導學案：1.1 分子動理論的基本內容（解析版）

學而優(yōu)教有方第1節(jié)分子動理論的基本內容【知識梳理與方法突破】一、物體是由大量分子組成的1.分子的大小（1）分子直徑的數(shù)量級為10-10（2）分子質量的數(shù)量級一般為10-262.阿伏加德羅常數(shù)（1）定義：1?mol的任何物質都含有相同的粒子數(shù)，這個數(shù)量用阿伏加德羅常數(shù)表示。（2）數(shù)值：阿伏加德羅常數(shù)常取NA=6.02×10（3）意義：阿伏加德羅常數(shù)是一個重要常數(shù)。它把摩爾質量、摩爾體積這些宏觀物理量與分子質量、分子的大小等微觀物理量聯(lián)系起來，即阿伏加德羅常數(shù)NA3.宏、微觀物理量與阿伏加德羅常數(shù)間的關系（1）已知固體和液體（氣體不適用）的摩爾體積Vmol和一個分子的體積V0，則（2）已知物質（所有物質，無論液體、固體還是氣體均適用）的摩爾質量M和一個分子的質量m0，則N（3）已知物體（無論固體、液體還是氣體均適用）的體積V和摩爾體積Vmol，則物體含有的分子數(shù)n=VVmolN（4）已知物體（無論液體、固體還是氣體均適用）的質量m和摩爾質量M，則物體含有的分子數(shù)n=m（5）分子體積V0=V（6）估算氣體分子間的距離氣體分子間的間隙不能忽略，設想氣體分子均勻分布，且每個氣體分子平均占有的空間為一個小立方體，氣體分子間的距離就等于小立方體的邊長，如圖所示。每個氣體分子平均占有的空間體積V0'=【例1】阿伏加德羅常數(shù)是NA，銅的摩爾質量為M，銅的密度是ρ，則下列說法中正確的是（）A．1m3銅所含原子數(shù)目是 B．1kg銅所含原子數(shù)目是ρNAC．1個銅原子的質量是 D．1個銅原子占有的體積為【答案】A【詳解】A．據(jù)已知條件知1m3銅的質量為ρkg，相當于mol，所含原子數(shù)為，故A正確；B．1kg銅所含原子數(shù)目是，故B錯誤；C．每個原子的質量為，故C錯誤；D．每個原子占有體積為，故D錯誤。故選A?！踞槍τ柧?】如圖所示為食鹽晶體結構中鈉離子和氯離子的空間分布的示意圖，圖中相鄰離子的中心用線連起來了，組成了一個個大小相等的立方體。已知食鹽的密度為，食鹽的摩爾質量為M，阿伏加德羅常數(shù)NA，食鹽晶體中兩個最近的鈉離子中心間的距離為（）A． B．C． D．【答案】D【詳解】1mol的氯化鈉的體積為由題可知1mol氯化鈉的離子組成的立方體個數(shù)為2NA，所以每個小立方體體積為每個小立方體的邊長為則相鄰的鈉離子中心間的距離為故選D。二、分子熱運動1.擴散現(xiàn)象的特點（1）在氣體、液體、固體中均能發(fā)生，而氣體的擴散現(xiàn)象最明顯。（2）擴散快慢與溫度有關，溫度越高，擴散越快，表明溫度越高，分子運動越劇烈。（3）從濃度高處向濃度低處擴散，且受“已進入對方”的分子濃度的限制，當進入對方的分子濃度較低時，擴散現(xiàn)象較為顯著。2.布朗運動的理解（1）無規(guī)則性：懸浮微粒受到液體分子在各個方向上撞擊的不平衡是形成布朗運動的原因。由于液體分子的運動是無規(guī)則的，使微粒受到較強撞擊的方向也不確定，所以布朗運動是無規(guī)則的。（2）影響因素①微粒越小，布朗運動越明顯：懸浮微粒越小，某時刻與它相撞的分子數(shù)越少，來自各方向的沖擊力越不平衡；另外微粒越小，其質量也就越小，相同沖擊力下產(chǎn)生的加速度越大。因此，微粒越小，布朗運動越明顯。②溫度越高，布朗運動越劇烈：溫度越高，液體分子的運動（平均）速率越大，對懸浮微粒的撞擊作用也越大，產(chǎn)生的加速度也越大，因此溫度越高，布朗運動越劇烈。（3）布朗運動的實質：布朗運動不是分子的運動，而是懸浮微粒的運動。布朗運動的無規(guī)則性反映了液體分子運動的無規(guī)則性。布朗運動與溫度有關，表明液體分子運動的劇烈程度與溫度有關。3.擴散現(xiàn)象盧布朗運動的異同點項目擴散現(xiàn)象布朗運動不同點①擴散現(xiàn)象是兩種不同的物質相互接觸時彼此進入對方的現(xiàn)象。②擴散快慢除和溫度有關外，還受到“已進入對方”的分子濃度的限制，當進入對方的分子濃度較低時，擴散現(xiàn)象較為顯著；當進入對方的分子濃度較高時，擴散現(xiàn)象不明顯，但擴散不會停止①布朗運動是懸浮在液體或氣體中的微粒所做的無規(guī)則運動，而不是液體或氣體分子的運動。②布朗運動的劇烈程度與液體（或氣體）分子撞擊的不平衡性有關，微粒越小，溫度越高，布朗運動越明顯。③布朗運動永不停息相同點①產(chǎn)生的根本原因相同，都是分子永不停息地做無規(guī)則運動的反映；②它們都隨溫度的升高而表現(xiàn)得更劇烈4.布朗運動與熱運動的區(qū)別與聯(lián)系項目布朗運動熱運動不同點研究對象懸浮微粒分子觀察難易程度可以在顯微鏡下看到，肉眼看不到在顯微鏡下看不到相同點①無規(guī)則；②永不停息；③溫度越高越劇烈聯(lián)系周圍液體（氣體）分子的熱運動是布朗運動產(chǎn)生的原因，布朗運動反映了液體（氣體）分子的熱運動【例2】1827年，英國植物學家布朗首先在顯微鏡下研究了懸浮在液體中的小顆粒的運動。某同學做了一個類似的實驗，用顯微鏡觀察炭粒的運動得到某個觀測記錄如圖。圖中記錄的是（）A．某個分子無規(guī)則運動的情況B．某個微粒做布朗運動的軌跡C．某個微粒做布朗運動的速度—時間圖線D．按相等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線【答案】D【詳解】A．布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運動，而非分子的運動，故A錯誤；B．布朗運動既然是無規(guī)則運動，所以微粒沒有固定的運動軌跡，故B錯誤；C．對于某個微粒而言在不同時刻的速度大小和方向均是不確定的，所以無法確定其在某一個時刻的速度，也就無法描繪其速度-時間圖線，故C錯誤；D．該圖記錄的是按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線，故D正確。故選D?！踞槍τ柧?】“氣溶膠”在科學上的廣義概念是指懸浮在氣體中的所有固態(tài)或液態(tài)顆粒（直徑在之間）所組成的氣態(tài)分散系統(tǒng)。這些固態(tài)或液態(tài)顆粒在氣體中做布朗運動，關于這些顆粒做的布朗運動，下列說法正確的是（）A．布朗運動反映了氣溶膠分子的無規(guī)則熱運動B．布朗運動反映了氣體分子之間存在著引力C．懸浮在氣體中的顆粒越小，布朗運動越明顯D．固態(tài)或液態(tài)顆粒能懸浮在氣體中是因為氣體浮力作用【答案】C【詳解】AB．布朗運動是固態(tài)或液態(tài)顆粒的無規(guī)則運動，是氣體分子無規(guī)則熱運動撞擊的結果，所以它反映的是氣體分子的無規(guī)則運動，選項A、B均錯誤；C．顆粒越小，氣體分子對顆粒的撞擊作用越不容易平衡，布朗運動越劇烈，選項C正確；D．當固態(tài)或液態(tài)顆粒很小時，能很長時間都懸浮在氣體中，顆粒的運動屬于布朗運動，固態(tài)或液態(tài)顆粒能長時間懸浮是受到氣體分子無規(guī)則熱運動撞擊而導致的，選項D錯誤。故選C。分子間的作用力1.分子力的理解（1）在任何情況下，分子間總是同時存在著引力和斥力，而表現(xiàn)出來的分子力是分子引力和斥力的合力。（2）平衡位置：分子間距離r=r0時，引力與斥力大小相等，分子力為零。平衡位置即分子間距離等于r（3）分子間的引力和斥力隨分子間距離r的變化關系：分子間的引力和斥力都隨分子間距離r的增大而減小，但斥力減小得更快。2.分子力與分子間距離變化的關系分子力F與分子間距離r的關系圖像分子間距離分子力r零r表現(xiàn)為斥力，且分子力隨分子間距離的增大而減小r表現(xiàn)為引力，且分子力隨分子間距離的增大，先增大后減小r分子力十分微弱，可認為分子力為零【例3】關于分子動理論，下列說法正確的是（）A．用手捏面包，面包體積會縮小，這是分子間有間隙的緣故B．分子間的引力隨著分子間距離的增大而增大，分子間的斥力隨著分子間距離的增大而減小C．布朗運動是由懸浮在液體中的微粒之間的相互碰撞引起的D．物體的溫度升高，物體內可能存在部分分子熱運動的速率減小【答案】D【詳解】A．用手捏面包，面包體積會縮小，這是物體的形變。A錯誤；B．分子間的引力和分子間的斥力均隨著分子間距離的增大而減小。B錯誤；C．布朗運動是由懸浮在液體中的微粒受到液體分子撞擊的不平衡引起的。C錯誤；D．物體的溫度升高，物體內可能存在部分分子熱運動的速率減小。D正確；故選D?！踞槍τ柧?】分子間同時存在著引力和斥力，分子力隨分子間距離的變化規(guī)律如圖所示，當時，分子間作用力的合力為零。在兩個分子間的距離從增大到的過程中，下列說法中正確的是（）A．分子間的斥力減小，引力增大B．分子間作用力的合力表現(xiàn)為斥力C．分子間作用力的合力先增大后減小D．分子間作用力的合力一直做正功【答案】C【詳解】A．隨著分子間距離的增大，分子間的斥力減小，引力也減小，故A錯誤；B．根據(jù)圖像可知，兩個分子間的距離從增大到的過程中，分子間作用力的合力表現(xiàn)為引力，故B錯誤；C．由圖像可知從增大到，分子間作用力的合力為引力，大小先增大后減小，故C正確；D．分子間作用力為引力，隨著距離增大，分子力一直做負功，故D錯誤；故選C?！緦c檢測】1．某氣體的摩爾質量為M，摩爾體積為V，密度為ρ，每個分子的質量和體積分別為m0和V0，則阿伏加德羅常數(shù)NA可表示為（）A．NA= B．NA= C．NA= D．NA=【答案】BC【詳解】A．由于氣體分子間的距離較大，所以氣體分子的體積V0遠小于摩爾體積與阿伏加德羅常數(shù)之比，即V0<，可得NA<，故A錯誤；BC．阿伏加德羅常數(shù)等于氣體的摩爾質量與氣體分子質量之比，即NA==故B、C正確；D．氣體密度與單個分子體積的乘積不等于單個氣體分子的質量，故D錯誤。故選BC。2．我國已開展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測工作。PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5μm的懸浮顆粒物，其飄浮在空中做無規(guī)則運動，很難自然沉降到地面，吸入后對人體形成危害。礦物燃料燃燒的排放物是形成PM2.5的主要原因。下列關于PM2.5的說法中正確的是（）A．PM2.5的尺寸與空氣中氧氣分子的尺寸相當B．PM2.5在空氣中的運動屬于分子熱運動C．減少煤和石油等燃料的使用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度D．PM2.5內能不為零【答案】CD【詳解】A．PM2.5是指直徑等于或小于2.5微米的顆粒物，其尺寸遠大于空氣中氧氣分子的尺寸，故A錯誤；B．PM2.5在空氣中的運動是固體顆粒的機械運動，不是分子的熱運動，故B錯誤；C．煤和石油的燃燒會產(chǎn)生大量的粉塵顆粒，如果減少煤和石油等燃料的使用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度，故C正確；D．組成PM2.5的分子在不停地做無規(guī)則運動，所以PM2.5內能不為零，故D正確。故選CD。3．下列說法中正確的是（）A．擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生B．分子熱運動越劇烈,物體內每個分子的動能越大C．分子間的引力和斥力是同時存在的,都隨距離的增大而減小D．掃地時,在陽光照射下,看到塵埃飛揚,這是塵埃在做布朗運動【答案】AC【詳解】A．擴散現(xiàn)象說明物質分子在做永不停息的無規(guī)則運動，在氣體、液體和固體中都能發(fā)生，A正確；B．分子熱運動越劇烈，物體分子的平均動能越大，但并不是物體內每個分子的動能越大，B錯誤；C．分子間的引力和斥力是同時存在的，都隨距離的增大而減小，C正確；D．做布朗運動的微粒肉眼根本看不見，要在顯微鏡下才能看見，掃地時觀察到的塵埃飛揚是固體小顆粒的機械運動，不是布朗運動，D錯誤。故選AC。4．對于分子動理論和物體內能的理解，下列說法正確的是（）A．溫度高的物體內能不一定大，但分子平均動能一定大B．當分子間的距離增大時，分子間的引力和斥力均減小，但斥力減小得更快，所以分子間的作用力總表現(xiàn)為引力C．當分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大D．布朗運動是固體分子的運動，它說明分子永不停息地做無規(guī)則運動【答案】AC【詳解】A．物體的內能與溫度、體積及物質的量都有關，則溫度高的物體內能不一定大，但分子平均動能一定大，故A正確；B．當r>r0時，分子間的距離增大時，分子間的引力和斥力都在減小，但斥力減小得更快，所以分子間作用力總表現(xiàn)為引力，故B錯誤；C．當分子力表現(xiàn)為斥力時，分子距離減小時，克服分子力做功，則分子勢能增加，故分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大，故C正確；D．布朗運動不是分子的運動，但它反映了液體分子運動的無規(guī)則性，故D錯誤。故選AC。5．近期我國多個城市的PM2.5數(shù)值突破警戒線，受影響最嚴重的是京津冀地區(qū)，霧霾籠罩，大氣污染嚴重，PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5微米的懸浮顆粒物，其漂浮在空中做無規(guī)則運動，很難自然沉降到地面，吸入后對人體形成危害。礦物燃料燃燒的排放是形成PM2.5的主要原因。下列關于PM2.5的說法中正確的是（）A．PM2.5的尺寸與空氣中氧分子尺寸的數(shù)量級相當B．PM2.5在空氣中的運動屬于布朗運動C．溫度越低，PM2.5運動越劇烈D．倡導低碳生活減少煤和石油等燃料的使用能有效減小PM2.5在空氣中的濃度【答案】BD【詳解】A．PM2.5的數(shù)量級為10?6m，空氣中氧分子的尺寸的數(shù)量級為10?10m，故A錯誤；BC．PM2.5在空氣中的運動是空氣中懸浮小顆粒的運動，屬于布朗運動，溫度越高布朗運動越劇烈，故B正確，C錯誤；D．倡導低碳生活，減少煤和石油等燃料的使用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度，故D正確；故選BD。6．如圖所示，是分子間相互作用力與分子間距離的關系，其中兩虛線分別表示分子間斥力和引力與分子間距離的關系，實線表示分子間作用力（斥力和引力的合力）與分子間距離的關系，由圖可知下列說法中正確的是（）A．分子間距離為r0時，分子間沒有相互作用B．分子間距離增大時，分子間斥力減小，引力增大C．分子間距離大于r0時，分子間的引力總是大于斥力D．分子間距離增大時，分子間作用力可能先減小后增大再減小【答案】CD【詳解】A．分子間距離為r0時，分子間相互作用的斥力和引力相等，對外表現(xiàn)為分子間作用力等于零，但分子間仍有相互作用，故A錯誤；B．分子間距離增大時，分子間斥力和引力都減小，故B錯誤；C．分子間距離大于r0時，分子間的引力大于分子間的斥力，對外表現(xiàn)為引力，故C正確；D．分子間距離小于r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，隨著分子間距離增大，分子間作用力逐漸減小；分子間距離大于r0時，分子力表現(xiàn)為引力，隨著分子間距離增大，分子間作用力先增大后減小，因此有分子間距離增大時，分子間作用力可能先減小后增大再減小，故D正確。故選CD。7．圖中實線為分子力隨兩分子間距離的變化圖像，虛線Ⅰ為分子間的斥力隨兩分子間距離的變