第一章第1節(jié)物體是由大量分子組成的

1、本章主要介紹關(guān)于分子動理論的基本內(nèi)容及熱現(xiàn)象。從研究的角度看有兩個方面：一方面是關(guān)于熱現(xiàn)象的宏觀理論，研究熱現(xiàn)象的一般規(guī)律；另一方面是關(guān)于熱現(xiàn)象的微觀理論， 從分子運(yùn)動的角度研究宏觀熱現(xiàn)象的規(guī)律。分子動理論就是熱現(xiàn)象微觀理論的基礎(chǔ)。本章從分子動理論的觀點(diǎn)從微觀認(rèn)識熱現(xiàn)象，分子動理論是宏觀現(xiàn)象與微觀本質(zhì)間聯(lián)系的橋梁，是熱學(xué)的基礎(chǔ)，高考的熱點(diǎn)，題目集中在分子動理論和估算分子大小、數(shù)目方面。本章的重點(diǎn)是分子動理論的基本內(nèi)容，難點(diǎn)是分子間相互作用力的認(rèn)識。一、 物體的組成在熱學(xué)范圍，由于原子、分子或離子遵循相同的熱運(yùn)動規(guī)律，因此在討論熱運(yùn)動時，往往不區(qū)分原子、分子或離子，故物體是由分子組成的。二、 分

2、子的大小多數(shù)分子的直徑的數(shù)量級為1010。三、 阿伏伽德羅常量1 定義：1 mol 的任何物質(zhì)都含有相同的分子數(shù)，這個數(shù)量用阿伏伽德羅常量表示。2312.數(shù)值：NA=6.02X10 mol 。3 意義：阿伏伽德羅常量把摩爾質(zhì)量、摩爾體積這些宏觀物理量與分子質(zhì)量、分子大 _小等微觀物理量聯(lián)系起來了。四、 分子之間存在空隙固體、液體、氣體分子間均存在空隙， 氣體分子間的空隙（距離）要比分子的線度大的多。D I Yl ZHANG第 1 節(jié)1. 判斷：(1) 分子間距離等于分子的直徑。( () )(2) 密度等于分子質(zhì)量除以分子體積。( () )(3) 分子體積等于摩爾體積與阿伏伽德羅常數(shù)的比值。(

3、() )答案：( (1)X(2)XX2. 思考：既然固體分子之間有空隙，為什么一般情況下，盛水的金屬容器沒有出現(xiàn)滲水現(xiàn)象？提示：固體和液體分子之間的空隙很小，一般情況下，完好的金屬容器不會出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，只有在高壓情況下才可能出現(xiàn)。1.分子分子是具有各種物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的最小粒子。實(shí)際上，構(gòu)成物質(zhì)的單元是多種多樣的，或是原子( (如金屬) )或是離子( (如鹽類) )或是分子( (如有機(jī)物) )。在熱學(xué)中，由于這些微粒做熱運(yùn) 動時遵從相同的規(guī)律，所以統(tǒng)稱分子。2計算時常用的分子模型分子的實(shí)際結(jié)構(gòu)是很復(fù)雜的，可以把單個分子看成一個立方體，也可以看成一個小球。球形模型立方體模型意義固體和液體可看成是一

4、 個個緊挨著的球形分子 排列而成的，忽略分子間 的空隙氣體分子間的空隙很大， 把氣體分成若干個小立方體，氣體分子位于每個小立方體的中 心，每個小立方體是平均每個分子占有的活 動空間，這時忽略空氣分子的大小計算公式d=3V圖例C3.分子的大小(1) 分子直徑的數(shù)量級為 1010m。293(2) 分子體積的數(shù)量級一般為10 m。一26(3) 分子質(zhì)量的數(shù)量級一般為10 kg。對于分子模型，無論是球體還是立方體， 都是一種簡化的理想模型，實(shí)際的分子是有復(fù)（6）一個分子的體積V0= NApN皿（用于固體、液體） 。固體、液體分子的直徑d=雜結(jié)構(gòu)的，在用不同的模型計算分子的大小時，所得結(jié)果會有差別，但分

5、子直徑的數(shù)量級一 般都是 10一10m。1.多選下列說法中正確的是（）A 物體是由大量分子組成的10B.無論是無機(jī)物質(zhì)的分子，還是有機(jī)物質(zhì)的分子，其分子大小的數(shù)量級都是10 mC 本節(jié)中所說的“分子”，包含了單原子分子、多原子分子等多種意義19D 分子的質(zhì)量是很小的，其數(shù)量級為10 kg解析：選 AC 有些大分子特別是有機(jī)大分子的直徑數(shù)量級會超過1010m，故 B 錯；分子質(zhì)量的數(shù)量級，對一般分子來說是1026kg,則選項 A、C 正確。1.1 mol 的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)，這個數(shù)量叫做阿伏伽德羅常數(shù)，通常用NA表示，其值為 6.02X1023mol12 阿伏伽德羅常數(shù)是微觀世界的一個

6、重要常數(shù)，是聯(lián)系微觀物理量和宏觀物理量的橋 梁。3.常見關(guān)系式如下:m V（1）物質(zhì)的量 n = M；=憶。物質(zhì)的摩爾體積VL=MP。m ML物質(zhì)的密度P=V=V：。分子的總個數(shù)N= nNA。（5） 一個分子的質(zhì)量 M0= ML阿伏伽德羅常量宏觀量和微觀量的橋梁（忠觀阿伏創(chuàng)穗羅常數(shù)（物理応U6,02X10s:,mn|)物理11町（只適川于園體/液臨分子質(zhì)hiMu分子休機(jī)譏MLnV氣體分子不像固體、液體分子一樣緊密排列，氣體分子在一個正方體的空間范圍內(nèi)活動，可近似認(rèn)為氣體分子均勻分布，每個氣體分子占據(jù)一個正方體，其立方體邊長為氣體分子間的距離。2從下列數(shù)據(jù)組可以算出阿伏伽德羅常量的是（）A .水

7、的密度和水的摩爾質(zhì)量B.水的摩爾質(zhì)量和水分子的體積C 水分子的體積和水分子的質(zhì)量D .水分子的質(zhì)量和水的摩爾質(zhì)量解析：選 D 阿伏伽德羅常量是指 1 mol 任何物質(zhì)所含有的分子數(shù)，對固體和液體，阿伏伽德羅常量 NA=摩爾質(zhì)量/分子質(zhì)量或 NA=摩爾體積/分子體積，故 D 選項正確。例 1已知金剛石的密度是 3.5x103kg/m3，在一塊體積是 6.4 X10一8m3的金剛石內(nèi) 含有多少個碳原子？ 一個碳原子的直徑大約是多少？（碳的摩爾質(zhì)量 MA= 12 X103kg/ mol）思路點(diǎn)撥解答本題可按以下思路分析：分子看做明確體積、密度和、求分子個數(shù)彈性小球摩爾質(zhì)量的關(guān)系-7及分子直徑解析金剛

8、石的質(zhì)量384m= pV=3.5x10 x6.4x10一kg=2.24x10一kg。（8）氣體分子間的距離4又V=4n3131=Tid設(shè)碳原子數(shù)為 n,貝 U n =1mNA= 1.1x1022個。MA把碳原子看做是球體模型，則一個原子的體積為:MAV=PNAm彳 / 6MA10所以 d=一 = 2.2x10-m。;pNAn答案1.1x1022個 2.2x10-10m借題發(fā)揮分子的大小、體積、質(zhì)量屬微觀量，直接測量它們的數(shù)值非常困難，可以借助較易測量的宏觀量( (摩爾體積、摩爾質(zhì)量、密度等) )來估算這些微觀量，其中NA將宏觀量和微觀量聯(lián)系到了一起。氣體分子模型的應(yīng)用11 -II例 2 PM2

9、.5 是指大氣中直徑小于或等于 2.5ym的顆粒物，它能較長時間懸浮在空氣中，其在空氣中的含量( (濃度) )越高，就代表空氣污染越嚴(yán)重，PM2.5 也是形成霧霾天氣的主因。北京曾經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重霧霾，PM2.5 指標(biāo)數(shù)高達(dá) 300ygm3。已知該顆粒物的平均摩爾質(zhì)量為 40 g/ mol，試估算該地區(qū) 1 m3空氣中含有這種顆粒物的數(shù)目。( (阿伏加德羅常量取6.0 x1023mol-二結(jié)果保留 1 位有效數(shù)字) )思路點(diǎn)撥3(1) 由 m=pV十算 1 m 空氣中含有 PM2.5 的質(zhì)量。(2) 由 n =m計算物質(zhì)的量。由 N = nNA計算分子數(shù)。3解析根據(jù)密度公式求出 1 m 的空氣中 P

10、M2.5 的顆粒物的質(zhì)量 m =pV=300 ,答案5x1018個借題發(fā)揮阿伏伽德羅常量的應(yīng)用(1) 求氣體分子數(shù)的方法1計算氣體分子數(shù)一定要先計算物質(zhì)的量。2氣體的分子數(shù)等于物質(zhì)的量乘以阿伏伽德羅常量。(2) 求物質(zhì)的量的方法物質(zhì)的量為 n=器=300 x1040mol,總數(shù)目為 N = nNA=300 x1040 x6.0 x1023個 5x1018個。1物質(zhì)的量等于質(zhì)量除以摩爾質(zhì)量。2物質(zhì)的量等于標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積除以標(biāo)準(zhǔn)狀況下的摩爾體積。課堂屮結(jié)常量，所以分子質(zhì)量之比一定等于它們摩爾質(zhì)量之比,C 對；密度大，相同體積質(zhì)量大，但分子個數(shù)不確定，無法比較分子質(zhì)量大小,D 錯。2某物質(zhì)的密度為

11、p,其摩爾質(zhì)量為 M，阿伏伽德羅常量為 NA,那么單位體積中所含P,的分子數(shù)是（）A.NA/pB. NA/ MC.MNA/pD.PIA/ M解析：選 D 單位體積的質(zhì)量 m =p,對應(yīng)的摩爾數(shù) n = m，所以單位體積中分子的個數(shù) N = nNA=pf, D 正確。3.從下列哪一組物理量可以算出氧氣的摩爾質(zhì)量（A 氧氣的密度和阿伏伽德羅常量B.氧氣分子的體積和阿伏伽德羅常量C .氧氣分子的質(zhì)量和阿伏伽德羅常量D 氧氣分子的體積和氧氣分子的質(zhì)量解析：選 C 由氧氣分子的質(zhì)量乘以阿伏伽德羅常量可得氧氣的摩爾質(zhì)量，故C 項正確。1.多選關(guān)于分子質(zhì)量，下列說法正確的是（）A 質(zhì)量相同的任何物質(zhì)，分子個

12、數(shù)都相同B.摩爾質(zhì)量相同的物質(zhì)，分子質(zhì)量一定相同C 分子質(zhì)量之比一定等于它們的摩爾質(zhì)量之比D .密度大的物質(zhì)，分子質(zhì)量一定大解析：選 BC 質(zhì)量相同，摩爾質(zhì)量不一定相同，分子個數(shù)不一定相同,量相同，分子個數(shù)相同，每個分子質(zhì)量相同，B 對；分子質(zhì)量等于摩爾質(zhì)量除以阿伏伽德羅物體的 r組成科一大小L阿伏伽羅常量A 錯；摩爾質(zhì)解析：選 B 分子直徑的數(shù)量級為 10-10m, B 項正確。由于氣體分子間的距離遠(yuǎn)大于式代入數(shù)據(jù)求解。2 ”，5.設(shè)想將 1 g 水均勻分布在地球表面上，估算1 cm 的表面上有多少個水分子？（已知1 mol 水的質(zhì)量為 18 g,地球的表面積約為 5x1014m2，結(jié)果保留

13、一位有效數(shù)字）解析：1 g 水含有的分子數(shù)m12322N=MNA=x 6 02x1023=3.3X101 cm2的分子數(shù)S 10-4223n= S0N= 5Xx33x107x10（個）答案：7X103（個）1.多選關(guān)于分子，下列說法中正確的是（）A .分子看做球體是分子的簡化模型，實(shí)際上，分子的形狀并不真的都是小球B.所有分子的直徑都相同C .不同分子的直徑一般不同，但數(shù)量級基本一致D .分子的大小不可能用某種儀器直接去測量，只可能間接測量解析： 選 ACD 將分子看做球是為研究問題而建立的簡化模型，故A 正確。不同分子直徑一般不同，但數(shù)量級差不多，故B 錯，C 正確。由于分子的數(shù)量級為 10

14、-10m，非常小，故不可能直接測量，D 正確。2.多選（2016 上海高考）某氣體的摩爾質(zhì)量為 M，分子質(zhì)量為 m。若 1 摩爾該氣體的體積為 Vm，密度為p，則該氣體單位體積分子數(shù)為（阿伏伽德羅常數(shù)為NA）（）（）解析：選 ABC 根據(jù)題意，氣體單位體積分子數(shù)是指單位體積氣體分子的數(shù)量，選項4.已知標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1 mol 氫氣的體積為7A. 10 m11C. 10 mB.22.4 L ,氫氣分子直徑的數(shù)量級為（）io10 m分子直徑，用求出的是分子間的距離，而非分子的直徑，故分子的直徑不能用上ANAB_M_A.Vm.mVmCPNd=A 中 NA是指每摩爾該氣體含有的氣體分子數(shù)量，Vm是指每摩

15、爾該氣體的體積，兩者相除剛好得到單位體積該氣體含有的分子數(shù)量，選項A 正確；選項 B 中，摩爾質(zhì)量 M 與分子質(zhì)量m 相除剛好得到每摩爾該氣體含有的氣體分子數(shù)，即為NA,此時就與選項 A 相同了，故選項 B 正確；選項 C 中，氣體摩爾質(zhì)量與其密度相除剛好得到氣體的摩爾體積Vm,所以選項C 正確，D 錯誤。3最近發(fā)現(xiàn)的納米材料具有很多優(yōu)越性能，有著廣闊的應(yīng)用前景。邊長為1 nm 的立_ 10方體可容納液態(tài)氫分子（其直徑約為 10m）的個數(shù)最接近于（）A 102個B. 103個C. 106個D 109個解析：選 B 1 nm = 109m,則邊長為 1 nm 的立方體的體積為 V = （109）

16、3m3= 1027m3估算時，可將液態(tài)氫分子看做邊長為 1010m 的小立方體，則每個氫分子的體積 V0= （1010、3 3“303）m = 10 mV3所以可容納的液態(tài)氫分子個數(shù)N = V0= 10 （個）。4.多選已知某氣體的摩爾體積為22.4 L/mol，摩爾質(zhì)量為 18 g/ mol，阿伏伽德羅常數(shù)為 6.02x1023mol1，由以上數(shù)據(jù)可以估算出這種氣體（）A .每個分子的質(zhì)量B.每個分子的體積C 每個分子占據(jù)的空間D .分子之間的平均距離解析：選 ACD 實(shí)際上氣體分子之間的距離遠(yuǎn)比分子本身的線度大得多，即氣體分子之間有很大空隙，故不能根據(jù)V=兀計算分子體積，這樣算得的應(yīng)是該氣

17、體每個分子所占據(jù)的空間，故C正確；可認(rèn)為每個分子平均占據(jù)了一個小立方體空間，3V即為相鄰分子之間的平均距離，D 正確；每個分子的質(zhì)量顯然可由m=譽(yù)估算，A 正確。NA5已知阿伏伽德羅常數(shù)為 N，某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為 M，該物質(zhì)的密度為p,則下列敘 述中正確的是（）A 1 kg 該物質(zhì)所含的分子個數(shù)是pNB 1 kg 該物質(zhì)所含的分子個數(shù)是MC 該物質(zhì) 1 個分子的質(zhì)量是p8.在我國的“嫦娥奔月”工程中，科學(xué)家計算出地球到月球的平均距離L = 3.844X1051N解析：選 D 1 kg 該物質(zhì)的物質(zhì)的量為 M，所以分子個數(shù)為 M，選項A、B 均錯；該物質(zhì)1個分子的質(zhì)量是 N,故選 C 錯；該物質(zhì)

18、的摩爾體積為V=P所以每個分子占有的空間是 V =%，選項 D 對。NpN6.鉆石是首飾和高強(qiáng)度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料，設(shè)鉆石的密度為p（單位為kg/m3），摩爾質(zhì)量為 M（單位為 g/ mol）,阿伏伽德羅常數(shù)為 NA。已知 1 克拉=0.2 克，則（）3D .該物質(zhì) 1 個分子占有的空間是MpN0.2X10 aNAA. a 克拉鉆石所含有的分子數(shù)為B. a 克拉鉆石所含有的分子數(shù)為aNAC每個鉆石分子直徑的表達(dá)式為6MX10-3NXpn_（單位為m）D 每個鉆石分子直徑的表達(dá)式為6M ”亠；NAP，（單位為m）解析：選 C a 克拉鉆石物質(zhì)的量為 尸，所含分子數(shù)為n=N=0.鳥A，鉆石的MX1033摩爾體積為V=（單位為m /mol），每個鉆石分子體積為MX10-3 ，設(shè)鉆13/6MX103石分子直徑為 d,則V0= 6 *所以分子的直徑d= 、 NApn，故A、B、D 錯誤，C正確。7.已知常溫常壓下 CO2氣體的密度為pCO2的摩爾質(zhì)量為 M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則在該狀態(tài)下容器內(nèi)體積為V 的 CO2氣體含有的分子數(shù)為。在