高考领航第1讲分子动理论内能公开课.docx
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1、第1讲分子动理论内能重温教.材扫清盲点一、分子动理论1 .物体是由大量分子组成的(1)分子模型:主要有两种模型,固体与液体分子通常用球体模型,气体分子通常用立 方体模型.(2)分子的大小分子直径:数量级是山m.分子质量:数量级是心kg.测量方法:油膜法.(3)阿伏加德罗常数:M = 6.02X1023 mol-2 .分子热运动分子永不停息的无规那么运动.(1)扩散现象相互接触的不同物质彼此进入对方的现象.温度越高,扩散越快,可在固体、液体、 气体中进行.(2)布朗运动悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规那么运动,微粒越小,温度越高,布朗运动越显著.3 .分子力分子间同时存在引力和斥力,且都随分子
2、间距离的增大而减小,随分子间距离的减小 而增大,但总是斥力变化得较快.二、内能1 .分子平均动能所有分子动能的平均值.温度是分子平均动能的标志.2 .分子势能由分子间相对位置决定的能,在宏观上分子势能与物体体积有关,在微观上与分子间 的距离有关.3 .物体的内能4 1)内能:物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和.5 2)决定因素:温度、体积和物质的量.三、温度1.意义:宏观上表示物体的冷热程度(微观上标志物体中分子平均动能的大小).E.气体的内能包括气体分子热运动的动能解析:选BDE.气体的内能是指组成气体的所有分子热运动的动能与分子势能的总和, 与气体分子的重力势能及气体整体运动的动能
3、无关,选项A、C错误,B、E正确;因做功 和热传递都能改变内能,所以气体的体积变化时,其内能可能不变,选项D正确.【题后反思】判断分子势能变化的两种方法(1)利用分子力做功判断分子力做正功,分子势能减小;分子力做负功,分子势能增加.(2)利用分子势能/与分子间距离r的关系图线判断如下图,仅受分子力作用,分子动能和势能之和不变,根据/变化可判知&变化.而 Ep变化根据图线判断.但要注意此图线和分子力与分子间距离的关系图线形状虽然相似, 但意义不同,不要混淆.七点四 实验:用油膜法估测分子的大小师生互动1.数据处理计算一滴溶液中油酸的体积:V=&mL).(2)计算油膜的面积:利用坐标纸求油膜面积时
4、,以边长为1 cm的正方形为单位,计算 轮廓内正方形的个数,缺乏半个的舍去,大于半个的算一个.V(3)计算油酸的分子直径:d=(注意单位统一).2 .考前须知(1)将所有的实验用具擦洗干净,不能混用.(2)油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜.(3)方盘中的水离盘口面的距离应较小,并要水平放置,以便准确地画出薄膜的形状, 画线时视线应与板面垂直.3 .误差分析纯油酸体积的计算引起误差.油膜形状的画线误差.数格子法本身是一种估算的方法,自然会带来误差.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有以下实验步骤:往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水,待水面稳定后将适量的棒子粉均匀地撒在水面
5、上.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定.将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和 面积计算出油酸分子直径的大小.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一 定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积.将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上.完成以下填空:(1)上述步骤中,正确的顺序是.(填写步骤前面的数字)(2)将1 cn?的油酸溶于酒精,制成300 cm3的油酸酒精溶液,测得Icm?的油酸酒精溶 液有50滴.现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是013 m2,
6、由此估算出油酸分子的直径为此估算出油酸分子的直径为m.(结果保存1位有效数字)解析:(1)依据实验顺序,首先配置混合溶液,然后在浅盘中放水和舜子粉,将一滴溶 液滴入浅盘中,将玻璃板放在浅盘上获取油膜形状,最后用边长的方格形坐标纸来计 算油膜的总面积,故正确的操作顺序为.1 rrr|3(2)一滴油酸酒精溶液的体积为-其中S=0.13m2,故油酸分子直径JUU X 3UV 1X 106 m3_inD=S=300 X 50 X 0.13 m2=5 X10答案:(1)(2)5X10F)个多维冲关1 . (2019全国卷111)(实验原理)用油膜法估算分子大小的实验中,首先需将纯油酸稀释 成一定浓度的油
7、酸酒精溶液,稀释的目的是.实验中为 了测量出一滴浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积,可以为得到油酸分子的直径,还需测量的物理量是解析:用油膜法估测分子直径时,需使油酸在水面上形成单分子层油膜,为使油酸尽 可能地散开,将油酸用酒精稀释.根据V=Sd9要求得分子的直径d,那么需要测出油膜面积, 以及一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积.这样需要测出一滴油酸酒精溶液的体积,其方法 可用累积法,即1mL油酸酒精溶液的滴数.答案:使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴 地滴入小量筒中,测出1mL油酸酒精溶液的滴数,得到一滴溶液中纯油酸的体积 单分子 层油膜的面积2 .(实验步骤)在“
8、用油膜法估测油酸分子直径”的实验中,某同学按如下操作:a.在量筒中滴入一滴已配制好的油酸酒精溶液,测出其体积b.在装有水、撒适量棒子粉的浅盘中滴入一滴已配制好的溶液,使薄膜形状稳定C.将玻璃板放在浅盘上,将油膜形状描绘在玻璃板上d.将玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸体积和面积计算出油酸分子的直径其中有操作错误的步骤是油酸酒精溶液中油酸体积所占比例为也N滴油酸溶液体积为V, 一滴油酸溶液 形成油膜的面积为S,那么油酸分子的直径为.解析:(1)用量筒测一滴溶液的体积,无法操作,即使测量,误差也很大,要测出一滴 油酸酒精溶液的体积,应在量筒中滴入N滴油酸酒精溶液,测出其体积为V,然后
9、求出一V滴该溶液的体积为=存,故有操作错误的步骤是a.(2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为匕=万,一滴油酸酒精溶液形成的油膜面积为 kVS,那么油酸分子直径为1=友.答案:a (2凝3 .(数据处理)在“用油膜法估测分子大小”的实验中,现有油酸和酒精体积比为 :m 配制好的油酸酒精溶液置于容器中,还有一个盛约2 cm深水的浅盘,一支滴管,一个量筒.请补充下述实验步骤:(1)(需测量的物理量用字母表示)(2)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘,等油酸薄膜稳定后,将薄膜轮廓描绘在坐标 纸上,如下图,那么油膜面积为(坐标纸上每个小方格面积为S,求油膜面积 时,半个以上方格面积记为S,缺乏半个舍去).
10、估算油酸分子直径的表达式为d=解析:(1)用滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液,读出其体积V.V n(2)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V=W方工,油膜面积S=115S.nV115NS(m+ny答案:(1)用滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液,读出其体积V (2)1155 (3)nV115NSQ+)2.两种温标(1)摄氏温标单位,在1个标准大气压下,水的冰点作为0 ,沸点作为100 , 在0 100 C之间等分100份,每一份表示1 .(2)热力学温标T:单位K,把r273.15 0c作为0 K.(3)就每一度表示的冷热差异来说,两种温度是相同的,即AT= At.只是零值的起点不同, 所以二
11、者关系式为T=f+273.15 K.(4)绝对零度(0 K),是低温极限,只能接近不能到达,所以热力学温度无负值.四、实验:用油膜法估测分子的大小1 .实验原理利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜(如下图),将油酸分子看作球形,V测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积,用计算出油膜的厚度,其中V为一 滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积,s为油膜面积.这个厚度就近似等于油酸分子的直径.水2 .实验器材己稀释的油酸假设干毫升、量筒1个、浅盘1只(30 cmX40 cm)、纯洁水、注射器(或滴 管)1支、透明玻璃板一块、坐标纸、彩色水笔1支、琲子粉或石膏粉(带纱网或粉扑).3.实验步骤(1)取
12、1 mL(l cn?)的油酸溶于酒精中,制成200 mL的油酸酒精溶液.(2)往边长约为3040 cm的浅盘中倒入约2 cm深的水,然后将排子粉(或石膏粉)均匀 地撒在水面上.(3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入滴配制好的油酸酒精溶液,使这些溶液的体积恰好为1 mL,算出每滴油酸酒精溶液的体积V=; mL.(4)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液,油酸就在水面上慢慢散 开,形成单分子油膜.待油酸薄膜形状稳定后,将一块较大的玻璃板盖在浅盘上,用彩笔将油酸薄膜的形 状画在玻璃板上.(6)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,算出油酸薄膜的面积.(7)根据油酸酒精溶液的浓度,算
13、出一滴溶液中纯油酸的体积V,根据纯油酸的体积V V和薄膜的面积S,算出油酸薄膜的厚度即为油酸分子的直径.比拟算出的分子直径,m,假设不是10-1。m需重做实验.看其数量级(单位为m)是否为1O10S深化悝解S深化悝解 SHENHUALIJIE1 .与化学中的“分子”不一样,热学研究组成物体的微粒的运动规律和统计规律,把化学中的原子、分子或离子统称为分子.2 .扩散现象的本质是分子的运动,固、液、气三态均可发生扩散现象,它直接证明了 组成物体的分子在不停地做无规那么运动;布朗运动的主体不是分子,而是液体或气体中的 悬浮颗粒,它间接证明了分子的无规那么运动.3 .两分子间距为时分子力为零,分子势能
14、最低,但不是零,而是负值,因为一般认 为分子间距为无穷远(r10时,分子势能为零.4 .温度是分子平均动能的标志,温度相同时,各种物体分子的平均动能均相同.5 .与机械运动相对应的能量称为机械能;与热运动相对应的能量称为内能.宏观上内 能由物质的量、温度和体积决定.遥刖达畅 ” KEQIANDABIAO一、易混易错判断1 .质量相等的物体含有的分子个数不一定相等.(工)2 .组成物体的每一个分子运动是有规律的.(X )3 .布朗运动是液体分子的运动.(工)4 .分子间斥力随分子间距离的减小而增大,但分子间引力却随分子间距离的减小而减 小.( )5 .内能相同的物体,温度不一定相同.( )6 .
15、分子间无空隙,分子紧密排列.(工)二、教材习题及改编1 .(多项选择)墨滴入水,扩而散之,徐徐混匀.关于该现象的分析正确的选项是()A.混合均匀主要是由于炭粒受重力作用B.混合均匀的过程中,水分子和炭粒都做无规那么运动C.使用炭粒更小的墨汁,混合均匀的过程进行得更迅速D.墨汁的扩散运动是由于炭粒和水分子发生化学反响引起的解析:选BC.根据分子动理论的知识可知,最后混合均匀是扩散现象,水分子做无规 那么运动,炭粒做布朗运动,由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关,所以使用炭 粒更小的墨汁,布朗运动会更明显,那么混合均匀的过程进行得更迅速,应选B、C.2 .(多项选择)关于分子间的作用力,以下
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