第一章第1节物体是由大量分子组成的

1、本章主要介绍关于分子动理论的基本内容及热现象。从研究的角度看有两个方面：一方面是关于热现象的宏观理论，研究热现象的一般规律；另一方面是关于热现象的微观理论， 从分子运动的角度研究宏观热现象的规律。分子动理论就是热现象微观理论的基础。本章从分子动理论的观点从微观认识热现象，分子动理论是宏观现象与微观本质间联系的桥梁，是热学的基础，高考的热点，题目集中在分子动理论和估算分子大小、数目方面。本章的重点是分子动理论的基本内容，难点是分子间相互作用力的认识。一、 物体的组成在热学范围，由于原子、分子或离子遵循相同的热运动规律，因此在讨论热运动时，往往不区分原子、分子或离子，故物体是由分子组成的。二、 分

2、子的大小多数分子的直径的数量级为1010。三、 阿伏伽德罗常量1 定义：1 mol 的任何物质都含有相同的分子数，这个数量用阿伏伽德罗常量表示。2312.数值：NA=6.02X10 mol 。3 意义：阿伏伽德罗常量把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子大 _小等微观物理量联系起来了。四、 分子之间存在空隙固体、液体、气体分子间均存在空隙， 气体分子间的空隙（距离）要比分子的线度大的多。D I Yl ZHANG第 1 节1. 判断：(1) 分子间距离等于分子的直径。( () )(2) 密度等于分子质量除以分子体积。( () )(3) 分子体积等于摩尔体积与阿伏伽德罗常数的比值。(

3、() )答案：( (1)X(2)XX2. 思考：既然固体分子之间有空隙，为什么一般情况下，盛水的金属容器没有出现渗水现象？提示：固体和液体分子之间的空隙很小，一般情况下，完好的金属容器不会出现渗水现象，只有在高压情况下才可能出现。1.分子分子是具有各种物质的化学性质的最小粒子。实际上，构成物质的单元是多种多样的，或是原子( (如金属) )或是离子( (如盐类) )或是分子( (如有机物) )。在热学中，由于这些微粒做热运 动时遵从相同的规律，所以统称分子。2计算时常用的分子模型分子的实际结构是很复杂的，可以把单个分子看成一个立方体，也可以看成一个小球。球形模型立方体模型意义固体和液体可看成是一

4、 个个紧挨着的球形分子 排列而成的，忽略分子间 的空隙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，每个小立方体是平均每个分子占有的活 动空间，这时忽略空气分子的大小计算公式d=3V图例C3.分子的大小(1) 分子直径的数量级为 1010m。293(2) 分子体积的数量级一般为10 m。一26(3) 分子质量的数量级一般为10 kg。对于分子模型，无论是球体还是立方体， 都是一种简化的理想模型，实际的分子是有复（6）一个分子的体积V0= NApN皿（用于固体、液体） 。固体、液体分子的直径d=杂结构的，在用不同的模型计算分子的大小时，所得结果会有差别，但分

5、子直径的数量级一 般都是 10一10m。1.多选下列说法中正确的是（）A 物体是由大量分子组成的10B.无论是无机物质的分子，还是有机物质的分子，其分子大小的数量级都是10 mC 本节中所说的“分子”，包含了单原子分子、多原子分子等多种意义19D 分子的质量是很小的，其数量级为10 kg解析：选 AC 有些大分子特别是有机大分子的直径数量级会超过1010m，故 B 错；分子质量的数量级，对一般分子来说是1026kg,则选项 A、C 正确。1.1 mol 的任何物质都含有相同的粒子数，这个数量叫做阿伏伽德罗常数，通常用NA表示，其值为 6.02X1023mol12 阿伏伽德罗常数是微观世界的一个

6、重要常数，是联系微观物理量和宏观物理量的桥 梁。3.常见关系式如下:m V（1）物质的量 n = M；=忆。物质的摩尔体积VL=MP。m ML物质的密度P=V=V：。分子的总个数N= nNA。（5） 一个分子的质量 M0= ML阿伏伽德罗常量宏观量和微观量的桥梁（忠观阿伏创穗罗常数（物理応U6,02X10s:,mn|)物理11町（只适川于園体/液临分子质hiMu分子休机讥MLnV气体分子不像固体、液体分子一样紧密排列，气体分子在一个正方体的空间范围内活动，可近似认为气体分子均匀分布，每个气体分子占据一个正方体，其立方体边长为气体分子间的距离。2从下列数据组可以算出阿伏伽德罗常量的是（）A .水

7、的密度和水的摩尔质量B.水的摩尔质量和水分子的体积C 水分子的体积和水分子的质量D .水分子的质量和水的摩尔质量解析：选 D 阿伏伽德罗常量是指 1 mol 任何物质所含有的分子数，对固体和液体，阿伏伽德罗常量 NA=摩尔质量/分子质量或 NA=摩尔体积/分子体积，故 D 选项正确。例 1已知金刚石的密度是 3.5x103kg/m3，在一块体积是 6.4 X10一8m3的金刚石内 含有多少个碳原子？ 一个碳原子的直径大约是多少？（碳的摩尔质量 MA= 12 X103kg/ mol）思路点拨解答本题可按以下思路分析：分子看做明确体积、密度和、求分子个数弹性小球摩尔质量的关系-7及分子直径解析金刚

8、石的质量384m= pV=3.5x10 x6.4x10一kg=2.24x10一kg。（8）气体分子间的距离4又V=4n3131=Tid设碳原子数为 n,贝 U n =1mNA= 1.1x1022个。MA把碳原子看做是球体模型，则一个原子的体积为:MAV=PNAm彳 / 6MA10所以 d=一 = 2.2x10-m。;pNAn答案1.1x1022个 2.2x10-10m借题发挥分子的大小、体积、质量属微观量，直接测量它们的数值非常困难，可以借助较易测量的宏观量( (摩尔体积、摩尔质量、密度等) )来估算这些微观量，其中NA将宏观量和微观量联系到了一起。气体分子模型的应用11 -II例 2 PM2

9、.5 是指大气中直径小于或等于 2.5ym的颗粒物，它能较长时间悬浮在空气中，其在空气中的含量( (浓度) )越高，就代表空气污染越严重，PM2.5 也是形成雾霾天气的主因。北京曾经出现严重雾霾，PM2.5 指标数高达 300ygm3。已知该颗粒物的平均摩尔质量为 40 g/ mol，试估算该地区 1 m3空气中含有这种颗粒物的数目。( (阿伏加德罗常量取6.0 x1023mol-二结果保留 1 位有效数字) )思路点拨3(1) 由 m=pV十算 1 m 空气中含有 PM2.5 的质量。(2) 由 n =m计算物质的量。由 N = nNA计算分子数。3解析根据密度公式求出 1 m 的空气中 P

10、M2.5 的颗粒物的质量 m =pV=300 ,答案5x1018个借题发挥阿伏伽德罗常量的应用(1) 求气体分子数的方法1计算气体分子数一定要先计算物质的量。2气体的分子数等于物质的量乘以阿伏伽德罗常量。(2) 求物质的量的方法物质的量为 n=器=300 x1040mol,总数目为 N = nNA=300 x1040 x6.0 x1023个 5x1018个。1物质的量等于质量除以摩尔质量。2物质的量等于标准状况下的体积除以标准状况下的摩尔体积。课堂屮结常量，所以分子质量之比一定等于它们摩尔质量之比,C 对；密度大，相同体积质量大，但分子个数不确定，无法比较分子质量大小,D 错。2某物质的密度为

11、p,其摩尔质量为 M，阿伏伽德罗常量为 NA,那么单位体积中所含P,的分子数是（）A.NA/pB. NA/ MC.MNA/pD.PIA/ M解析：选 D 单位体积的质量 m =p,对应的摩尔数 n = m，所以单位体积中分子的个数 N = nNA=pf, D 正确。3.从下列哪一组物理量可以算出氧气的摩尔质量（A 氧气的密度和阿伏伽德罗常量B.氧气分子的体积和阿伏伽德罗常量C .氧气分子的质量和阿伏伽德罗常量D 氧气分子的体积和氧气分子的质量解析：选 C 由氧气分子的质量乘以阿伏伽德罗常量可得氧气的摩尔质量，故C 项正确。1.多选关于分子质量，下列说法正确的是（）A 质量相同的任何物质，分子个

12、数都相同B.摩尔质量相同的物质，分子质量一定相同C 分子质量之比一定等于它们的摩尔质量之比D .密度大的物质，分子质量一定大解析：选 BC 质量相同，摩尔质量不一定相同，分子个数不一定相同,量相同，分子个数相同，每个分子质量相同，B 对；分子质量等于摩尔质量除以阿伏伽德罗物体的 r组成科一大小L阿伏伽罗常量A 错；摩尔质解析：选 B 分子直径的数量级为 10-10m, B 项正确。由于气体分子间的距离远大于式代入数据求解。2 ”，5.设想将 1 g 水均匀分布在地球表面上，估算1 cm 的表面上有多少个水分子？（已知1 mol 水的质量为 18 g,地球的表面积约为 5x1014m2，结果保留

13、一位有效数字）解析：1 g 水含有的分子数m12322N=MNA=x 6 02x1023=3.3X101 cm2的分子数S 10-4223n= S0N= 5Xx33x107x10（个）答案：7X103（个）1.多选关于分子，下列说法中正确的是（）A .分子看做球体是分子的简化模型，实际上，分子的形状并不真的都是小球B.所有分子的直径都相同C .不同分子的直径一般不同，但数量级基本一致D .分子的大小不可能用某种仪器直接去测量，只可能间接测量解析： 选 ACD 将分子看做球是为研究问题而建立的简化模型，故A 正确。不同分子直径一般不同，但数量级差不多，故B 错，C 正确。由于分子的数量级为 10

14、-10m，非常小，故不可能直接测量，D 正确。2.多选（2016 上海高考）某气体的摩尔质量为 M，分子质量为 m。若 1 摩尔该气体的体积为 Vm，密度为p，则该气体单位体积分子数为（阿伏伽德罗常数为NA）（）（）解析：选 ABC 根据题意，气体单位体积分子数是指单位体积气体分子的数量，选项4.已知标准状况下，1 mol 氢气的体积为7A. 10 m11C. 10 mB.22.4 L ,氢气分子直径的数量级为（）io10 m分子直径，用求出的是分子间的距离，而非分子的直径，故分子的直径不能用上ANAB_M_A.Vm.mVmCPNd=A 中 NA是指每摩尔该气体含有的气体分子数量，Vm是指每摩

15、尔该气体的体积，两者相除刚好得到单位体积该气体含有的分子数量，选项A 正确；选项 B 中，摩尔质量 M 与分子质量m 相除刚好得到每摩尔该气体含有的气体分子数，即为NA,此时就与选项 A 相同了，故选项 B 正确；选项 C 中，气体摩尔质量与其密度相除刚好得到气体的摩尔体积Vm,所以选项C 正确，D 错误。3最近发现的纳米材料具有很多优越性能，有着广阔的应用前景。边长为1 nm 的立_ 10方体可容纳液态氢分子（其直径约为 10m）的个数最接近于（）A 102个B. 103个C. 106个D 109个解析：选 B 1 nm = 109m,则边长为 1 nm 的立方体的体积为 V = （109）

16、3m3= 1027m3估算时，可将液态氢分子看做边长为 1010m 的小立方体，则每个氢分子的体积 V0= （1010、3 3“303）m = 10 mV3所以可容纳的液态氢分子个数N = V0= 10 （个）。4.多选已知某气体的摩尔体积为22.4 L/mol，摩尔质量为 18 g/ mol，阿伏伽德罗常数为 6.02x1023mol1，由以上数据可以估算出这种气体（）A .每个分子的质量B.每个分子的体积C 每个分子占据的空间D .分子之间的平均距离解析：选 ACD 实际上气体分子之间的距离远比分子本身的线度大得多，即气体分子之间有很大空隙，故不能根据V=兀计算分子体积，这样算得的应是该气

17、体每个分子所占据的空间，故C正确；可认为每个分子平均占据了一个小立方体空间，3V即为相邻分子之间的平均距离，D 正确；每个分子的质量显然可由m=譽估算，A 正确。NA5已知阿伏伽德罗常数为 N，某物质的摩尔质量为 M，该物质的密度为p,则下列叙 述中正确的是（）A 1 kg 该物质所含的分子个数是pNB 1 kg 该物质所含的分子个数是MC 该物质 1 个分子的质量是p8.在我国的“嫦娥奔月”工程中，科学家计算出地球到月球的平均距离L = 3.844X1051N解析：选 D 1 kg 该物质的物质的量为 M，所以分子个数为 M，选项A、B 均错；该物质1个分子的质量是 N,故选 C 错；该物质

18、的摩尔体积为V=P所以每个分子占有的空间是 V =%，选项 D 对。NpN6.钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为p（单位为kg/m3），摩尔质量为 M（单位为 g/ mol）,阿伏伽德罗常数为 NA。已知 1 克拉=0.2 克，则（）3D .该物质 1 个分子占有的空间是MpN0.2X10 aNAA. a 克拉钻石所含有的分子数为B. a 克拉钻石所含有的分子数为aNAC每个钻石分子直径的表达式为6MX10-3NXpn_（单位为m）D 每个钻石分子直径的表达式为6M ”亠；NAP，（单位为m）解析：选 C a 克拉钻石物质的量为 尸，所含分子数为n=N=0.鳥A，钻石的MX1033摩尔体积为V=（单位为m /mol），每个钻石分子体积为MX10-3 ，设钻13/6MX103石分子直径为 d,则V0= 6 *所以分子的直径d= 、 NApn，故A、B、D 错误，C正确。7.已知常温常压下 CO2气体的密度为pCO2的摩尔质量为 M，阿伏加德罗常数为NA，则在该状态下容器内体积为V 的 CO2气体含有的分子数为。在