（人教2019選擇性必修第三冊 ）高二物理備課必備講義 1.1分子動理論的基本內(nèi)容（第一課時）（原卷版+解析）

第一章分子動理論第1節(jié)分子動理論的基本內(nèi)容第1課時物體是由大量分子組成的【核心素養(yǎng)目標】物理觀念認識物體是由大量分子組成的.科學思維知道分子模型，體會建立模型在研究物理問題中的作用.科學探究知道阿伏加德羅常數(shù)及其意義，會用阿伏加德羅常數(shù)進行計算或估算科學態(tài)度與責任通過微觀量與宏觀量之間關系知識應用的實例，感受物理中科學技術與社會的緊密聯(lián)系，體會科學知識的應用價值，進一步增強學生的學習動力和科學意識。知識點一阿伏加德羅常數(shù)【情境導入】(1)若某種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，摩爾體積為Vmol，則一個分子的質(zhì)量為多大？假設分子緊密排列，一個分子的體積為多大？(已知阿伏加德羅常數(shù)為NA)(2)Vmol＝NAV0(V0為一個分子的體積，Vmol為摩爾體積)，對于任何固體、液體、氣體都成立嗎？【知識梳理】1．物體是由大量組成的．2．阿伏加德羅常數(shù)(1)定義：1mol的任何物質(zhì)都含有的粒子數(shù)，這個數(shù)量用阿伏加德羅常數(shù)表示．(2)大?。篘A＝mol－1.【重難詮釋】1．與阿伏加德羅常數(shù)相關的物理量宏觀量：摩爾質(zhì)量M、摩爾體積Vmol、物質(zhì)的質(zhì)量m、物質(zhì)的體積V、物質(zhì)的密度ρ；微觀量：單個分子的質(zhì)量m0、單個分子的體積V0其中密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(M,Vmol)，但是切記ρ＝eq\f(m0,V0)是沒有物理意義的．2．微觀量與宏觀量的關系(1)分子質(zhì)量：m0＝eq\f(M,NA)＝eq\f(ρVmol,NA).(2)分子體積：V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(M,ρNA)(適用于固體和液體)．(對于氣體，V0表示每個氣體分子所占空間的體積)(3)物質(zhì)所含的分子數(shù)：N＝nNA＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(V,Vmol)NA.【典例精析】例1．(多選)阿伏加德羅常數(shù)是NA(單位為mol－1)，銅的摩爾質(zhì)量為M(單位為kg/mol)，銅的密度為ρ(單位為kg/m3)，則下列說法正確的是()A．1m3銅所含的原子數(shù)目是eq\f(ρNA,M)B．1個銅原子的質(zhì)量是eq\f(M,NA)C．1個銅原子占有的體積是eq\f(M,ρNA)D．1kg銅所含有的原子數(shù)目是ρNA【規(guī)律方法】1.利用阿伏加德羅常數(shù)。2．關系式Vmol＝NAV0僅適用于固體和液體，不適用于氣體。(1)對于固體和液體，可認為分子緊密排列，分子間沒有空隙，Vmol＝NAV0。(2)對于氣體來說，分子間的距離遠大于分子的直徑。V0應為每個氣體分子占有的空間體積而不是每個氣體分子的實際體積。知識點二兩種分子模型【重難詮釋】1．球體模型固體和液體可看作一個一個緊挨著的球形分子排列而成，忽略分子間空隙，如圖所示．由V0＝eq\f(4,3)π(eq\f(d,2))3，得d＝eq\r(3,\f(6V0,π))＝eq\r(3,\f(6Vmol,πNA))(V0為分子體積)．2.立方體模型氣體分子間的空隙很大，把氣體分成若干個小立方體，氣體分子位于每個小立方體的中心，每個小立方體是每個氣體分子平均占有的活動空間，忽略氣體分子的大小，如圖所示．d＝eq\r(3,V0)＝eq\r(3,\f(Vmol,NA))(V0為每個氣體分子所占據(jù)空間的體積)．【典例精析】例2．估算法是根據(jù)生活和生產(chǎn)中的一些物理數(shù)據(jù)對所求物理量的數(shù)值和數(shù)量級大致推算的一種近似方法．在標準狀況下，水蒸氣的摩爾體積V＝22.4×10－3m3/mol，NA＝6.02×1023mol－1，水的摩爾質(zhì)量M＝18g/mol，水的密度ρ＝1×103kg/m3，請進行下列估算：(計算結果均保留1位有效數(shù)字)(1)在標準狀況下，水蒸氣分子間的平均距離約為多少？(2)水分子的直徑約為多少？針對訓練一、單選題1．已知油酸的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏伽德羅常數(shù)為NA。若用m表示一個油酸分子的質(zhì)量，用V0表示一個油酸分子的體積，則下列表達式中正確的是（）A．m B．m C．V0= D．V0=2．已知銅的摩爾質(zhì)量為，銅的密度為，阿伏加德羅常數(shù)為。下列判斷正確的是（）A．1kg銅所含的原子數(shù)為NAB．銅所含的原子數(shù)為C．1個銅原子的體積為（）D．銅原子的直徑為（m）3．由阿伏加德羅常數(shù)和一個水分子的質(zhì)量、一個水分子的體積，不能確定的物理量有（）A．1mol水的質(zhì)量B．1mol水蒸氣的質(zhì)量C．1mol水的體積D．1mol水蒸氣的體積4．從筷子上滴下一滴水，體積約為，這一滴水中含有水分子的個數(shù)最接近以下哪一個值？（已知阿伏伽德羅常量，水的摩爾體積為）（）A．個 B．個 C．個 D．個5．已知阿伏加德羅常數(shù)為NA（mol－1），某液體的摩爾質(zhì)量為M（kg/mol），該液體的密度為ρ（kg/m3），則下列敘述中正確的是（）A．1kg該液體所含的分子個數(shù)是ρNAB．1kg該液體所含的分子個數(shù)是NAC．該液體1個分子的質(zhì)量是D．該液體1個分子占有的空間是6．鉆石是首飾和高強度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料，設鉆石的密度為（單位為），摩爾質(zhì)量為M（單位為），阿伏加德羅常數(shù)為。已知1克拉等于克，則（）A．a(chǎn)克拉鉆石所含有的分子數(shù)為B．a(chǎn)克拉鉆石所含有的分子數(shù)為C．每個鉆石分子直徑的表達式為（單位為m）D．每個鉆石分子直徑的表達式為（單位為m）7．NA代表阿伏加德羅常數(shù)，下列說法正確的是（）A．在同溫、同壓時，相同體積的任何氣體單質(zhì)所含的原子數(shù)目相同B．2g氫氣所含原子數(shù)目為NAC．在常溫、常壓下，11.2L氮氣所含的原子數(shù)目為NAD．17g氨氣所含的電子數(shù)目為10NA8．關于構成物質(zhì)的分子，下列說法正確的是（）A．一般物質(zhì)分子直徑的大小約為B．密度大的物質(zhì)，分子的質(zhì)量一定大C．質(zhì)量相同的氫氣和氧氣，氧氣含有的分子數(shù)多D．標準狀況下氣體所含的分子數(shù)為個二、多選題9．鉆石是首飾、高強度鉆頭和刻刀等工具中的主要材料，設鉆石的密度為ρ(單位為kg/m3)，摩爾質(zhì)量為M(單位為g/mol)，阿伏加德羅常數(shù)為NA，已知1克拉＝0.2g，則下列選項正確的是（

）A．a(chǎn)克拉鉆石物質(zhì)的量為B．a(chǎn)克拉鉆石所含有的分子數(shù)為C．每個鉆石分子直徑的表達式為(單位為m)D．a(chǎn)克拉鉆石的體積為10．若以V表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，ρ表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的密度，M表示水的摩爾質(zhì)量，M0表示一個水分子的質(zhì)量，V0表示一個水分子的體積，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則下列關系式中正確的是（）A．NA＝ B．V0＝C．M0＝ D．ρ＝11．已知銅的摩爾質(zhì)量為M（kg/mol），銅的密度為ρ（kg/m3），阿伏加德羅常數(shù)為NA（mol-1）。下列說法正確的是（）A．1kg銅所含的原子數(shù)為B．1m3銅所含的原子數(shù)為C．1個銅原子的質(zhì)量為（kg）D．1個銅原子的體積為（m3）12．已知銅的摩爾質(zhì)量為M，銅的密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA。下列判斷正確的是（）A．1kg銅所含的原子數(shù)為NAB．1m3銅所含的原子數(shù)為C．1個銅原子的體積為D．銅原子的直徑為三、解答題13．很多轎車中設有安全氣囊以保障駕乘人員的安全.轎車在發(fā)生一定強度的碰撞時，利用疊氮化鈉(NaN3)爆炸產(chǎn)生氣體(假設都是N2)充入氣囊。若氮氣充入后安全氣囊的容積V＝56L，囊中氮氣密度ρ＝2.5kg/m3，已知氮氣摩爾質(zhì)量M＝0.028kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023mol－1。試估算：(結果均保留1位有效數(shù)字)（1）囊中氮氣分子的總個數(shù)N；（2）囊中氮氣分子間的平均距離。14．（1）水的摩爾體積是。假設水分子是一個挨著一個排列的，每個水分子的體積約為多少？已知阿伏伽德羅常量為。（2）如果已知氣體的摩爾體積和阿伏伽德羅常量，要求一個氣體分子的體積。也可以用計算嗎？

第一章分子動理論第1節(jié)分子動理論的基本內(nèi)容第1課時物體是由大量分子組成的【核心素養(yǎng)目標】物理觀念認識物體是由大量分子組成的.科學思維知道分子模型，體會建立模型在研究物理問題中的作用.科學探究知道阿伏加德羅常數(shù)及其意義，會用阿伏加德羅常數(shù)進行計算或估算科學態(tài)度與責任通過微觀量與宏觀量之間關系知識應用的實例，感受物理中科學技術與社會的緊密聯(lián)系，體會科學知識的應用價值，進一步增強學生的學習動力和科學意識。知識點一阿伏加德羅常數(shù)【情境導入】(1)若某種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，摩爾體積為Vmol，則一個分子的質(zhì)量為多大？假設分子緊密排列，一個分子的體積為多大？(已知阿伏加德羅常數(shù)為NA)(2)Vmol＝NAV0(V0為一個分子的體積，Vmol為摩爾體積)，對于任何固體、液體、氣體都成立嗎？答案(1)eq\f(M,NA)eq\f(Vmol,NA)(2)Vmol＝NAV0僅適用于固體和液體，不適用于氣體．【知識梳理】1．物體是由大量分子組成的．2．阿伏加德羅常數(shù)(1)定義：1mol的任何物質(zhì)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)大小：NA＝6.02×1023mol－1.【重難詮釋】1．與阿伏加德羅常數(shù)相關的物理量宏觀量：摩爾質(zhì)量M、摩爾體積Vmol、物質(zhì)的質(zhì)量m、物質(zhì)的體積V、物質(zhì)的密度ρ；微觀量：單個分子的質(zhì)量m0、單個分子的體積V0其中密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(M,Vmol)，但是切記ρ＝eq\f(m0,V0)是沒有物理意義的．2．微觀量與宏觀量的關系(1)分子質(zhì)量：m0＝eq\f(M,NA)＝eq\f(ρVmol,NA).(2)分子體積：V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(M,ρNA)(適用于固體和液體)．(對于氣體，V0表示每個氣體分子所占空間的體積)(3)物質(zhì)所含的分子數(shù)：N＝nNA＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(V,Vmol)NA.【典例精析】例1．(多選)阿伏加德羅常數(shù)是NA(單位為mol－1)，銅的摩爾質(zhì)量為M(單位為kg/mol)，銅的密度為ρ(單位為kg/m3)，則下列說法正確的是()A．1m3銅所含的原子數(shù)目是eq\f(ρNA,M)B．1個銅原子的質(zhì)量是eq\f(M,NA)C．1個銅原子占有的體積是eq\f(M,ρNA)D．1kg銅所含有的原子數(shù)目是ρNA【答案】ABC【解析】1m3銅含有的原子數(shù)為eq\f(NA,Vmol)，根據(jù)ρ＝eq\f(M,Vmol)，得eq\f(NA,Vmol)＝eq\f(ρNA,M)，選項A正確；1個銅原子的質(zhì)量為m＝eq\f(M,NA)，選項B正確；1個銅原子占有的體積為eq\f(Vmol,NA)，因為ρ＝eq\f(M,Vmol)，所以eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(M,ρNA)，選項C正確；1kg銅所含有的原子數(shù)目為eq\f(NA,M)≠ρNA，選項D錯誤．【規(guī)律方法】1.利用阿伏加德羅常數(shù)。2．關系式Vmol＝NAV0僅適用于固體和液體，不適用于氣體。(1)對于固體和液體，可認為分子緊密排列，分子間沒有空隙，Vmol＝NAV0。(2)對于氣體來說，分子間的距離遠大于分子的直徑。V0應為每個氣體分子占有的空間體積而不是每個氣體分子的實際體積。知識點二兩種分子模型【重難詮釋】1．球體模型固體和液體可看作一個一個緊挨著的球形分子排列而成，忽略分子間空隙，如圖所示．由V0＝eq\f(4,3)π(eq\f(d,2))3，得d＝eq\r(3,\f(6V0,π))＝eq\r(3,\f(6Vmol,πNA))(V0為分子體積)．2.立方體模型氣體分子間的空隙很大，把氣體分成若干個小立方體，氣體分子位于每個小立方體的中心，每個小立方體是每個氣體分子平均占有的活動空間，忽略氣體分子的大小，如圖所示．d＝eq\r(3,V0)＝eq\r(3,\f(Vmol,NA))(V0為每個氣體分子所占據(jù)空間的體積)．【典例精析】例2．估算法是根據(jù)生活和生產(chǎn)中的一些物理數(shù)據(jù)對所求物理量的數(shù)值和數(shù)量級大致推算的一種近似方法．在標準狀況下，水蒸氣的摩爾體積V＝22.4×10－3m3/mol，NA＝6.02×1023mol－1，水的摩爾質(zhì)量M＝18g/mol，水的密度ρ＝1×103kg/m3，請進行下列估算：(計算結果均保留1位有效數(shù)字)(1)在標準狀況下，水蒸氣分子間的平均距離約為多少？(2)水分子的直徑約為多少？【答案】(1)3×10－9m(2)4×10－10m【解析】(1)對氣體分子來說，由于分子不是緊密排列，分子的體積遠小于它所占空間的體積，L＝eq\r(3,\f(V,NA))＝eq\r(3,\f(22.4×10－3,6.02×1023))m≈3×10－9m(2)把水分子看作直徑為d的球體，體積V0＝eq\f(1,6)πd3，所以一個水分子的直徑d＝eq\r(3,\f(6V0,π))＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))＝eq\r(3,\f(6×18×10－3,3.14×1.0×103×6.02×1023))m≈4×10－10m.針對訓練一、單選題1．已知油酸的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏伽德羅常數(shù)為NA。若用m表示一個油酸分子的質(zhì)量，用V0表示一個油酸分子的體積，則下列表達式中正確的是（）A．m B．m C．V0= D．V0=【答案】B【解析】AB．分子的質(zhì)量等于摩爾質(zhì)量除以阿伏伽德羅常數(shù)，則有mA錯誤，B正確；CD．由于油酸分子間隙小，所以分子的體積等于摩爾體積除以阿伏伽德羅常數(shù)，則有V0=C、D錯誤。故選B。2．已知銅的摩爾質(zhì)量為，銅的密度為，阿伏加德羅常數(shù)為。下列判斷正確的是（）A．1kg銅所含的原子數(shù)為NAB．銅所含的原子數(shù)為C．1個銅原子的體積為（）D．銅原子的直徑為（m）【答案】C【解析】A．1kg銅所含的原子數(shù)為故A錯誤；B．銅所含的原子數(shù)為故B錯誤；C．1個銅原子的體積為故C正確；D．銅原子的體積為則直徑為故D錯誤。故選C。3．由阿伏加德羅常數(shù)和一個水分子的質(zhì)量、一個水分子的體積，不能確定的物理量有（）A．1mol水的質(zhì)量B．1mol水蒸氣的質(zhì)量C．1mol水的體積D．1mol水蒸氣的體積【答案】D【解析】A．由一個水分子的質(zhì)量乘阿伏加德羅常數(shù)可得一摩爾水的質(zhì)量，A能確定；B．又因為一摩爾水蒸氣的分子數(shù)應和一摩爾水的分子數(shù)相同，所以一摩爾水蒸氣的質(zhì)量和一摩爾水的質(zhì)量相同，B能確定；C．已知一個水分子的體積乘阿伏加德羅常數(shù)即可得到一摩爾水的體積，C能確定；D．因為水分子間、水蒸氣的分子間的距離不同，1mol水蒸氣的體積不能確定，D不能確定。故選D。4．從筷子上滴下一滴水，體積約為，這一滴水中含有水分子的個數(shù)最接近以下哪一個值？（已知阿伏伽德羅常量，水的摩爾體積為）（）A．個 B．個 C．個 D．個【答案】B【解析】這一滴水的物質(zhì)的量為分子數(shù)為故選B。5．已知阿伏加德羅常數(shù)為NA（mol－1），某液體的摩爾質(zhì)量為M（kg/mol），該液體的密度為ρ（kg/m3），則下列敘述中正確的是（）A．1kg該液體所含的分子個數(shù)是ρNAB．1kg該液體所含的分子個數(shù)是NAC．該液體1個分子的質(zhì)量是D．該液體1個分子占有的空間是【答案】B【解析】AB．1kg該液體的物質(zhì)的量為，所含分子數(shù)目為故A錯誤，B正確；C．每個分子的質(zhì)量為故C錯誤；D．每個分子所占空間為故D錯誤。故選B。6．鉆石是首飾和高強度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料，設鉆石的密度為（單位為），摩爾質(zhì)量為M（單位為），阿伏加德羅常數(shù)為。已知1克拉等于克，則（）A．a(chǎn)克拉鉆石所含有的分子數(shù)為B．a(chǎn)克拉鉆石所含有的分子數(shù)為C．每個鉆石分子直徑的表達式為（單位為m）D．每個鉆石分子直徑的表達式為（單位為m）【答案】A【解析】AB．a(chǎn)克拉鉆石物質(zhì)的量（摩爾數(shù)）為所含分子數(shù)為故A正確，B錯誤；CD．鉆石的摩爾體積單位為，每個鉆石分子體積為設鉆石分子直徑為d，則聯(lián)立解得單位為m，故C、D錯誤。故選A。7．NA代表阿伏加德羅常數(shù)，下列說法正確的是（）A．在同溫、同壓時，相同體積的任何氣體單質(zhì)所含的原子數(shù)目相同B．2g氫氣所含原子數(shù)目為NAC．在常溫、常壓下，11.2L氮氣所含的原子數(shù)目為NAD．17g氨氣所含的電子數(shù)目為10NA【答案】D【解析】A．由于構成單質(zhì)分子的原子數(shù)目不一定相同，所以同溫、同壓下，同體積的任何氣體都具有相同的分子數(shù)，但所含原子數(shù)目不一定相同，A錯誤；B．2g氫氣的物質(zhì)的量為則氫氣所含原子數(shù)目為1mol×2×NA＝2NAB錯誤；C．在常溫、常壓下，氣體摩爾體積Vm≠22.4L/mol11.2L氮氣的物質(zhì)的量不等于0.5mol，所含原子數(shù)目不等于NA，C錯誤；D．17g氨氣物質(zhì)的量為＝1mol即1mol氨氣，其所含電子的物質(zhì)的量為（7＋1×3）mol＝10mol即電子數(shù)目為10NA，D正確。故選D。8．關于構成物質(zhì)的分子，下列說法正確的是（）A．一般物質(zhì)分子直徑的大小約為B．密度大的物質(zhì)，分子的質(zhì)量一定大C．質(zhì)量相同的氫氣和氧氣，氧氣含有的分子數(shù)多D．標準狀況下氣體所含的分子數(shù)為個【答案】D【解析】A．一般物質(zhì)分子直徑的數(shù)量級約為，故A項錯誤；B．密度等于摩爾質(zhì)量除以摩爾體積，所以密度大的物質(zhì)分子質(zhì)量不一定很大，故B項錯誤；C．因為氫氣的相對分子質(zhì)量小，所以質(zhì)量相同的氫氣和氧氣下，氫氣的分子數(shù)更多，故C項錯誤；D．標準狀況下氣體所含的分子數(shù)為個，故D項正確。故選D。二、多選題9．鉆石是首飾、高強度鉆頭和刻刀等工具中的主要材料，設鉆石的密度為ρ(單位為kg/m3)，摩爾質(zhì)量為M(單位為g/mol)，阿伏加德羅常數(shù)為NA，已知1克拉＝0.2g，則下列選項正確的是（

）A．a(chǎn)克拉鉆石物質(zhì)的量為B．a(chǎn)克拉鉆石所含有的分子數(shù)為C．每個鉆石分子直徑的表達式為(單位為m)D．a(chǎn)克拉鉆石的體積為【答案】ABC【解析】A．a(chǎn)克拉鉆石物質(zhì)的量為故A正確；B．a(chǎn)克拉鉆石所含有的分子數(shù)為故B正確；C．每個鉆石分子直徑設為d，則有又解得故C正確；D．a(chǎn)克拉鉆石的體積為故D錯誤；故選ABC。10．若以V表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，ρ表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的密度，M表示水的摩爾質(zhì)量，M0表示一個水分子的質(zhì)量，V0表示一個水分子的體積，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則下列關系式中正確的是（）A．NA＝ B．V0＝C．M0＝ D．ρ＝【答案】AC【解析】A．水蒸氣的摩爾質(zhì)量ρV除以水蒸氣分子的質(zhì)量M0等于阿伏加德羅常數(shù)，A正確；B．但由于水蒸氣分子間距遠大于分子直徑，則B錯誤；C．水分子的質(zhì)量M0等于摩爾質(zhì)量M除以阿伏加德羅常數(shù)NA，即C正確；D．由于摩爾體積V遠大于NAV0，則D錯誤；故選AC。11．已知銅的摩爾質(zhì)量為M（kg/mol），銅的密度為ρ（kg/m3），阿伏加德羅常數(shù)為NA（mol-1）。下列說法正確的是（）A．1kg銅所含的原子數(shù)為B．1m3銅所含的原子數(shù)為C．1個銅原子的質(zhì)量為（k