第十章 分子动理论 小结

 

复习与巩固解读

1．参考解答：（2）（3）（4）可以作为分子热运动的证据。

水的对流是因为水受热后上下密度分布不均，由重力导致的运动。墨水颗粒散开和花粉颗粒的布朗运动，都是因为它们受到周围无规则运动的水分子不断撞击而导致的运动；酒精分子也是因为受到周围无规则运动的空气分子的撞击而很快被人嗅到。

命题意图：认识各种运动现象的原因，加深对运动与相互作用观念的理解。

主要素养与水平：物质（Ⅱ）；运动与相互作用（Ⅱ）。

 

2．参考解答：不能。温度与组成物体的大量分子无规则运动的剧烈程度相关，是一个宏观量，具有统计意义。对微观角度的单个分子而言，速率时刻在变，不存在温度这个物理量。

命题意图：知道温度是大量分子热运动的宏观表征，理解统计的思想方法。

主要素养与水平：物质（Ⅱ）；运动与相互作用（Ⅱ）。

 

3．参考解答：曲线 Ⅱ 对应的温度相对较高。

相同点：两个温度对应的分子速率多数都在某一个数值附近，离这个数值越远分子越少。不同点：温度高时峰值对应的速率较大，且峰值较小。

命题意图：认识麦克斯韦分子速率分布规律。

主要素养与水平：运动与相互作用（Ⅱ）；科学推理（Ⅲ）。

 

4．参考解答：这两种说法都是错的。相距 r₁ 时，分子间的斥力大于引力，作用力表现为斥力，并非只有斥力，所以甲同学说法错误。分子间的引力和斥力都随间距的增大而减小，因此相距 r₂ 时分子间的引力小于相距 r₁ 时分子间的引力，乙同学说法错误。

命题意图：通过辨析与评价，从不同角度理解分子间的相互作用力随距离的变化。

主要素养与水平：运动与相互作用（Ⅱ）；论证（Ⅱ）。

 

5．参考解答：约有 10¹² 个分子。

将颗粒和分子均看作立方体，边长分别为 R 和 r，根据 R³ = nr³ 可算出 n = 10¹²，即约有 10¹² 个分子。

命题意图：了解空气污染颗粒的本质，在真实情境中建立模型，感受分子的“小”与物质所含分子数量的“多”。

主要素养与水平：物质（Ⅱ）；模型建构（Ⅱ）；社会责任（Ⅱ）。

 

6．参考解答：（1）积累法、建立模型

（2）较为合理的猜测是 ①。实验中用的油酸经酒精稀释后，一滴溶液中油酸含量只占总体积的几百分之一，将一滴溶液的体积当作其中油酸的体积进行计算，就会导致算出的油酸分子直径约为真实值的几百倍。②③ 两种操作也会导致计算结果偏大，但不会有几百倍的差异。

命题意图：认识实验中用到的科学方法和思想。利用实验原理分析错误操作对实验结果的影响。

主要素养与水平：模型建构（Ⅱ）；证据（Ⅱ）；解释（Ⅲ）。

 

7．参考解答：（1）3.34×10⁻⁹ m

（2）10

标准状态下，1 mol 气体的体积为 22.4 L = 22.4×10⁻³ m³，则每个分子所占立方体的体积为 V₀ = \(\frac{{22.4 \times {{10}^{ - 3}}}}{{6.02 \times {{10}^{23}}}}\) m³ ≈ 3.72×10⁻²⁶ m³，边长为 3.34×10⁻⁹ m，约为分子直径的 10 倍。

命题意图：在实际问题中建立分子模型，通过计算感受气体分子间较大的距离，完善对物质的认识。

主要素养与水平：模型建构（Ⅱ）；科学推理（Ⅱ）。

 

*8．参考解答：两种合理的解释：（1）阀门打开后，速率较大的气体分子泄漏出去的可能性比速率较小的气体分子泄漏出去的可能性大一些，使容器内气体分子的平均速率减小，容器内气体分子运动剧烈程度下降，所以温度要降低一些。

（2）考虑到分子间的碰撞，在容器出口处，同时存在不同速率的分子。如果前面分子速率为 v₁，后面分子速率为 v₂，且 v₁ < v₂，分子将发生碰撞。把所有气体分子均视为刚性球，且做弹性对心正碰。碰撞的结果是两者交换速度，最后留在容器中的一定是速率较小的分子。

命题意图：应用分子动理论解释真实问题，运用分析、推理的科学思维方法对现象做出解释。

主要素养与水平：模型建构（Ⅱ）；科学推理（Ⅲ）；解释（Ⅲ）。