導(dǎo)學(xué)案：1.1 分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容（解析版）

學(xué)而優(yōu)教有方第1節(jié)分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容【知識(shí)梳理與方法突破】一、物體是由大量分子組成的1.分子的大?。?）分子直徑的數(shù)量級(jí)為10-10（2）分子質(zhì)量的數(shù)量級(jí)一般為10-262.阿伏加德羅常數(shù)（1）定義：1?mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)，這個(gè)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(gè)重要常數(shù)。它把摩爾質(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(guān)系（1）已知固體和液體（氣體不適用）的摩爾體積Vmol和一個(gè)分子的體積V0，則（2）已知物質(zhì)（所有物質(zhì)，無論液體、固體還是氣體均適用）的摩爾質(zhì)量M和一個(gè)分子的質(zhì)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(zhì)量m和摩爾質(zhì)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(shè)想氣體分子均勻分布，且每個(gè)氣體分子平均占有的空間為一個(gè)小立方體，氣體分子間的距離就等于小立方體的邊長(zhǎng)，如圖所示。每個(gè)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(zhì)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(gè)銅原子的質(zhì)量是 D．1個(gè)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(zhì)量為ρkg，相當(dāng)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(cuò)誤；C．每個(gè)原子的質(zhì)量為，故C錯(cuò)誤；D．每個(gè)原子占有體積為，故D錯(cuò)誤。故選A。【針對(duì)訓(xùn)練1】如圖所示為食鹽晶體結(jié)構(gòu)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(gè)個(gè)大小相等的立方體。已知食鹽的密度為，食鹽的摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)NA，食鹽晶體中兩個(gè)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(gè)數(shù)為2NA，所以每個(gè)小立方體體積為每個(gè)小立方體的邊長(zhǎng)為則相鄰的鈉離子中心間的距離為故選D。二、分子熱運(yùn)動(dòng)1.擴(kuò)散現(xiàn)象的特點(diǎn)（1）在氣體、液體、固體中均能發(fā)生，而氣體的擴(kuò)散現(xiàn)象最明顯。（2）擴(kuò)散快慢與溫度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散越快，表明溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈。（3）從濃度高處向濃度低處擴(kuò)散，且受“已進(jìn)入對(duì)方”的分子濃度的限制，當(dāng)進(jìn)入對(duì)方的分子濃度較低時(shí)，擴(kuò)散現(xiàn)象較為顯著。2.布朗運(yùn)動(dòng)的理解（1）無規(guī)則性：懸浮微粒受到液體分子在各個(gè)方向上撞擊的不平衡是形成布朗運(yùn)動(dòng)的原因。由于液體分子的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，使微粒受到較強(qiáng)撞擊的方向也不確定，所以布朗運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的。（2）影響因素①微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯：懸浮微粒越小，某時(shí)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(zhì)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(yùn)動(dòng)越明顯。②溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈：溫度越高，液體分子的運(yùn)動(dòng)（平均）速率越大，對(duì)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(yùn)動(dòng)越劇烈。（3）布朗運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)：布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)，而是懸浮微粒的運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性。布朗運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，表明液體分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與溫度有關(guān)。3.擴(kuò)散現(xiàn)象盧布朗運(yùn)動(dòng)的異同點(diǎn)項(xiàng)目擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動(dòng)不同點(diǎn)①擴(kuò)散現(xiàn)象是兩種不同的物質(zhì)相互接觸時(shí)彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。②擴(kuò)散快慢除和溫度有關(guān)外，還受到“已進(jìn)入對(duì)方”的分子濃度的限制，當(dāng)進(jìn)入對(duì)方的分子濃度較低時(shí)，擴(kuò)散現(xiàn)象較為顯著；當(dāng)進(jìn)入對(duì)方的分子濃度較高時(shí)，擴(kuò)散現(xiàn)象不明顯，但擴(kuò)散不會(huì)停止①布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體或氣體中的微粒所做的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而不是液體或氣體分子的運(yùn)動(dòng)。②布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與液體（或氣體）分子撞擊的不平衡性有關(guān)，微粒越小，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。③布朗運(yùn)動(dòng)永不停息相同點(diǎn)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)的區(qū)別與聯(lián)系項(xiàng)目布朗運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng)不同點(diǎn)研究對(duì)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(diǎn)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(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因，布朗運(yùn)動(dòng)反映了液體（氣體）分子的熱運(yùn)動(dòng)【例2】1827年，英國(guó)植物學(xué)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(yùn)動(dòng)。某同學(xué)做了一個(gè)類似的實(shí)驗(yàn)，用顯微鏡觀察炭粒的運(yùn)動(dòng)得到某個(gè)觀測(cè)記錄如圖。圖中記錄的是（）A．某個(gè)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況B．某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡C．某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖線D．按相等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線【答案】D【詳解】A．布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而非分子的運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．布朗運(yùn)動(dòng)既然是無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以微粒沒有固定的運(yùn)動(dòng)軌跡，故B錯(cuò)誤；C．對(duì)于某個(gè)微粒而言在不同時(shí)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(gè)時(shí)刻的速度，也就無法描繪其速度-時(shí)間圖線，故C錯(cuò)誤；D．該圖記錄的是按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線，故D正確。故選D?！踞槍?duì)訓(xùn)練2】“氣溶膠”在科學(xué)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(yùn)動(dòng)，關(guān)于這些顆粒做的布朗運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A．布朗運(yùn)動(dòng)反映了氣溶膠分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)B．布朗運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)越明顯D．固態(tài)或液態(tài)顆粒能懸浮在氣體中是因?yàn)闅怏w浮力作用【答案】C【詳解】AB．布朗運(yùn)動(dòng)是固態(tài)或液態(tài)顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是氣體分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)撞擊的結(jié)果，所以它反映的是氣體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤；C．顆粒越小，氣體分子對(duì)顆粒的撞擊作用越不容易平衡，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，選項(xiàng)C正確；D．當(dāng)固態(tài)或液態(tài)顆粒很小時(shí)，能很長(zhǎng)時(shí)間都懸浮在氣體中，顆粒的運(yùn)動(dòng)屬于布朗運(yùn)動(dòng)，固態(tài)或液態(tài)顆粒能長(zhǎng)時(shí)間懸浮是受到氣體分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)撞擊而導(dǎo)致的，選項(xiàng)D錯(cuò)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(shí)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(shí)，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(guān)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(guān)系分子力F與分子間距離r的關(guān)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(rèn)為分子力為零【例3】關(guān)于分子動(dòng)理論，下列說法正確的是（）A．用手捏面包，面包體積會(huì)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(yùn)動(dòng)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(nèi)可能存在部分分子熱運(yùn)動(dòng)的速率減小【答案】D【詳解】A．用手捏面包，面包體積會(huì)縮小，這是物體的形變。A錯(cuò)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(cuò)誤；C．布朗運(yùn)動(dòng)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(cuò)誤；D．物體的溫度升高，物體內(nèi)可能存在部分分子熱運(yùn)動(dòng)的速率減小。D正確；故選D?！踞槍?duì)訓(xùn)練3】分子間同時(shí)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(dāng)時(shí)，分子間作用力的合力為零。在兩個(gè)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(cuò)誤；B．根據(jù)圖像可知，兩個(gè)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(cuò)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(fù)功，故D錯(cuò)誤；故選C?！緦?duì)點(diǎn)檢測(cè)】1．某氣體的摩爾質(zhì)量為M，摩爾體積為V，密度為ρ，每個(gè)分子的質(zhì)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(yuǎn)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(cuò)誤；BC．阿伏加德羅常數(shù)等于氣體的摩爾質(zhì)量與氣體分子質(zhì)量之比，即NA==故B、C正確；D．氣體密度與單個(gè)分子體積的乘積不等于單個(gè)氣體分子的質(zhì)量，故D錯(cuò)誤。故選BC。2．我國(guó)已開展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測(cè)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(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面，吸入后對(duì)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(guān)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(dāng)B．PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng)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(nèi)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(yuǎn)大于空氣中氧氣分子的尺寸，故A錯(cuò)誤；B．PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)是固體顆粒的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不是分子的熱運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．煤和石油的燃燒會(huì)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(yùn)動(dòng)，所以PM2.5內(nèi)能不為零，故D正確。故選CD。3．下列說法中正確的是（）A．?dāng)U散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生B．分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能越大C．分子間的引力和斥力是同時(shí)存在的,都隨距離的增大而減小D．掃地時(shí),在陽(yáng)光照射下,看到塵埃飛揚(yáng),這是塵埃在做布朗運(yùn)動(dòng)【答案】AC【詳解】A．?dāng)U散現(xiàn)象說明物質(zhì)分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，在氣體、液體和固體中都能發(fā)生，A正確；B．分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，物體分子的平均動(dòng)能越大，但并不是物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能越大，B錯(cuò)誤；C．分子間的引力和斥力是同時(shí)存在的，都隨距離的增大而減小，C正確；D．做布朗運(yùn)動(dòng)的微粒肉眼根本看不見，要在顯微鏡下才能看見，掃地時(shí)觀察到的塵埃飛揚(yáng)是固體小顆粒的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不是布朗運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。故選AC。4．對(duì)于分子動(dòng)理論和物體內(nèi)能的理解，下列說法正確的是（）A．溫度高的物體內(nèi)能不一定大，但分子平均動(dòng)能一定大B．當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，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(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的減小而增大D．布朗運(yùn)動(dòng)是固體分子的運(yùn)動(dòng)，它說明分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)【答案】AC【詳解】A．物體的內(nèi)能與溫度、體積及物質(zhì)的量都有關(guān)，則溫度高的物體內(nèi)能不一定大，但分子平均動(dòng)能一定大，故A正確；B．當(dāng)r>r0時(shí)，分子間的距離增大時(shí)，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(cuò)誤；C．當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子距離減小時(shí)，克服分子力做功，則分子勢(shì)能增加，故分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的減小而增大，故C正確；D．布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)，但它反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，故D錯(cuò)誤。故選AC。5．近期我國(guó)多個(gè)城市的PM2.5數(shù)值突破警戒線，受影響最嚴(yán)重的是京津冀地區(qū)，霧霾籠罩，大氣污染嚴(yán)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(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面，吸入后對(duì)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(guān)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(jí)相當(dāng)B．PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于布朗運(yùn)動(dòng)C．溫度越低，PM2.5運(yùn)動(dòng)越劇烈D．倡導(dǎo)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(jí)為10?6m，空氣中氧分子的尺寸的數(shù)量級(jí)為10?10m，故A錯(cuò)誤；BC．PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)是空氣中懸浮小顆粒的運(yùn)動(dòng)，屬于布朗運(yùn)動(dòng)，溫度越高布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，故B正確，C錯(cuò)誤；D．倡導(dǎo)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(guān)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(guān)系，實(shí)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(guān)系，由圖可知下列說法中正確的是（）A．分子間距離為r0時(shí)，分子間沒有相互作用B．分子間距離增大時(shí)，分子間斥力減小，引力增大C．分子間距離大于r0時(shí)，分子間的引力總是大于斥力D．分子間距離增大時(shí)，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(shí)，分子間相互作用的斥力和引力相等，對(duì)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(cuò)誤；B．分子間距離增大時(shí)，分子間斥力和引力都減小，故B錯(cuò)誤；C．分子間距離大于r0時(shí)，分子間的引力大于分子間的斥力，對(duì)外表現(xiàn)為引力，故C正確；D．分子間距離小于r0時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)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