4分子間的相互作用力學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過實驗知道分子間存在相互作用力.2.通過圖像分析理解分子力與分子間距離的關(guān)系.3.知道分子動理論的內(nèi)容一、分子間作用力1分子間有空隙(1)氣體分子的空隙：氣體很容易被壓縮，說明氣體分子之間存在著很大的空隙(2)液體分子間的空隙：水和酒精混合后總體積會變小，說明液體分子之間存在著空隙(3)固體分子間的空隙：壓在一起的金片和鉛片，各自的分子能擴散到對方的內(nèi)部，說明固體分子之間也存在著空隙2分子間的作用力(1)分子間同時存在著相互作用的引力和斥力分子間實際表現(xiàn)出的作用力是引力和斥力的合力(2)分子間作用力與分子間距離變化的關(guān)系(如圖1所示)分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大但斥力比引力變化得快圖1(3)分子間作用力與分子間距離的關(guān)系當(dāng)rr0時，F(xiàn)引F斥，此時分子所受合力為零當(dāng)rr0時，F(xiàn)引F斥，分子力的合力表現(xiàn)為斥力當(dāng)rr0時，F(xiàn)引F斥，分子力的合力表現(xiàn)為引力當(dāng)r10r0(即大于109m)時，分子間的作用力變得很微弱，可忽略不計二、分子動理論1分子動理論(1)分子動理論：把物質(zhì)的熱學(xué)性質(zhì)和規(guī)律看做微觀粒子熱運動的宏觀表現(xiàn)而建立的理論(2)內(nèi)容：物體是由大量分子組成的分子在做永不停息的無規(guī)則運動分子之間存在著引力和斥力2統(tǒng)計規(guī)律：由大量偶然事件的整體所表現(xiàn)出來的規(guī)律(1)微觀方面：單個分子的運動是無規(guī)則(選填“有規(guī)則”或“無規(guī)則”)的，具有偶然性(2)宏觀方面：大量分子的運動表現(xiàn)出規(guī)律性，受統(tǒng)計規(guī)律的支配3分子動理論是熱現(xiàn)象微觀理論的基礎(chǔ)即學(xué)即用1判斷下列說法的正誤(1)分子間距離較小時只存在斥力，距離較大時只存在引力()(2)分子間的引力隨分子間距離的增大而增大，而斥力隨距離的增大而減小()(3)當(dāng)分子間的距離達到無窮遠時，分子力為零()(4)打濕了的兩張紙很難分開是因為分子間存在引力()(5)玻璃打碎后，不能把它們再拼在一起，是因為玻璃分子間的斥力比引力大()2將下列實驗事實與其產(chǎn)生的原因?qū)?yīng)起來實驗事實有以下五個：A水與酒精混合后體積變小B固體很難被壓縮C細繩不易被拉斷D糖在熱水中溶解得快E冰凍食品也會變干其產(chǎn)生的原因如下：a固體分子也在不停地運動b分子運動的激烈程度與溫度有關(guān)c分子之間存在著空隙d分子間存在著引力e分子間存在著斥力與A、B、C、D、E五個實驗事實相對應(yīng)的原因分別是_，_，_，_，_(在橫線上分別填上與實驗事實相對應(yīng)的原因前的字母代號)答案cedba一、分子間作用力導(dǎo)學(xué)探究(1)如圖2所示，把一塊洗凈的玻璃板吊在彈簧測力計下面，使玻璃板水平地接觸水面，若想使玻璃板離開水面，在拉出玻璃板時，彈簧測力計的示數(shù)與玻璃板的重力相等嗎？為什么？圖2(2)既然分子間存在引力，當(dāng)兩個物體緊靠在一起時，為什么分子引力沒有把它們粘在一起？(3)無論容器多大，氣體有多少，氣體分子總能夠充滿整個容器，是分子斥力作用的結(jié)果嗎？答案(1)不相等；因為玻璃板和液面之間有分子引力，所以在使玻璃板拉出水面時彈簧測力計的示數(shù)要大于玻璃板的重力(2)雖然兩物體靠得很緊，但絕大部分分子間距離仍很大，達不到分子引力起作用的距離，所以不會粘在一起(3)氣體分子之間的距離r10r0時，分子間的作用力很微弱，可忽略不計所以氣體分子能充滿整個容器，并不是分子斥力作用的結(jié)果，而是分子的無規(guī)則運動造成的知識深化1對分子力與分子間距離變化關(guān)系的理解(1)r0的意義分子間距離rr0時，引力與斥力大小相等，分子力為零，所以分子間距離等于r0(數(shù)量級為1010m)的位置叫平衡位置(2)分子間的引力、斥力和分子力隨分子間距離變化的圖像如圖3所示圖3分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小當(dāng)r<r0時，分子力隨分子間距離的增大而減??；當(dāng)r>r0時，分子力隨分子間距離的增大先增大后減小2分子力彈簧模型當(dāng)分子間的距離在r0附近時，它們之間的作用力的合力有些像彈簧連接著的兩個小球間的作用力：拉伸時表現(xiàn)為引力，壓縮時表現(xiàn)為斥力3分子力做功由于分子間存在著分子力，所以當(dāng)分子間距離發(fā)生變化時，分子力做功當(dāng)r>r0時，分子力表現(xiàn)為引力，當(dāng)r增大時，分子力做負功；當(dāng)r減小時，分子力做正功當(dāng)r<r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，當(dāng)r減小時，分子力做負功；當(dāng)r增大時，分子力做正功例1設(shè)r0是分子間引力和斥力平衡時的距離，r是兩個分子間的實際距離，則以下說法中正確的是()Arr0時，分子間引力和斥力都等于零Br0<r<4r0時，分子間只有引力而無斥力Cr由4r0逐漸減小到小于r0的過程中，分子間的引力先增大后減小Dr由4r0逐漸減小到小于r0的過程中，分子間的引力和斥力都增大，其合力先增大后減小再增大答案D解析當(dāng)rr0時，分子間引力和斥力相等，但都不為零，合力為零，A錯；當(dāng)r0<r<4r0時，引力大于斥力，兩者同時存在，B錯；在r減小的過程中，分子引力和斥力都增大，C錯；r由4r0逐漸減小到r0的過程中，由分子力隨r的變化關(guān)系圖線可知，分子力有一個極大值，到rr0時分子力又增大，所以在r由4r0逐漸減小到小于r0的過程中分子力先增大后減小再增大，D對對分子間作用力的認識1無論分子間的距離如何，分子引力和分子斥力都是同時存在的，不會出現(xiàn)只有引力或只有斥力的情況；2分子力是分子引力和分子斥力的合力；3要注意“分子力表現(xiàn)為引力或斥力”與“分子引力”和“分子斥力”不是同一個概念例2用r表示兩個分子之間的距離，Ep表示兩個分子間的相互作用勢能，當(dāng)rr0時，兩個分子之間引力等于斥力，設(shè)兩個分子間距較遠時，Ep0，則()A當(dāng)分子間距r變小時，引力減小，斥力增大B當(dāng)r>r0時，引力大于斥力，r增大時分子力做負功，Ep增加C當(dāng)r<r0時，引力大于斥力，r減小時分子力做負功，Ep減小D當(dāng)rr0時，Ep0答案B解析當(dāng)分子間距r變小，分子引力和分子斥力都要增大，但斥力增大得更快，選項A錯誤；當(dāng)r>r0時，分子力表現(xiàn)為引力，當(dāng)r增加時，分子力做負功，則Ep增加，故B正確；當(dāng)r<r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，當(dāng)r減小時，分子力做負功，則Ep增加，故C錯誤；當(dāng)rr0時，Ep最小，為負值，故D錯誤二、分子動理論分子力的宏觀表現(xiàn)1分子力的宏觀表現(xiàn)(1)當(dāng)外力欲使物體拉伸時，組成物體的大量分子間將表現(xiàn)為引力，以抗拒外力對它的拉伸(2)當(dāng)外力欲使物體壓縮時，組成物體的大量分子間將表現(xiàn)為斥力，以抗拒外力對它的壓縮(3)大量的分子能聚集在一起形成固體或液體，說明分子間存在引力固體有一定形狀，液體有一定的體積，而固、液分子間有空隙，卻沒有緊緊地吸在一起，說明分子間還同時存在著斥力2用分子動理論解釋固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)分子間距離不同，分子間的作用力表現(xiàn)也就不一樣，物體的狀態(tài)特征也不相同.物態(tài)分子特點宏觀表現(xiàn)固態(tài)分子間的距離小作用力明顯分子只能在平衡位置附近做無規(guī)則的振動體積一定形狀一定液態(tài)分子間距離小平衡位置不固定可以較大范圍做無規(guī)則運動有一定體積無固定形狀氣態(tài)分子間距離較大分子力極為微小，可忽略分子可以自由運動無固定體積無形狀充滿整個容器特別提醒分子力的作用是有范圍的，當(dāng)rr0時，分子力表現(xiàn)為斥力，當(dāng)rr0時，分子力表現(xiàn)為引力固體、液體的體積難以改變，往往是分子力的宏觀表現(xiàn)，而對于氣體，一般情況下分子力很小，甚至可忽略，解釋相關(guān)的現(xiàn)象只能從分子的熱運動和氣體壓強產(chǎn)生原因等方面去考慮例3(多選)對下列現(xiàn)象的解釋正確的是()A兩塊鐵經(jīng)過高溫加壓將連成一整塊，這說明鐵分子間有吸引力B一定質(zhì)量的氣體能充滿整個容器，這說明在一般情況下，氣體分子間的作用力很微弱C電焊能把兩塊金屬連接成一整塊是分子間的引力起作用D破碎的玻璃不能把它們拼接在一起是因為其分子間斥力作用的結(jié)果答案ABC解析高溫下鐵分子運動非常激烈，兩鐵塊上的鐵分子間距很容易充分接近到分子引力起作用的距離內(nèi)，所以兩塊鐵經(jīng)過高溫加壓將很容易連成一整塊，電焊也是相同的原理，所以A、C正確；通常情況下，氣體分子間的距離大約為分子直徑的10多倍，此種情況下分子力非常微弱，氣體分子可以無拘無束地運動，從而充滿整個容器，所以B正確；玻璃斷面凹凸不平，即使用很大的力也不能使兩斷面間距接近到分子引力起作用的距離，所以碎玻璃不能接合，若把玻璃加熱，玻璃變軟，則可重新接合，所以D錯誤例4(多選)下列說法正確的是()A大量分子的無規(guī)則運動是有統(tǒng)計規(guī)律的B當(dāng)物體溫度升高時，每個分子運動都加快C氣體的體積等于氣體分子體積的總和D液體中懸浮微粒的布朗運動是做無規(guī)則運動的液體分子撞擊微粒而引起的答案AD解析單個分子的運動無規(guī)則，但大量分子的運動遵從統(tǒng)計規(guī)律，A正確；當(dāng)溫度升高時，分子的運動總體會加快，但不是每個分子的運動都加快，B錯誤；由于氣體分子間距離大，氣體體積不等于氣體分子體積的總和，C錯誤；布朗運動是液體分子對固體小顆粒撞擊的不平衡產(chǎn)生的，D正確1分子力的表現(xiàn)方面：宏觀現(xiàn)象的特征是大量分子間分子合力的表現(xiàn)，分子與分子間的相互作用力較小，但大量分子的宏觀表現(xiàn)合力卻很大2現(xiàn)象分析方面：物體狀態(tài)不同，分子力的宏觀特征也不同，如固體難壓縮是分子間斥力的表現(xiàn)，氣體難壓縮是氣體壓強的表現(xiàn).1.(分子間作用力)(多選)甲分子固定在坐標(biāo)原點O，乙分子位于r軸上，甲、乙兩分子間作用力與分子間距離的關(guān)系圖像如圖4所示現(xiàn)把乙分子從r3處由靜止釋放，則()圖4A乙分子從r3到r1過程中一直加速B乙分子從r3到r2過程中兩分子間的分子力表現(xiàn)為引力，從r2到r1過程中兩分子間的分子力表現(xiàn)為斥力C乙分子從r3到r1過程中，兩分子間的分子力先增大后減小D乙分子從r3到距離甲最近的位置過程中，兩分子間的分子力先減小后增大答案AC解析乙分子從r3到r1過程中一直受甲分子的引力作用，且分子間作用力先增大后減小，故乙分子做加速運動，A、C正確；乙分子從r3到r1過程中兩分子間的分子力一直表現(xiàn)為引力，B錯誤；乙分子從r3到距離甲最近的位置過程中，兩分子間的分子力先增大后減小再增大，D錯誤2(分子動理論)關(guān)于分子動理論，下列說法不正確的是()A物質(zhì)是由大量分子組成的B分子永不停息地做無規(guī)則運動C分子間只有相互作用的引力D分子動理論是在一定實驗基礎(chǔ)上提出的答案C解析由分子動理論可知A、B對；分子間有相互作用的引力和斥力，C錯；分子動理論是在擴散現(xiàn)象、布朗運動等實驗基礎(chǔ)上提出的，D對3(分子力的宏觀表現(xiàn))固體和液體很難被壓縮，其原因是()A分子已占據(jù)了整個空間，分子間沒有空隙B分子間的空隙太小，分子間只有斥力C壓縮時，分子斥力大于分子引力D分子都被固定在平衡位置不動答案C解析分子在永不停息地做無規(guī)則運動，且分子間存在著空隙，故A、D選項錯誤；壓縮固體和液體時，分子間的引力和斥力是同時存在的，只不過是斥力大于引力，分子力表現(xiàn)為斥力，故選項B錯誤，選項C正確一、選擇題考點一分子間作用力1分子間作用力由F引和F斥組成，下列說法錯誤的是()AF引和F斥同時存在BF引和F斥都隨分子間距的增大而減小C分子力指F引和F斥的合力D隨分子間距增大，F(xiàn)斥減小，F(xiàn)引增大答案D解析F引和F斥在分子間同時存在，而且都隨分子間距離增大而減小，隨分子間距離減小而增大，顯現(xiàn)出來的分子力是F引和F斥的合力2(多選)兩個分子之間的距離為r，當(dāng)r增大時，這兩個分子之間的分子力()A一定增大B一定減小C可能增大D可能減小答案CD解析分子間同時存在的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，題設(shè)的r是大于r0(平衡距離)還是小于r0未知，相差多少也未知由圖可知，分子間距離r在從無限小到無限大的區(qū)間內(nèi)，分子力隨r的增大先減小后增大，再減小3兩分子間的作用力F與間距r的關(guān)系圖線如圖1所示，下列說法中正確的是()圖1Ar<r1時，兩分子間的引力為零Br1<r<r2時，兩分子間的作用力隨r的增大而逐漸增大Crr2時，兩分子間的引力最大Dr>r2時，兩分子間的引力隨r的增大而增大，斥力為零答案B解析分子間同時存在引力和斥力，r<r1時，斥力大于引力，合力表現(xiàn)為斥力，故A錯誤；r1<r<r2時，兩分子間的作用力隨r的增大而逐漸增大，在r軸下方表示分子力是引力，故B正確；分子間同時存在引力和斥力，且均隨著兩分子間距離的減小而增加，rr2時，分子間的引力不是最大，故C錯誤；r>r2時，兩分子間的引力隨r的增大而減小，斥力不為零，故D錯誤4“破鏡難圓”的原因是()A玻璃分子間的斥力比引力大B玻璃分子間不存在分子力的作用C一塊玻璃內(nèi)部分子間的引力大于斥力，而兩塊碎玻璃片之間，分子引力和斥力大小相等，合力為零D兩片碎玻璃之間，絕大多數(shù)玻璃分子間距離太大，分子引力和斥力都可忽略，總的分子引力為零答案D解析破碎的玻璃放在一起，由于接觸面的錯落起伏，只有極少數(shù)分子能接近到分子間有作用力的程度，因此，總的分子引力非常小，不足以使它們連在一起，故D正確5如圖2所示，設(shè)有一分子位于圖中的坐標(biāo)原點O處不動，另一分子可位于x軸上不同位置處，圖中縱坐標(biāo)表示這兩個分子間分子力的大小，兩條曲線分別表示斥力和引力的大小隨兩分子間距離變化的關(guān)系，e為兩曲線的交點，則()圖2Aab線表示引力，cd線表示斥力，e點的橫坐標(biāo)數(shù)量級為1015mBab線表示斥力，cd線表示引力，e點的橫坐標(biāo)數(shù)量級為1010mCab線表示引力，cd線表示斥力，e點的橫坐標(biāo)數(shù)量級為1010mDab線表示斥力，cd線表示引力，e點的橫坐標(biāo)數(shù)量級為1015m答案C解析表示引力的線與表示斥力的線的交點，橫坐標(biāo)表示分子間距r0，r0的數(shù)量級為1010m，由分子力特點可知當(dāng)r>r0時，引力大于斥力，分子力表現(xiàn)為引力；當(dāng)r<r0時，引力小于斥力，分子力表現(xiàn)為斥力，由此可知ab線表示引力，cd線表示斥力，C對，A、B、D錯考點二分子力的功6分子甲和乙距離較遠，設(shè)甲固定不動，乙分子逐漸向甲分子靠近，直到不能再近的這一過程中()A分子力總是對乙做正功B乙分子總是克服分子力做功C先是乙分子克服分子力做功，然后分子力對乙分子做正功D先是分子力對乙分子做正功，然后乙分子克服分子力做功答案D解析由于開始時分子間距大于r0，分子力表現(xiàn)為引力，因此分子乙從遠處移到距分子甲r0處的過程中，分子力做正功；由于分子間距離小于r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，因此分子乙從距分子甲r0處繼續(xù)向甲移近時要克服分子力做功故正確答案為D.7甲分子固定于坐標(biāo)原點O，乙分子位于r軸上，將乙分子從無窮遠處由靜止釋放，在分子力的作用下靠近甲甲、乙兩分子間分子力與分子間距離關(guān)系圖像如圖3所示，圖中d點是兩分子靠得最近的位置，則乙分子速度最大處是()圖3Aa點Bb點Cc點Dd點答案C解析從a點到c點分子間的作用力表現(xiàn)為引力，分子間的作用力做正功，乙分子速度增加；從c點到d點分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，分子間的作用力做負功，乙分子速度減小，所以在c點速度最大考點三分子動理論分子力的宏觀表現(xiàn)8以下關(guān)于熱運動的說法正確的是()A水流速度越大，水分子的熱運動越劇烈B水凝結(jié)成冰后，水分子的熱運動停止C水的溫度越高，水分子的熱運動越劇烈D水的溫度升高，每一個水分子的運動速率都會增大答案C解析分子運動的快慢只與溫度有關(guān)，與物體速度無關(guān)，溫度越高，分子熱運動越劇烈，A錯誤，C正確；水凝結(jié)成冰后，水分子的熱運動仍存在，故B錯誤；熱運動是大量分子運動的統(tǒng)計規(guī)律，溫度升高，分子的平均速率增大，并不代表每一個分子的運動速率都增大，故D錯誤9(多選)下列說法正確的是()A水的體積很難被壓縮，這是分子間存在斥力的宏觀表現(xiàn)B氣體總是很容易充滿容器，這是分子間存在斥力的宏觀表現(xiàn)C兩個相同的半球殼吻合接觸，中間抽成真空(馬德堡半球)，用力很難拉開，這是分子間存在引力的宏觀表現(xiàn)D用力拉鐵棒的兩端，鐵棒沒有斷，這是分子間存在引力的宏觀表現(xiàn)答案AD解析水是液體、鐵棒是固體，正常情況下它們分子之間的距離都為r0，分子間的引力和斥力恰好平衡當(dāng)水被壓縮時，分子間距離由r0略微減小，分子間斥力大于引力，分子力表現(xiàn)為斥力，其效果是水的體積很難被壓縮當(dāng)用力拉鐵棒兩端時，鐵棒發(fā)生很小的形變，分子間距離由r0略微增大，分子間引力大于斥力，分子力表現(xiàn)為引力，其效果為鐵棒沒有斷，所以選項A、D正確；氣體分子由于永不停息地做無規(guī)則運動，能夠到達容器內(nèi)的任何空間，所以很容易就充滿容器，由于氣體分子間距離遠大于r0，分子間幾乎無作用力，所以B錯誤；抽成真空的馬德堡半球，之所以很難拉開，是由于球外大氣壓力對球的作用，所以C錯誤二、非選擇題10(分子間作用力)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近幾年來，也出現(xiàn)了許多的焊接方式，如摩擦焊接、爆炸焊接等，摩擦焊接是使焊件的兩個接觸面高速地向相反的方向旋轉(zhuǎn)，同時加上很大的壓力(每平方厘米加到幾千到幾萬牛頓的力)，瞬間就焊接成一個整體了試用學(xué)過的分子動理論知識分析摩擦焊接的原理答案見解析解析摩擦焊接是利用了分子引力的作用當(dāng)焊接的兩個物體的接觸面朝相反的方向高速旋轉(zhuǎn)時，又施加上很大的壓力，就可以使兩接觸面上大量分子間的距離達到或接近r0，從而使兩個接觸面瞬間焊接在一起