分子动理论 内能 考点一 分子的大小、微观量的估算 1．分子的大小 除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为10－10m。 2．两种分子模型 物质有固态、液态和气态三种物态，不同物态下应将分子看成不同的模型。 (1)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，如图所示，分子间距等于小球的直径或立方体的棱长，所以d＝ (球体模型)或d＝(立方体模型)。 (2)气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间。如图所示，将每个分子占有的空间视为棱长为d的立方体，所以d＝。 3．宏观量与微观量的转换桥梁 物体是由大量分子组成的，1 mol任何物质都含有相同的粒子数，这个数量用阿伏加德罗常数NA表示。NA＝6.02×1023mol－1。 作为宏观量的摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol、密度ρ与作为微观量的分子质量m、单个分子的体积(固体、液体)或所占的体积(气体)V0、分子直径d都可通过阿伏加德罗常数联系起来。如下所示。 (1)一个分子的质量：m＝。 (2)一个分子的体积(固体、液体)或所占的体积(气体)：V0＝(估算固体、液体分子的体积或气体分子平均占有的空间)。 (3)1 mol物质的体积：Vmol＝。 (4)质量为M的物体中所含的分子数：n＝NA。 (5)体积为V的物体中所含的分子数：n＝NA。 (2018·福建泉州模拟)2015年2月，美国科学家创造出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳能取代石油成为可能。假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将10－6 g的水分解为氢气和氧气。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)被分解的水中含有水分子的总数N； (2)一个水分子的体积V0。 解析 (1)水分子数： N＝＝个≈3×1016个。 (2)水的摩尔体积：Vmol＝， 一个水分子的体积：V0＝＝＝3×10－29 m3。 答案 (1)3×1016个 (2)3×10－29 m3 方法感悟 阿伏加德罗常数是宏观量与微观量之间联系的桥梁，注意弄清楚各量之间的关系式。 1．(多选)某气体的摩尔质量为Mmol，摩尔体积为Vmol，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m和V0，则阿伏加德罗常数NA不可表示为( ) A．NA＝ B．NA＝ C．NA＝ D．NA＝ 答案 CD 解析 阿伏加德罗常数NA＝＝＝，其中V为每个气体分子所占有的体积，而V0是气体分子的体积，故A、B正确，C错误；D中ρV0不是气体分子的质量，因而也是错误的。故选C、D。 2．很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车，若氙气充入灯头后的容积V＝1.6 L，氙气密度ρ＝6.0 kg/m3。已知氙气摩尔质量M＝0.131 kg/mol，阿伏加德罗常数NA ＝6×1023 mol－1。 试估算：(结果保留一位有效数字) (1)灯头中氙气分子的总个数N； (2)灯头中氙气分子间的平均距离。 答案 (1)4×1022个 (2)3×10－9 m 解析 (1)设氙气的物质的量为n，则n＝，氙气分子的总数N＝NA≈4×1022 个。 (2)每个分子所占的空间为V0＝， 设分子间平均距离为a，则有V0＝a3， 即a＝≈3×10－9 m。 考点二 分子热运动 1．分子永不停息地做无规则运动 (1)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。温度越高，扩散越快。 (2)布朗运动 ①布朗运动是固体微粒(肉眼看不见)的运动，反映了液体内部分子的无规则运动。 ②微粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越激烈。 (3)热运动：分子永不停息的无规则运动叫做热运动。分子的无规则运动和温度有关，温度越高 ... ...
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