在冬天观察不到；：布朗运动在冬天观察不到；C：布朗运动是液体分子无规则运动的反映；：布朗运动是液体分子无规则运动的反映；D：在室内看到的尘埃不停的运动是布朗运动：在室内看到的尘埃不停的运动是布朗运动；C 注：布朗运动指的是悬浮小颗粒的运动，不是分子的注：布朗运动指的是悬浮小颗粒的运动
17、，不是分子的运动。但是它的运动间接反映了液体分子的运动。运动。但是它的运动间接反映了液体分子的运动。3、在显微镜下观察布朗运动时，其激烈程度（、在显微镜下观察布朗运动时，其激烈程度（）A、与悬浮颗粒大小有关，微粒越小，布朗运动与悬浮颗粒大小有关，微粒越小，布朗运动越激烈；越激烈；B、与悬浮颗粒中的分子大小有关，分子越小，与悬浮颗粒中的分子大小有关，分子越小，越激烈；越激烈；C、与温度有关，温度越高布朗运动越激烈；与温度有关，温度越高布朗运动越激烈；D、与观察时间长短有关，观察时间越长，运动与观察时间长短有关，观察时间越长，运动趋于平缓。趋于平缓。AC练一练练一练4.如图所示的是做布朗运动小颗粒
18、的如图所示的是做布朗运动小颗粒的运动路线记录的放大图以小颗粒在运动路线记录的放大图以小颗粒在A点开始计时，每隔点开始计时，每隔30s记下小颗粒的记下小颗粒的位置，得到位置，得到B、C、D、EF、G等点，等点，则小颗粒在第则小颗粒在第75s末时位置，以下叙述末时位置，以下叙述中正确的是中正确的是 （）A一定在CD连线的中点B一定不在CD连线的中点C可能在CD连线上，但不一定在CD连线中点D可能在CD连线以外的某点上运动路线不是不是微微粒的粒的运动轨迹运动轨迹分子之间有空隙三、分子间存在着相互作用力三、分子间存在着相互作用力分子之间有引力三、分子间存在着相互作用力三、分子间存在着相互作用力引力作用
19、引力作用把两块纯净的铅压紧把两块纯净的铅压紧.两块铅就两块铅就合在一起合在一起.向上拉动玻璃板的力大于玻璃向上拉动玻璃板的力大于玻璃板的重力。板的重力。压缩物体要用力压缩物体要用力.斥力作用斥力作用固体和液体的体积很难被压缩固体和液体的体积很难被压缩结论：分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力引力和斥结论：分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力引力和斥力的合力称为分子力力的合力称为分子力三、分子间存在着相互作用力三、分子间存在着相互作用力三、分子间存在着相互作用力三、分子间存在着相互作用力FF斥斥F引引0r纵轴表示分子间的作用力纵轴表示分子间的作用力正值表示正值表示F斥斥横轴表示分子间的距离横
20、轴表示分子间的距离负值表示负值表示F引引三、分子间存在着相互作用力三、分子间存在着相互作用力F引引F引引F斥斥F斥斥r0（1）当）当r=r0=10-10m时，时，F引引F斥斥，分子力，分子力F分分0，处于，处于平衡状态平衡状态三、分子间存在着相互作用力三、分子间存在着相互作用力F引引F引引F斥斥F斥斥rr0(2)当当rr0时，随时，随r的减小，的减小，F引引、F斥斥都增大，都增大，F斥斥比比F引引增大得快，增大得快，F斥斥F引引，分子力表现为斥力，分子力表现为斥力，r减小，分子力增大减小，分子力增大三、分子间存在着相互作用力三、分子间存在着相互作用力F引引F引引F斥斥rr0F斥斥(3)当当rr
21、0时，随时，随r 的增加，的增加，F引引、F斥斥都减小，都减小，F斥斥比比F引引减小得减小得快，快，F斥斥F引引，分子力表现为引力，分子力表现为引力三、分子间存在着相互作用力三、分子间存在着相互作用力（4）当）当r10r0时，分子力等于时，分子力等于0，分子力是短程力，分子力是短程力.三、分子间存在着相互作用力三、分子间存在着相互作用力F引引、F斥斥都增大都增大,F分分(表现为引力表现为引力)先增大到某一值然后先增大到某一值然后减小到零减小到零,再反向增大再反向增大(表现为斥力表现为斥力).结论结论:当当r逐渐减小时逐渐减小时三、分子间存在着相互作用力三、分子间存在着相互作用力4.有两个分子，
22、设想它们之间相隔有两个分子，设想它们之间相隔10倍直径以倍直径以上的距离，逐渐被压缩到不能再靠近的距离，上的距离，逐渐被压缩到不能再靠近的距离，在这过程中，下面关于分子力变化的说法正确在这过程中，下面关于分子力变化的说法正确的是的是()A.分子间的斥力增大，引力变小分子间的斥力增大，引力变小B.分子间的斥力变小，引力变大分子间的斥力变小，引力变大C.分子间的斥力和引力都变大，但斥力比引力分子间的斥力和引力都变大，但斥力比引力变化快变化快D.分子力从零逐渐变大到某一数值后，逐渐减分子力从零逐渐变大到某一数值后，逐渐减小到零，然后又从零逐渐增大到某一数值小到零，然后又从零逐渐增大到某一数值.CDr
23、F斥斥F引引F分分F解析：根据图象的解析：根据图象的规律对比答案就可规律对比答案就可选出正确答案选出正确答案练一练练一练 2.甲、乙两分子相距较远甲、乙两分子相距较远(分子力为零分子力为零)，固，固定甲、乙逐渐靠近甲，直到不能再靠近的过定甲、乙逐渐靠近甲，直到不能再靠近的过程中程中 ()A 分子力总是对乙做正功分子力总是对乙做正功 B 乙总是克服分子力做功乙总是克服分子力做功 C 先是乙克服分子力做功，后分子力先是乙克服分子力做功，后分子力 对乙做正功对乙做正功 D 先是分子力对乙做正功，后乙克服先是分子力对乙做正功，后乙克服 分子力做功分子力做功D解析：由图可知，当解析：由图可知，当r r0
24、时，分子力为引力，则分时，分子力为引力，则分子力做正功；当子力做正功；当r r0时，时，分子力为斥力，则分子力分子力为斥力，则分子力做负功做负功.物质由大量分子组成物质由大量分子组成 分子永不停息地做无规则运动分子永不停息地做无规则运动 分子间存在着相互作用力分子间存在着相互作用力四、分子动理论的基本观点四、分子动理论的基本观点练一练练一练1.假如全世界假如全世界60亿人同时数亿人同时数1g水的水的分子个数，每人每小时可以数分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近时间最接近(阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数NA取取61023 mol1
25、)A10年年 B1千年千年C10万年万年 D1千万千万1g水含有的水分子数为水含有的水分子数为AmNNM摩60亿人每年数的分子数亿人每年数的分子数860 105000 24 365n 个完成任务所需时间完成任务所需时间51.3 1013Ntn年万年练一练练一练2.若已知铁的原子量是若已知铁的原子量是56，铁，铁的密度是的密度是7.8103kg/m3，求，求：(1)质量是质量是1g的铁块中铁原子的铁块中铁原子的数目（取的数目（取1位有效数字）位有效数字）(2)计算出铁原子的直径是多计算出铁原子的直径是多少少m？1g铁的物质的量为铁的物质的量为1mol56其中所含的铁原子的数目其中所含的铁原子的数
26、目2316 1056N 个1g铁的体积铁的体积mV1个铁原子的体积个铁原子的体积0VVn1 1个铁原子的体积个铁原子的体积10363 10mVd 练一练练一练4.关于悬浮在液体中的固体微粒的布朗运动，下关于悬浮在液体中的固体微粒的布朗运动，下面说法中正确的是面说法中正确的是()A小颗粒的无规则运动就是分子的运动小颗粒的无规则运动就是分子的运动B小颗粒的规则运动是固体颗粒分子无规则运小颗粒的规则运动是固体颗粒分子无规则运动的反映动的反映C小颗粒的无规则运动是液体分子无规则运动小颗粒的无规则运动是液体分子无规则运动的反映的反映D因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以因为布朗运动的激烈程度跟温度有关
27、，所以布朗运动也可以叫做热运动布朗运动也可以叫做热运动 C布朗运动是固体颗布朗运动是固体颗粒的运动，它反映粒的运动，它反映了液体分子的无规了液体分子的无规则运动则运动.分子分子的无规则运动叫的无规则运动叫做热运动做热运动练一练练一练5.当两个分子间距离为当两个分子间距离为r0时，正好处于平衡状态，下时，正好处于平衡状态，下面关于分子间的引力和斥力的各种说法中，正确的应面关于分子间的引力和斥力的各种说法中，正确的应是（是（）A.两分子间的距离两分子间的距离rr0时，它们之间只有斥力作用时，它们之间只有斥力作用B.两分子间的距离两分子间的距离rr0时，它们之间只有引力作用时，它们之间只有引力作用C.两分子间的距离两分子间的距离rr0时，既有引力又有斥力作用，时，既有引力又有斥力作用，而且斥力大于引力而且斥力大于引力D.两分子间的距离等于两分子间的距离等于2r0时，它们之间既有引力又时，它们之间既有引力又有斥力作用，而且引力大于斥力有斥力作用，而且引力大于斥力CD解析：根据图解析：根据图象的规律对比象的规律对比答案就可选出答案就可选出正确答案正确答案
