（人教2019選擇性必修第三冊 ）高二物理備課必備講義 1.1分子動理論的基本內容（第一課時）（原卷版+解析）

第一章分子動理論第1節(jié)分子動理論的基本內容第1課時物體是由大量分子組成的【核心素養(yǎng)目標】物理觀念認識物體是由大量分子組成的.科學思維知道分子模型，體會建立模型在研究物理問題中的作用.科學探究知道阿伏加德羅常數及其意義，會用阿伏加德羅常數進行計算或估算科學態(tài)度與責任通過微觀量與宏觀量之間關系知識應用的實例，感受物理中科學技術與社會的緊密聯(lián)系，體會科學知識的應用價值，進一步增強學生的學習動力和科學意識。知識點一阿伏加德羅常數【情境導入】(1)若某種物質的摩爾質量為M，摩爾體積為Vmol，則一個分子的質量為多大？假設分子緊密排列，一個分子的體積為多大？(已知阿伏加德羅常數為NA)(2)Vmol＝NAV0(V0為一個分子的體積，Vmol為摩爾體積)，對于任何固體、液體、氣體都成立嗎？【知識梳理】1．物體是由大量組成的．2．阿伏加德羅常數(1)定義：1mol的任何物質都含有的粒子數，這個數量用阿伏加德羅常數表示．(2)大?。篘A＝mol－1.【重難詮釋】1．與阿伏加德羅常數相關的物理量宏觀量：摩爾質量M、摩爾體積Vmol、物質的質量m、物質的體積V、物質的密度ρ；微觀量：單個分子的質量m0、單個分子的體積V0其中密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(M,Vmol)，但是切記ρ＝eq\f(m0,V0)是沒有物理意義的．2．微觀量與宏觀量的關系(1)分子質量：m0＝eq\f(M,NA)＝eq\f(ρVmol,NA).(2)分子體積：V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(M,ρNA)(適用于固體和液體)．(對于氣體，V0表示每個氣體分子所占空間的體積)(3)物質所含的分子數：N＝nNA＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(V,Vmol)NA.【典例精析】例1．(多選)阿伏加德羅常數是NA(單位為mol－1)，銅的摩爾質量為M(單位為kg/mol)，銅的密度為ρ(單位為kg/m3)，則下列說法正確的是()A．1m3銅所含的原子數目是eq\f(ρNA,M)B．1個銅原子的質量是eq\f(M,NA)C．1個銅原子占有的體積是eq\f(M,ρNA)D．1kg銅所含有的原子數目是ρNA【規(guī)律方法】1.利用阿伏加德羅常數。2．關系式Vmol＝NAV0僅適用于固體和液體，不適用于氣體。(1)對于固體和液體，可認為分子緊密排列，分子間沒有空隙，Vmol＝NAV0。(2)對于氣體來說，分子間的距離遠大于分子的直徑。V0應為每個氣體分子占有的空間體積而不是每個氣體分子的實際體積。知識點二兩種分子模型【重難詮釋】1．球體模型固體和液體可看作一個一個緊挨著的球形分子排列而成，忽略分子間空隙，如圖所示．由V0＝eq\f(4,3)π(eq\f(d,2))3，得d＝eq\r(3,\f(6V0,π))＝eq\r(3,\f(6Vmol,πNA))(V0為分子體積)．2.立方體模型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，每個小立方體是每個氣體分子平均占有的活動空間，忽略氣體分子的大小，如圖所示．d＝eq\r(3,V0)＝eq\r(3,\f(Vmol,NA))(V0為每個氣體分子所占據空間的體積)．【典例精析】例2．估算法是根據生活和生產中的一些物理數據對所求物理量的數值和數量級大致推算的一種近似方法．在標準狀況下，水蒸氣的摩爾體積V＝22.4×10－3m3/mol，NA＝6.02×1023mol－1，水的摩爾質量M＝18g/mol，水的密度ρ＝1×103kg/m3，請進行下列估算：(計算結果均保留1位有效數字)(1)在標準狀況下，水蒸氣分子間的平均距離約為多少？(2)水分子的直徑約為多少？針對訓練一、單選題1．已知油酸的摩爾質量為M，密度為ρ，阿伏伽德羅常數為NA。若用m表示一個油酸分子的質量，用V0表示一個油酸分子的體積，則下列表達式中正確的是（）A．m B．m C．V0= D．V0=2．已知銅的摩爾質量為，銅的密度為，阿伏加德羅常數為。下列判斷正確的是（）A．1kg銅所含的原子數為NAB．銅所含的原子數為C．1個銅原子的體積為（）D．銅原子的直徑為（m）3．由阿伏加德羅常數和一個水分子的質量、一個水分子的體積，不能確定的物理量有（）A．1mol水的質量B．1mol水蒸氣的質量C．1mol水的體積D．1mol水蒸氣的體積4．從筷子上滴下一滴水，體積約為，這一滴水中含有水分子的個數最接近以下哪一個值？（已知阿伏伽德羅常量，水的摩爾體積為）（）A．個 B．個 C．個 D．個5．已知阿伏加德羅常數為NA（mol－1），某液體的摩爾質量為M（kg/mol），該液體的密度為ρ（kg/m3），則下列敘述中正確的是（）A．1kg該液體所含的分子個數是ρNAB．1kg該液體所含的分子個數是NAC．該液體1個分子的質量是D．該液體1個分子占有的空間是6．鉆石是首飾和高強度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料，設鉆石的密度為（單位為），摩爾質量為M（單位為），阿伏加德羅常數為。已知1克拉等于克，則（）A．a克拉鉆石所含有的分子數為B．a克拉鉆石所含有的分子數為C．每個鉆石分子直徑的表達式為（單位為m）D．每個鉆石分子直徑的表達式為（單位為m）7．NA代表阿伏加德羅常數，下列說法正確的是（）A．在同溫、同壓時，相同體積的任何氣體單質所含的原子數目相同B．2g氫氣所含原子數目為NAC．在常溫、常壓下，11.2L氮氣所含的原子數目為NAD．17g氨氣所含的電子數目為10NA8．關于構成物質的分子，下列說法正確的是（）A．一般物質分子直徑的大小約為B．密度大的物質，分子的質量一定大C．質量相同的氫氣和氧氣，氧氣含有的分子數多D．標準狀況下氣體所含的分子數為個二、多選題9．鉆石是首飾、高強度鉆頭和刻刀等工具中的主要材料，設鉆石的密度為ρ(單位為kg/m3)，摩爾質量為M(單位為g/mol)，阿伏加德羅常數為NA，已知1克拉＝0.2g，則下列選項正確的是（

）A．a克拉鉆石物質的量為B．a克拉鉆石所含有的分子數為C．每個鉆石分子直徑的表達式為(單位為m)D．a克拉鉆石的體積為10．若以V表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，ρ表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的密度，M表示水的摩爾質量，M0表示一個水分子的質量，V0表示一個水分子的體積，NA表示阿伏加德羅常數，則下列關系式中正確的是（）A．NA＝ B．V0＝C．M0＝ D．ρ＝11．已知銅的摩爾質量為M（kg/mol），銅的密度為ρ（kg/m3），阿伏加德羅常數為NA（mol-1）。下列說法正確的是（）A．1kg銅所含的原子數為B．1m3銅所含的原子數為C．1個銅原子的質量為（kg）D．1個銅原子的體積為（m3）12．已知銅的摩爾質量為M，銅的密度為ρ，阿伏加德羅常數為NA。下列判斷正確的是（）A．1kg銅所含的原子數為NAB．1m3銅所含的原子數為C．1個銅原子的體積為D．銅原子的直徑為三、解答題13．很多轎車中設有安全氣囊以保障駕乘人員的安全.轎車在發(fā)生一定強度的碰撞時，利用疊氮化鈉(NaN3)爆炸產生氣體(假設都是N2)充入氣囊。若氮氣充入后安全氣囊的容積V＝56L，囊中氮氣密度ρ＝2.5kg/m3，已知氮氣摩爾質量M＝0.028kg/mol，阿伏加德羅常數NA＝6×1023mol－1。試估算：(結果均保留1位有效數字)（1）囊中氮氣分子的總個數N；（2）囊中氮氣分子間的平均距離。14．（1）水的摩爾體積是。假設水分子是一個挨著一個排列的，每個水分子的體積約為多少？已知阿伏伽德羅常量為。（2）如果已知氣體的摩爾體積和阿伏伽德羅常量，要求一個氣體分子的體積。也可以用計算嗎？

第一章分子動理論第1節(jié)分子動理論的基本內容第1課時物體是由大量分子組成的【核心素養(yǎng)目標】物理觀念認識物體是由大量分子組成的.科學思維知道分子模型，體會建立模型在研究物理問題中的作用.科學探究知道阿伏加德羅常數及其意義，會用阿伏加德羅常數進行計算或估算科學態(tài)度與責任通過微觀量與宏觀量之間關系知識應用的實例，感受物理中科學技術與社會的緊密聯(lián)系，體會科學知識的應用價值，進一步增強學生的學習動力和科學意識。知識點一阿伏加德羅常數【情境導入】(1)若某種物質的摩爾質量為M，摩爾體積為Vmol，則一個分子的質量為多大？假設分子緊密排列，一個分子的體積為多大？(已知阿伏加德羅常數為NA)(2)Vmol＝NAV0(V0為一個分子的體積，Vmol為摩爾體積)，對于任何固體、液體、氣體都成立嗎？答案(1)eq\f(M,NA)eq\f(Vmol,NA)(2)Vmol＝NAV0僅適用于固體和液體，不適用于氣體．【知識梳理】1．物體是由大量分子組成的．2．阿伏加德羅常數(1)定義：1mol的任何物質都含有相同的粒子數，這個數量用阿伏加德羅常數表示．(2)大?。篘A＝6.02×1023mol－1.【重難詮釋】1．與阿伏加德羅常數相關的物理量宏觀量：摩爾質量M、摩爾體積Vmol、物質的質量m、物質的體積V、物質的密度ρ；微觀量：單個分子的質量m0、單個分子的體積V0其中密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(M,Vmol)，但是切記ρ＝eq\f(m0,V0)是沒有物理意義的．2．微觀量與宏觀量的關系(1)分子質量：m0＝eq\f(M,NA)＝eq\f(ρVmol,NA).(2)分子體積：V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(M,ρNA)(適用于固體和液體)．(對于氣體，V0表示每個氣體分子所占空間的體積)(3)物質所含的分子數：N＝nNA＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(V,Vmol)NA.【典例精析】例1．(多選)阿伏加德羅常數是NA(單位為mol－1)，銅的摩爾質量為M(單位為kg/mol)，銅的密度為ρ(單位為kg/m3)，則下列說法正確的是()A．1m3銅所含的原子數目是eq\f(ρNA,M)B．1個銅原子的質量是eq\f(M,NA)C．1個銅原子占有的體積是eq\f(M,ρNA)D．1kg銅所含有的原子數目是ρNA【答案】ABC【解析】1m3銅含有的原子數為eq\f(NA,Vmol)，根據ρ＝eq\f(M,Vmol)，得eq\f(NA,Vmol)＝eq\f(ρNA,M)，選項A正確；1個銅原子的質量為m＝eq\f(M,NA)，選項B正確；1個銅原子占有的體積為eq\f(Vmol,NA)，因為ρ＝eq\f(M,Vmol)，所以eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(M,ρNA)，選項C正確；1kg銅所含有的原子數目為eq\f(NA,M)≠ρNA，選項D錯誤．【規(guī)律方法】1.利用阿伏加德羅常數。2．關系式Vmol＝NAV0僅適用于固體和液體，不適用于氣體。(1)對于固體和液體，可認為分子緊密排列，分子間沒有空隙，Vmol＝NAV0。(2)對于氣體來說，分子間的距離遠大于分子的直徑。V0應為每個氣體分子占有的空間體積而不是每個氣體分子的實際體積。知識點二兩種分子模型【重難詮釋】1．球體模型固體和液體可看作一個一個緊挨著的球形分子排列而成，忽略分子間空隙，如圖所示．由V0＝eq\f(4,3)π(eq\f(d,2))3，得d＝eq\r(3,\f(6V0,π))＝eq\r(3,\f(6Vmol,πNA))(V0為分子體積)．2.立方體模型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，每個小立方體是每個氣體分子平均占有的活動空間，忽略氣體分子的大小，如圖所示．d＝eq\r(3,V0)＝eq\r(3,\f(Vmol,NA))(V0為每個氣體分子所占據空間的體積)．【典例精析】例2．估算法是根據生活和生產中的一些物理數據對所求物理量的數值和數量級大致推算的一種近似方法．在標準狀況下，水蒸氣的摩爾體積V＝22.4×10－3m3/mol，NA＝6.02×1023mol－1，水的摩爾質量M＝18g/mol，水的密度ρ＝1×103kg/m3，請進行下列估算：(計算結果均保留1位有效數字)(1)在標準狀況下，水蒸氣分子間的平均距離約為多少？(2)水分子的直徑約為多少？【答案】(1)3×10－9m(2)4×10－10m【解析】(1)對氣體分子來說，由于分子不是緊密排列，分子的體積遠小于它所占空間的體積，L＝eq\r(3,\f(V,NA))＝eq\r(3,\f(22.4×10－3,6.02×1023))m≈3×10－9m(2)把水分子看作直徑為d的球體，體積V0＝eq\f(1,6)πd3，所以一個水分子的直徑d＝eq\r(3,\f(6V0,π))＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))＝eq\r(3,\f(6×18×10－3,3.14×1.0×103×6.02×1023))m≈4×10－10m.針對訓練一、單選題1．已知油酸的摩爾質量為M，密度為ρ，阿伏伽德羅常數為NA。若用m表示一個油酸分子的質量，用V0表示一個油酸分子的體積，則下列表達式中正確的是（）A．m B．m C．V0= D．V0=【答案】B【解析】AB．分子的質量等于摩爾質量除以阿伏伽德羅常數，則有mA錯誤，B正確；CD．由于油酸分子間隙小，所以分子的體積等于摩爾體積除以阿伏伽德羅常數，則有V0=C、D錯誤。故選B。2．已知銅的摩爾質量為，銅的密度為，阿伏加德羅常數為。下列判斷正確的是（）A．1kg銅所含的原子數為NAB．銅所含的原子數為C．1個銅原子的體積為（）D．銅原子的直徑為（m）【答案】C【解析】A．1kg銅所含的原子數為故A錯誤；B．銅所含的原子數為故B錯誤；C．1個銅原子的體積為故C正確；D．銅原子的體積為則直徑為故D錯誤。故選C。3．由阿伏加德羅常數和一個水分子的質量、一個水分子的體積，不能確定的物理量有（）A．1mol水的質量B．1mol水蒸氣的質量C．1mol水的體積D．1mol水蒸氣的體積【答案】D【解析】A．由一個水分子的質量乘阿伏加德羅常數可得一摩爾水的質量，A能確定；B．又因為一摩爾水蒸氣的分子數應和一摩爾水的分子數相同，所以一摩爾水蒸氣的質量和一摩爾水的質量相同，B能確定；C．已知一個水分子的體積乘阿伏加德羅常數即可得到一摩爾水的體積，C能確定；D．因為水分子間、水蒸氣的分子間的距離不同，1mol水蒸氣的體積不能確定，D不能確定。故選D。4．從筷子上滴下一滴水，體積約為，這一滴水中含有水分子的個數最接近以下哪一個值？（已知阿伏伽德羅常量，水的摩爾體積為）（）A．個 B．個 C．個 D．個【答案】B【解析】這一滴水的物質的量為分子數為故選B。5．已知阿伏加德羅常數為NA（mol－1），某液體的摩爾質量為M（kg/mol），該液體的密度為ρ（kg/m3），則下列敘述中正確的是（）A．1kg該液體所含的分子個數是ρNAB．1kg該液體所含的分子個數是NAC．該液體1個分子的質量是D．該液體1個分子占有的空間是【答案】B【解析】AB．1kg該液體的物質的量為，所含分子數目為故A錯誤，B正確；C．每個分子的質量為故C錯誤；D．每個分子所占空間為故D錯誤。故選B。6．鉆石是首飾和高強度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料，設鉆石的密度為（單位為），摩爾質量為M（單位為），阿伏加德羅常數為。已知1克拉等于克，則（）A．a克拉鉆石所含有的分子數為B．a克拉鉆石所含有的分子數為C．每個鉆石分子直徑的表達式為（單位為m）D．每個鉆石分子直徑的表達式為（單位為m）【答案】A【解析】AB．a克拉鉆石物質的量（摩爾數）為所含分子數為故A正確，B錯誤；CD．鉆石的摩爾體積單位為，每個鉆石分子體積為設鉆石分子直徑為d，則聯(lián)立解得單位為m，故C、D錯誤。故選A。7．NA代表阿伏加德羅常數，下列說法正確的是（）A．在同溫、同壓時，相同體積的任何氣體單質所含的原子數目相同B．2g氫氣所含原子數目為NAC．在常溫、常壓下，11.2L氮氣所含的原子數目為NAD．17g氨氣所含的電子數目為10NA【答案】D【解析】A．由于構成單質分子的原子數目不一定相同，所以同溫、同壓下，同體積的任何氣體都具有相同的分子數，但所含原子數目不一定相同，A錯誤；B．2g氫氣的物質的量為則氫氣所含原子數目為1mol×2×NA＝2NAB錯誤；C．在常溫、常壓下，氣體摩爾體積Vm≠22.4L/mol11.2L氮氣的物質的量不等于0.5mol，所含原子數目不等于NA，C錯誤；D．17g氨氣物質的量為＝1mol即1mol氨氣，其所含電子的物質的量為（7＋1×3）mol＝10mol即電子數目為10NA，D正確。故選D。8．關于構成物質的分子，下列說法正確的是（）A．一般物質分子直徑的大小約為B．密度大的物質，分子的質量一定大C．質量相同的氫氣和氧氣，氧氣含有的分子數多D．標準狀況下氣體所含的分子數為個【答案】D【解析】A．一般物質分子直徑的數量級約為，故A項錯誤；B．密度等于摩爾質量除以摩爾體積，所以密度大的物質分子質量不一定很大，故B項錯誤；C．因為氫氣的相對分子質量小，所以質量相同的氫氣和氧氣下，氫氣的分子數更多，故C項錯誤；D．標準狀況下氣體所含的分子數為個，故D項正確。故選D。二、多選題9．鉆石是首飾、高強度鉆頭和刻刀等工具中的主要材料，設鉆石的密度為ρ(單位為kg/m3)，摩爾質量為M(單位為g/mol)，阿伏加德羅常數為NA，已知1克拉＝0.2g，則下列選項正確的是（

）A．a克拉鉆石物質的量為B．a克拉鉆石所含有的分子數為C．每個鉆石分子直徑的表達式為(單位為m)D．a克拉鉆石的體積為【答案】ABC【解析】A．a克拉鉆石物質的量為故A正確；B．a克拉鉆石所含有的分子數為故B正確；C．每個鉆石分子直徑設為d，則有又解得故C正確；D．a克拉鉆石的體積為故D錯誤；故選ABC。10．若以V表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，ρ表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的密度，M表示水的摩爾質量，M0表示一個水分子的質量，V0表示一個水分子的體積，NA表示阿伏加德羅常數，則下列關系式中正確的是（）A．NA＝ B．V0＝C．M0＝ D．ρ＝【答案】AC【解析】A．水蒸氣的摩爾質量ρV除以水蒸氣分子的質量M0等于阿伏加德羅常數，A正確；B．但由于水蒸氣分子間距遠大于分子直徑，則B錯誤；C．水分子的質量M0等于摩爾質量M除以阿伏加德羅常數NA，即C正確；D．由于摩爾體積V遠大于NAV0，則D錯誤；故選AC。11．已知銅的摩爾質量為M（kg/mol），銅的密度為ρ（kg/m3），阿伏加德羅常數為NA（mol-1）。下列說法正確的是（）A．1kg銅所含的原子數為B．1m3銅所含的原子數為C．1個銅原子的質量為（k