人教版 (2019)选择性必修 第三册第一章 分子动理论综合与测试学案设计

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册第一章 分子动理论综合与测试学案设计，共6页。学案主要包含了素养评价，补偿训练等内容，欢迎下载使用。

第一章 分子动理论 复习学案
素养一 物理观念
考点分子的大小与阿伏加德罗常数
1.分子的大小:
(1)单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。
如果油在水面上尽可能地散开,可认为在水面上形成单分子油膜,并且利用已制好的方格透明玻璃板盖在水面上,用于测定油膜面积,如图1所示。已知一滴油酸的体积V和水面上油膜面积S,那么油酸分子的直径是d=。
(2)利用离子显微镜测定分子的直径。
如果设想钨原子是一个挨着一个排列的话,那么钨原子之间的距离L就等于钨原子的直径d,如图2所示。
2.微观量的计算方法:
由于微观量是不能直接测量的,可以测定宏观物理量,用阿伏加德罗常数作为桥梁,间接计算出微观量来。设阿伏加德罗常数的测量值NA、分子体积V′、分子的直径d、分子的质量m、物体的体积V、摩尔体积Vm、物质的质量M、摩尔质量Mm 、物质的密度ρ。
(1)计算分子的质量:m==。
(2)计算(固体、液体)分子的体积(或气体分子所占的空间):
V′==。
(3)计算物质所含的分子数: n=NA=NA=NA。
(4)分子大小的计算:
①对于固体和液体,分子的直径d=;
②对于气体,分子间的平均距离d=。
3.分子大小的关键词转化:
【素养评价】
1.(多选)某气体的摩尔质量为M,摩尔体积为V,密度为ρ,每个分子的质量和体积分别为m和V0,则阿伏加德罗常数NA可以表示为( )
A.NA= B.NA=
C.NA=D.NA=
【解析】选B、C。用NA==计算阿伏加德罗常数,不仅适用于分子间隙小的液体与固体,而且适用于分子间隙大的气体,故B、C正确;而NA==仅适用于分子间隙小的液体与固体,由于气体分子间有很大的间隙,每个气体分子所占据的空间比每个气体分子的体积大得多,所以A、D不正确。
2.已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m3,平均摩尔质量为0.29 kg/ml。阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 ml-1,取气体分子的平均直径为2×10-10 m,若气泡内的气体能完全变为液体,请估算液体体积与原来气体体积的比值。(结果保留一位有效数字)
【解析】设气体体积为V1,完全变为液体后的体积为V2,气体质量:m=ρV1
含分子个数:n=NA
每个分子的体积:V0=π()3=πD3
变为液体后的体积为:V2=nV0
液体体积与气体体积之比:==1×10-5
答案:1×10-5
【补偿训练】
科技人员测得钙钛单晶的体积为V,密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,求:
(1)该晶体所含的分子数;
(2)估算该晶体分子直径D(球的体积V=)
【解析】(1)该单晶体的质量m=ρV,则分子数为:n=NA;
(2)单个分子体积V′==
解得:D=
答案:(1)NA (2)
素养二 科学思维
考点分子间作用力与分子势能的关系
1.分子间存在引力和斥力的证据:
(1)分子之间存在着引力的证据:分子之间有间隙,但是固体、液体内大量分子却能聚集在一起形成固定的形状或固定的体积,这两方面的事实,使我们推理出分子之间一定存在着相互吸引力。
(2)分子之间存在着斥力的证据:固体和液体很难被压缩,即体积压缩到了一定程度后再压缩也是很困难的;用力压缩固体(或液体)时,物体内会产生反抗压缩的弹力。这些事实都是分子之间存在斥力的表现。
2.分子力与分子势能:
3.分子间作用力与分子势能的关键词转化:
【素养评价】
1.(多选)关于分子间作用力,下列说法中正确的是( )
A.压缩气体时,气体会表现出抗拒压缩的力,这是由于气体分子间存在斥力
B.因分子间的引力和斥力大小都随分子间距离的增大而减小,所以分子力一定也随分子间距离的增大而减小
C.分子间距离增大时,可能存在分子势能相等的两个位置
D.分子间距离增大时,分子力、分子势能均有可能减小
【解析】选C、D。压缩气体时,气体会表现出抗拒压缩的力,这是由于气体压强增大,故A错误;分子间的引力和斥力大小都随分子间距离的增大而减小,但分子力随着分子间距离的增大有可能先增大再减小,故B错误;分子间距离增大时,可能存在分子势能相等的两个位置,可比喻为弹簧被压缩和拉伸时,即分别表现为斥力和引力,故C正确;分子间距离从小于平衡间距时分子间距离增大时,分子力、分子势能均有可能减小,故D正确。
2.(多选)如图所示为分子势能Ep与分子间距离r的关系曲线,下列说法正确的
是( )
A.气体的分子间平均距离为r2
B.液态油酸分子间的平均距离为r1
C.r2处的分子力为零
D.处于熔点的晶体熔化吸热过程中,分子间的平均距离r会发生变化
【解析】选C、D。气体的分子势能为零,对应的分子间平均距离大于r2,故A错误; 液态油酸分子间的平均距离大于r1,故B错误; r2处为分子间的平衡位置,分子力为零,故C正确; 处于熔点的晶体熔化吸热过程中,分子大小没有发生变化但分子的结构发生了变化,分子间的距离变化了,故D正确。
【补偿训练】
(多选)分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep=0。若甲分子固定于坐标原点O,乙分子从某处(分子间的距离大于r0小于10r0)由静止释放,在分子力的作用下沿r正半轴靠近甲,则( )
A.乙分子所受甲分子的引力逐渐增大
B.乙分子在靠近甲分子的过程中乙分子的动能逐渐增大
C.当乙分子距甲分子为r=r0时,乙分子的速度最大
D.当乙分子距甲分子为r=r0时,乙分子的势能最小
【解析】选A、C、D。在靠近甲的过程中,根据分子间距离减小,则乙分子所受甲分子的引力一直增大,故A正确;乙分子在靠近甲分子的过程中,先是分子引力做正功,后是分子斥力做负功,则乙分子的动能先增大后减小,故B错误;当乙分子距甲分子为r=r0时,分子引力与分子斥力相等,继续靠近,则斥力做负功,则当乙分子距甲分子为r=r0时,乙分子的速度最大,故C正确;当乙分子从某处由静止释放向甲靠近到距甲分子为r=r0时,分子引力一直做正功,则乙分子的势能减小,此时分子势能最小,故D正确。项 目
分子间相互作用力
分子势能Ep
与分子间距离
的关系图像
随分子
间距离
的变化
情况
rF引和F斥都随距离的增大而减小,随距离的减小而增大,F引r增大,斥力做正功,分子势能减少。r减小,斥力做负功,分子势能增加
r>r0
F引和F斥都随距离的增大而减小,随距离的减小而增大,F引>F斥,F表现为引力
r增大,引力做负功,分子势能增加。r减小,引力做正功,分子势能减少
r=r0
F引=F斥,F=0
分子势能最小,但不为零
r>10r0
(10-9 m)
F引和F斥都已十分微弱,可以认为分子间没有相互作用力
分子势能为零