高中物理第七章分子动理论1物体是由大量分子组成的学案新人教版选修3-316页

1 物体是由大量分子组成的
1．物质与分子
德谟克利特
(1)古代人类对物质组成的认识
古希腊学者德谟克利特认为物质是由小得不能被察觉的粒子构成。并把这种粒子叫做原
子。这种古代的原子学说虽然没有实验根据，却包含着原子理论的萌芽。
(2)分子
在热学中，把做无规则运动且遵从相同统计规律的原子、分子或离子统称为分子。其实
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)。但在热学中，由于这些微粒做热
运动时遵从相同的规律，所以统称分子。
(3)通过扫描隧道显微镜观察物质的组成
分子的体积是极其微小的，用肉眼和光学显微镜都不能看到，用放大到几亿倍的扫描隧
道显微镜〔如图(1)所示〕才能看到。如图(2)是在扫描隧道显微镜下的硅片表面原子的图像，
通过此图可以看出硅原子的排列情况。此图可以说明硅片是由大量分子构成的。
综上，物体是由大量分子组成的。
【例 1】 关于分子，下列说法中正确的是(  )
A．分子是组成物质的最小粒子
B．分子是保持物质化学性质的最小粒子
C．分子是具有物质物理性质的最小粒子
D．分子是假想的物质粒子
解析：比分子小的粒子还有电子、中子、质子等，A、C 项错误；用扫描隧道显微镜已
经观察到了分子，D项错误；分子是保持物质化学性质的最小粒子，B项正确。
答案：B
2．分子的大小
分子的大小可以从以下几个方面来认识：
(1)从分子几何尺寸的大小来感受，一般地，分子直径数量级为 10－10 m；
(2)从分子的体积的数量级来感受，一般地，分子体积的数量级为 10－29 m3；
(3)从一个分子的质量的多少来体会“大量”的含意：一般地，分子质量的数量级为 10
－26 kg；
(4)分子如此微小，用肉眼根本无法直接看到它们，就是用高倍的光学显微镜也看不到，
直到 1982年人们研制了能放大几亿倍的扫描隧道显微镜，才观察到物质表面原子的排列。
【例 2】 纳米材料具有很多优越性，有着广阔的应用前景，棱长为 1 nm的立方体，可
容纳液态氢分子(其直径约为 10－10 m)的数量最接近于(  )

A．102个  B．103个  C．106个  D．109个
解析：把氢原子看做是小立方体，那么氢原子的体积为：V0＝d3＝10－30 m3
边长为 1 nm的立方体体积为：V＝L3＝(10－9)3 m3＝10－27 m3
可容纳的氢分子个数：n＝V/V0＝103个。
答案：B
3.分子间的空隙
不同的物质形态其分子的排布也有区别，任何物质的分子间都有空隙。对固体和液体而
言，分子间空隙比较小，我们通常认为分子是一个紧挨着一个排列的，而忽略了其空隙的大
小。对于气体而言，分子间空隙比较大，气体的体积比较容易被压缩就是分子间存在空隙的
有力证明。
相同体积的水和酒精混合后总体积反而会比两者的体积之和小，也有力证明了液体分子
间存在空隙。
【例 3】 下列说法能说明分子间有空隙的是(  )
A．水和酒精混合后总体积变小
B．面包能被压缩
C．高压密闭的钢管中的油从管壁渗出
D．气体能被压缩
解析：面包能被压缩是因为组成面包的颗粒(由许许多多分子组成)之间有空隙，而不是
说明分子间有空隙，故应选 A、C、D。
答案：ACD
4．阿伏加德罗常数
(1)阿伏加德罗常数
1 mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数可用阿伏加德罗常数表示。
(2)阿伏加德罗常数的大小
为了得到更精确的阿伏加德罗常数，科学家用各种方法测量它，1986 年用 X 射线法测
得的阿伏加德罗常数 NA＝6.022 136 7×1023 mol－1。通常取 NA＝6.02×1023 mol－1。
(3)宏、微观物理量与阿伏加德罗常数间的关系
阿伏加德罗常数是微观世界的一个重要常数，是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁。
如图所示。
释疑点 阿伏加德罗常数的理解
①在粗略计算中，阿伏加德罗常数可取 NA＝6.0×1023 mol－1。
②阿伏加德罗常数之大，具体地说明了物体是由大量分子组成的。
【例 4－1】 从下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数(  )
A．水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：本题主要考查阿伏加德罗常数的物...