分子動理論的基本內(nèi)容

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(biāo)】

物理觀念認(rèn)識物體是由大量分子組成的.

科學(xué)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(xué)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

通過微觀量與宏觀量之間關(guān)系知識應(yīng)用的實例，感受物理中科學(xué)技

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任術(shù)與社會的緊密聯(lián)系，體會科學(xué)知識的應(yīng)用價值，進一步增強學(xué)生

的學(xué)習(xí)動力和科學(xué)意識。

知識點一阿伏加德羅常數(shù)

【情境導(dǎo)入】

(1)若某種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為摩爾體積為%。1,則一個分子的質(zhì)量為多大？假設(shè)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)%。尸NA%(%為一個分子的體積，%。1為摩爾體積)，對于任何固體、液體、氣體都成立嗎？

*安(])M

NANA

(2)%°I=NA%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)都含有粗圓的粒子數(shù)，這個數(shù)量用阿伏加德羅常數(shù)表示.

(2)大?。篘A=6.02X1023mo「.

【重難詮釋】

I.與阿伏加德羅常數(shù)相關(guān)的物理量

宏觀量：摩爾質(zhì)量M、摩爾體積/。卜物質(zhì)的質(zhì)量加、物質(zhì)的體積人物質(zhì)的密度》

微觀量：單個分子的質(zhì)量加0、單個分子的體積%

其中密度"=9=￥，但是切記2=華是沒有物理意義的.

VPmolVo

2.微觀量與宏觀量的關(guān)系

⑴分子質(zhì)量：m0=—=^.

NANA

(2)分子體積：%='="(適用于固體和液體).

NApN\

(對于氣體，%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=MVA=%A=」＜NA.

MFmol

01/12

【典例精析】

例1.（多選）阿伏加德羅常數(shù)是2VA（單位為mo「），銅的摩爾質(zhì)量為M（單位為kg/mol）,銅的密度為灰單位

為kg/n?）,則下列說法正確的是（）

A.1nP銅所含的原子數(shù)目是處以

M

B.1個銅原子的質(zhì)量是產(chǎn)

NA

C.1個銅原子占有的體積是"

PNA

D.1kg銅所含有的原子數(shù)目是"NA

【答案】ABC

【解析】1n?銅含有的原子數(shù)為及，根據(jù)〃=地，得其=亞，選項A正確；1個銅原子的質(zhì)量為絲，

匕nolVmo\KnolMN\

選項B正確；1個銅原子占有的體積為因為〃=」（，所以匕3=以-,選項C正確；1kg銅所含有的

NA17moiNbpNb

原子數(shù)目為組WpNA,選項D錯誤.

M

【規(guī)律方法】

1.利用阿伏加德羅常數(shù)。

2.關(guān)系式-mol=NA%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(rèn)為分子緊密排列，分子間沒有空隙，匕?。產(chǎn)NA%。

（2）對于氣體來說，分子間的距離遠(yuǎn)大于分子的直徑。%應(yīng)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】

I.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Ko=|n（^）3,得d=、j歷式％）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.

02/12

d=^0='?(Vo為每個氣體分子所占據(jù)空間的體積).

VNA

【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(biāo)準(zhǔn)狀況下，水蒸氣的摩爾體積k=22.4X3m3/mol,A?A=6.02X1023moP1,水的摩爾質(zhì)量M=

18g/mol,水的密度0=1X103kg/m3,請進行下列估算：(計算結(jié)果均保留1位有效數(shù)字)

(1)在標(biāo)準(zhǔn)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)3X10-9m(2)4X10-10m

【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(yuǎn)小于它所占空間的體積，所以分子所占空間

的體積通常以立方體模型來計算.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，水蒸氣分子間的平均距離

_i區(qū)_3,22.4XK)r

Lm?=3X10-9m

\]NA6.02X1023

(2)把水分子看作直徑為"的球體,

體積Vo--nd3,所以一個水分子的直徑

6

6X18X10-3

------------------------m

3.14X1.0X103X6.02X1023

心4X10r°m.

針對訓(xùn)練

一、單選題

1.已知油酸的摩爾質(zhì)量為密度為人阿伏伽德羅常數(shù)為M。若用他表示一個油酸分子的質(zhì)量，用及

表示一個油酸分子的體積，則下列表達式中正確的是(

A冽=叢MD.%=吟~

B.m=~C.Vo=一

,MNAPM

【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

_M

心瓦

A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

M

M

V(l=Knot=P

NJN、

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C、D錯誤。

故選Bo

2.已知銅的摩爾質(zhì)量為M（kg/mol）,銅的密度為mkg/n?）,阿伏加德羅常數(shù)為NA（mol」）。下列判斷正確

的是（）

A.1kg銅所含的原子數(shù)為M

B.In?銅所含的原子數(shù)為經(jīng)”

P

M

C.1個銅原子的體積為一二（m3）

PNR

D.銅原子的直徑為J色等（m）

【答案】C

【解析】A.1kg銅所含的原子數(shù)為

,1“治

Nr-----N.=

M'M

故A錯誤;

B.In?銅所含的原子數(shù)為

N="NR=牛

M

故B錯誤;

C.1個銅原子的體積為

p=M

叫

故C正確;

D.銅原子的體積為

展*（夕

則直徑為

、兀PN4

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.Imol水的質(zhì)量

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B.Imol水蒸氣的質(zhì)量

C.Imol水的體積

D.Imol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(yīng)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，Imol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O.lcn?,這一滴水中含有水分子的個數(shù)最接近以下哪一個值？(己知

阿伏伽德羅常量乂=6x1023/mol,水的摩爾體積為曦=18cm3/mol)()

A.6x102個B.3xl()2i個C.6x1019個D.3xl()i7個

【答案】B

【解析】這一滴水的物質(zhì)的量為

V1,

n=------=------mol

嗑180

分子數(shù)為

N=n-NA=3.3xl()2i個

故選Bo

5.已知阿伏加德羅常數(shù)為M(mo「)，某液體的摩爾質(zhì)量為M(kg/mol),該液體的密度為p(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0M

B.1kg該液體所含的分子個數(shù)是4NA

C.該液體1個分子的質(zhì)量是告

IVA

MN

D.該液體1個分子占有的空間是一

P

【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

M

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故A錯誤，B正確；

C.每個分子的質(zhì)量為

M

』

故c錯誤；

D.每個分子所占空間為

_m0_M

小v萬一百

故D錯誤。

故選Ba

6.鉆石是首飾和高強度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料，設(shè)鉆石的密度為。（單位為kg/n?）,摩爾質(zhì)量

為M（單位為g/mol）,阿伏加德羅常數(shù)為名。已知1克拉等于0.2克，則（）

A.a克拉鉆石所含有的分子數(shù)為筆公

B.a克拉鉆石所含有的分子數(shù)為斗

M

C.每個鉆石分子直徑的表達式為J當(dāng)四（單位為m）

VNg

D.每個鉆石分子直徑的表達式為、仔工（單位為m）

【答案】A

【解析】AB.。克拉鉆石物質(zhì)的量（摩爾數(shù)）為

0.2a

n=-----

M

所含分子數(shù)為

山\么

N=nN.=-0-.-2-----

M

故A正確，B錯誤；

CD.鉆石的摩爾體積

*MxlO-3

V=----------

P

單位為nf/mol,每個鉆石分子體積為

VAfxlO3

F=N#

設(shè)鉆石分子直徑為小則

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聯(lián)立解得

單位為m,故C、D錯誤。

故選A。

7.M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M

C.在常溫、常壓下，H.2L氮氣所含的原子數(shù)目為M

D.17g氨氣所含的電子數(shù)目為10M

【答案】D

【解析】A.由于構(gòu)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

———=lmol

2g/mol

則氫氣所含原子數(shù)目為

lmolx2xM=2M

B錯誤；

C.在常溫、常壓下，氣體摩爾體積

FmX22.4L/mol

11.2L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

17g

17g=1mol

mol

即lmol氨氣，其所含電子的物質(zhì)的量為

(7+1x3)mol=10mol

即電子數(shù)目為10M,D正確。

故選D。

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8.關(guān)于構(gòu)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lO^m

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(biāo)準(zhǔn)狀況下Imol氣體所含的分子數(shù)為義個

【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(biāo)準(zhǔn)狀況下Imol氣體所含的分子數(shù)為義個，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(shè)鉆石的密度為以單位為kg/rr?）,摩爾質(zhì)量為

M（單位為g/mol）,阿伏加德羅常數(shù)為M,已知1克拉=0.2g,則下列選項正確的是（？?？）

A.?？死@石物質(zhì)的量為等

B.a克拉鉆石所含有的分子數(shù)為空著

M

C.每個鉆石分子直徑的表達式為J咯迎（單位為m）

D.?？死@石的體積為巴

P

【答案】ABC

【解析】A.。克拉鉆石物質(zhì)的量為

m0.2(7

n=——

MM

故A正確；

B.a克拉鉆石所含有的分子數(shù)為

m0.2〃NA

N=nN.=——N=

MAM

故B正確；

C.每個鉆石分子直徑設(shè)為力則有

Fo=l

又

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M

解得

故c正確；

D.。克拉鉆石的體積為

m2axi0-3

PP

故D錯誤；

故選ABCo

10.若以『表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，〃表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，M表示水的摩爾質(zhì)

量，表示一個水分子的質(zhì)量，分表示一個水分子的體積，M表示阿伏加德羅常數(shù)，則下列關(guān)系式中正

確的是（）

_pvV

A-N尸不-B.“尸瓦

0

MM

C.Mo=~

O."=函

【答案】AC

【解析】A.水蒸氣的摩爾質(zhì)量?廠除以水蒸氣分子的質(zhì)量跖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(yuǎn)大于分子直徑，則

B錯誤;

C.水分子的質(zhì)量,等于摩爾質(zhì)量M除以阿伏加德羅常數(shù)N4,即

M

C正確;

D.由于摩爾體積/遠(yuǎn)大于則

MM

p——<---

D錯誤；

故選AC?

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11.已知銅的摩爾質(zhì)量為M(kg/mol),銅的密度為(kg/m3),阿伏加德羅常數(shù)為M(mol)。下列說法

正確的是()

N

A.1kg銅所含的原子數(shù)為》

B.Im3銅所含的原子數(shù)為空

P

M

C.1個銅原子的質(zhì)量為歹(kg)

"A

M

D.1個銅原子的體積為FT(m3)

【答案】ACD

【解析】A.1kg銅所含的原子數(shù)

故A正確；

B.同理lm3銅所含的原子數(shù)

M'M

故B錯誤；

C.1個銅原子的質(zhì)量

M、

mo=q~(kg)

故C正確；

D.1個銅原子的體積

匕書=*n?)

NAPNR

故D正確。

故選ACD?

12.已知銅的摩爾質(zhì)量為銅的密度為0,阿伏加德羅常數(shù)為M。下列判斷正確的是()

A.1kg銅所含的原子數(shù)為M

q

B.In?銅所含的原子數(shù)為一

P>

M

C.1個銅原子的體積為

PNA

D.銅原子的直徑為J條

NA

【答案】CD

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【解析】A.1kg銅的物質(zhì)的量為］mol,所含原子數(shù)為裝，故A錯誤;

MM

B.In?銅的質(zhì)量為lm3"則lm3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；

PNA

D.設(shè)銅原子的直徑為d,則有

%"3=M

~6~~PNA

則

故D正確。

故選CD。

三、解答題

13.很多轎車中設(shè)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(shè)都是N2）充入氣囊。若氮氣充入后安全氣囊的容積％=56L,囊中氮氣密度0=2.5kg/m3,

己知氮氣摩爾質(zhì)量初=0.028kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)明=6、1。23m°「i。試估算：（結(jié)果均保留1