高中人教物理专题15.1 分子动理论【讲】【解析版】.docx

专题15.1 分子动理论【讲】
目录
一 讲核心素养 1
二 讲必备知识 1
【知识点一】物体是由大量分子组成的 1
【知识点二】分子永不停息的做无规则运动 4
【知识点三】分子力与分子势能 6
三．讲关键能力----会用油膜法估测油酸分子的大小 9
一 讲核心素养
物理观念：布朗运动、内能、扩散现象。
1.了解扩散现象并能解释布朗运动.
2.了解物体内能的决定因素.
科学思维：分子动理论“油膜法”。
1.掌握分子模型的构建与分子直径的估算方法，了解分子动理论的基本观点.
2.知道分子力随分子间距离变化的图象
3.科学探究：通过实验，估测油酸分子的大小。
二 讲必备知识
【知识点一】物体是由大量分子组成的
1． 宏观量与微观量之间的关系
宏观量
桥梁
微观量
摩尔质量Mmol
阿伏加德罗常数
NA＝6.02×1023 mol－1
分子的质量：m0＝＝
摩尔体积Vmol
分子的体积：V0＝＝(固体、液体)
对气体，V0为分子所占空间
物质的量n＝＝
分子数：N＝n·NA
2． 分子模型
固体、液体
固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球形或立方体形
分子直径d＝ (球体模型)或d＝(立方体模型)
气体
气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，所以V0＝＝不是气体分子的体积，而是分子所占有的平均空间。
分子间距d＝
【例1】(2021·江苏泰州市5月第二次模拟)水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数为NA＝6.02×1023 mol－1，一滴露水的体积大约是9.0×10－8 cm3，它含有__________个水分子，如果一只极小的虫子来喝水，每分钟喝进9.0×107个水分子时，喝进水的质量是__________ kg。(结果保留2位有效数字)
【答案】　3.0×1015　2.7×10－18
【解析】　已知水的摩尔质量为M＝1.8×10－2 kg
水的摩尔体积为VM＝
一个水分子的体积为V0＝
一滴露水含有水分子的个数N＝＝3.0×1015个
小虫喝进水的物质的量为n＝
喝进水的质量为m＝nM＝2.7×10－18 kg。
【素养升华】本题考察的学科素养主要是科学思维。
【技巧总结】1．求解分子直径时的两种模型(固体和液体)
(1)把分子看成球形，d＝。
(2)把分子看成小立方体，d＝。
[注意]　对于气体，利用d＝算出的不是分子直径，而是气体分子间的平均距离。
2．宏观量与微观量的相互关系
(1)微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0等。
(2)宏观量：物体的体积V、密度ρ、质量m、摩尔质量M、摩尔体积Vmol、物质的量n等。
(3)相互关系
①一个分子的质量：m0＝＝。
②一个分子的体积：V0＝＝(估算固体、液体分子的体积或气体分子所占空间体积)。
③物体所含的分子数：N＝n·NA＝·NA＝·NA。
【变式训练1】(多选)(2021·武汉模拟)若以V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，
M表示水的摩尔质量，M0表示一个水分子的质量；V0表示一个水分子的体积，NA表示阿伏加德罗常数，则下列关系式中正确的是(　　)
A．V＝ B．V0＝ C．M0＝ D．ρ＝ E．NA＝
【答案】ACE　
【解析】将水蒸气看作立方体模型，则V＝，选项A正确；但由于水蒸气分子间距远大于分子直径，则V0≪，选项B错误；1 mol水蒸气的质量等于水分子的质量与阿伏加德罗常数NA的乘积，选项C正确；由于摩尔体积V远大于NA·V0，则ρ＝＜，选项D错误；水蒸气的摩尔质量ρV除以水蒸气分子的质量等于阿伏加德罗常数，选项E正确。
【变式训练2】．空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥。某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V＝1.0×103 cm3。已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1。试求：(结果均保留一位有效数字)
(1)该液化水中含有水分子的总数N；
(2)一个水分子的直径d。
【答案】　(1)3×1025个　(2)4×10－10 m
【解析】　(1)水的摩尔体积为
Vmol＝＝ m3/mol＝1.8×10－5 m3/mol，
水分子数：N＝＝ 个≈3×1025 个。
(2)建立水分子的球体模型有＝πd3，
可得水分子直径：d＝＝ m≈4×10－