(共38张PPT)
第1节 分子动理论的基本观点
第1课时 物体是由大量分子组成的 分子的热运动
学习任务一 物体是由大量分子组成的
学习任务二 分子永不停息地做无规则运动
随堂巩固
备用习题
学习任务一 物体是由大量分子组成的
［教材链接］ 阅读教材“物体是由大量分子组成的”相关内容,完成下列填空:
1.分子的大小
(1) 热学中的分子：当探讨______、______或______等微观粒子的热运动时，通常将它们统称为分子.
(2) 一般分子直径的数量级为_______.
分子
原子
离子
2.阿伏伽德罗常数
(1) 定义：任何物质都含有______的粒子数，这个数量称为阿伏伽德罗常数.
(2) 数值：_________________.
(3) 意义：阿伏伽德罗常数是一个重要的基本常量，通过它可将物体的体积、质量等________与分子的大小、质量等________联系起来.
相同
宏观量
微观量
［物理观念］ 物体是由大量分子(或原子)组成的.
如图，如果我们把地球的大小与一个苹果的大小相比，那就相当于将直径为的球与分子相比.可见，分子是
[答案] 阿伏伽德罗常数
极其微小的.如果要表示体积内水分子个数，以“个”为单位很麻烦，为方便计算分子个数，科学家引入了哪个物理量？
例1 [2024·山东青岛一中月考] 用表示液体或固体的摩尔质量，表示分子质量， 表示物质密度，表示摩尔体积，表示分子体积.表示阿伏伽德罗常数，下列关系式不正确的是( )
A. B. C. D.
[解析] 摩尔体积表示分子的总体积，分子有个分子，所以，故A错误，B正确.密度为摩尔质量除以摩尔体积，则，分子质量等于摩尔质量除以阿伏伽德罗常数，故C、D正确.
√
例2 已知水的摩尔质量为，水的密度为 ，阿伏伽德罗常数为.
(1) 一个水分子的质量为____.
[解析] 摩尔质量即个水分子的质量，故一个水分子的质量.
(2) 假设水分子紧密排列，则一个水分子的体积为_____.水分子的直径_ ______.
[解析] 由得；由得.
例2 已知水的摩尔质量为，水的密度为 ，阿伏伽德罗常数为.
(3) 用上述方法能否估算氢气中氢气分子的质量和直径？为什么？__________________________________________
能估算出质量，不能估算出直径，理由见解析
[解析] 因气体分子间距比较大，只能估算每个气体分子所占空间，不能估算出气体分子的体积和直径，但可以估算氢气分子的质量.
例2 已知水的摩尔质量为，水的密度为 ，阿伏伽德罗常数为.
(4) 已知某气体的摩尔质量为，标准状况下密度为，则标准状况下气体分子间的平均间距_ ______.
[解析] 每个气体分子所占空间，将气体分子视为正方体模型，正方体的边长即为分子间的平均间距，由
得.
例2 已知水的摩尔质量为，水的密度为 ，阿伏伽德罗常数为.
【要点总结】
1.微观量与宏观量的关系
已知物体的摩尔质量为，摩尔体积为，物体的质量为，物体的体积为，物体的密度为 ，阿伏伽德罗常数为.
(1)分子质量：.
(2)分子体积：(适用于固体和液体，对于气体，表示每个气体分子所占空间的体积).
(3)物体所含的分子数：.
(4)物体的密度：.
2.分子的两种简化模型
球体 正方体
意义 对于固体和液体，分子间距离比较小，可以认为分子是一个个紧挨着排列的，通常把分子看成球体模型，分子间的距离等于分子的直径 对于气体，分子间距离比较大，是分子直径的数十倍甚至上百倍，此时把气体分子平均占据的空间视为正方体模型，正方体的棱长即为分子间的平均距离
球体 正方体
图例 _____________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________
续表
球体 正方体
公式及“”的含义 由和得：(式中、分别表示分子的半径和直径，表示一个固体或液体分子的体积) 由得：(式中表示分子间的平均距离，表示一个气体分子平均所占的空间体积)
说明 对于液体和固体物质，在估算分子直径数量级时，既可以简化为球体模型，也可以简化为正方体模型
续表
学习任务二 分子永不停息地做无规则运动
［教材链接］ 阅读教材“分子永不停息地做无规则运动”相关内容,完成下列填空:
1.扩散现象
(1) 定义：将蓝黑墨水滴入清水中，蓝黑墨水不断地在清水中______，这就是扩散现象.
(2) 普遍性：气体、______和______都能发生扩散.
(3) 规律：______越高，扩散越快.
散开
液体
固体
温度
2.布朗运动
(1) 定义：微粒的永不停息的____________.
无规则运动
(2) 产生的原因：布朗运动是由微粒在液体中受到________________引起的.悬浮在液体中的微粒不断地受到液体分子的撞击，微粒在某一时刻所受各个方向上的撞击作用的________，使微粒的运动状态发生变化.
液体分子的撞击
不平衡
(3) 影响因素：①微粒大小，微粒越小，布朗运动越明显.
②温度高低，温度越高，布朗运动越剧烈.
(4) 意义：反映了液体分子在永不停息地做________运动.
无规则
3.热运动
(1) 定义：分子的________运动.
(2) 影响因素：温度______，分子的无规则运动越剧烈.
无规则
越高
［物理观念］ 如图所示,在两个相同的玻璃杯中分别装入质量相等的冷水和热水,然后在两杯水中同时滴入一滴墨水,一段时间后观察到两个杯子中的墨水呈
温度
温度越高
如图所示的扩散现象.该实验表明扩散现象的快慢与______有关,__________,扩散越快.
例3 关于扩散现象，下列说法正确的是( )
A.温度越高，扩散进行得越快
B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应
C.扩散现象只能在液体中发生
D.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
[解析] 根据分子扩散现象的显著程度与温度的关系可知，温度越高，扩散进行得越快，故A正确；扩散现象是由分子无规则运动引起的，没有产生新的物质，是物理现象，故B错误；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故C错误；液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，而是由于液体分子无规则运动产生的，故D错误.
√
例4 [2024·厦门期末] 做布朗运动实验得到某个观测记录如图所示.图中记录的是( )
A.分子无规则运动的情况
B.某个微粒做布朗运动的轨迹
C.某个微粒做布朗运动的速度—时间图线
D.按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线
√
[解析] 布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动,而非分子的运动,A错误;对于某个微粒而言,在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的,所以无法确定其在某一个时刻的速度,无法描绘其速度—时间图线,C错误;图示折线是按等
时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线,D正确,B错误.
例5 [2024·福州期中] 关于分子的热运动，以下叙述正确的是( )
A.布朗运动就是分子的热运动
B.同种物质分子的热运动剧烈程度相同
C.气体分子的热运动不一定比液体分子剧烈
D.物体运动的速度越大，其内部的分子热运动就越剧烈
√
[解析] 布朗运动是悬浮在液体中的微粒的无规则运动，微粒是由大量分子构成的，布朗运动不是分子的热运动，故A项错误；同种物质的分子若所处温度不同，其热运动的剧烈程度也不同，故B项错误；温度是分子热运动剧烈程度的标志，温度越高，分子热运动越剧烈，与物体运动的速度无关，由于气体和液体的温度不确定，所以气体分子的热运动不一定比液体分子剧烈，故C项正确，D项错误.
【要点总结】
1.颗粒越小,布朗运动越明显;温度越高,布朗运动越明显.
2.教材图1-3所示的微粒运动的位置连线不是固体微粒运动的轨迹.
布朗运动 扩散现象 分子热运动
不同点 对象 固体微小颗粒 分子 分子
产生条件 固体微粒悬浮在液体或气体中 两种不同物质相互接触 不需要条件,一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动
3.布朗运动、扩散现象和分子热运动的异同
布朗运动 扩散现象 分子热运动
不同点 影响因素 温度的高低和微粒的大小 温度的高低、物态形式、物质的浓度差 温度的高低
现象本质 是液体或气体分子无规则运动的间接反映 是分子的运动 是分子的运动
观察方式 光学显微镜 有的裸眼可见 电子显微镜或扫描隧道显微镜
相同点 ①无规则;②永不停息;③温度越高则越剧烈
续表
1.(多选)下列事实能够说明分子间有空隙的是( )
A.酒精和水混合后总体积变小
B.密闭钢筒中的油在较长时间的高压下可溢出
C.饼干压缩后做成压缩饼干,体积减小许多
D.芝麻和黄豆混合后的总体积小于混合前它们的体积之和
√
√
[解析] 饼干被压缩,是面粉大颗粒间的距离减小了,不能说明分子间存在着空隙.芝麻和黄豆是宏观物体,不能说明分子间有空隙.故C、D错误,A、B正确.
2.(多选)气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统.这些固态或液态颗粒的大小一般在10-3~103 μm之间.已知布朗运动微粒大小的数量级通常为10-6 m.下列说法正确的是 ( )
A.布朗运动是气体介质分子的无规则的运动
B.在布朗运动中,固态或液态颗粒越小,布朗运动越明显
C.在布朗运动中,颗粒无规则运动的轨迹就是分子无规
则运动的轨迹
D.当固态或液态颗粒很小时,能很长时间都悬浮在气体中,是受到气体分子无规则热运动撞击而导致的
√
√
[解析] 布朗运动是固态或液态颗粒的无规则运动,是气体分子无规则热运动撞击的结果,所以它反映的是气体分子的无规则运动,颗粒越小,气体分子对颗粒的撞击作用的不平衡性就表现得越明显,布朗运动越明显,故A错误,B正确;在布朗运动中,颗粒本身并不是分子,而是分子集团,所以颗粒无规则运动的轨迹不是分子无规则运动的轨迹,故C错误;
当固态或液态颗粒很小时,能很长时间都悬浮在气体中,是受到气体分子无规则热运动撞击而导致的,故D正确.
3.2020年12月17日,嫦娥五号返回器带着1.731 kg的月球土壤顺利在内蒙古预定区域着陆.月球土壤中的氦-3蕴藏量大,它是一种目前已被世界公认的高效、清洁、安全的核聚变原料.若每千克月球土壤中含有氦-3的质量为m,氦-3的摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA(均为国际单位),求:
(1)每个氦-3分子的质量m0;
[答案]
[解析] 每个氦-3分子的质量m0=
3.2020年12月17日,嫦娥五号返回器带着1.731 kg的月球土壤顺利在内蒙古预定区域着陆.月球土壤中的氦-3蕴藏量大,它是一种目前已被世界公认的高效、清洁、安全的核聚变原料.若每千克月球土壤中含有氦-3的质量为m,氦-3的摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA(均为国际单位),求:
(2)嫦娥五号返回器带回的1.731 kg月球土壤中含有氦-3分子总个数.
[答案] 1.731
[解析] 每千克月球土壤中含有质量为m的氦-3,则1.731 kg月球土壤中含有氦-3的质量为1.731m,则嫦娥五号返回器带回的1.731 kg月球土壤中含有氦-3分子总个数N= 1.731
4.某学校物理兴趣小组组织开展一次探究活动,想估算地球周围大气层空气的分子个数.一学生通过网上搜索,查阅得到以下几个物理量数据:地球的半径R=6.4×106 m,地球表面的重力加速度g取9.8 m/s2,大气压强p0=1.0×105 Pa,空气的平均摩尔质量M=2.9×10-2 kg/mol,阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023 mol-1.这位同学根据上述几个物理量能估算出地球周围大气层空气的分子数吗 若能,请给出结果;若不能,请说明理由.
[答案] 能 1.1×1044
[解析] 因为大气压强是由大气重力产生的,由p0==,可得m=
把查阅得到的数据代入上式,可得m≈5.2×1018 kg
所以大气层空气的分子数为N=NA=1.1×1044个
1.(阿伏伽德罗常数)[2024·黑龙江哈尔滨一中月考] 由下列物理量可以算出氧气的摩尔质量的是( )
A.氧气分子的质量和阿伏伽德罗常数
B.氧气分子的体积和氧气分子的质量
C.氧气的密度和阿伏伽德罗常数
D.氧气分子的体积和氧气的密度
[解析] 氧气分子的质量是氧气的摩尔质量,已知氧气分子的质量和阿伏伽德罗常数,可以求出氧气的摩尔质量,故A正确;利用其余三项所给物理量均不能求出氧气的摩尔质量,故B、C、D错误.
√
2.(扩散现象)(多选)[2024·福州五中月考] 关于扩散现象,下列说法正确的是( )
A.扩散现象是指相互接触的物体彼此进入对方的现象
B.扩散现象只能在液体中进行
C.扩散现象说明分子在做永不停息的无规则运动且分子之间是有空隙的
D.扩散的快慢与温度无关
√
√
[解析] 扩散现象指不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象,故A正确;固、液、气体均可以发生扩散现象,故B错误;扩散现象说明分子在做永不停息的无规则运动,也说明分子之间是有空隙的,故C正确;温度越高,分子运动越剧烈,则扩散进行得越快,故D错误.
3.(布朗运动)(多选)[2024·厦门一中月考] 气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态微粒所组成的气态分散系统.这些固态或液态微粒的大小一般在之间.已知布朗运动微粒大小通常在数量级.下列说法正确的是 ( )
A.布朗运动是气体介质分子的无规则的运动
B.在布朗运动中，固态或液态微粒越小，布朗运动越剧烈
C.在布朗运动中，微粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹
D.当固态或液态微粒很小时，能很长时间都悬浮在气体中，是受到气体分子无规则运动撞击而导致的
√
√
[解析] 悬浮在气体介质中的固态或液态微粒的无规则运动是布朗运动.布朗运动是气体分子无规则运动撞击微粒的结果，所以它反映的是气体分子的无规则运动；微粒越小，气体分子对微粒的撞击作用越不容易平衡，布朗运动越剧烈，故B、D正确，A错误.在布朗运动中，微粒本身并不是分子，而是分子团，所以微粒无规则运动的轨迹不是分子无规则运动的轨迹，故C错误.第1章 分子动理论与气体实验定律
第1节 分子动理论的基本观点
第1课时 物体是由大量分子组成的 分子的热运动
[教材链接] 1.(1)分子 原子 离子 (2)10-10
2.(1)相同 (2)6.02×1023 mol-1 (3)宏观量 微观量
[物理观念] 阿伏伽德罗常数
例1 A [解析] 摩尔体积表示1 mol分子的总体积,1 mol分子有NA个分子,所以NA=,故A错误,B正确.密度为摩尔质量除以摩尔体积,则Vmol=,分子质量等于摩尔质量除以阿伏伽德罗常数,故C、D正确.
例2 (1) (2) (3)能估算出质量,不能估算出直径,理由见解析 (4)
[解析] (1)摩尔质量M即NA个水分子的质量,故一个水分子的质量m=.
(2)由V=得V=;由V=πr3=πd3得d=.
(3)因气体分子间距比较大,只能估算每个气体分子所占空间,不能估算出气体分子的体积和直径,但可以估算氢气分子的质量.
(4)每个气体分子所占空间V0=,将气体分子视为正方体模型,正方体的边长即为分子间的平均间距,由V0=d'3得d'=.
[教材链接] 1.(1)散开 (2)液体 固体 (3)温度
2.(1)无规则运动 (2)液体分子的撞击 不平衡 (4)无规则
3.(1)无规则 (2)越高
[物理观念] 温度 温度越高
例3 A [解析] 根据分子扩散现象的显著程度与温度的关系可知,温度越高,扩散进行得越快,故A正确;扩散现象是由分子无规则运动引起的,没有产生新的物质,是物理现象,故B错误;扩散现象在气体、液体和固体中都能发生,故C错误;液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的,而是由于液体分子无规则运动产生的,故D错误.
例4 D [解析] 布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动,而非分子的运动,A错误;对于某个微粒而言,在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的,所以无法确定其在某一个时刻的速度,无法描绘其速度—时间图线,C错误;图示折线是按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线,D正确,B错误.
例5 C [解析] 布朗运动是悬浮在液体中的微粒的无规则运动,微粒是由大量分子构成的,布朗运动不是分子的热运动,故A项错误;同种物质的分子若所处温度不同,其热运动的剧烈程度也不同,故B项错误;温度是分子热运动剧烈程度的标志,温度越高,分子热运动越剧烈,与物体运动的速度无关,由于气体和液体的温度不确定,所以气体分子的热运动不一定比液体分子剧烈,故C项正确,D项错误.
随堂巩固
1.A [解析] 1 mol氧气分子的质量是氧气的摩尔质量,已知氧气分子的质量和阿伏伽德罗常数,可以求出氧气的摩尔质量,故A正确;利用其余三项所给物理量均不能求出氧气的摩尔质量,故B、C、D错误.
2.AC [解析] 扩散现象指不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象,故A正确;固、液、气体均可以发生扩散现象,故B错误;扩散现象说明分子在做永不停息的无规则运动,也说明分子之间是有空隙的,故C正确;温度越高,分子运动越剧烈,则扩散进行得越快,故D错误.
3.BD [解析] 悬浮在气体介质中的固态或液态微粒的无规则运动是布朗运动.布朗运动是气体分子无规则运动撞击微粒的结果,所以它反映的是气体分子的无规则运动;微粒越小,气体分子对微粒的撞击作用越不容易平衡,布朗运动越剧烈,故B、D正确,A错误.在布朗运动中,微粒本身并不是分子,而是分子团,所以微粒无规则运动的轨迹不是分子无规则运动的轨迹,故C错误.第1章 分子动理论与气体实验定律
第1节 分子动理论的基本观点
第1课时 物体是由大量分子组成的 分子的热运动
1.AB [解析] 1 mol任何物质都含有相同的粒子数,阿伏伽德罗常数用符号NA表示,在通常的计算中取NA=6.02×1023 mol-1,故A、B正确.分子很小,即使用高倍光学显微镜也无法观测到,但扫描隧道显微镜能观测到,C、D错误.
2.C [解析] 1 m3铜的质量为ρ kg,物质的量为 mol,故原子个数为N=×NA,故A正确;铜的摩尔质量是μ kg/mol,故一个铜原子的质量是 kg,故B正确;1 kg铜的物质的量为 mol,故含有的原子个数为×NA=,故C错误;1 m3铜中所含的原子数为,故一个铜原子所占的体积是 m3= m3,故D正确.
3.NA
[解析] m=ρV,N=NA×103,解得N=NA,因为摩尔质量为M,故一个铜原子的质量m0=.
4.A [解析] 尘土不是单个分子,是由若干分子组成的固体颗粒,所以尘土飞扬不是分子的运动,不能说明分子是不断运动着的,故A正确;扩散现象和布朗运动都能说明分子在不停地做无规则运动,香水的扩散、水分子在空气中的蒸发以及悬浮在水中花粉的运动都说明了分子是不断运动的,故B、C、D错误.
5.AD [解析] 抽去玻璃板后,空气与二氧化氮接触,由于气体分子的无规则运动,过一段时间后,空气、二氧化氮气体会均匀分布在上、下两广口瓶当中,最后上、下两瓶中气体的颜色一致,都呈淡红棕色,A、D正确,B、C错误.
6.A [解析] 悬浮微粒做布朗运动,是液体分子的无规则运动撞击造成的,选项A正确;布朗运动是悬浮微粒的运动,是液体分子的无规则运动的反映,选项B错误;液体温度越高,布朗运动越明显,选项C错误;悬浮微粒越小,液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显,选项D错误.
7.B [解析] 把接触面磨平,使铅块和金的距离接近,由于分子不停地做无规则的运动,金分子和铅分子进入对方,这是扩散现象,故A错误,B正确;布朗运动是指悬浮在液体或气体中固体颗粒的运动,故C、D错误.
8.A [解析] 在标准状况下,1 mol氢气的体积为22.4 L,则每个氢气分子占据的体积V0== m3≈3.72×10-26 m3,按正方体模型估算,每个氢气分子占据体积的棱长L== m≈3.3×10-9 m,故A正确.
9.A [解析] 炭粒越大,受到液体分子撞击的力越容易平衡,布朗运动越不显著,故b颗粒较大,A正确;温度越高,布朗运动越剧烈,a运动更剧烈,故a所处的水温更高,B错误;两炭粒的运动是无规则的,说明液体分子做无规则运动,C错误;题图为炭粒每隔30 s的位置,而不是运动轨迹,其连线仅代表位置变化,而其运动并非直线,D错误.
10.B [解析] PM2.5是指直径小于2.5 μm的悬浮颗粒物,比分子要大得多,所以在空气中做的是布朗运动,不是分子热运动,B错误;温度越高,布朗运动越明显,A正确;布朗运动是由大量液体(气体)分子与悬浮颗粒碰撞的不平衡性产生的,C正确;由于矿物燃料的燃烧是形成PM2.5的主要原因,所以倡导低碳生活,减少化石燃料的使用,能有效减小PM2.5在空气中的浓度,D正确.
11.BD [解析] 分子为正方体时,1 mol该物质的体积为d3NA,则ρ=,选项B正确,C错误.分子为球体时,1 mol该物质的体积为πd3NA,则ρ==,选项D正确,A错误.
12.BC [解析] 大气压强由大气的重力产生,即mg=p0S=p0·4πR2,则地球大气层空气分子总数为N=NA=,A错误,B正确;大气的体积为V=4πR2h,每个空气分子所占空间为V0==,故C正确;气体分子之间的平均距离为d=,故D错误.
13.4.8×10-26 kg 0.54 g 1.12×1022个
[解析] 根据题意可得空气分子的平均质量为
m0== kg=4.8×10-26 kg
成年人做一次深呼吸吸入的空气质量
m=ρV=1.2 kg/m3×450×10-6 m3=5.4×10-4 kg=0.54 g
吸入气体的分子数为
n=NA=×6.02×1023 mol-1=1.12×1022个第1章 分子动理论与气体实验定律
第1节 分子动理论的基本观点
第1课时 物体是由大量分子组成的 分子的热运动
学习任务一 物体是由大量分子组成的
[教材链接] 阅读教材“物体是由大量分子组成的”相关内容,完成下列填空:
1.分子的大小
(1)热学中的分子:当探讨 、 或 等微观粒子的热运动时,通常将它们统称为分子.
(2)一般分子直径的数量级为 m.
2.阿伏伽德罗常数
(1)定义:1 mol任何物质都含有 的粒子数,这个数量称为阿伏伽德罗常数.
(2)数值:NA= .
(3)意义:阿伏伽德罗常数是一个重要的基本常量,通过它可将物体的体积、质量等 与分子的大小、质量等 联系起来.
[物理观念] 物体是由大量分子(或原子)组成的.
如图,如果我们把地球的大小与一个苹果的大小相比,那就相当于将直径为1 cm的球与分子相比.可见,分子是极其微小的.如果要表示1 cm3体积内水分子个数,以“个”为单位很麻烦,为方便计算分子个数,科学家引入了哪个物理量
例1 [2024·山东青岛一中月考] 用M表示液体或固体的摩尔质量,m表示分子质量,ρ表示物质密度,Vmol表示摩尔体积,V0表示分子体积.NA表示阿伏伽德罗常数,下列关系式不正确的是 ( )
A.NA= B.NA=
C.Vmol= D.m=
[反思感悟]
例2 已知水的摩尔质量为M,水的密度为ρ,阿伏伽德罗常数为NA.
(1)一个水分子的质量为 .
(2)假设水分子紧密排列,则一个水分子的体积为 .水分子的直径d= .
(3)用上述方法能否估算氢气中氢气分子的质量和直径 为什么
(4)已知某气体的摩尔质量为M0,标准状况下密度为ρ0,则标准状况下气体分子间的平均间距d'= .
[反思感悟]
【要点总结】
1.微观量与宏观量的关系
已知物体的摩尔质量为M,摩尔体积为Vmol,物体的质量为m,物体的体积为V,物体的密度为ρ,阿伏伽德罗常数为NA.
(1)分子质量:m0==.
(2)分子体积:V0==(适用于固体和液体,对于气体,V0表示每个气体分子所占空间的体积).
(3)物体所含的分子数:N=NA=NA.
(4)物体的密度:ρ==.
2.分子的两种简化模型
球体 正方体
意义 对于固体和液体,分子间距离比较小,可以认为分子是一个个紧挨着排列的,通常把分子看成球体模型,分子间的距离等于分子的直径 对于气体,分子间距离比较大,是分子直径的数十倍甚至上百倍,此时把气体分子平均占据的空间视为正方体模型,正方体的棱长即为分子间的平均距离
图例
公式及 “d”的 含义 由V0=πr3和d=2r得:d=(式中r、d分别表示分子的半径和直径,V0表示一个固体或液体分子的体积) 由V0=d3得:d=(式中d表示分子间的平均距离,V0表示一个气体分子平均所占的空间体积)
说明 对于液体和固体物质,在估算分子直径数量级时,既可以简化为球体模型,也可以简化为正方体模型
学习任务二 分子永不停息地做无规则运动
[教材链接] 阅读教材“分子永不停息地做无规则运动”相关内容,完成下列填空:
1.扩散现象
(1)定义:将蓝黑墨水滴入清水中,蓝黑墨水不断地在清水中 ,这就是扩散现象.
(2)普遍性:气体、 和 都能发生扩散.
(3)规律: 越高,扩散越快.
2.布朗运动
(1)定义:微粒的永不停息的 .
(2)产生的原因:布朗运动是由微粒在液体中受到 引起的.悬浮在液体中的微粒不断地受到液体分子的撞击,微粒在某一时刻所受各个方向上的撞击作用的 ,使微粒的运动状态发生变化.
(3)影响因素:①微粒大小,微粒越小,布朗运动越明显.
②温度高低,温度越高,布朗运动越剧烈.
(4)意义:反映了液体分子在永不停息地做 运动.
3.热运动
(1)定义:分子的 运动.
(2)影响因素:温度 ,分子的无规则运动越剧烈.
[物理观念] 如图所示,在两个相同的玻璃杯中分别装入质量相等的冷水和热水,然后在两杯水中同时滴入一滴墨水,一段时间后观察到两个杯子中的墨水呈如图所示的扩散现象.该实验表明扩散现象的快慢与 有关, ,扩散越快.
例3 关于扩散现象,下列说法正确的是 ( )
A.温度越高,扩散进行得越快
B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应
C.扩散现象只能在液体中发生
D.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
[反思感悟]
例4 [2024·厦门期末] 做布朗运动实验得到某个观测记录如图所示.图中记录的是 ( )
A.分子无规则运动的情况
B.某个微粒做布朗运动的轨迹
C.某个微粒做布朗运动的速度—时间图线
D.按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线
[反思感悟]
例5 [2024·福州期中] 关于分子的热运动,以下叙述正确的是 ( )
A.布朗运动就是分子的热运动
B.同种物质分子的热运动剧烈程度相同
C.气体分子的热运动不一定比液体分子剧烈
D.物体运动的速度越大,其内部的分子热运动就越剧烈
[反思感悟]
【要点总结】
1.颗粒越小,布朗运动越明显;温度越高,布朗运动越明显.
2.教材图1-3所示的微粒运动的位置连线不是固体微粒运动的轨迹.
3.布朗运动、扩散现象和分子热运动的异同
布朗运动 扩散现象 分子热运动
不同点 对象 固体微小颗粒 分子 分子
产生 条件 固体微粒悬浮在液体或气体中 两种不同物质相互接触 不需要条件,一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动
影响 因素 温度的高低和微粒的大小 温度的高低、物态形式、物质的浓度差 温度的高低
现象 本质 是液体或气体分子无规则运动的间接反映 是分子的运动 是分子的运动
观察 方式 光学显微镜 有的裸眼可见 电子显微镜或扫描隧道显微镜
相同点 ①无规则;②永不停息;③温度越高则越剧烈
1.(阿伏伽德罗常数)[2024·黑龙江哈尔滨一中月考] 由下列物理量可以算出氧气的摩尔质量的是 ( )
A.氧气分子的质量和阿伏伽德罗常数
B.氧气分子的体积和氧气分子的质量
C.氧气的密度和阿伏伽德罗常数
D.氧气分子的体积和氧气的密度
2.(扩散现象)(多选)[2024·福州五中月考] 关于扩散现象,下列说法正确的是 ( )
A.扩散现象是指相互接触的物体彼此进入对方的现象
B.扩散现象只能在液体中进行
C.扩散现象说明分子在做永不停息的无规则运动且分子之间是有空隙的
D.扩散的快慢与温度无关
3.(布朗运动)(多选)[2024·厦门一中月考] 气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态微粒所组成的气态分散系统.这些固态或液态微粒的大小一般在10-3~103 μm之间.已知布朗运动微粒大小通常在10-6 m数量级.下列说法正确的是 ( )
A.布朗运动是气体介质分子的无规则的运动
B.在布朗运动中,固态或液态微粒越小,布朗运动越剧烈
C.在布朗运动中,微粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹
D.当固态或液态微粒很小时,能很长时间都悬浮在气体中,是受到气体分子无规则运动撞击而导致的第1章 分子动理论与气体实验定律
第1节 分子动理论的基本观点
第1课时 物体是由大量分子组成的 分子的热运动建议用时:40分钟
◆ 知识点一 物体是由大量分子组成的
1.(多选)物质是由大量分子组成的,下列相关说法正确的是 ( )
A.1 mol任何物质都含有相同的粒子数
B.阿伏伽德罗常数用符号NA表示,在通常的计算中取NA=6.02×1023 mol-1
C.分子很小,我们无论通过什么方式或方法都无法看到它
D.分子很小,虽然肉眼看不到,但在高倍光学显微镜下可以观测到
2.[2024·厦门一中月考] 阿伏伽德罗常数是NA mol-1,铜的摩尔质量是μ kg/mol,铜的密度是ρ kg/m3,则下列说法不正确的是 ( )
A.1 m3铜中所含的原子数为
B.一个铜原子的质量是 kg
C.1 kg铜所含有的原子数为ρNA
D.一个铜原子所占的体积是 m3
3.[2024·厦门一中月考] 阿伏伽德罗常数是NA(单位为mol-1),铜的摩尔质量为M(单位为g/mol),铜的密度为ρ(单位为kg/m3),1 m3铜所含的原子数目是 ,1个铜原子的质量是 .
◆ 知识点二 分子永不停息地做无规则运动
4.[2024·龙岩一中月考] 下面所列举的现象中,不能说明分子是不断运动着的是 ( )
A.汽车开过后,公路上尘土飞扬
B.将香水瓶盖打开后能闻到香味
C.洒在地上的水,过一段时间就干了
D.悬浮在水中的花粉做无规则的运动
5.(多选)如图所示,一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上,中间用玻璃板隔开.已知二氧化氮的密度比空气的密度大.对于抽去玻璃板后所发生的现象,下列说法正确的是 ( )
A.过一段时间后可以发现上面瓶中的气体变成了淡红棕色
B.二氧化氮由于密度较大,不会跑到上面瓶中,所以上面瓶中不会出现淡红棕色
C.上面瓶中的空气由于重力作用会到下面的瓶中,于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分,所以会发现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色,但在瓶底处不会出现淡红棕色
D.由于气体分子在运动着,所以上面瓶中的空气会运动到下面的瓶中,下面瓶中的二氧化氮也会自发地运动到上面瓶中,最后上、下两瓶中气体的颜色一致
6.如图所示描绘了一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景,下列关于布朗运动的说法正确的是 ( )
A.悬浮微粒做布朗运动,是液体分子的无规则运动撞击造成的
B.布朗运动就是液体分子的无规则运动
C.液体温度越低,布朗运动越明显
D.悬浮微粒越大,液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显
7.[2024·浙江杭州期中] 如图所示,把一块铅和一块金的接触面磨平、磨光后紧紧压在一起,五年后发现金中有铅、铅中有金.对此现象,下列说法正确的是 ( )
A.属于扩散现象,原因是金分子和铅分子的相互吸引
B.属于扩散现象,原因是金分子和铅分子的无规则运动
C.属于布朗运动,由于外界压力使小金粒、小铅粒彼此进入对方中
D.属于布朗运动,小金粒进入铅块中,小铅粒进入金块中
8.已知在标准状况下,1 mol氢气的体积为22.4 L,则氢气分子间距约为(NA=6.02×1023 mol-1) ( )
A.10-9 m B.10-10 m
C.10-11 m D.10-8 m
9.[2024·河北石家庄一中月考] 某同学用显微镜观察用水稀释的墨汁中小炭粒的运动情况,在两次实验中分别追踪小炭粒a、b的运动,每隔30 s把炭粒的位置记录下来,然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来,得到如图所示的两炭粒运动的位置连线图,其中P、Q两点是炭粒a运动的位置连线上的两点,则下列说法中正确的是 ( )
A.若水温相同,则炭粒b颗粒较大
B.若两炭粒颗粒大小相同,则炭粒a所处的水中水温更低
C.两炭粒运动的位置连线图反映了碳分子的运动是无规则运动
D.炭粒a在P、Q两点间的运动一定是直线运动
10.我国已经展开对空气中PM2.5浓度的监测工作.PM2.5是指空气中直径小于2.5 μm的悬浮颗粒物,其在空中做无规则运动,很难自然沉降到地面,吸入人体后会进入血液对人造成危害.矿物燃料的燃烧是形成PM2.5的主要原因.下列关于PM2.5的说法中不正确的是 ( )
A.温度越高,PM2.5的运动越剧烈
B.PM2.5在空气中的运动属于分子热运动
C.周围大量分子对PM2.5碰撞的不平衡性使其在空中做无规则运动
D.倡导低碳生活,减少化石燃料的使用,能有效减小PM2.5在空气中的浓度
11.(多选)设某种液体的摩尔质量为μ,分子直径或边长为d,已知阿伏伽德罗常数为NA,下列说法正确的是 ( )
A.假设分子为球体,该物质的密度ρ=
B.假设分子为正方体,该物质的密度ρ=
C.假设分子为正方体,该物质的密度ρ=
D.假设分子为球体,该物质的密度ρ=
12.(多选)[2024·山东济南期中] 已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R,空气平均摩尔质量为M,阿伏伽德罗常数为NA,地面大气压强为p0,重力加速度大小为g.由此可估算得 ( )
A.地球大气层空气分子总重力为2πR2p0
B.地球大气层空气分子总数为
C.每个空气分子所占空间为
D.空气分子之间的平均距离为3
13.[2024·河北邢台一中月考] 空气的摩尔质量M=29 g/mol,阿伏伽德罗常数NA=6.02×1023 mol-1,则空气中气体分子的平均质量为多少 成年人做一次深呼吸约吸入450 cm3的空气(空气密度约为1.2 kg/m3),试估算做一次深呼吸,吸入的空气质量是多少 所吸入的气体分子数大约是多少
