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2分子的热运动学习目标素养提炼1.了解扩散现象是由分子的热运动引起的．2．知道布朗运动的特点及产生原因；了解布朗运动与分子热运动的区别和联系．3．了解扩散现象、布朗运动与分子热运动的区别和联系．4．知道分子热运动的无规则性和随温度的升高而加剧.物理观念：扩散现象、布朗运动．科学思维：扩散现象和布朗运动的成因．科学探究：探究影响布朗运动快慢的因素.01课前自主梳理02课堂合作探究03课后巩固提升04课时跟踪训练一、扩散现象1．定义：不同物质能够____________的现象叫作扩散．2．产生原因：是由物质分子的________运动产生的．3．意义：________证明物质分子永不停息地做无规则运动．4．应用：在高温条件下，通过__________在纯净半导体材料中掺入其他元素，生产各种半导体器件．彼此进入对方无规则直接分子的扩散[思考]固体物质都有固定的形状，它们之间也会发生扩散吗？扩散过程是否永远不会停止？提示：会．物质处于固态、液态和气态时均能发生扩散现象，只是气态物质的扩散现象最显著，固态物质扩散现象不明显，需要经过较长的时间才能观察到固态物质明显的扩散现象．当物质在这一能达到的空间里实现了分布均匀，扩散现象就结束了，但此时分子的运动并没有停止．二、布朗运动1．定义：悬浮在液体(或气体)中的________的无规则运动叫作布朗运动．2．产生原因：大量液体(或气体)分子对悬浮微粒撞击作用的________性造成的．3．运动特点：(1)运动________；(2)轨迹________．4．影响因素：微粒的________和温度的________．微粒越____，温度越____，布朗运动就越激烈．5．意义：布朗运动虽然不是分子的运动，但它________反映了液体(或气体)分子运动的无规则性．微粒不平衡永不停息无规则大小高低小高间接[思考]大风天气里常常看到风沙弥漫、尘土飞扬，这种情况下空气中的微粒所做的运动是布朗运动吗？提示：不是．能用肉眼直接看到的微粒的运动都不是布朗运动，因为用肉眼可以直接观察到的微粒从微观角度来看都是相当大的，某一时刻它所受到的各个方向空气分子碰撞的合力几乎为零，所以不是布朗运动．三、热运动1．定义：我们把________永不停息的无规则运动叫作热运动．2．特点：(1)永不________；(2)运动________；(3)温度越高，分子的热运动________．3．宏观表现：________运动和________现象．[判断辨析](1)扩散现象和布朗运动都与温度有关，它们都叫热运动．()(2)高速运动的物体，其内部分子的热运动一定更激烈．()(3)温度降低，分子的热运动变慢．当温度降低到0℃以下时，分子就停止运动了．()分子停息无规则越激烈布朗扩散×××要点一扩散现象与分子运动[探究导入]观察图示，当一滴红墨水滴入一杯清水中，最后这一杯水完全变成了红色．请回答下列问题：(1)这是一种什么物理现象？(2)这种物理现象产生的原因是什么？(3)这种物理现象在固体中能发生吗？提示：(1)扩散现象；(2)物质分子的无规则运动；(3)能，在气体、液体、固体中均能发生扩散现象，气体的扩散现象最明显，扩散现象在任何情况下都可以发生，与外界因素无关．[探究归纳]1．影响扩散现象是否明显的因素(1)物态：扩散现象发生时，气态物质的扩散现象最快最显著，液态物质次之，固态物质的扩散现象最慢，并且短时间内非常不明显．(2)温度：在两种物质一定的前提下，扩散现象发生的明显程度与物质的温度有关，温度越高，扩散现象越显著．(3)浓度差：扩散现象发生的明显程度还与两种物质的浓度差有关，浓度差越大，扩散现象越明显．2．产生扩散现象的原因扩散现象不是外界作用引起的，而是分子无规则运动的直接结果，是分子无规则运动的宏观反映．[特别提醒](1)扩散现象在任何情况下都可以发生，与外界因素无关．(2)当两部分的分子分布浓度相同时，浓度不再变化，宏观上扩散停止，但分子的运动并没有停止，因此这种状态是一种动态平衡．[典例1](多选)如图所示，一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开．对于抽去玻璃板后所发生的现象(已知二氧化氮的密度比空气的密度大)，下列说法正确的是()A．过一段时间可以发现上面广口瓶中的气体变成了淡红棕色B．由于二氧化氮密度较大，不会跑到上面的广口瓶中，所以上面广口瓶中不会出现淡红棕色C．空气和二氧化氮将同时向对方扩散D．当两种气体分布均匀后，分子就不会向上或向下运动[解析]分子做永不停息的无规则运动，过一段时间上下分布均匀，故成淡红棕色，之后分子仍会向上或向下运动，A正确，B、D错误；空气和二氧化氮分子都做无规则运动，将同时向对方扩散，C正确．[答案]AC扩散现象是普遍存在的，扩散现象的明显程度与温度、浓度差有关，与外界作用无关．扩散现象在气体、液体、固体间均可发生．1.(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是()A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生解析：温度越高，分子运动越剧烈，扩散进行得越快，A项正确；扩散现象是不同物质相互进入到间隙中，不是化学反应，B项错；扩散现象说明分子是无规则运动的，C项正确；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，D项正确．答案：ACD2．放在房间一端的香水，打开瓶塞后，位于房间另一端的人将()A．立即嗅到香味，因为分子热运动速率很大，穿过房间所需时间极短B．过一会儿才能嗅到香味，因为分子热运动的速率不大，穿过房间需要一段时间C．过一会儿才能嗅到香味，因为分子热运动速率虽然很大，但由于是无规则运动，且与空气分子不断碰撞，要嗅到足够多的香水分子必须经过一段时间D．过一会儿才能嗅到香味，因为分子热运动速率虽然很大，但必须有足够多的香水分子，才能引起嗅觉解析：分子的扩散需要一段时间，因为分子是无规则的运动，而且在扩散的同时会受到一些阻碍．答案：C要点二布朗运动与热运动[探究导入](1)三颗微粒运动位置的连线说明了什么？(2)这种运动反映了什么？提示：(1)说明三颗微粒做无规则运动．(2)反映了液体分子运动的无规则性．[探究归纳]1．对布朗运动的三点认识(1)无规则性：悬浮微粒受到液体分子撞击作用的不平衡是形成布朗运动的原因．由于液体分子的运动是无规则的，使微粒受到较强撞击的方向也不确定，所以布朗运动是无规则的．(2)影响因素①微粒越小，布朗运动越明显．悬浮微粒越小，某时刻与它相撞的分子数越少，来自各方向的撞击力越不平衡；另外，微粒越小，其质量也就越小，相同撞击力下产生的加速度越大．因此，微粒越小，布朗运动越明显．②温度越高，布朗运动越激烈．温度越高，液体分子的运动(平均)速率越大，对悬浮于其中的微粒的撞击作用也越大，产生的加速度也越大．因此，温度越高，布朗运动越激烈．(3)实质：布朗运动不是分子的运动，而是固体微粒的运动．布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性；布朗运动与温度有关，表明液体分子的运动与温度有关．2．对热运动的理解(1)所谓分子的“无规则运动”，是指由于分子之间的相互碰撞，每个分子的运动速度无论是方向还是大小都在不断地变化．标准状况下，一个空气分子在1s内与其他空气分子的碰撞高达65亿次，所以大量分子的运动是十分混乱的，也就是说是无规则的．(2)热运动是对大量分子而言的，对个别分子无意义．(3)分子热运动的剧烈程度虽然受到温度影响，温度高运动快，温度低运动慢，但分子的运动永远不会停息．[典例2]关于布朗运动的实验，下列说法正确的是()A．如图所示记录的是分子无规则运动的情况B．图中记录的是微粒做布朗运动的轨迹C．图中记录的是微粒做布朗运动的速度—时间图象D．实验中可以看到，温度越高，布朗运动越激烈[思路点拨]布朗运动不是分子的无规则运动，微粒在两个位置之间也不是沿直线运动．[解析]布朗运动是指悬浮在液体中的微粒不停地做无规则运动，它是分子无规则运动的反映，而分子的无规则运动是产生布朗运动的原因，温度越高，分子运动越激烈，因而布朗运动也越激烈，故选项A错误，选项D正确．图中折线的每个拐点记录的是微粒每隔相同时间的位置，在每段时间内微粒的运动也是无规则的，而不是直线运动，选项B、C错误．[答案]D布朗运动示意图的分析方法布朗运动是无规则的，分析布朗运动示意图时要注意：(1)布朗运动示意图中每个拐点记录的是微粒每隔一段时间(如30s)的位置，可采用频闪照相的办法记录．(2)两位置所画直线是人为画的，在30s内，微粒仍做无规则运动．(3)不能将示意图中的折线当作微粒的运动轨迹，每一段直线也不可认为是对应这段时间内微粒做匀速直线运动的轨迹，在这段时间内，运动仍然是很复杂的．(4)布朗运动示意图只能说明每隔一段时间微粒的位置，无法确定微粒运动的轨迹．3．如图所示是用显微镜观察到的悬浮在水中的一个花粉微粒的布朗运动路线，以微粒在A点开始计时，每隔30s记下一个位置，依次得到B、C、D、E、F、G、H、I、J、K各点，则在第75s末时微粒所在的位置是()A．一定在CD连线的中点B．一定不在CD连线的中点C．一定在CD连线上，但不一定在CD连线的中点D．不一定在CD连线上解析：由液体分子热运动的无规则性可知固体微粒的运动也是无规则性的，所以在第75s末时，微粒可能在CD连线上，也可能不在CD连线上，D正确．答案：D4．关于布朗运动及其原因，以下说法不正确的是()A．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，间接证实了液体分子的无规则运动B．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动C．布朗运动是由液体分子对悬浮颗粒碰撞作用不平衡引起的D．液体的温度越高，布朗运动越剧烈解析：布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，间接证实了液体分子的无规则运动，A正确，B错误；布朗运动是由液体分子对悬浮颗粒碰撞作用不平衡引起的，液体的温度越高，布朗运动越剧烈，C、D正确．答案：B[要点分析]布朗运动与热运动的区别和联系布朗运动热运动不同点研究对象悬浮于液体中的微粒分子观察难易程度可以在显微镜下看到，肉眼看不到在显微镜下看不到相同点①无规则；②永不停息；③温度越高越激烈联系周围液体(气体)分子的热运动是布朗运动产生的原因，布朗运动反映了分子的热运动5．对分子的热运动，以下叙述中正确的是()A．分子的热运动就是布朗运动B．热运动是分子的无规则运动，同种物质的分子的热运动激烈程度相同C．气体分子的热运动不一定比液体分子激烈D．物体运动的速度越大，其内部分子的热运动就越激烈解析：分子的热运动是分子永不停息的无规则运动，而布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，不是分子的运动，故A错误；分子无规则运动的激烈程度只与物体的温度有关，物体的温度越高，分子的热运动就越激烈，这种运动是物体内部分子的运动，属微观的范畴，与物体的宏观运动没有关系，也与物体的物态没有关系，故B、D错误．答案：C1．(扩散现象)在下列给出的四种现象中，属于扩散现象的有()A．雨后的天空中悬浮着许多小水珠B．海绵吸水C．堆煤的墙角冲洗后依然是黑色的D．将大米与玉米混合均匀，大米与玉米“你中有我，我中有你”解析：扩散现象指不同的物质(分子)彼此进入对方的现象．很明显，A、B、D不是分子彼此进入对方的现象，C满足扩散条件．答案：C2．(布朗运动)液体中悬浮的固体颗粒越小，布朗运动越明显，这是因为颗粒小时()A．质量小，沿某一方向运动的机会大B．被碰的机会小，自由运动的可能性大C．受液体分子阻碍的机会小，容易运动D．受各个方向液体分子撞击的冲力不平衡的机会大解析：布朗运动是悬浮颗粒受液体分子撞击的不平衡造成的，微粒越小，同一时刻来自不同方向撞击的分子数就越少，撞击效果就越不平衡，微粒质量越小，运动状态也越容易改变．答案：D3．(布朗运动)小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动．他把小颗粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上，并把相邻时间的点连接起来，如图所示，下列判断正确的是