第十一章 分子动理论
1.本章主要是研究物体的组成、分子热运动、分子间的作用力以及物体的内能。
2.本章主要内容为分子动理论，以分子动理论为基础，将宏观物理量温度和物体的内能联系起来。属模块中高考必考内容。
3.高考中以选择题形式考查对基础知识的理解，以计算题形式进行宏观量与微观量间的计算。
第一课时 分子动理论
【要求】
1．知道物体是由大量分子组成的，理解阿伏加德罗常数。
2．知道分子热运动，分子热运动与布朗运动关系。
3．知道分子间的作用力和一些宏观解释。
【知识再现】
一、物质是由大量分子组成的
1．分子体积很小，它的直径数量级是 m．
2．油膜法测分子直径：d=V/S，V是 ，S是水面上形成成的单分子油膜的面积．
3．分子质量很小，一般分子质量的数量级是
kg
4．分子间有空隙．
5．阿伏加德罗常数：1 mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数的测量值NA＝ mol 1。阿伏加德罗常数是个十分巨大的数字，分子的体积和质量都很分小，从而说明物质是由大量分子组成的．
二、分子永不停息地做无规则热运动
1．扩散现象：相互接触的物质彼此进入对方的现象，温度越高，扩散 ．
2．布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的 的永不停息的无规则运动，颗粒越小，运动越 ；温度越高，运动越 ．布朗运动不是液体分子的运动．
三、分子间存在着相互作用力
1．分子间同时存在相互作用的 和
，合力叫分子力．
2．特点：分子间的引力和斥力都随分子间的
增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化更 。
知识点一微观量与宏观量关系的计算
微观量与宏观量间的关系,以阿伏加德罗常数为联系的桥梁。解题时应抓住宏观量中的质量、体积、摩尔质量、摩尔体积、分子数目等，微观量中的分子质量、分子大小（体积与直径），气体问题一般用正方体模型，固体、液体分子一般用球模型。
【应用1】( 07南京调研)铜的摩尔质量为 ，密度为 ，阿伏加德罗常数为 ，则下列说法正确的是（ ）
A．1kg铜所含的原子数是
B．1m3铜所含的原子数是
C．1个铜原子的质量是
D．1个铜原子所占的体积是
导示: 1kg铜的量为 ，原子数是 ，A错。1m3铜质量为 ，摩尔数为 ，原子数是 ，B错。1摩尔铜原子的质量是M，1个铜原子的质量是 ，C对。1摩尔铜的体积为 ，一个铜原子所占的体积为 ，D对。故本题选CD。
物质密度等于质量与体积之比，也等于摩尔质量与摩尔体积之比。摩尔质量为分子质量的6.02×23倍。摩尔体积为分子占据体积的6.02×23倍。
知识点二布朗运动的理解
布朗运动是花粉小颗粒的运动，它体现了分子运动的特点，不是分子运动。由于分子运动，对花粉小颗粒产生随机的碰撞，这种不平衡，使得花粉小颗粒运动起来。
【应用2】(08镇江调查)用显微镜观察水中的花粉，追踪某一个花粉颗粒，每隔 10s 记下它的位置，得到了 a 、 b 、 c 、 d 、 e 、f、 g 等点，再用直线依次连接这些点，如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．这些点连接的折线就是这一花粉颗粒运动的径迹
B．它说明花粉颗粒做无规则运动
C．在这六段时间内花粉颗粒运动的平均速度大小相等
D．从 a 点计时，经 36s ，花粉颗粒可能不在 de 连线上
导示: 花粉颗粒的运动是杂乱无章的，10s内的径迹是复杂的，这些点连接的折线不一定是这一花粉颗粒运动的径迹，A错。它只能说明花粉颗粒做无规则运动，B正确。六段时间的位移大小不等，所以花粉颗粒运动的平均速度大小不等，C错。从d点再运动6s时间，花粉颗粒可能不在 de 连线上，体现花粉颗粒运动的无规则性，D正确。故选BD。
知识点三分子间的作用力与分子势能
分子间同时存在相互作用的斥力与引力，它们都随分子间距离的增大而减小，斥力减小得快。斥力与引力的合力为分子间的作用力，又分别表现为斥力和引力。所以这里的概念容易引起混淆。
【例3】(07新乡调研)当分子距离r＝r0时，分子间引力和斥力恰好平衡，若使分子间距离从r1逐渐变为r2，(r0A．分子间的引力比分子间的斥力减小得快，分子力增大
B．分子间的引力比分子间的斥力减小得快，分子力减小
C．分子间的斥力比分子间的引力减小得快，分子力增大
D．分子间的斥力比分子间的引力减小得快，分子力减小
导示: 当分子距离r＝r0时，分子间引力和斥力相等，距离再增大时，表现为引力，斥力减小得快，但分子力减小，ABC错，D对，故选D。
讨论分子间斥力与引力时，应区别斥力、引力和作用力三者之间的关系以及它们在不同距离段上的特点。
类型一分子力与宏观力的关系
与分子力特点有关的习题主要有三类：一是判断对分子力特点的描述是否正确．二是利用分子力特点研究分子力做功，分子的加速度．三是与实际相关联的问题．要正确分析这些问题，必须准确把握分子力的特点，熟知分子间斥力、引力及合力随分子间距离的变化规律．应弄清楚是分子力原因还是其它力作用的结果，切不可见了相斥、相吸就与分子力联系．
【例1】如图所示，使玻璃板的下表面与水接触，再向上用力把玻璃板缓慢拉离水面，当玻璃板离开水面时 ( )
A．玻璃板只受重力和拉力作用，所以对玻璃板的拉力与玻璃板的重力大小相等
B．因为玻璃板的下表面附着了一层水，所以对玻璃板的拉力比玻璃板的重力稍大一些，大的值与这层水的重力相当
C．玻璃板受重力、拉力和浮力作用，所以对玻璃板的拉力小于玻璃板的重力
D．玻璃板离开水面时，水层发生了分裂，为了克服大量水分子间的引力和大气压力，拉力明显大于玻璃板的重力
导示:本实验中，弹簧秤的拉力明显大于玻璃板的重力。形成这种现象的原因就是璃板离开水面时，水层发生了分裂，为了克服大量水分子间的引力和大气压力而产生的。答案D。
宏观力现象往往与微观分子间的作用力有关，例如固体抗压、抗拉等，是由分子力而产生的，而气体的压强则是由分子无规则运动而产生的。
类型二估算题的解题思路
估算题解题时，要抓住对应物理量之间的关系，建立要近似的模型，列出相关等式来求解。
【例2】将0.01mol的香水散在12×7×3.5m3的教室空间，那么每立方米空间有多少个香水分子？
导示: 香水分子的总数为：0.01×6.02×1023个，每立方米空间有 个香水分子。
在宏观环境下计算出的微观量，其数值是一个较大的值，这也是粗略判断结果是否正确的方法之一。
类型三宏观现象与微观理论的对应关系
【例3】将下列实验事实与产生的原因对应起来。
导示: 水与酒精混合体积变小是因为分子间存在间隙，则A与e对应。固体很难被压缩是因为分子间存在斥力，B与d对应。细绳不易被拉断是因为分子间存在引力C与c对应。糖在热水中溶解很快
是因为分子运动剧烈程度与温度有关,D与b对应。冻食品也会变干是因为固体分子也在不停地运动,E与a对应。
1．(07靖江联考)下列叙述正确的是 ( )
A．只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏伽德罗常数
B．物体的温度越高，分子热运动的平均动能越大
C．悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动越明显
D．吸热的物体，其内能一定增加
2．(07广东普宁)一艘油轮装载着密度为9×102kg/m3的原油在海上航行。由于故障而发生原油泄漏。如果泄漏的原油有9t，海面上风平浪静时，这些原油造成的污染面积最大可达到（ ）
A.108m2 B.109m2 C.1010m2 D.1011m2
3．(07启东)在用油膜法估测分子的大小的实验中，已经油的摩尔质量为M，密度为ρ，油滴质量为m，油滴在液面上扩散后的最大面积为S，阿伏加德罗常数为N，以上各量均为国际单位．则 ( )
A．油滴分子直径d＝
B．油滴分子直径d＝
C．油滴所含分子数n＝
D．油滴所含分子数n＝
4．如图所示，设有一分子位于图中的坐标原点O处不动，另一分子可位于x 轴上不同位置处。图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小，两条曲线分别表示斥力和吸力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则（ ）
A、ab表示吸力， cd表示斥力，e点坐标可能为10-15m
B、ab表示斥力， cd表示吸力，e点坐标可能为10-10m
C、ab表示吸力， cd表示斥力，e点坐标可能为10-10m
D、ab表示斥力， cd表示吸力，e点坐标可能为10-15m
1.本章主要是研究物体的组成、分子热运动、分子间的作用力以及物体的内能。
2.本章主要内容为分子动理论，以分子动理论为基础，将宏观物理量温度和物体的内能联系起来。属模块中高考必考内容。
3.高考中以选择题形式考查对基础知识的理解，以计算题形式进行宏观量与微观量间的计算。
第一课时 分子动理论
【要求】
1．知道物体是由大量分子组成的，理解阿伏加德罗常数。
2．知道分子热运动，分子热运动与布朗运动关系。
3．知道分子间的作用力和一些宏观解释。
【知识再现】
一、物质是由大量分子组成的
1．分子体积很小，它的直径数量级是 m．
2．油膜法测分子直径：d=V/S，V是 ，S是水面上形成成的单分子油膜的面积．
3．分子质量很小，一般分子质量的数量级是
kg
4．分子间有空隙．
5．阿伏加德罗常数：1 mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数的测量值NA＝ mol 1。阿伏加德罗常数是个十分巨大的数字，分子的体积和质量都很分小，从而说明物质是由大量分子组成的．
二、分子永不停息地做无规则热运动
1．扩散现象：相互接触的物质彼此进入对方的现象，温度越高，扩散 ．
2．布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的 的永不停息的无规则运动，颗粒越小，运动越 ；温度越高，运动越 ．布朗运动不是液体分子的运动．
三、分子间存在着相互作用力
1．分子间同时存在相互作用的 和
，合力叫分子力．
2．特点：分子间的引力和斥力都随分子间的
增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化更 。
知识点一微观量与宏观量关系的计算
微观量与宏观量间的关系,以阿伏加德罗常数为联系的桥梁。解题时应抓住宏观量中的质量、体积、摩尔质量、摩尔体积、分子数目等，微观量中的分子质量、分子大小（体积与直径），气体问题一般用正方体模型，固体、液体分子一般用球模型。
【应用1】( 07南京调研)铜的摩尔质量为 ，密度为 ，阿伏加德罗常数为 ，则下列说法正确的是（ ）
A．1kg铜所含的原子数是
B．1m3铜所含的原子数是
C．1个铜原子的质量是
D．1个铜原子所占的体积是
导示: 1kg铜的量为 ，原子数是 ，A错。1m3铜质量为 ，摩尔数为 ，原子数是 ，B错。1摩尔铜原子的质量是M，1个铜原子的质量是 ，C对。1摩尔铜的体积为 ，一个铜原子所占的体积为 ，D对。故本题选CD。
物质密度等于质量与体积之比，也等于摩尔质量与摩尔体积之比。摩尔质量为分子质量的6.02×23倍。摩尔体积为分子占据体积的6.02×23倍。
知识点二布朗运动的理解
布朗运动是花粉小颗粒的运动，它体现了分子运动的特点，不是分子运动。由于分子运动，对花粉小颗粒产生随机的碰撞，这种不平衡，使得花粉小颗粒运动起来。
【应用2】(08镇江调查)用显微镜观察水中的花粉，追踪某一个花粉颗粒，每隔 10s 记下它的位置，得到了 a 、 b 、 c 、 d 、 e 、f、 g 等点，再用直线依次连接这些点，如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．这些点连接的折线就是这一花粉颗粒运动的径迹
B．它说明花粉颗粒做无规则运动
C．在这六段时间内花粉颗粒运动的平均速度大小相等
D．从 a 点计时，经 36s ，花粉颗粒可能不在 de 连线上
导示: 花粉颗粒的运动是杂乱无章的，10s内的径迹是复杂的，这些点连接的折线不一定是这一花粉颗粒运动的径迹，A错。它只能说明花粉颗粒做无规则运动，B正确。六段时间的位移大小不等，所以花粉颗粒运动的平均速度大小不等，C错。从d点再运动6s时间，花粉颗粒可能不在 de 连线上，体现花粉颗粒运动的无规则性，D正确。故选BD。
知识点三分子间的作用力与分子势能
分子间同时存在相互作用的斥力与引力，它们都随分子间距离的增大而减小，斥力减小得快。斥力与引力的合力为分子间的作用力，又分别表现为斥力和引力。所以这里的概念容易引起混淆。
【例3】(07新乡调研)当分子距离r＝r0时，分子间引力和斥力恰好平衡，若使分子间距离从r1逐渐变为r2，(r0
B．分子间的引力比分子间的斥力减小得快，分子力减小
C．分子间的斥力比分子间的引力减小得快，分子力增大
D．分子间的斥力比分子间的引力减小得快，分子力减小
导示: 当分子距离r＝r0时，分子间引力和斥力相等，距离再增大时，表现为引力，斥力减小得快，但分子力减小，ABC错，D对，故选D。
讨论分子间斥力与引力时，应区别斥力、引力和作用力三者之间的关系以及它们在不同距离段上的特点。
类型一分子力与宏观力的关系
与分子力特点有关的习题主要有三类：一是判断对分子力特点的描述是否正确．二是利用分子力特点研究分子力做功，分子的加速度．三是与实际相关联的问题．要正确分析这些问题，必须准确把握分子力的特点，熟知分子间斥力、引力及合力随分子间距离的变化规律．应弄清楚是分子力原因还是其它力作用的结果，切不可见了相斥、相吸就与分子力联系．
【例1】如图所示，使玻璃板的下表面与水接触，再向上用力把玻璃板缓慢拉离水面，当玻璃板离开水面时 ( )
A．玻璃板只受重力和拉力作用，所以对玻璃板的拉力与玻璃板的重力大小相等
B．因为玻璃板的下表面附着了一层水，所以对玻璃板的拉力比玻璃板的重力稍大一些，大的值与这层水的重力相当
C．玻璃板受重力、拉力和浮力作用，所以对玻璃板的拉力小于玻璃板的重力
D．玻璃板离开水面时，水层发生了分裂，为了克服大量水分子间的引力和大气压力，拉力明显大于玻璃板的重力
导示:本实验中，弹簧秤的拉力明显大于玻璃板的重力。形成这种现象的原因就是璃板离开水面时，水层发生了分裂，为了克服大量水分子间的引力和大气压力而产生的。答案D。
宏观力现象往往与微观分子间的作用力有关，例如固体抗压、抗拉等，是由分子力而产生的，而气体的压强则是由分子无规则运动而产生的。
类型二估算题的解题思路
估算题解题时，要抓住对应物理量之间的关系，建立要近似的模型，列出相关等式来求解。
【例2】将0.01mol的香水散在12×7×3.5m3的教室空间，那么每立方米空间有多少个香水分子？
导示: 香水分子的总数为：0.01×6.02×1023个，每立方米空间有 个香水分子。
在宏观环境下计算出的微观量，其数值是一个较大的值，这也是粗略判断结果是否正确的方法之一。
类型三宏观现象与微观理论的对应关系
【例3】将下列实验事实与产生的原因对应起来。
导示: 水与酒精混合体积变小是因为分子间存在间隙，则A与e对应。固体很难被压缩是因为分子间存在斥力，B与d对应。细绳不易被拉断是因为分子间存在引力C与c对应。糖在热水中溶解很快
是因为分子运动剧烈程度与温度有关,D与b对应。冻食品也会变干是因为固体分子也在不停地运动,E与a对应。
1．(07靖江联考)下列叙述正确的是 ( )
A．只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏伽德罗常数
B．物体的温度越高，分子热运动的平均动能越大
C．悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动越明显
D．吸热的物体，其内能一定增加
2．(07广东普宁)一艘油轮装载着密度为9×102kg/m3的原油在海上航行。由于故障而发生原油泄漏。如果泄漏的原油有9t，海面上风平浪静时，这些原油造成的污染面积最大可达到（ ）
A.108m2 B.109m2 C.1010m2 D.1011m2
3．(07启东)在用油膜法估测分子的大小的实验中，已经油的摩尔质量为M，密度为ρ，油滴质量为m，油滴在液面上扩散后的最大面积为S，阿伏加德罗常数为N，以上各量均为国际单位．则 ( )
A．油滴分子直径d＝
B．油滴分子直径d＝
C．油滴所含分子数n＝
D．油滴所含分子数n＝
4．如图所示，设有一分子位于图中的坐标原点O处不动，另一分子可位于x 轴上不同位置处。图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小，两条曲线分别表示斥力和吸力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则（ ）
A、ab表示吸力， cd表示斥力，e点坐标可能为10-15m
B、ab表示斥力， cd表示吸力，e点坐标可能为10-10m
C、ab表示吸力， cd表示斥力，e点坐标可能为10-10m
D、ab表示斥力， cd表示吸力，e点坐标可能为10-15m
