人教版九年级全册第1节 分子热运动优秀学案及答案
展开1. 能简单说明物质是由分子、原子构成的。
2. 能通过宏观现象推测物质的分子都在不停地做热运动。
3. 能够识别扩散现象、并能用分子热运动的观点进行解释。
4. 知道分子之间存在着作用力。
【学习重点】
一切物质的分子都在不停的做无规则运动。
【学习难点】
分子之间存在的相互作用力。
【自主预习】
阅读教材,完成以下问题:
1.物质是由分子、原子构成的,其大小通常以10-10m为单位来量度。
2.不同物质在互相接触时,彼此进入对方的现象叫扩散。扩散现象说明:①分子间有 间隙 ;②分子在不停的做 无规则运动 。扩散现象既可以在气体中发生,还可以在液体中发生,也能够在 固体中发生。
3.打开一瓶香水,很快就会闻到香味,原因是:香水里的分子运动到鼻子里去了。
4.课本图13.1-4能说明:分子间有引力。
5.扩散现象说明分子间有间隙,为什么压缩固体和液体很困难呢?这是因为分子间还存在斥力,由于该力的存在,使分子已经离得很近的固体和液体很难进一步被压缩。
6. 铁棒很难被拉伸,说明分子间存在引力;水很难被压缩,说明分子间存在斥力(均选填“引”、“斥”)。
7. “破镜难圆”说明:当相邻分子间的距离很大时,分子间不存在作用力(选填“存在”、“不存在”)。
【合作探究】
探究一、物质的构成
【做一做】①用素描炭笔在纸上画一条线,再用放大镜或低倍显微镜仔细观察,你看到了什么现象?说明什么问题?
【分析归纳】会看到炭笔形成的笔迹是由一个个小颗粒组成的。说明物质是由微小颗粒组成的。
【做一做】②向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置,再注入酒精直至充满。封闭管口,并将玻璃管反复翻转,使水和酒精充分混合,观察液面的位置,分析混合后水和酒精的总体积变化情况。
【分析归纳】会看到水与酒精混合后的总体积小于混合前的体积之和.说明水与水(小颗粒)之间有空隙,酒精与酒精之间有空隙。
【想想议议】下面是关于物质微观结构的三种模型。你认为,哪种模型能够解释上述活动中看到的现象?请选择一种模型,并尝试解释。
【答案】选择模型三. 物质是由微粒组成的,微粒之间有空隙.
1.分子、原子
(1)科学研究发现:物质都是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。
分子、原子的体积非常小,用肉眼直接看不到,用电子隧道扫描显微镜可帮助我们观察到分子、原子。
通过放大率为1500万倍的电子显微镜获得的碳化硅分子的结构图
电子显微镜下的铝合金
表面原子结构图
(2)常见的物质是由大量的分子组成的,分子间有空隙.
分子很小,若把分子看成一个球体,则分子直径的数量级为10-10m.
①水分子的直径约为4×10-10m;氢气分子的直径约为2.3×10-10m.
②2500万个水分子一个挨一个地排成一行,长约1cm.
③若把水分子与乒乓球相比,它们的比例就好像乒乓球与地球之比.
④1标准大气压下,1cm³ 的任何气体约有2.7×1019个分子,让这些气体分子从容器中跑出,如果1s跑出1亿个,约需9000年才跑完.
⑤将机油装入一个筒壁很厚、相当坚固的钢筒中,然后加上2万个标准大气压的高压,结果发现钢筒“出汗”了,也就是说机油从钢筒里渗透出来了。这充分说明钢筒的固体分子之间也存在空隙。
【例题1】如图甲,实验时向试管中注入水至一半位置,再注入酒精直至充满,封闭管口,并将试管反复翻转,使水和酒精充分混合,观察液面位置,发现混合后与混合前相比,总体积______(选填“变大”、“不变”或“变小”),说明分子间有______。另一小组用的是图乙所示的上小下大的容器完成水和酒精混合实验,你觉得图____的实验效果更好。
【答案】变小;间隙;乙。
【解析】因为分子间存在空隙,水和酒精充分混合后,酒精分子和水分子分别进入了对方分子的空隙中,使得水和酒精混合后的总体积变小。
图乙的实验效果更好,理由是水和酒精混合后的总体积变小,图乙中容器的上端横截面小,里面液体体积的变化更明显。
探究二、分子热运动
【想一想】构成物质的分子是静止的还是运动的?相互之间有没有作用力?虽然用肉眼不能直接观察到分子,但人们可以通过物体的一些宏观表现来推断构成物体的分子的情况。
(1)气体的扩散
【做一做】将一个空玻璃瓶子倒扣在一个装着棕色二氧化氮气体的瓶子上面,中间用玻璃板隔开。已知二氧化氮的密度大于空气的密度,当撤去玻璃板后,猜一猜你会看到什么现象?该现象说明什么?
【分析归纳】上方的空气瓶慢慢地由无色到有色。实验表明下方的二氧化氮分子运动到空气瓶中.
1. 扩散
不同物质在互相接触时彼此进入对方的现象,叫扩散.
【列举事例】生活中气体扩散的现象:香水的味道;桂花飘香;炒菜的味道……
(2)液体的扩散
历史实验:在量筒里装一半清水,用细管在水的下面注入紫色的硫酸铜水溶液。
开始时,由于硫酸铜溶液比水的密度大,会沉在量筒的下部,因此可以看到无色的清水与蓝色硫酸铜溶液之间明显的界面。静放几天,界面就逐渐变得模糊不清了。
【分析归纳】该现象表明清水与紫色的硫酸铜的分子彼此进入对方中,说明液体可以发生扩散.
【列举事例】液体扩散的实例:将一滴红墨水滴入清水中,红墨水分子不停地做无规则运动,清水逐渐变成红色;酱油与醋混合为调料;被污水污染的河流……
(3)固体的扩散
历史实验: 把铅板和金板紧压在一起,在室温下放置5年。发现铅板里会渗入一些金,金板里面会渗入一些铅,互相渗入1mm。
【分析归纳】该现象表明固体可以发生扩散.
【列举事例】固体扩散的实例:堆放煤炭的墙角,过一段时间后会变黑,表明煤炭分子发生了扩散。
(4)总结:
①一切气体、液体和固体之间都能发生扩散现象。
②一般情况下,固体扩散最慢,液体次之,气体最快。
③扩散现象表明:一切物质的分子都处在永不停的无规则运动中,分子间存在间隙。
2. 分子热运动
【做一做】在两个烧杯内盛有质量相等的热水、冷水,用滴管注入两滴红墨水,观察现象。
【分析归纳】一段时间后,热水先变红.实验表明:温度越高,扩散越快,分子运动越剧烈。
分子热运动:由于分子的运动跟温度有关,所以这种无规则运动叫做分子的热运动.
【例题2】两只相同的集气瓶中分别装有空气和红棕色的二氧化氮气体,用玻璃板隔开后按图所示放置,抽去玻璃板,保持两瓶口紧贴静置较长时间后,两瓶中气体颜色变得相同。下列说法错误的( )
A.此现象表明分子在永不停息地做无规则运动
B.此现象与“扫地时灰尘飞扬”的成因相同
C.该现象不仅能发生在气体之间,也能发生在固体、液体之间
D.该现象发生的剧烈程度与温度有关
【答案】B.
【解析】A.抽去玻璃板,密度大于空气密度的二氧化氮气体能运动到上方集气瓶中,说明分子在永不停息地做无规则运动,故A正确,不符合题意;
B.扫地时灰尘飞扬属于机械运动,而不是分子的热运动,故B错误,符合题意;
C.一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动,所以该现象不仅能发生在气体之间,也能发生在固体、液体之间,故C正确,不符合题意;
D.温度越高,分子的热运动越剧烈,故D正确,不符合题意。
所以选B.
探究三、分子间的作用力
1. 分子间存在引力
【做一做】如图所示,将两个表面光滑的铅块相互紧压,他们会粘在一起吗?你看到了什么现象?这一现象能否证明分子之间存在吸引力?
【分析归纳】实验现象:两块铅会结合起来,在下面吊一个重物都不能把它们拉开.实验表明:分子之间存在引力.
【列举事例】生活中可以证明分子之间存在吸引力的现象
例如,一支粉笔有一定的形状和体积,而不是“一盘散沙”;用粉笔写字,黑板上留下字迹;把两滴水靠近后会溶在一起合成一滴水,等等。充分说明了分子间存在着吸引力。
2. 分子间存在斥力
想一想:我们知道:分子之间存在空隙,通过刚才的实验知道,分子间存在引力,那么为什么分子不能都吸在一起呢?这不是矛盾吗?
【做一做】找一个注射器,桶内加入一些水(或用空气),用手指封住口,另一支手用力压缩活塞时,体验所用力的大小。
【分析归纳】实验现象:会发现用力压缩时,活塞内的水会产生“抵抗”。实验结论:当分子间距离变小时,分子间相互排斥,存在斥力。
3. 分子间同时存在引力与斥力
【做一做】找一个注射器,桶内加入一些水,用手指封住口,另一支手用力向外拉活塞时,体验所用力的大小。
【分析】实验现象:会发现用力向外拉时,活塞内的水会吸引。实验结论:当分子间距离变大时,分子间相互吸引,存在引力。
综合分析以上实验可得出:
(1)分子间同时存在引力和斥力. 其大小都跟分子间距离有关系.
(2)用类比法理解分子间的作用力
分子间的引力和斥力都跟分子间距离有关系,就好比用弹簧连接起小球的情景。
①当两个分子的距离处于平衡距离时,分子间的引力等于斥力。
②当两个分子的距离变大时,分子间的作用力表现为引力。
③当两个分子的距离变小时,分子间的作用力表现为斥力。
4. 固体、液体和气体分子的排列与作用力情况
(1)固体分子间的情况
当固体被压缩时,分子间的距离变小,作用力表现为斥力;当固体被拉伸时,分子间的距离变大,作用力表现为引力。固体分子间的距离小,不容易被压缩和拉伸,具有一定的体积和形状。
(2)气体分子间的情况
气体分子间距离比较大,分子间没有力的作用,所以气体没有一定的体积和形状。
(3)液体分子间的情况
通常液体分子之间的距离比气体的小,比固体的大;液体分子之间的作用力比固体的小,分子没有固定的位置,运动比较自由。这样的结构使得液体较难被压缩,没有确定的形状,具有流动性.
【例题3】如图所示,将两个表面光滑的铅块相互紧压,结果发现松开手后,它们黏在一起,这个现象说明:__________;在挤压过程中,发现铅块很难被压缩,这是因为:___________;将红墨水滴入水中,红墨水在水中逐渐扩散开,这说明分子在__________。
【答案】分子间有引力;分子间有斥力;不停地做无规则运动.
【解析】将两个表面光滑的铅块相互紧压后,松开手后,它们黏在一起,这是因为分子之间存在相互作用的引力;铅块很难被压缩,由于分子间存在着相互作用的斥力。将红墨水滴入水中,由于分子在不停地做无规则运动,所以过一会儿水会变红。
【例题4】物质一般有三种状态,其分子模型如图甲、乙、丙所示,其中_____图有一定的体积和形状;____图有一定的体积,但形状不确定;___图既没有固定的形状,也没有固定的体积。
【答案】丙;乙;甲.
【解析】丙图中的分子之间的距离最小,分子间的作用力最大,是固体的分子模型;固体有一定的形状和体积。
乙图中的分子之间的距离较小,是液体的分子模型;液体没有确定的形状,但有一定的体积。
甲图中的分子距离最大,分子间的作用力最小,是气体的分子模型;气体既没有固定的形状,也没有固定的体积。
【精讲点拨】
1.常见的物质是由大量的分子组成的。分子的大小通常以10-10m为单位来量度。
2. 扩散现象说明:①一切物质的分子都在不停地做无规则的运动;②分子之间存在间隙。
3.分子热运动:指分子的无规则运动,温度越高,分子的无规则运动越快,扩散越快。分子热运动与物体的机械运动不同,当物体静止时,但是物体内的分子不会静止。
4. 分子间的作用力:分子之间既有引力又有斥力。设分子间的平衡距离为r0.则当分子间距离r>r0时引力大于斥力,表现为引力;当r<r0时引力小于斥力,表现为斥力;当r=r0时,引力等于斥力,分子处于平衡位置;当r>10r0时,作用力可忽略不计。
【归纳整理】
①物质是由分子组成的,分子是构成物质的微粒,直径大约是10-10米。
②分子
热运动
③分子之间存在相互作用力
分子热运动
①扩散:不同物质在互相接触时彼此进入对方的现象,叫扩散.
②一切物质的分子在不停地做无规则运动。温度越高,分子运动越剧烈,分子的这种无规则运动叫做分子的热运动.
【课堂练习】
1.酒精和水混合后体积减小的实验主要表明( )
A. 分子间有作用力 B. 分子间有空隙
C. 分子永不停息地运动 D. 分子是很微小的
【答案】B.
【解析】酒精与水混合后,由于酒精分子进入了水分子间的空隙内,故总体积在减小;故本现象说明分子间是有空隙的;故选B.
点评:本实验只能表明分子间是有空隙的,无法说明分子在无规律运动,更不能说明分子间的相互作用力.
2. 端午节民间有戴香包的习俗,香包内有艾草,远远地就能闻到艾香,这是因为( )
A. 分子在不停地运动 B. 分子间有空隙
C. 分子间有引力 D. 分子间有斥力
【答案】A。
【解析】分子在永不停息地做无规则运动,远远地就能闻到艾香,是因为艾分子在永不停地做无规则运动,艾香分子扩散到空气中。故A符合题意,BCD不符合题意。
所以选A.
3.下列事例中,不能说明分子不停地做无规则的运动的是( )
A. 打开香水瓶,不久满屋子都能闻到香气
B. 衣柜中的卫生球,过一段时间后体积变小甚至消失了
C. 打扫教室地面时,在阳光下看到灰尘在空中飞舞
D. 将一滴红墨水轻轻滴在一杯水中,过一段时间后,整杯水变红了
【答案】C。
【解析】分子很小,不可能被肉眼看到,所以选项C中的灰尘肯定不是分子,不能说明分子不停地做无规则的运动。选项B中卫生球“消失”是升华现象,而升华和蒸发的根本原因,都是由于做无规则运动的分子中,速度较快的分子比较容易脱离物体,成为气体分子。选项A、D均为常见的扩散现象。
所以选C。
4. 关于如图所示的四个演示实验现象,下列说法中不正确的是( )
A.甲:墨水在热水中扩散得快,说明温度越高分子无规则运动越剧烈
B.乙:悬挂很重的重物后两个铅块仍没有被拉开,是由于大气压作用的结果
C.丙:用力推入活塞,活塞内的水很难被压缩,说明分子间存在相互作用的斥力
D.丁:水与酒精混合时,总体积比预计的要小,说明分子之间有空隙
【答案】B.
【解析】A.墨水在热水中扩散得快,说明温度越高分子无规则运动越剧烈,故A正确;
B.两个铅块没有被重物拉开,说明分子间存在引力,故B错误;
C.用力推入活塞,活塞内的水很难被压缩,说明分子间存在斥力,故C正确;
D.水与酒精混合时,总体积比预计的要小,说明分子之间有空隙,故D正确。
所以选B。
5. 用素描笔在纸上画一条线,再用放大镜仔细观察,发现这条线是“断裂”的;将100mL的酒精和100mL的水混合后,发现总体积小于200mL. 基于上述现象所设想的物质微观结构模型较为合理的是( )
A. 物质是由微粒组成的,微粒之间有空隙
B. 固体是由微粒组成的,液体是连成一片的
C. 液体是由微粒组成的,固体是连成一片的
D. 物质是由微粒组成的,各个微粒在一起,形成我们看到的连续体
【答案】A。
【解析】用放大镜或低倍显微镜对笔迹仔细观察,可以看到笔画是由许多黑色的小颗粒组成的,说明物质由微小的颗粒组成,发现这条线是“断裂”,说明微粒之间存在间隙;将100mL的水和100mL的酒精充分混合,混合后水与酒精的总体积将小200mL,正是由于酒精分子和水分子之间有间隙,才会导致混合合总体积变小,故A正确,BCD错误.
6. 如图所示,“天宫课堂”上王亚平老师将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.水分子间存在吸引力
C.水分子间存在排斥力 D.水分子处在永不停息的无规则运动中
【答案】B.
【解析】AB.“液桥”现象说明分子间存在引力,水球接触后粘在一起,由于分子之间存在引力,故可以慢慢拉开板后形成一个长长的“液桥”,故A不符合题意,B符合题意;
C.“液桥”现象说明分子间存在引力,而不是斥力,故C不符合题意;
D.“液桥”现象不能说明水分子处在永不停息的无规则运动中,故D不符题意。
7.(多选题)下列描述错误的是( )
A.甲图中电子显微镜下的金分子处于静止状态
B.乙图中实验现象说明分子在不停地做无规则运动
C.丙图实验表明分子间有引力
D.丁图从左至右依次是描述液体、固体、气体分子的排布规律
【答案】AD.
【解析】A.一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动,所以电子显微镜下的金分子处于运动状态,故A错误,符合题意;
B.实验中观察到的现象是:比空气密度大的二氧化氮进到了上面的瓶子,虽然二氧化氮的密度大于空气密度,但是它也会运动到上面的瓶子内,属于扩散现象,说明气体分子在不停地做无规则运动,故B正确,不符合题意;
C.两个铅柱压紧后可以吊起钩码,说明分子间存在相互作用的引力,故C正确,不符合题意;
D.固体有一定的形状和体积,固体分子间的作用力较强,分子排列有规则;液体有一定的体积,液体分子间作用力较弱,分子排列无规则;气体既没一定形状也没一定体积,气体分子间作用力最弱,分子可以到处运动. 所以丁图从左至右依次是描述固体、液体、气体分子的排布规律,故D错误,符合题意。
所以选AD.
8. 如图是在电子显微镜下猴痘病毒的照片。该病毒直径在200nm左右,可通过飞沫传播。下列说法正确的是( )
A.病毒是分子,可以用肉眼直接看到
B.猴痘病毒随飞沫传播属于分子运动
C.构成飞沫的分子间既有引力又有斥力
D.健康人佩戴口罩可预防感染,是因为口罩材料的分子之间没有空隙
【答案】C.
【解析】A.病毒不是分子,肉眼看不到,只有借助电子显微镜才能看到,故A错误;
B.飞沫不是分子,传播是机械运动,不是分子运动,故B错误;
C.分子之间存在相互作用的引力和斥力,构成飞沫的分子间既有引力又有斥力,故C正确;
D.分子之间存在间隙,口罩材料的分子之间也有空隙,故D错误。
所以选C.
9. 如图所示的实验,是我们在学习分子动理论时做过的一些实验:
图A:浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰,几天之后,两种液体混合均匀了;
图B:玻璃板的下表面接触水面,发现拉力大于玻璃板的重力;
图C:将红墨水滴入水中,可以看到它在水中扩散开来;
图D:将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起,两个铅块就会结合在一起,下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。
(1)图A和图______两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:分子______________,图A为尽快达到实验目的,实验过程中_______(可以/不可以)搅动量筒里的液体。
(2)图B和图________两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:分子之间存在________;
(3)图C为尽快达到实验目的,可以用____水(冷/热)实验,原因是分子的热运动与____有关。
【答案】(1)C,永不停息的做无规则运动,不可以;(2)D,吸引力;(3)热,温度。
【解析】图A:浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰,几天之后,两种液体混合均匀了,说明分子在永不停息地做无规则运动;
图B:玻璃板的下表面接触水面,发现拉力大于玻璃板的重力,说明分子之间存在相互作用的引力;
图C:将红墨水滴入水中,可以看到它在水中扩散开来,说明分子在永不停息地做无规则运动;
图D:将两个底面干净、平整的铅块紧压,就会结合在一起,下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开,说明分子之间总存在相互作用的引力。
故图A和图C两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:分子在永不停息地做无规则运动。
图A实验过程中若搅动量筒里的液体,则会影响干扰实验现象,故实验过程中不可以搅动筒内液体。
(2)根据(1)的分析,图B和图D两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:分子之间存在吸引力。
(3)根据经验,图C为尽快达到实验目的,可以用热水实验,原因是分子的热运动与温度有关。
【课后反思】本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?模型一
物质是由微小的颗粒组成的,各个颗粒紧靠在一起,形成了我们所看到的连续体.
模型二
固体是由微小颗粒组成的,液体是连成一片的.
模型三
物质是由微小的颗粒组成的,颗粒之间有空隙.
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