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第一章 分子动理论与内能
第1节 分子动理论
物体是由大量分子组成的
分子在永不停息地做无规则运动
分子之间存在着相互作用力
学习目标
地点：古希腊
时间：2500 年前留基伯：试想我们把一粒砂糖分成两半，每一半都是砂糖。再把其中的一半分成两半，每一半还是甜的……如此不断分割下去，有没有一个限度呢？
德谟克利特：……
情境导入
1. 物体是由大量分子组成的。例如：水是由水分子组成的，氧气是由氧分子组成的。
这里的分子指的是化学课上提到的分子、原子、离子等这些微粒的统称。
知识点
物体是由大量分子组成的
1
感悟新知
人类对物质结构的认识历程
(a)早在春秋战国时期，墨子就提出物体不断分割到最小的一点，称为“端”
(b)2500 年前，古希腊学者德谟克利特认为“世界由无数很小的不可再分的粒子组成”
(c)1811年，意大利科学家阿伏伽德罗提出分子概念，认为分子是保持物质化学性质的最小微粒
(d)今天，通过电子显微镜，科学家不仅可以清晰地看到物质的分子，还能看到分子的更微小结构
2. 分子的特点
(1)分子很小
① 分子的体积很小，如果把分子看成小球，那么一般分子的直径大约只有10－10 m。例如：水分子的直径是4×10－10 m。
② 分子的质量很小， 例如：1 个水分子的质量约是3×10－26 kg。
(2)分子的数量很多，例如：1 cm3 的水中大约有3.35×1022 个水分子。
方法点拨
分子并不是球形的，但为了研究问题方便，便应用模型法把分子看成球形。
易错提醒
微观世界的分子直接用肉眼是看不见的，我们平时能看到的灰尘、烟尘、粉末等都不是单个分子，而是由大量分子组成的宏观世界的小微粒。
专家称新型冠状病毒感染的肺炎病人咳嗽所产生的有大量病毒的飞沫，会使1 m 范围内的其他人吸入而被感染，所以与感染病人近距离接触时要戴口罩。一粒飞沫的直径约为1×10－6 ～5×10－6 m(分子的直径约为1×10－10 m)，由此可以判断飞沫_______(填“是”或“不是”)分子。
例1
不是
解析：分子的直径约为1×10－10 m，是非常小的，一粒飞沫的直径约为1×10－6~5×10－6m，因为飞沫的直径远大于分子的直径，所以飞沫不是分子。
方法点评
◆用对比法：通过对比给出的分子的直径和飞沫直径的大小来分析。
◆依据分子的典型特点直接判断：人的肉眼不能直接观察到分子，因此可直接判断飞沫不是分子。
1. 一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
2. 扩散
(1)定义：由于分子运动，不同的物质在
互相接触时，彼此进入对方的现象，
叫做扩散。
(2)扩散现象表明：①一切物质的分子都
在不停地做无规则运动；②分子之间有间隙。
知识点
分子在永不停息地做无规则运动
2
(3) 扩散现象发生的条件：一是不同种物质，二是相互接触，二者缺一不可。如：热水与冷水混合后变成温水，这不是扩散现象。
(4) 任何两种物质之间都能发生扩散现象，包括：两气体之间、两液体之间和两固体之间，以及液体与气体之间(如：皮肤上擦香水，远处能闻到香味)、固体与气体之间(如：房间放固体清新剂，整个房间都充满清香味)和固体与液体之间(如：糖溶解于水中)。
(5) 在相同条件下，气体扩散最快，液体扩散次之，固体扩散最慢。
易错提示
分子是肉眼直接看不到的，日常生活中能通过气味、颜色等间接地反映出来，如：闻到香味、水变甜、变颜色、菜变咸等。
知识链接
六种物态变化中的汽化和升华属于扩散现象。
用如图1 所示的装置演示气体扩散现象，其中一瓶装有密度比空气密度大的红棕色二氧化氮气体，另一瓶装有空气。
例2
(1)A 瓶中所装气体应是 ______(填“空气”或“ 二氧化氮”)， 抽去玻璃片后过一段时间的现象是__________
________________。
空气
两个瓶子里
的颜色变得均匀了
解析：由于空气的密度小于二氧化氮气体的密度，
所以一般情况下空气处于二氧化氮气体的上方，故装有空气的是A 瓶，装有二氧化氮气体的是B 瓶，抽去玻璃片后过一段时间的现象是两个瓶子里的颜色变得均匀了。
(2)扩散现象说明气体分子__________________________。
在永不停息地做无规则运动
解析：扩散现象说明气体分子在永不停息地做无规则运动。
(3)若A 瓶内是二氧化氮气体，则由于二氧化氮气体的密度大于空气的密度，二氧化氮气体_____，不能充分地说明扩散现象。
下沉
解析：若A 瓶内是二氧化氮气体，则由于二氧化氮气体的密度大于空气的密度，二氧化氮气体下沉，不能充分地说明扩散现象。
(4)若想用水和酱油进一步研究扩散现象(已知水的密度小于酱油的密度)，将它们倒入到同一个玻璃杯中，应该先向杯中倒入_____，再借助玻璃棒缓慢倒入________ 。
酱油
水
解析：若先倒入水，再倒入酱油，由于酱油的密度比水大，受重力影响，酱油下沉，不能充分地说明扩散现象。
易错提示
实验中，不能将装有二氧化氮气体的瓶子放在上方，因为二氧化氮气体的密度比空气的密度大，放在上方，由于重力的作用，二氧化氮气体向下扩散的过程加快，实验现象不能更好地说明问题。
特别警示
酱油的密度比水的密度大，为了减小重力对实验的影响，应先向杯中倒入酱油。
方法提醒
通过实验观察扩散现象，从而认识分子的运动。实验中将不易观察的分子运动转换成能方便观察的宏观现象，这便是转换法。
为什么被压缩的橡皮能恢复原状呢？
知识点
分子之间存在着相互作用力
3
分子间可能存在着引力吧！
1. 分子之间存在着相互作用力
(1)分子间存在引力。例如：分子间的引力使得固体和液体能保持一定的体积；两滴水可以结合成一滴水。如图2 所示，此现象也能说明分子间存在引力。
(2)分子间存在斥力。例如：如图3 所示，分子间的斥力使得液体很难被压缩；压缩固体更难，被压缩的橡皮能恢复原状。
规律点拨
固体很难被拉伸说明分子间存在引力；固体、液体很难被压缩说明分子间存在斥力。
辨析分子间作用力，只需紧扣“同存”即可，其余就是谁大谁小的问题了。
3. 用类比法理解分子间的作用力
分子间作用力的大小与分子间距离有关，其关系可以用类比法(类比于弹簧的压缩与拉伸)来理解，见下表。
分子间距离关系 类比分析 分子间作用力
分子间距离等于平衡距离 分子在平衡位置附近振动，相当于弹簧的自然伸长状态 引力等于斥力，分子间作用力的大小为零
分子间距离小于平衡距离 相当于压缩弹簧 引力小于斥力，分子间作用力表现为斥力
分子间距离关系 类比分析 分子间作用力
分子间距离大于平衡距离 相当于拉伸弹簧 引力大于斥力，分子间作用力表现为引力
分子间距离大于10 倍平衡距离 相当于弹簧超过弹性限度 分子间作用力十分微弱，可以忽略
4. 固体、液体、气体的宏观特性和微观描述
状态 固态 气态 液态
分子间距离 很小 较大 很大
分子间作用力 很大 较大 很小
分子运动情况 分子只能在各自的平衡位置附近振动 分子在某位置振动一段时间后，可能移到另一个位置附近振动 分子间的作用力几乎为零，分子可以在空间中到处移动
状态 固态 气态 液态
体积和形状 有一定形状和体积 无一定形状，有一定体积 无一定形状，无一定体积
流动性 没有流动性 有流动性 有流动性
分子模型
警示误区
◆当分子间距离小于平衡距离时，以斥力为主(即斥力大于引力)，不要理解为只有斥力，没有引力。
◆当气体分子间距离非常大时，分子间作用力非常微弱，但是气体的分子间同样同时存在引力和斥力。
深度理解
“破镜不能重圆”就是因为碎镜片间的距离不能达到分子间引力起作用的距离。
规律点拨
物质在三种常见状态下具有不同的物理性质，其原因是分子间距离决定了分子间作用力的大小。当物体的状态发生变化时，分子本身不变，分子间距离发生了变化，分子间作用力也随之发生变化。
[中考·宜昌] 如图4 所示，把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，读出弹簧测力计的示数。使玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，弹簧测力计的示数______(填“变大”“变小”或“不变”)，原因是_______________。
例 3
变大
分子间存在引力
解析：把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，弹簧测力计的示数等于玻璃板的重力。使玻璃板水平接触水面，由于玻璃分子和水分子之间存在引力，后来弹簧测力计的示数等于玻璃板的重力和分子之间的引力之和，故弹簧测力计的示数变大。
特别提醒
◆实验中，玻璃板下表面恰好与水面接触，但未浸入水中，故其未受到浮力的作用。
◆水可以传递压强，相当于玻璃板下表面也会受到大气压的作用，其上、下表面受到的压力相互抵消。
1. 端午节是我国首个入选世界非物质文化遗产的节日，端午食粽的风俗由来已久。煮粽子时闻到粽子的香味是________现象，说明分子在永不停息地做_____________。
扩散
无规则运动
课堂训练
2. 木炭是灰黑色的多孔性固体。将木炭粉碎时，周围会形成“黑气”，这种现象_______(填“属于”或“不属于”)扩散现象。木炭可用于制造渗碳剂，制造钢铁零件时，可以把零件放入渗碳剂中，使碳分子渗入零件的表面层，增加零件表面的硬度，这种现象_____(填“属于”或“不属于”)扩散现象。
不属于
属于
3. 如图所示，“天宫课堂”上两块透明板上的水球接触后粘在一起，慢慢拉开板后形成一个长长的“液桥”。该现象主要说明了(　　)
A．水分子间有空隙
B．水分子间存在引力
C．水分子间存在斥力
D．水分子在永不停息地做无规则运动
B
分子
物质
作用力
组成
存在
分子的无规则运动
表明
扩散现象
课堂小结

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