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第4章 物质的特性
第1节 物质的构成
学习目标
1.了解分子是构成物质的一种微粒。
2.理解分子之间存在空隙，能列举实例证明分子之间有空隙。能用事实说明气体分子之间的空隙比固体和液体分子之间的空隙大得多。
3.了解扩散现象，确认固体、液体、气体都能发生扩散，能列举反映固体、液体、气体扩散的现象，能用分子运动的观点解释扩散现象。
4.理解扩散的快慢与温度的关系，能叙述分子运动的剧烈程度与温度的关系。
5.能列举支持分子运动的证据，知道分子之间存在引力和斥力。
知识点1 物质由分子构成
1.教材第123页活动：探究蔗糖的构成
步骤 用放大镜观察一块方形蔗糖 将方形蔗糖碾碎，再用放大镜观察 将碾碎后的蔗糖放入水中，用放大镜观察糖水由水变甜的事实知，蔗糖并没有消失，而是以极小的微粒状态存在于水中
图示
现象 蔗糖由一些小颗粒构成 构成蔗糖的颗粒更小了 蔗糖分散到水中，看不到蔗糖颗粒了
总结 蔗糖由一种极小的微粒构成，分散到水中以后，用肉眼是看不到的，这种蔗糖微粒称为蔗糖分子。蔗糖是由大量蔗糖分子构成的 水、空气等物质也是由大量分子构成的 2.分子是构成物质的一种极其微小的粒子
分子的直径很小，通常以 米来量度，所以一个看似很小的物体中都会包含大量的分子，如草叶上的一滴露珠中含有约 个水分子，如果一个人每秒钟数1个，大约需要30万亿年才能数完。
特别提醒&1&
常见的微小物体不是分子
分子的尺度很小，人们用肉眼和光学显微镜能观察到的（如细胞）都不是分子，用扫描隧道显微镜才能看到一些较大的物质分子。细小的灰尘、空气中极小的水珠、极细的面粉都是微小的物体，而不是分子，它们仍是由大量分子构成的宏观物体。
典例1 水含有 个水分子， 蔗糖含有 个蔗糖分子，这些都说明物质是由大量________构成的。新型冠状病毒主要靠飞沫传播，感染病人咳嗽所产生的飞沫直径为 ，由此可初步判断飞沫________（选填“是”或“不是”）分子。
分子
不是
[解析] 飞沫直径为 ，而一般分子的直径约为 ，飞沫直径远远大于分子的直径 ，故可判断飞沫不是分子。
知识点2 分子之间存在空隙重难点
1.教材第124页活动：酒精和水的混合
实验 （1）先往一端封闭的细径玻璃管内注入近一半的清水，再沿内管壁缓缓注入酒精，使酒精上液面距管口约5 cm，标出酒精上液面的位置。
（2）用手指封住管口，将玻璃管反复颠倒几次，使酒精和水充分混合
现象 混合液的液面低于原先所标的液面位置
分析 水分子和酒精分子之间存在着空隙，当水和酒精混合时，水分子和酒精分子彼此进入对方分子的空隙中，故总体积减小
2.教材第125页活动（上）：芝麻和黄豆的混合
实验 （1）在量筒中先倒入黄豆，再倒入芝麻。
记下黄豆和芝麻的总体积。
（2）将量筒反复摇晃几次，使黄豆和芝麻混合
现象 混合后的总体积小于混合前的总体积
分析 黄豆和黄豆之间存在空隙，一部分芝麻钻到了黄豆的空隙中
典例2 下列现象中，不能说明分子间存在空隙的是( )
A. 水和 酒精混合后总体积小于
B.在巨大压力下，油能从钢管的侧壁渗出（钢管无裂缝）
C.将白糖加入水中，白糖不见了，水的体积没有增加
D.用手捏面包，面包体积会缩小
D
[解析] 用手捏面包面包会变小，是因为面包里面有许多气孔，而不是因为分子之间有空隙。
知识点3 分子处于不停的运动之中重点
1.实验探究：物质的扩散（含教材第125页活动（下）、第126页活动答案）
实验 气体扩散 液体扩散 固体扩散
操作 在透明的瓶中分别装入空气和二氧化氮气体，抽去玻璃板 用注射器将红墨水分别注入热水和冷水的底部
把磨得很光滑的铅块和金块紧紧压在一起，在室温下放置5年后再将它们切开
实验 气体扩散 液体扩散 固体扩散
现象 红棕色的二氧化氮气体慢慢向左边玻璃瓶中扩散，一会儿左边的玻璃瓶也呈红棕色，两瓶气体的颜色最后变得均匀 红墨水向水中扩散，整杯水变红，且在热水中比在冷水中扩散得快 铅和金相互渗入对方约 深
现象分析 空气和二氧化氮气体彼此进入对方，说明气体能扩散 红墨水和水彼此进入对方，说明液体也能扩散，且温度越高扩散越快 金和铅彼此进入对方，说明固体也能扩散
探究结论 气体、液体、固体分子都在不停地做无规则运动，不同物质的分子能彼此进入对方分子的空隙中，即固体、液体、气体都会发生扩散现象 续表
说明 （1）在空气和二氧化氮气体的扩散实验中，两个集气瓶是水平放置的，这样操作是为了防止气体的重力影响实验结果。如果将两个集气瓶竖直放置，则密度大的二氧化氮气体要放在下方，密度小的空气应放在上方，从而减小重力对实验造成的影响。
（2）一般来说，气体扩散最快，液体扩散较快，固体扩散最慢。
典例3 （原创题）西湖龙井是中国十大名茶之一，而“院外风荷西子笑，明前龙井女儿红”更是道出了西湖地域独特而傲人的龙井茶文化。泡龙井茶时能闻到浓浓茶香，这是一种________现象；用开水泡龙井茶，茶香更浓，说明这种现象的剧烈程度与________有关。
扩散
温度
[解析] 茶香分子在空气中运动，从而使人闻到茶香；用开水冲泡，温度更高，分子运动更加剧烈，扩散加快，所以茶香更浓。
知识点4 分子之间的引力和斥力重难点
1.实验探究：分子之间的相互作用力（含教材第128页活动答案）
现象 固体、液体都能保持一定的体积，没有散开 将两块铅柱的端面锉平后，用力紧压在一起，把它们悬挂起来，并在下方铅柱上挂一个重物，重物不能将两块铅柱拉开
使注射器筒中吸入一定量的水，用手指堵紧注射口，推压注射器的活塞，注射器筒中水的体积没有明显变化
现象分析 分子间存在引力，使大量分子能聚集在一起构成固体或液体 两块铅柱接触面上的分子之间存在引力，使两块铅柱粘合在一起 水分子间有空隙，而推压活塞不容易将水压缩，说明水分子间存在斥力
归纳总结 分子之间存在相互作用的引力和斥力 续表
2.类比法理解分子之间的相互作用力
我们可以利用弹簧连着的小球类比分析分子之间的作用力。
分子间的距离关系 类比分析 分子间的作用力
分子间的距离 等于平衡距离 相当于弹簧的自然伸长状态 引力等于斥力，分子间作用力的合力为零
分子间的距离小于平衡距离 相当于压缩弹簧 引力小于斥力，分子之间的作用力表现为斥力
分子间的距离关系 类比分析 分子间的作用力
分子间的距离大于平衡距离 相当于拉伸弹簧 引力大于斥力，分子之间的作用力表现为引力
分子间的距离大于10倍平衡距离 相当于弹簧被拉断 分子之间的作用力十分微弱，可以忽略不计
续表
拓展培优
对分子间引力和斥力的理解
（1）分子间的引力和斥力同时存在。斥力使分子彼此分离，使分子间有空隙，引力使分子聚合在一起。
（2）不同物质分子间的引力和斥力是不一样的。例如，相同粗细的铁绳和塑料绳，塑料绳更容易被拉断，这是因为塑料绳中分子之间的引力远小于铁绳中分子之间的引力。
（3）分子间引力和斥力的作用范围是很小的，只有分子彼此靠得很近时才能产生。例如，用折叠锻打工艺制作刀剑时，把堆叠的钢块加热后，再用大锤将其锻打成一整块钢块，就是用压力使各钢块接近到分子引力能发生作用的范围内，使钢块紧紧结合在一起。
3.物质三态的微观特征和宏观特征
物态 微观特征 宏观特征 分子间距离 分子间作用力 分子热运动情况 有无固定形状 有无固定体积 有无流动性
固态 很小 很大 只能在各自的平衡位置附近振动 有 有 无
液态 较大 较大 既可以在一个位置振动，也可能移动到另一位置振动 无 有 有
气态 很大 几乎为零 可以在空间到处自由运动 无 无 有
典例4 下列关于分子之间作用力的说法中，错误的是( )
A.拉断绳子需要一定的拉力，说明分子之间有引力
B.破镜不能重圆，是由于分子之间有斥力
C.水很难被压缩，说明水分子之间有斥力
D.两块光滑铅柱压紧以后能连在一起，说明分子之间有引力
B
[解析] 由于分子之间作用力的作用距离很小，把破碎的镜子拼在一起时，镜子碎片之间的距离远远大于分子之间相互作用力的作用距离，分子作用力就不起作用，所以破镜不能重圆，故B错误。
题型1 分子热运动
角度1 识别分子热运动
典例5 下列诗词加点部分，能说明分子不停地做无规则运动的是( )
A.水晶帘动微风起，满架蔷薇一院香
B.三月江城柳絮飞，五年游客送人归
C.千里黄云白日曛，北风吹雁雪纷纷
D.惊飞远映碧山去，一树梨花落晚风
A
[解析] 满架蔷薇一院香，意思是蔷薇的香味飘得满院都是，是扩散现象，能说明分子在不停地做无规则运动，故A正确。柳絮、雪花、梨花是宏观物体，柳絮纷飞、雪花飘飘、梨花飘落不是分子运动，故B、C、D均错误。
方法点拨
把握两点，轻松识别分子热运动
热运动是针对分子的运动 若研究对象是宏观物体，则它的运动一定不是分子热运动
热运动是自发的，不受外力影响 若研究对象的运动受外力影响，则一定不是分子热运动
角度2 扩散现象
典例6 小明为了研究液体的扩散现象，先在量筒里装一半清水，再在水下面注入硫酸铜溶液。如图所示是小明观察到的溶液在“实验开始时”“静放10日后”“静放30日后”所呈现的现象，其中______图是溶液静放30日后的实验现象，扩散现象说明____________________________________________。
丙
分子在不停地做无规则运动，分子之间有空隙
方法点拨
转换法研究分子运动
虽然用眼睛不能直接观察到物质内部分子的运动，但是可以从可观察到的扩散现象出发，通过推理来感知分子的运动，这种方法就是转换法。如本题通过量筒中蓝色溶液在不断扩散，可知分子在不停地做无规则运动。
题型2 分子之间的相互作用力
角度1 探究分子间的相互作用力
典例7 （教材第128页“练习”第4题改编）如图a所示是一个铁丝圈，中间松松地系一根棉线，将铁丝圈浸过肥皂水后，铁丝圈上会附着着一层肥皂薄膜，如图b所示，用手指轻轻地碰一下棉线的任意一侧，如图c所示，被碰一侧的肥皂薄膜破了，棉线被拉向了另一侧，如图d所示。这说明____________________，其中棉线的作用是__________________。
分子间存在着引力
证明引力的存在
[解析] 观察图可知：用手轻轻地碰一下附着着肥皂膜的棉线的任意一侧，这一侧的肥皂膜破了，棉线被拉向了另一侧，这是由于分子间存在引力，实验中通过棉线形状的变化可以推测分子间存在引力。
归纳总结
能证明分子间存在引力的现象有：固体、液体具有一定的体积而不散开，两铅柱粘合在一起而不被拉开，物体很难被拉伸等。
角度2 利用分子间相互作用力解释现象
典例8 用粉笔在黑板上写字，能留下字迹。这一现象能说明( )
A.黑板有磁性
B.分子总在不停地做无规则运动
C.分子之间有引力
D.分子之间有斥力
C
[解析] 用粉笔在黑板上写字，能在黑板上留下字迹，是分子间引力作用的结果，说明分子间存在引力，故C正确，A、B、D均错误。
题型3 运用模型法解释分子运动
典例9 [湖州期末] 图甲、乙、丙分别表示物质处于固、液、气三种物态中某一状态下的分子排列方式。与图丁中自然现象的形成相对应的分子排列方式变化是( )
A.甲→乙 B.乙→丙 C.丙→甲 D.乙→甲
D
[解析] 比较分子排列方式可知，甲图的分子间距较大，分子排列不规则，有流动性，故为液体；乙图的分子间距最小，分子排列有规则，有稳定性，故为固体；丙图的分子间距最大，分子排列不规则，故为气体。丁图中“熔岩滚滚”是岩石从固态变为液态的过程，故选D。

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