第1章 1.分子动理论的基本内容（学用word）-【优学精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

本讲义聚焦分子动理论核心知识点，系统梳理物体由大量分子组成（含阿伏加德罗常数、分子球形与立方体模型）、分子热运动（扩散现象、布朗运动）、分子间作用力（距离与力的关系），构建从宏观现象到微观本质的认知支架。 资料以情境问题驱动学习，如红墨水扩散、铅块粘连等情境引发思考，通过模型建构（分子大小模型）、易错辨析及例题解析，培养科学思维与探究能力。课中辅助教师引导学生从现象到本质探究，课后助力学生巩固概念、查漏补缺，深化物理观念。

1.分子动理论的基本内容 知识点一　 情境导入 　提示：（1）需要放大几亿倍。光学显微镜看不到。 （2）分子直径数量级10－10 m。 新知导读 1.分子　分子　2.（1）相同　（2）6.02×1023 易错辨析 （1）×　（2）× 知识点二　 情境导入 　提示：（1）右侧水杯。温度越高，水中红墨水扩散得越快。 （2）扩散现象与温度有关，温度越高，扩散现象越显著。 新知导读 1.（1）进入对方　（2）外界　化学　无规则　（3）扩散　 （4）无规则　2.（1）无规则　布朗　（2）不平衡　（3）越小　 越高　3.（3）剧烈 易错辨析 （1）×　（2）√　（3）×　（4）× 知识点三　 情境导入 　提示：（1）铅块断面紧密接触处存在分子引力。 （2）满足一定的距离范围时，物质分子之间存在着相互吸引力。 新知导读 1.（1）压缩　（2）小　（3）扩散　2.（1）①斥力　②平衡　 ③引力　（2）原子内部 易错辨析 （1）√　（2）×　（3）√ 知识点四　 新知导读 1.热学性质　宏观　2.大量分子　永不停息　相互作用力　3.偶然性　规律性 1.分子动理论的基本内容 知识点一　 【例1】　A　1 m3铜的质量为ρ kg，相当于 mol，所含原子数为，故A正确；1 kg铜所含原子数目是，故B错误；1个铜原子的质量为，故C错误；1个铜原子占有体积为=，故D错误。 即学即练 　C　知道阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和体积，只能求一个气体分子的质量，要估算出气体分子间的平均距离必须知道摩尔体积及阿伏加德罗常数，所以A、B、D错误；知道阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和密度，因为摩尔体积可以用气体的摩尔质量和密度求得，所以C正确。 知识点二　 【例2】　AD　扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，故A正确；布朗运动是指固体悬浮颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，故B错误；热运动是大量分子的无规则运动，同种物质的分子的剧烈程度可能不同，故C错误；扩散现象、布朗运动和分子热运动都随温度的升高而变得剧烈，故D正确。 【例3】　BD　悬浮在气体介质中的固态或液态微粒的无规则运动属于布朗运动。气体中的布朗运动是气体分子无规则热运动撞击微粒的结果，所以它反映的是气体分子的无规则运动；微粒越小，气体分子对微粒的撞击作用越不容易平衡，布朗运动越剧烈，故B、D正确，A错误；在布朗运动中，微粒本身并不是分子，而是分子团，所以微粒无规则运动的轨迹并不是分子无规则运动的轨迹，故C错误。 即学即练 　D　布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，并非分子的运动，A错误；布朗运动是微粒所受合力随时变化的无规则运动，所以微粒没有固定的运动轨迹，B错误；以某个微粒为例，每一瞬间，每个分子撞击微粒时，对微粒的冲力大小、方向均不相同，合力大小、方向也时刻变化，所以无法确定其在某一时刻的速度，则不能描绘其速度—时间图线，C错误；题图是按相等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线，D正确。 知识点三　 【例4】　C　分子间作用力随着分子间的距离的变化而变化，当r＞r0时，随着分子间距离的增大，分子间的引力和斥力都减小，但引力比斥力减小得慢，故表现为引力，C正确；由题图可知，分子间作用力随两分子间距离的增大而先减小后增大再减小，A、D错误；当两分子间的距离为0.9r0时，两分子间的作用力表现为斥力，B错误。 即学即练 　C　乙分子在外力作用下从r0处沿x轴正方向运动，随着甲、乙两分子间距离的增大，分子间的分子斥力和分子引力都在一直减小，A、B错误；乙分子在外力作用下从r0处沿x轴正方向运动，甲、乙两分子间作用力表现为引力，乙分子受到的分子间作用力先增大后减小，C正确，D错误。 知识点四　 【例5】　AB　由分子动理论可知分子永不停息地做无规则运动，A正确；酒精和水混合后总体积减小是因为分子间有空隙，B正确；挤压铁块时，分子间作用力表现为斥力，C错误；当分子间距离r＜r0时，随着r增大，分子间作用力减小，D错误。 【素养培优】 【典例1】　8.7 解析：在标准状况下，水蒸气的摩尔体积Vmol=22.4×10－3 m3/mol，则每个水蒸气分子所占空间的体积为V0== m3=3.72×10－26 m3，把每个水蒸气分子所占体积看成一个小立方体，分子间距等于每个立方体的边长，即L=a== m=3.34×10－9 m。水的摩尔体积Vmol== m3/mol=18×10－6 m3/mol，建立水分子的球模型，其直径为d== m≈3.85×10－10 m，所以=8.7。 【典例2】　4×10－8 cm 解析：1摩尔食盐中有NA个钠离子和NA个氯离子（NA为阿伏加德罗常数），离子总数为2NA。由于食盐的摩尔体积Vmol=，所以每个离子所占体积V0==。这个V0亦即图中四个离子所夹的正立方体的体积。正立方体边长a=。而距离最近的两钠离子中心间的距离为L=a，故有L=a=== cm=4×10－8 cm。 【随堂演练】 1.D　布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微粒的运动，能在光学显微镜下观察到，是液体分子或气体分子无规则运动的间接反映，不是分子的运动，故A、B、C错误，D正确。 2.BCD　布朗运动是小颗粒的无规则运动，从小颗粒运动到A点计时，每隔30 s，记下小颗粒的一个位置，其C、D连线并不是小颗粒运动的轨迹，所以在75 s末时，其所在位置可能在图中任一位置，故选B、C、D。 3.B　物体是由大量分子组成的，分子可再分为原子，故A错误；温度是物体内分子热运动剧烈程度的标志，温度越高，分子热运动越剧烈，故B正确；布朗运动是固体悬浮小颗粒的无规则运动，故C错误；分子间作用力表现为斥力时随着分子之间距离的增大而减小，而分子间作用力表现为引力时随着分子之间距离的增大不一定增大，故D错误。 4.B　由题意可知气球内气体的摩尔数为n== mol=3×10－2 mol，则气球中气体分子的个数为N=nNA=3×10－2×6.0×1023个=1.8×1022个，故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.分子动理论的基本内容 学习目标 1.知道分子动理论的基本内容。 2.明确阿伏加德罗常数的物理意义、数值和单位；知道分子直径的数量级；知道分子的球形、立方体模型，并能解答相关问题。 3.知道扩散现象、布朗运动和热运动，会解释布朗运动的产生原因。 4.明确分子间作用力随分子间距离变化的规律。 知识点一　物体是由大量分子组成的 　情境：如图所示，一片叶子在显微镜下逐步放大到18 000倍，才能仅仅看到叶绿体。 问题：（1）物体都是由分子、原子构成的，要放大到什么程度我们才能看到组成叶片的分子？用光学显微镜能实现吗？ （2）分子究竟有多小？ 1.物体是由大量　　　　组成的。在热学研究中，把组成物质的微粒统称为　　　　。 2.阿伏加德罗常数 （1）定义：1 mol的任何物质都含有　　　　的粒子数，这个数量用阿伏加德罗常数表示。 （2）大小：NA＝　　　　　　 mol－1。 【易错辨析】 　（1）本处所说的分子和化学课程中所说的分子是一样的。（　　） （2）分子虽然小，但用高倍光学显微镜仍可以看到。（　　） 1.分子的大小 （1）分子直径的数量级为10－10 m。 （2）分子质量的数量级一般为10－26 kg。 2.阿伏加德罗常数NA （1）阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 mol－1，粗略计算时可取6.0×1023 mol－1。 （2）意义：阿伏加德罗常数是联系宏观量摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol和微观量分子质量m0、分子体积V0的桥梁。 （3）宏观量与微观量的关系 ①已知固体和液体（气体不适用）的摩尔体积Vmol和一个分子的体积V0，求NA，则NA＝；知NA和Vmol亦可估算分子体积的大小。 ②已知物质的摩尔质量Mmol和一个分子的质量m0，求NA，则NA＝（所有物质，无论液体、固体还是气体均适用），知NA和Mmol亦可估算分子的质量。 ③已知物体的体积V和摩尔体积Vmol，则物体含有的分子数n＝NA＝NA（无论固体、液体还是气体均适用）。其中ρ是物体的密度，m是物体的质量。 ④已知物体的质量m和摩尔质量Mmol，则物体含有的分子数n＝NA（无论液体、固体还是气体均适用）。 3.两种模型 （1）球形模型 固体和液体可看作一个一个紧挨着的球形分子排列而成，忽略分子间空隙，如图甲所示。 分子体积V0＝＝（一般适用于固体和液体），如果把分子简化成球体，可进一步求出分子的直径d＝＝。 （2）立方体模型 把每个气体分子平均占据的空间看成立方体，建立立方体模型，如图乙所示。每个气体分子平均占有的空间体积V0'＝＝，分子间的距离d＝＝。 【例1】　（宏观量微观量的关系运算）已知铜的摩尔质量为M（kg·mol－1），密度为ρ（kg·m－3），阿伏加德罗常数为NA，则下列说法正确的是（　　） A.1 m3铜所含原子数目为 B.1 kg铜所含原子数目为ρNA C.1个铜原子的质量为 D.1个铜原子占有的体积为 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 方法技巧 微观量的求解方法 （1）阿伏加德罗常数NA是联系宏观量和微观量的桥梁和纽带，要记清楚其常用数值6.02×1023 mol－1。 （2）建立合适的物理模型，通常把固体、液体分子看成球体，气体分子所占据的空间看成立方体。 （3）记住分子直径的数量级10－10 m和分子质量的数量级10－26 kg两个重要常数，可以帮助判断计算结果是否正确。 只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体分子间的平均距离（　　） A.阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和体积 B.阿伏加德罗常数，该气体的质量和体积 C.阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和密度 D.该气体的密度、摩尔质量和体积 知识点二　分子热运动 　情境：两杯温度不同、体积相同的清水，分别滴入一滴红墨水，红墨水在两杯水中逐渐散开。如图为扩散过程中某时刻的情境。 问题：（1）哪一杯水温度高？为什么？ （2）由此你能得出什么样的结论？ 1.扩散现象 （1）定义：不同的物质彼此　　　　　　　的现象。 （2）产生原因：扩散现象不是　　　　作用引起的，也不是　　　　反应的结果，而是物质分子的　　　　运动产生的。 （3）应用举例：在高温条件下，通过分子的　　　　，在纯净半导体材料中掺入其他元素。 （4）意义：证明了物质分子在永不停息地做　　　　运动。 2.布朗运动 （1）概念：悬浮在液体（或气体）中的微粒不停地做　　　运动。这是英国植物学家　　　在显微镜下观察到的。 （2）产生的原因：大量液体（气体）分子对悬浮微粒撞击的　　　　造成的。 （3）影响因素：微粒　　　　、温度　　　　，布朗运动越明显。 （4）意义：布朗运动间接地反映了液体（或气体）分子运动的无规则性。 3.热运动 （1）定义：分子永不停息的无规则运动。 （2）宏观表现：扩散现象和布朗运动。 （3）标志：温度是分子热运动剧烈程度的标志，温度越高，分子热运动越　　　　。 【易错辨析】 （1）布朗运动就是液体（或气体）分子的运动。（　　） （2）悬浮的固体颗粒越小，布朗运动越显著。（　　） （3）扩散现象本质上就是布朗运动。（　　） （4）布朗运动的剧烈程度与温度的高低无关。（　　） 1.影响扩散现象明显程度的三个因素 （1）物态 ①气态物质的扩散现象最快、最显著。 ②固态物质的扩散现象最慢，短时间内非常不明显。 ③液态物质的扩散现象明显程度介于气态与固态之间。 （2）温度：同种物质，扩散现象发生的明显程度与物质的温度有关，温度越高，扩散现象越显著。 （3）浓度差：两种物质的浓度差越大，扩散现象越显著。 2.布朗运动的产生原因 悬浮颗粒周围的液体（气体）分子在做无规则运动，对悬浮颗粒进行无规则撞击，悬浮颗粒受力不平衡导致颗粒的无规则运动，并且颗粒越小，布朗运动越明显，温度越高，布朗运动越剧烈。 3.布朗运动与热运动的区别与联系 项目 布朗运动 热运动 不同点 研究对象 悬浮微粒 分子 观察难易程度 可以在光学显微镜下看到，肉眼看不到 在光学显微镜下看不到 相同点 （1）无规则；（2）永不停息；（3）温度越高越剧烈 联系 周围液体（气体）分子的热运动是布朗运动产生的原因，布朗运动反映了液体（气体）分子的热运动 【例2】 （扩散现象布朗运动）〔多选〕下列说法中正确的是（　　） A.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 B.布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 C.热运动是分子的无规则运动，同种物质的分子的热运动剧烈程度一定相同 D.扩散现象、布朗运动和分子热运动都随温度的升高而变得剧烈 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 【例3】　（布朗运动）〔多选〕气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态微粒所组成的气态分散系统。这些固态或液态微粒的大小一般在10－3～103 μm之间。已知布朗运动微粒大小数量级通常在10－6 m。下列说法正确的是（　　） A.布朗运动是气体介质分子的无规则的运动 B.在布朗运动中，固态或液态微粒越小，布朗运动越剧烈 C.在布朗运动中，微粒无规则运动的轨迹就是分子无规则运动的轨迹 D.当固态或液态微粒很小时，能很长时间都悬浮在气体中，是受到气体分子无规则热运动撞击而导致的 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1827年，英国植物学家布朗首先在显微镜下研究了悬浮在液体中的小颗粒的运动。某同学做了一个类似的实验，用显微镜观察稀释后墨汁中小炭粒的运动得到某个观测记录如图。图中记录的是（　　） A.某个分子做无规则运动的情况 B.某个微粒做布朗运动的轨迹 C.某个微粒做布朗运动的速度—时间图线 D.按相等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线 知识点三　分子间的作用力 情境：如图所示，两块表面洁净、平整的铅块压紧后能够“粘连”，并可以挂上2 kg的重物而不分开。 问题：（1）为什么把铅块断面切平磨光并且用力对齐压紧，两块铅块就能“粘”在一起？ （2）这一现象说明了什么？ 1.分子间有空隙 （1）气体分子间有空隙：气体很容易被　　　，说明气体分子之间存在着很大的空隙。 （2）液体分子间有空隙：水和酒精混合后总体积变　　，说明液体分子之间存在着空隙。 （3）固体分子间有空隙：压在一起的金块和铅块，各自的分子能　　　　到对方的内部，说明固体分子之间也存在着空隙。 2.分子间的作用力 （1）分子间的作用力F跟分子间距离r的关系如图所示。 ①当r＜r0时，分子间的作用力F表现为　　　　。 ②当r＝r0时，分子间的作用力F为0，这个位置称为　　　　位置。 ③当r＞r0时，分子间的作用力F表现为　　　　。 （2）产生原因：由　　　　　　的带电粒子的相互作用引起的。 【易错辨析】 （1）水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现。（　　） （2）气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现。（　　） （3）用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这就是分子间存在引力的宏观表现。（　　） 【例4】　（2025·乐清市知临中学高二期末）如图所示是分子间作用力与分子间距离的关系图像，下列关于分子间作用力的说法正确的是（　　） A.分子间作用力随两分子间距离的增大而减小 B.当两分子间的距离为0.9r0时，两分子间的作用力表现为引力 C.当两分子间的距离为1.2r0时，两分子间的作用力表现为引力 D.分子间作用力随两分子间的距离减小而减小 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　如图所示，甲分子固定在x轴原点O处，乙分子位于平衡位置r0处。现使乙分子在外力作用下从r0处沿x轴正方向运动，下列说法正确的是（　　） A.乙分子受到的斥力先增大后减小 B.乙分子受到的引力先增大后减小 C.乙分子受到的分子间作用力先增大后减小 D.乙分子受到的分子间作用力先减小后增大 知识点四　分子动理论 1.分子动理论：把物质的　　　　　和规律看作微观粒子热运动的　　　　表现而建立的理论。 2.分子动理论的基本内容 物体是由　　　　　　　组成的，分子在做　　　　　的无规则运动，分子之间存在着　　　　　　。 3.分子在无规则运动中不断发生碰撞，每个分子的运动速度不断地发生变化，对于任何一个分子而言，在每一个时刻沿什么方向运动，以及运 动的速率都具有　　　　；但对大量分子的整体而言，它们的运动却表现出　　　　。 【例5】　〔多选〕关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A.分子永不停息地做无规则运动 B.酒精和水混合后，总体积减小，是因为分子间有空隙 C.铁块不易被压缩是因为在挤压铁块时，分子间只有斥力没有引力 D.分子间距离增大时，分子力也随之增大 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 阿伏加德罗常数在估算问题中的应用 一、估算问题涉及的主要物理量 　　阿伏加德罗常数NA是联系宏观量和微观量的桥梁。估算中除NA外，经常涉及的宏观量有物体的质量m、体积V、密度ρ、物质的摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol等，经常估算的微观量有分子质量m0、分子体积V0、分子所占空间体积V0、分子直径 d、相邻分子间距离 L 等。最常用的三个量是阿伏加德罗常数NA、物质的摩尔质量Mmol、物质的密度 ρ。 二、估算中应注意的问题 1.一般地，估算分子直径常用球体模型；估算分子间距离常用小立方体模型。用两种不同模型计算的结果，数值上有差异但数量级不变。 2.气体分子间距离远大于分子本身大小，应该注意区分分子体积和分子所占空间体积，只能够估算分子所占空间的体积。固体、液体分子间距很小，可认为分子紧密排列，估算的是分子体积。 【典例1】　已知水的密度为ρ＝1.0×103 kg/m3，水的摩尔质量为18 g/mol，在标准状况下，水蒸气的摩尔体积Vmol＝22.4×10－3 m3/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 mol－1，试求在标准状况下相邻水蒸气分子间的距离大约是水分子直径的多少倍？ 尝试解答 【典例2】　如图所示，食盐 （NaCl）的晶体是由钠离子（图中用“o”表示）和氯离子（图中用“·”表示）组成。这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上，都是等距离交错排列的。已知食盐的摩尔质量是58.5 g/mol、食盐的密度是 2.2 g/cm3，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1，在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离的数值接近于多少（保留1位有效数字）？ 尝试解答 方法技巧 涉及有关分子的估算时，先建立相应的模型 （球型、小立方体）然后确定模型数据 （半径、直径或距离）与宏观量之间的关系，根据相应规律求解。这类问题往往只要求准确到数量级或较小位数的有效数字，对系数运算应大胆约分，提高解题速度。除此以外一些常用常数，如元素分子量、标况下气体的摩尔体积等也要记住。 　　 1.（布朗运动）布朗运动是说明分子运动的重要实验事实，布朗运动是指（　　） A.液体分子的运动 B.固体分子的运动 C.液体分子和固体分子的共同运动 D.悬浮在液体或气体中的微粒的运动 2.（布朗运动）〔多选〕如图所示是做布朗运动的小颗粒的运动路线记录的放大图，以小颗粒在A点开始计时，每隔30 s记下小颗粒的一个位置，得到B、C、D、E、F、G等点，则小颗粒在75 s末时的位置，以下叙述中正确的是（　　） A.一定在C、D连线的中点 B.可能在C、D连线靠近C的位置 C.可能在C、D连线上，但不一定是CD连线的中点 D.可能在C、D连线以外的某点上 3.（分子动理论）关于热学中的一些基础知识，下列说法正确的是（　　） A.物体是由大量分子组成的，分子是不可再分的最小单元 B.温度是物体内分子热运动剧烈程度的标志 C.分子做永不停息的无规则运动（热运动），布朗运动就是分子的热运动 D.分子间作用力不管是斥力还是引力都随着分子之间距离的增大而增大 4.（气体分子模型）（2025·衢州高二检测）某公司在组织团建活动时，为了增加现场氛围，在会场悬挂了很多的彩色气球。假设其中一只红色气球内气体在标准状态下体积为672 mL，已知气体在标准状态下的摩尔体积为V0＝22.4 L·mol－1，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1，则气球内气体分子数为（　　） A.1.8×1021个 B.1.8×1022个 C.1.8×1023个 D.1.8×1024个 课堂小结 提示：完成课后作业　第一章　1. 7 / 8 学科网（北京）股份有限公司 $