1.1分子动理论的基本内容

1.1分子动理论的基本内容知识点一、物体是由大量分子组成的1．与阿伏加德罗常数相关的物理量宏观量：摩尔质量M、摩尔体积Vmol、物质的质量m、物质的体积V、物质的密度ρ；微观量：单个分子的质量m0、单个分子的体积V0其中密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(M,Vmol)，但是切记ρ＝eq\f(m0,V0)是没有物理意义的．2．微观量与宏观量的关系(1)分子质量：m0＝eq\f(M,NA)＝eq\f(ρVmol,NA).(2)分子体积：V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(M,ρNA)(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)物质所含的分子数：N＝nNA＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(V,Vmol)NA.3．两种分子模型①．球体模型固体和液体可看作一个一个紧挨着的球形分子排列而成，忽略分子间空隙，如图甲所示．d＝eq\r(3,\f(6V0,π))＝eq\r(3,\f(6Vmol,πNA))(V0为分子体积)．②．立方体模型气体分子间的空隙很大，把气体分成若干个小立方体，气体分子位于每个小立方体的中心，每个小立方体是每个气体分子平均占有的活动空间，忽略气体分子的大小，如图乙所示．d＝eq\r(3,V0)＝eq\r(3,\f(Vmol,NA))(V0为每个气体分子所占据空间的体积)．知识点二、分子热运动1．扩散(1)定义：不同种物质能够彼此进入对方的现象．(2)产生原因：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的．(3)意义：扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证据之一．(4)应用：生产半导体器件时，在高温条件下通过分子的扩散，在纯净半导体材料中掺入其他元素．2．布朗运动(1)定义：悬浮微粒的无规则运动．(2)产生原因：悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少，撞击作用的不平衡性表现得越明显，并且微粒越小，它的质量越小，其运动状态越容易被改变，布朗运动越明显．(3)意义：间接地反映液体分子运动的无规则性．3．热运动(1)定义：分子永不停息的无规则运动．(2)温度是分子热运动剧烈程度的标志．知识点三、分子间的作用力1．分子间有空隙(1)气体分子间有空隙：气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在着很大的空隙．(2)液体分子间有空隙：水和酒精混合后总体积变小，说明液体分子之间存在着空隙．(3)固体分子间有空隙：压在一起的金块和铅块，各自的分子能扩散到对方的内部，说明固体分子之间也存在着空隙．2．分子间的作用力(1)分子间的作用力F跟分子间距离r的关系如图所示．①当r＜r0时，分子间的作用力F表现为斥力．②当r＝r0时，分子间的作用力F为0；这个位置称为平衡位置．③当r＞r0时，分子间的作用力F表现为引力．(2)产生原因：由原子内部的带电粒子的相互作用引起的．知识点四、分子动理论1．分子动理论：把物质的热学性质和规律看作微观粒子热运动的宏观表现而建立的理论．2．基本内容(1)物体是由大量分子组成的．(2)分子在做永不停息的无规则运动．(3)分子之间存在着相互作用力．布朗运动(1)微粒的大小：做布朗运动的微粒是由许多分子组成的固体颗粒而不是单个分子．其大小直接用人眼观察不到，但在光学显微镜下可以看到(其大小在10－6m的数量级)．(2)布朗运动产生的原因：液体分子不停地做无规则运动，不断地撞击微粒．如图2，悬浮的微粒足够小时，来自各个方向的液体分子撞击作用力不平衡，在某一瞬间，微粒在某个方向受到的撞击作用较强，在下一瞬间，微粒受到另一方向的撞击作用较强，这样，就引起了微粒的无规则运动．(3)实质及意义：布朗运动实质是由液体分子与悬浮微粒间相互作用引起的，反映了液体分子的无规则运动．(4)影响因素①悬浮的微粒越小，布朗运动越明显．②温度越高，布朗运动越激烈．对分子力与分子间距离变化关系的理解(1)r0的意义分子间距离r＝r0时，引力与斥力大小相等，分子力为零，所以分子间距离等于r0(数量级为10－10m)的位置叫平衡位置．(2)分子间的引力、斥力和分子力随分子间距离变化的图像如图5所示．在r轴上方，分子间的作用力表现为斥力；在r轴下方，分子间的作用力表现为引力．①分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小且斥力变化得快．②实际表现的分子力是引力和斥力的合力．③当r<r0时，分子力随分子间距离的增大而减小；当r>r0时，分子力随分子间距离的增大先增大后减小．（2023春•深圳校级期末）关于分子动理论，下列的说法正确的是（）A．0℃的物体中的分子不做无规则运动 B．存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子在做无规则的热运动 C．因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫作热运动 D．气体很容易被压缩，是因为气体分子之间存在引力【解答】解：A、分子在永不停息地做无规则运动，所以在0℃物体中分子仍然在做着无规则运动，故A错误；B、存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子扩散在混凝土地面了，这说明煤分子在做无规则的热运动，故B正确；C、因为分子运动的激烈程度跟温度有关，所以分子运动也叫作热运动，故C错误；D、气体很容易被压缩，是因为气体分子间间隙较大，以至于气体分子间的作用力可以忽略不计，故D错误。故选：B。（2023秋•天津期中）下列选项不正确的是（）A．物质由大量的分子组成，分子间有间隙 B．所有分子永不停息地做无规则运动 C．分子间存在着相互作用的引力和斥力 D．布朗运动就是分子的运动【解答】解：A.物质是由大量分子组成的，分子间有间隙，属于分子动理论的基本内容，故A正确；B.分子在永不停息地做无规则的热运动，并且温度越高，分子的无规则运动越剧烈，属于分子动理论的基本内容，故B正确；C.分子之间存在相互作用的引力和斥力，并且引力和斥力同时存在，属于分子动理论的基本内容，故C正确；D.布朗运动是悬浮微粒的运动，不是分子的运动，它只是液体分子无规则运动的具体表现，故D错误。本题选不正确的，故选：D。（2023•井冈山市校级开学）下列各项中的数值大小能表示阿伏加德罗常数的是（）A．0.012kg12C所含的原子数 B．标准状况下，22.4L苯所含的分子数 C．1mol金属钠含有的电子数 D．1L1mol•L﹣1硫酸溶液所含的H+数【解答】解：A、0.012kg12C的物质的量为12g12g/mol=1mol，能表示阿伏加德罗常数，故B、标准状况下，苯不是气体，22.4L苯的物质的量不是1mol，不能表示阿伏加德罗常数，故B错误；C、钠原子含有11个电子，1mol钠含有11mol电子，不是1mol，不能表示阿伏伽德罗常数的数值，故C错误；D、1mol硫酸在溶液中含有2mol的氢离子，故不能表示阿伏伽德罗常数的数值，故D错误。故选：A。（2023•西城区校级模拟）晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细的、非常完整的丝状（横截面为圆形）晶体。现有一根铁质晶须，直径为d，用大小为F的力恰好将它拉断，断面呈垂直于轴线的圆形。已知铁的密度为ρ，铁的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力是（）A．Fd2（MπρNA）13 B．C．Fd2（6MπρNA）23 D【解答】解：铁的摩尔体积：V=单个分子的体积：V又：V所以分子的半径：r=(分子的最大截面积：S0＝π•(铁质晶须的横截面上的分子数：n=拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力：F0=Fn故选：C。（2023•永川区校级模拟）如图所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落。主要原因是（）A．铅分子做无规则热运动 B．铅柱间存在磁力的作用 C．铅柱间存在万有引力的作用 D．铅柱间存在分子引力的作用【解答】解：分子间的引力的斥力是同时存在的，但它们的大小与分子间的距离有关。两铅块紧密结合，分子距离靠的比较近，是分子间表现为引力，使得下面的铅柱不脱落，故D正确，ABC错误。故选：D。（2023春•德城区校级期末）某气体的摩尔质量是M，标准状态下的摩尔体积为V，阿伏伽德罗常数为NA，下列叙述中正确的是（）A．该气体在标准状态下的密度为MNB．该气体单位体积内的分子数为VNC．每个气体分子在标准状态下的体积为VND．该气体每个分子的质量为M【解答】解：A、该气体在标准状态下的密度为ρ=MV，故B、该气体单位体积内的分子数为NAV，故C、气体分子间存在很大的间隙，每个气体分子在标准状态下所占空间的体积为VNA，故D、该气体每个分子的质量为m0=MNA故选：D。（2022秋•保定期中）把铁分子围着地球表面一个紧挨一个地单列排起来，筑成一个围绕地球的大”分子环”已知地球半径为R，铁的摩尔质量为M，铁的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，筑这个大“分子环“共需的铁分子个数（）A．2πR3ρMNA B．2πC．2πR3πρ6M D．2π【解答】解：铁的摩尔体积为：V=Mρ，设铁分子的直径为d，则一个铁分子的体积为V0=16πd3，而V＝NAV0，联立解得：d=36MρπNA，分子环的周长为：s＝故选：D。（2023春•邯郸期中）分子间存在着分子力，并且分子间存在与其相对距离有关的分子势能。分子势能Ep随分子间距离r变化的图像如图所示，取r趋近于无穷大时Ep为零。通过功能关系可以从此图像中得到有关分子力的信息，若仅考虑两个分子间的作用，下列说法正确的是（）A．分子间距离由r3减小为r2的过程中，分子力逐渐增大 B．分子间距离为r2时，引力和斥力平衡 C．假设将两个分子从r＝r2处释放，它们将相互靠近 D．假设将两个分子从r＝r1处释放，则分子间距离增大但始终小于r3【解答】解：AB、分子力为零时，分子势能最小。由图可知r＝r2时为平衡位置，分子间距离由r3减小为r2的过程中，分子力的情况可能一直减小，也可能先增大后减小，故A错误，B正确；C、假设将两个分子从r＝r2处释放，分子处于平衡状态，保持静止，故C错误；D、r3处的分子势能小于r1处的分子势能，可知r3处分子动能不为零，所以将两个分子从r＝r1处释放，则分子间距离增大且可以大于r3，故D错误；故选：B。（2023春•济南期末）根据分子动理论，下列说法正确的是（）A．某气体的摩尔质量为M、摩尔体积为Vm、密度为ρ，用NA表示阿伏加德罗常数，则每个气体分子的质量m=MNA，每个气体分子平均占据的体积B．物体体积增大，分子势能一定减小 C．布朗运动是液体分子的运动，它说明了分子在永不停息地做无规则运动 D．温度是分子平均动能的标志，温度较高的物体每个分子的动能一定比温度较低的物体分子的动能大【解答】解：A、已知摩尔质量和阿伏加德罗常数，可用摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值表示每个气体分子的质量；已知摩尔体积和阿伏加德罗常数，可以用摩尔体积与阿伏加德罗常数比值得到每个气体分子平均占据的体积，故A正确。B、物体体积增大时，分子间做功情况并不明确，故无法确定分子势能的变化，故B错误。C、布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动，不是液体分子的运动，它间接证明了分子永不停息地做无规则运动，故C错误。D、温度是分子平均动能的标志，分子的平均动能是对大量分子的一种统计规律，并不适合于每一个分子，温度越高，分子平均动能越大，但并非每一个分子的动能都增大，故D错误。故选：A。（2023春•驻马店期末）新冠病毒的传播途径之一是气溶胶传播。气溶胶是由固体或液体小微粒分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系，常见的云、雾、霾都属于气溶胶，这些气溶胶在空气中做布朗运动。下列说法正确的是（）A．气溶胶颗粒越大，布朗运动越明显 B．温度越高，气溶胶的布朗运动越剧烈 C．人眼可直接看到气溶胶的布朗运动 D．气溶胶的布朗运动是无规则的热运动【解答】解：A、气溶胶颗粒越小，气体分子对颗粒的撞击作用越不平衡，布朗运动越剧烈，故A错误；B、环境温度越高，固态或液态颗粒受到气体分子无规则热运动撞击的程度越剧烈，布朗运动越剧烈，故B正确；C、做布朗运动的固体颗粒很小，肉眼是看不见的，必须在显微镜才能看到，故C错误；D、气溶胶的布朗运动是固态颗粒的无规则运动，而固态颗粒是由大量分子组成的，所以气溶胶的布朗运动是大量分子的集体运动，不是颗粒分子的无规则热运动，可以间接反映气体分子的无规则运动，故D错误。故选：B。（2023春•南阳期末）19世纪初，一些人观察到，悬浮在液体中的小颗粒总在不停地运动。1827年，英国植物学家布朗首先在显微镜下研究了这种运动。后人把悬浮微粒的这种无规则运动叫作布朗运动。关于布朗运动，下列说法中正确的是（）A．花粉微粒做布朗运动是因为花粉有生命 B．微粒越小，在某一瞬间液体分子撞击作用的不平衡性越明显，布朗运动越明显 C．微粒越大，受到分子撞击越多，因而，布朗运动越明显 D．温度越高布朗运动越明显，是因为布朗微粒内分子运动越剧烈【解答】解：A、布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的表现，故A错误；BC、微粒越小，在某一瞬间液体分子撞击作用的不平衡性越明显，布朗运动越明显，故B正确、C错误；D、液体温度越高，液体分子热运动越剧烈，液体中悬浮微粒的布朗运动越明显，故D错误。故选：B。（2023春•辽阳期末）下列选项正确的是（）A．布朗运动就是热运动 B．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 C．液体中的扩散现象是由液体的对流形成的 D．布朗运动是分子的运动，牛顿运动定律不再适用【解答】解：A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的所做的永不停息的无规则运动，是由于液体分子规则的碰撞造成的，布朗运动反映了液体中分子的无规则运动，故A错误；B．扩散现象是可以在气体，液体，固体中发生，故B正确；C．扩散现象是由于分子在做永不停息的无规则运动形成的，故C错误；D．布朗运动是悬浮的固体微粒的运动，固体微粒不是微观粒子，牛顿第二定律仍然适用，故D错误。故选：B。（2023春•黔西南州期末）2023年6月，新冠肺炎二阳病例在黔西南州境内频发．经研究发现，新冠病毒感染的肺炎传播途径之一是气溶胶传播．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在气体介质中做布朗运动．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，固态或液态颗粒越大，布朗运动越剧烈 C．在布朗运动中，环境温度越高，布朗运动越剧烈 D．在布朗运动中，固态或液态颗粒无规则运动的轨迹就是气体介质分子的无规则运动的轨迹【解答】解：AB、布朗运动是固态或液态颗粒的无规则运动，不是气体介质分子的无规则的运动，可以间接反映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越不容易平，布朗运动越剧烈，故AB错误；C、在布朗运动中，环境温度越高，固态或液态颗粒受到气体分子无规则热运动撞击的程度越剧烈，布朗运动越剧烈，故C正确；D、在布朗运动中，颗粒本身并不是分子，而是很多分子组成的，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D错误；故选：C。（2023春•钦州期末）分子间相互作用力（F）随分子间距离（r）变化的关系图像如图所示，关于分子间相互作用力的判断，下列说法正确的是（）A．分子间的距离增大，分子间相互作用力一定会减小 B．分子间的距离减小，分子间相互作用力一定会减小 C．当两分子间的作用力表现为斥力时，两分子间的距离一定大于r0 D．当两分子间的距离为1.1r0时，两分子间的作用力表现为引力【解答】解：AB、由题图可知，当r＜r0时，分子间的距离增大时，分子间相互作用力会减小；当r＞r0时，分子间的距离增大时，分子间相互作用力会先增大后减小；同理，分子间的距离减小，分子间相互作用力不一定会减小，故AB错误；C、当两分子间的作用力表现为斥力时，分子力为正值。由图象可知，两分子间的距离一定小于r0，故C错误；D、当两分子间的距离为1.1r0＞r0时，两分子间的作用力表现为引力，故D正确。故选：D。（2023春•安徽期末）人们在抗击新冠病毒过程中常使用84消毒液对一些场所的地面等进行消毒，84消毒液的主要成分是次氯酸钠（NaClO），在喷洒过程中人们常闻到一些刺鼻的味道，下列说法正确的是（）A．说明分子间存在斥力 B．这是次氯酸钠分子做布朗运动的结果 C．如果场所温度升高，能更快的闻到刺鼻的味道 D．如果场所温度降到0℃以下，就闻不到刺鼻的味道了【解答】解：AB、在喷洒过程中人们常闻到一些刺鼻的味道，这是因为84消毒液分子扩散的结果，扩散现象的本质是分子的无规则运动，不能体现分子的斥力，故AB错误；C、分子的运动与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，如果场所温度升高，能更快的闻到刺鼻的味道，故C正确；D、分子热运动永不停止，如果场所温度降到0℃以下，也能闻到刺鼻的味道，故D错误；故选：C。（2023春•章贡区校级期末）我国最新研制出了一种超轻气凝胶，它刷新了目前世界上最轻的固体材料的纪录，弹性和吸油能力令人惊喜，这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度仅是空气密度的16。设气凝胶的密度为ρ（单位为kg/m3），摩尔质量为M（单位为kg/mol），阿伏加德罗常数为NAA．a千克气凝胶所含的分子数N=aB．气凝胶的摩尔体积VmolC．每个气凝胶分子的直径d=3D．每个气凝胶分子的体积V【解答】解：A．a千克气凝胶的摩尔数为n=则a千克气凝胶所含有的分子数为N=n故A正确；B．气凝胶的摩尔体积为V故B正确；D．1mol气凝胶中包含NA个分子，故每个气凝胶分子的体积为V0=V故D正确；C．设每个气凝胶分子的直径为d，则有V0=43π联立①②式可得d=3故C错误。本题选不正确的，故选：C。（2023春•碑林区校级期中）图甲和图乙是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30s，两方格纸每格表示的长度相同，下列说法中正确的是（）A．炭粒的运动即布朗运动，也就是分子的运动 B．炭粒的运动是由于其内部分子在不停地做无规则运动产生的 C．若水温相同，则甲中炭粒的颗粒较大 D．若炭粒大小相同，则甲中水分子的热运动较剧烈【解答】解：A．布朗运动是固体颗粒的运动，是由于液体分子的热运动，无规则，导致悬浮固体颗粒受力不平衡，因此描述的固体颗粒的运动是无规则的，但我们看到的是固体颗粒的机械运动，故A错误；B．炭粒