QIZHANG

第七章分子動理論

〔情景切入〕

我們生活的世界絢麗多彩，構成這個世界的是千差萬別的物質。各種物質都是由分子組

成的，分子是用肉眼看不到、用手摸不著的，但現實生活與分子運動相關的現象到處可見：

我們可以聞到花的香味，這是分子運動的結果；物質能夠聚在一起而不散開，這是分子間作

用力的表現。

這一章我們就來學習涉及微觀世界的運動理論——分子動理論。

〔知識導航〕

本章介紹分子動理論的基本觀點，它的主要內容是：物體是由大量分子組成的，分子在

做永不停息的無規則運動，分子之間存在著引力和斥力。

本章知識共五節，整體分為兩部分：

第一部分包括第一節至第三節，是從微觀上用分子動理論的觀點認識熱現象，闡述分子

動理論的內容。

第二部分包括第四節和第五節，是從宏觀上用能量的觀點認識熱現象。

本章重點：分子動理論的基本內容。

本章難點：分子模型的建立和對分子力的理解。

〔學法指導〕

由于分子是看不見的，因此在學習這部分內容時要特別注意通過一些客觀過程去理解微

觀狀態，這對我們思維能力和想象力的發展是有好處的。

從能量的觀點來研究問題是物理學中最重要的方法之一，本章將在初中的基礎上進一步

學習內能，內能和我們常見的機械能是不一樣的，它是由物體內分子的熱運動和分子間相對

位置而決定的能量，學習時要抓住內能的含義加以理解。

學習本章知識要應用類比方法。例如：將分子力做功與分子勢能的變化，類比為彈力做

功與彈性勢能的變化，這樣就可以把微觀的研究對象宏觀化。

第一節物體是由大量分子組成的

【素養目標定位】

^知道分子的大小，知道分子直徑的數量級

—知道阿伏加德羅常數，知道物體是由大量分子組成的

--掌握“油膜法估測分子大小”的實驗原理，操作及實驗數據的處理方法

【素養思維脈絡】

-I油膜法估測I

分子大小

物體是由

的數量級

I大量分子

I組成的阿伏加德「＞1分子質母的計算I

羅常數|一|分子大小的計算I

課前預習反饋

口識點1分子的大小

1.分子

物體是由大量分子組成的,在熱學中，組成物質的微觀粒子統稱為分子。

2.油膜法估測分子直徑

(1)原理：把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，在水面上形成油酸薄膜，認為薄膜是由—

單層的_油酸分子組成的,并把油酸分子簡化成一姬_，油膜的認為是油酸分子

的直徑。

(2)計算：如果純油酸的體積為匕油膜的面積為S,則分子的直徑d=_g。(忽略分

子間的空隙)

3.分子的大小

除了一些有機物質的大分子外，多數分子大小的數量級為1()7°m。

口識點2阿伏加德羅常數

1.概念

1mol的任何物質都含有一相同的一粒子數,這個數量用一阿伏加德羅_常數表示。

2.數值

阿伏加德羅常數通常可取N、=6.02X1()23molt,在粗略計算中可取以=

6.0義1()23mo]T。

3.意義

阿伏加德羅常數是一個重要的常數，是聯系宏觀量與微觀量的橋梁，它把—摩爾質量

摩爾體積這些宏觀物理量與分子質量，分子大小等微觀物理量聯系起來0

V

V

辨析思考

『判一判』

(1)物體是由大量分子組成的。(J)

(2)無論是無機物的分子，還是有機物的分子，其分子直徑的數量級都是(X)

(3)本節中所說的“分子”，包含了分子、原子、離子等多種含義。(J)

(4)油膜法測定分子大小的方法是利用宏觀量測定微觀量的方法。(J)

(5)1mol氧氣和1mol水所含的粒子數相等。(4)

(6)若已知阿伏加德羅常數和銅的摩爾體積和密度，就可以估算出銅分子質量。(J)

『選一選』

(2020?黑龍江大慶實驗中學高二下學期檢測)(多選)下列說法中正確的是(BD)

A.某氣體的摩爾體積為V,每個分子的體積為％,則阿伏加德羅常數可表示為NA=

WV0

B.已知阿伏加德羅常數、氣體摩爾質量和密度，可以求出分子間的平均距離

C.在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，把油膜視為單分子層油膜時，需要考慮

分子間隙

D.在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的

體積進行計算，會使分子直徑計算結果偏大

解析：某氣體的摩爾體積為V,如果每個氣體分子平均占據的空間的體積為Vo,則阿

優加德羅常數才可表示為NA=WW,選項A錯誤；由氣體摩爾質量除以密度可求解摩爾體

積，再除以阿伏加德羅常數可求解一個氣體分子平均占據的空間的體積，把分子占據的空間

看作正方體，可求解正方體的邊長即為分子間的平均距離，選項B正確；在“用油膜法估

測分子的大小”的實驗中，把油膜視為單分子層油膜時，認為分子一個一個緊密排列，不考

慮分子間隙，選項C錯誤；在''用油膜法估測分子的大小”的實驗中，分子直徑為d="

若將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進行計算，會使分子直徑計算結果偏大，選項

D正確；故選BDo

『想一想』

用筷子滴一滴水，體積約為0.1cn?,這一滴水中含有水分子的個數大約是多少？(阿伏

加德羅常數NA=6X1()23moL,水的摩爾體積為Um0|=18cm3/mol)

答案：3X1021個

VWA0.1X6X10232i人

解析：〃=L=----荷-----個a~3X1()21個。

ymol13

課內互動探究

用油膜法估測分子的直徑

II思考討論L■

我們喝一口水大約喝下6.0X1023個水分子，如果動用全世界60億人來數這些分子，每

人每秒數一個，300萬年也數不完，可見，分子是極小的，這么小的分子我們可以通過什么

途徑估測它的大小呢？

提示：油膜法。

II歸納總結一■

1.實驗目的

(1)估測油酸分子的大小。

(2)學習間接測量微觀量的原理和方法。

2.實驗原理

實驗采用使油酸在水面上形成一層單分子油膜的方法估測分子的大小。當把一滴用酒精

稀釋過的油酸滴在水面上時，油酸就在水面上散開，其中的酒精溶于水，并很快揮發，在水

面上形成如圖所示形狀的一層純油酸薄膜。如果算出一定體積的油酸在水面上形成的單分子

油膜的面積，即可算出油酸分子的大小。

用丫表示一滴油酸酒精溶液中所含油酸的體積，用S表示單分子油膜的面積，用d表

示分子的直徑，如下圖，則：4=1。

油酸分子

3.實驗器材

油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、淺盤、玻璃板、坐標紙、彩筆、琲子粉或細石膏粉。

4.實驗步驟

(1)在淺盤中倒入約2cm深的水，將徘子粉或細石膏粉均勻撒在水面上。

(2)取1mL(lcn?)的油酸溶于酒精中，制成200mL的油酸酒精溶液。

(3)用注射器往量筒中滴入1mL配制好的油酸酒精溶液(濃度已知)，記下滴入的滴數N,

算出一滴油酸酒精溶液的體積H。

(4)將一滴油酸酒精溶液滴在淺盤的液面上。

(5)待油酸薄膜形狀穩定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆畫出油酸薄膜的形狀。

(6)將玻璃板放在坐標紙上，算出油酸薄膜的面積S或者玻璃板上邊長為1cm的方格的

個數，通過數方格個數，算出油酸薄膜的面積S。計算方格數時，不足半個的舍去，多于半

個的算一個。

5.數據處理

根據油酸酒精溶液的濃度，算出一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積匕并代入公式4=

V

1算出油酸薄膜的厚度d,即為油酸分子直徑的大小。

6.注意事項

(1)油酸酒精溶液配制好后不要長時間放置，以免改變濃度，造成較大的實驗誤差。

(2)實驗前應注意淺盤是否干凈，否則難以形成油膜。

(3)淺盤中的水應保持平衡，琲子粉應均勻撒在水面上。

(4)向水面滴油酸酒精溶液時，應靠近水面，不能離水面太高，否則油膜難以形成.

(5)待測油酸液面擴散后又收縮，要在穩定后再畫輪廓。

(6)本實驗只要求估算分子大小，實驗結果數量級符合要求即可。

特別提醒

簡化處理是在一定場合、一定條件下突出客觀事物的某種主要因素，忽略次要因素而建

立的。將分子簡化成球形，并且緊密排列，有利于主要問題的解決。

II典例剖析一■

■典例I(2020?河北省張家口市一中高二上學期期中)(1)用油膜法估測分子的大小

時有如下步驟：

A.將玻璃板放在淺盤上，然后將油酸膜的形態用彩筆畫在玻璃板上;

B.將油酸和酒精按一定比例配制好；

C.向淺盤中倒入約2cm深的水；

D.把酒精油酸溶液一滴一滴滴入量筒中，當體積達到1mL時記下滴入的滴數，算出

每滴液滴的體積；

E.向淺盤中的水面均勻地撒入石膏粉（或琲子粉）；

F.把一滴酒精油酸溶液滴在水面上，直至薄膜形態穩定；

G.把玻璃板放在方格紙上，數出薄膜所占面積；

H.計算出油膜的厚度4=]

把以上各步驟按合理順序排列如下：CEBDFAGH

（2）若油酸酒精溶液的濃度為每IO1*mL溶液中有純油酸6mL,用注射器測得1mL上述

溶液有液滴75滴。把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，最后油酸膜的形狀和尺寸如圖所示，

坐標中正方形小方格的邊長為1cm,則

①油酸膜的面積是1.05X10—2m2：

②每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是8.0X10T2m3：

③按以上數據，估測出油酸分子的直徑是7.6X10」°m。

解題指導：（1）嚴格按照實驗步驟排列順序。

（2）油膜法測分子直徑，關鍵是由配制溶液求出一滴溶液中所含純油酸的體積，再用數

格子法（不足半個的舍去，多于半個的算一個）求出油酸膜的面積，最后由求出油酸分子

的直徑。

解析：（1）將配制好的油酸酒精溶液，通過量筒測出1滴此溶液的體積。然后將1滴此

溶液滴在有萍子粉的淺盤里的水面上，等待形狀穩定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆描繪

出油酸膜的形狀，將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，按不足半個舍去，多于半個

的算一個，統計出油酸薄膜的面積。則用1滴此溶液的體積除以1滴此溶液中油酸的面積，

就是油酸分子的直徑。因此合理順序排列CEBDFAGH?

（2）①面積超過正方形一半的正方形的個數為105個，則油酸膜的面積約為

5=105X1cm2=1.05X10-2m2

12

②每滴酒精油酸溶液中含有純油酸的體積M=ImL義和X*=8XI。-',mL=8X10

m3。

③把油酸分子看成球形，且不考慮分子間的空隙，則油酸分子直徑”=!*7.6*10i°m。

II對點訓練.■

1.在粗測油酸分子大小的實驗中，具體操作如下：

①取油酸1.00mL注入250mL的容量瓶內，然后向瓶中加入酒精,直到液面達到250mL

的刻度為止，搖動瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液。

②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，記錄滴入的滴數直到量筒達到1.00mL為止，

恰好共滴了100滴。

③在水盤內注入蒸儲水，靜置后用滴管吸取油酸酒精溶液，輕輕地向水面滴?一滴溶液，

酒精揮發后，油酸在水面上盡可能地散開，形成一層油膜。

④測得此油膜面積為3.60X103cm，

(1)這種粗測方法是將每個分子視為一球形一，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成

的油膜面積可視為單分子油膜，這層油膜的厚度可視為油分子的直徑.。

(2)利用數據可求得油酸分子的直徑為為X1()7°m。(結果保留2位有效數字)

解析：(1)這種粗測方法是將每個分子視為球形，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形

成的油膜面積可視為單分子油膜，這層油膜的厚度可視為油分子的直徑。

(2)1滴溶液中純油酸的體積卜=廿2X。累:匕=4XKT5mL,油酸分子的直徑1=q=

1UUNDUIT1Lo

4X10、城

?.?32~1.1X10cm—1.1X10m。

3.60Xv10cm

探究

阿伏加德羅常數的理解及應用

II思考討論■

阿伏加德羅常數是一個重要的常數，通常可取NA=6.02Xl()23molT,粗略計算時可取

23

A^A=6.0X10mor

為什么說阿伏加德羅常數是聯系宏觀物理量和微觀物理量的橋梁？

提示：阿伏加德羅常數把摩爾質量和摩爾體積這些宏觀量與分子質量和分子體積這些微

觀量聯系起來了，所以說阿伏加德羅常數是聯系宏觀和微觀的橋梁。

II歸納總結一■

1.分子的簡化模型

固體、液體分子可視為球形，分子間緊密排列可忽略間隙。對于氣體來說，由于氣體分

子間的距離遠大于氣體分子的直徑，故通過立方體分子模型，可以估算得到每個氣體分子平

均占有的空間。

分子分子大小或分子

意義圖例

模型間的平均距離

球體固體和液體可看成是一個個緊挨著的球形分

7?

模型子排列而成的，忽略分子間的空隙Sa

立方氣體分子間的空隙很大,把氣體分成若干個小.....

”=赤

體模立方體，氣體分子位于每個小立方體的中心，

型每個小立方體是每個分子占有的活動空間

2.阿伏加德羅常數的應用

(1)微觀量

分子體積％、分子直徑d、分子質量布

(2)宏觀量

物體體積V、摩爾體積％。卜物體的質量〃八摩爾質量Mmol、物體的密度p

(3)關系

①分子的質量：，沏=宵=*

②分子的體積：匕)=留=第(適用于固體和液體)

③物體所含的分子數：〃=盧?必=伊?刈或"=泮--必=盧必

vmolpymolVmol〃mol

④阿伏加德羅常數：NA=3%;必=細(只適用于固體、液體)。

加0“0

⑤氣體分子間的平均距離：d=^)=q^(Vo為氣體分子所占據空間的體積)。

⑥固體、液體分子直徑"='償

特別提醒

(1)不論把分子看成球體還是看成立方體，都只是一種簡化的模型，是一種近似的處理

方法。由于建立的模型不同，得出的結果稍有不同，但分子直徑的數量級都是

(2)分子體積匕)的意義：%=%對于固體和液體指分子的體積，對于氣體則指每個分

N人

子所占據空間的體積。

II典例剖析一■

■典例2已知氧氣分子的質量m=5.3XIO26kg,標準狀況下氧氣的密度p=1.43

kg/n?,阿伏加德羅常數NA=6.02Xl()23moL,求：

(1)氧氣的摩爾質量；

(2)標準狀況下氧氣分子間的平均距離；

(3)標準狀況下1co?的氧氣中含有的氧分子數。(保留兩位有效數字)

解題指導：

2326-2

解析：（1）氧氣的摩爾質量為M=NAm=6.02XIOX5.3X10kg/mol??3.2X10

kg/molo

MVM

（2）標準狀況下氧氣的摩爾體積丫=大，所以每個氧分子所占空間匕）=7f=k。而每個

PNApN人

氧分子占有的體積可以看成是棱長為。的立方體，即％=則/=察

PNR

33/~3.2X10-2

23-9

V畫=，1.43X6.02X10m^3.3X10mo

（3）1cm3氧氣的質量為

m'=pV'=1.43X1X106kg=1.43X10-6kg

則1cn?氧氣中含有的氧分子個數

m'1.43X10-6

N==5.3X]0々6心2.7X10

m

答案：（1）3.2X10-2kg/mol（2）3.3XI0-9m

（3）2.7X1019

II對點訓練一■

2.（2020?湖北省武漢市高二下學期期中聯考）某氣體的摩爾質量是M,標準狀態下的摩

爾體積為V,阿伏伽德羅常數為NA，下列敘述中正確的是（D）

A.該氣體在標準狀態下的密度為嚕

B.該氣體每個分子的質量為胃

C.每個氣體分子在標準狀態下的體積為念

NA

D.該氣體單位體積內的分子數為華

解析：該氣體在標準狀態下的密度為節，A錯誤；該氣體每個分子的質量為我，B錯誤；

每個氣體分子在標準狀態下占據的體積為小，C錯誤；該氣體單位體積內的分子數為小，D

NAV

正確。

核心素養提升

有關分子微觀量的估算

阿伏加德羅常數NA是一個重要常數，是聯系微觀物理量和宏觀物理量的橋梁，常用于

微觀量的計算。

估算法是解答物理問題的一種常用方法，不要求精確求解，但要求合理的近似。其特點

是:

(1)建立必要的理想模型(如把分子看成球體或立方體)；

(2)尋找估算依據，建立估算式；

(3)對數值進行合理近似(如產3,重力加速度g取10卷2等)

?■案例一個房間的地面面積是15m2,高3m。已知空氣的平均摩爾質量是M)=

2.9X10-2kg/mol。通常用空氣濕度(有相對濕度、絕對濕度)表示空氣中含有的水蒸氣的情況,

若房間內所有水蒸氣凝結成水后的體積為丫水=103cn?,已知水的密度為p=1.0X103kg/m3；

水的摩爾質量L8XIO-kg/mol。(結果保留兩位有效數字)

(1)求房間內空氣的質量。(標準狀況下求解)

(2)求房間中有多少個水分子？

(3)估算一個水分子的直徑是多大？(水分子可視為球體模型)

解析：(1)在標準狀況下，每摩爾空氣占有的體積％=22.4L,房間內空氣的體積V=15

m2X3m=45m\房間內空氣的物質的量J2X1(?mol,則房間內空氣的質量為加=

,21Mo=58kgo

3

⑵水的摩爾體積7o===1.8Xl(r5m/mol,則房間中的水分子數代=繆么

Pyo

弋3.3X1()25個。

<17/3/XI7/

⑶設水分子直徑為d,建立水分子的球體模型，有R=布則公升芯十3.9X1。

-10m。

答案：⑴58kg(2)3.3X1025個(3)3.9X10-lom

課堂鞏固達標

1.(2020?黑龍江省哈爾濱六中高二下學期期中)已知地球半徑約為6.4義1(/m,水的摩

爾質量為18g/mol,阿伏加德羅常數為6.0XIO23mol)設想將1g水均勻分布在地球表面

上，可估算1cn?表面上的水分子數約為(人)

A.6X1(?個B.6X|()5個

C.6X1()7個D.6X10”個

解析：1g水所含分子數為："=粉久1cm?所含分子數為："'=不方"/6個，故A

正確，BCD錯誤。

2.(2020?北京市一零一中學高二下學期期中)阿伏加德羅常數是必(molT),銅的摩爾

質量是〃(kg/mol),銅的密度是p(kg/n?),則下列說法不可碗的是(D)

A.In/銅中所含的原子數

B.一個銅原子的質量是會

NR

C.一個銅原子所占的體積是備

0VA

D.1kg銅所含有的原子數目是2刈

解析：1n?銅中所含的原子數為〃=：NA=%VA=e》，A正確；一個銅原子的質量是

〃〃〃

恤=忘，B正確；一個銅原子所占的體積是Vo=t=急，C正確；1kg銅所含有的原子數

目是N=)VA，D錯誤。

3.(2020.湖北武漢市高二學期期中聯考)實驗所用油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液

中含有純油酸6mL,用注射器測得1mL上述溶液為80滴。把1滴該溶液滴入盛水的淺盤

里，待水面穩定后，將玻璃板放在淺盤上，用筆在玻璃板上描出油膜的輪廓形狀，再把玻璃

板放在坐標紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標中正方形方格的邊長為1cm。

(1)油酸膜的面積是115cn?。

(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是7.5X106mL(保留2位有效數字)。

⑶按以上實驗數據估測油酸分子的直徑為6.5X10-°m(保留2位有效數字)。

(4)利用單分子油膜法可以粗測分子的大小和阿伏加德羅常數。如果已知體積為丫的一

滴油在水面上散開形成的單分子油膜的面積為5,這種油的密度為p,摩爾質量為仞，則阿

伏加德羅常數的表達式為」

解析：(1)根據圖中描繪的輪廓，不足半格舍去，大于半格算一格，共計115個方格，

所以油膜的面積為115X1X1cm2=115cm\

(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是M=]^X擊mL=7.5XlO^mL

(3)估測油酸分子的直徑為,=(=75：：二2叫><10-2=6$x10Tom

(4)單個油分子的直徑為Jo=T

J

4dnQ4V3TTV3M

=

單個油分子的體積為Vo=3^(^)'37^=-^T,摩爾體積為Vmo\=~

則阿伏伽德羅常數為必=宵=需

第二節分子的熱運動

【素養目標定位】

了解擴散現象，布朗運動以及熱運動的含義

※※掌握布朗運動的決定因素及成因

通過實驗，體會布朗運動現象

【素養思維脈絡】

W]

卜0匚能E

課前預習反饋

U-------?知識點1擴散現象

1.定義

不同物質分子彼此.進入對方.的現象。

2.產生原因

物質分子的.無規則運動.。

3.應用

生產半導體器件時，在_高溫一條件下通過分子的_擴散.在純凈半導體材料中摻入其

他元素。

4.發生環境

物質處于固態、液態、氣態時都能發生擴散現象。

5.意義

反映分子在做、永不停息一的、無規則運動。

1,知識點2布朗運動

1.概念

懸浮*模—在液體或氣體中的無規則運動。

2.產生原因

大量液體分子對懸浮微粒撞擊的，造成的。

3.運動特點

(1)永不停息.：⑵無規則.。

4.影響因素

微粒越小、溫度—越道布朗運動越激烈。

5.意義

間接反映了液體分子運動的無規則性，。

知識點3熱運動

1.定義

分子永不停息的無規則運動。

2.宏觀表現

.擴散一現象和一布朗一運動。

3.特點

(1)永不停息；

⑵運動無規則；

(3)溫度越高，分子的熱運動越―幽_。

辨析思考

『判一判』

(1)懸浮微粒越大，越不容易觀察到布朗運動?(J)

(2)將布朗運動的裝置由實驗室移動到高速運動的列車上，微粒的布朗運動更明顯。(X)

(3)擴散現象與布朗運動的劇烈程度都與溫度有關。(J)

(4)當溫度降低到一定程度，分子就停止熱運動。(X)

(5)擴散現象與布朗運動都是分子的熱運動。(X)

(6)分子的熱運動人眼不能直接觀察，布朗運動可以直接用眼睛觀察到。(X)

『選一選』

下列四種現象中屬于擴散現象的是(B)

①海綿狀塑料可以吸水②揉面團時，加入小蘇打，小蘇打可以揉進面團內③放一匙

食糖于一杯開水中，水會變甜④把盛開的臘梅放入室內，會滿室生香

A.①②B.③④

C.①④D.②③

解析：海綿狀塑料吸水是水滴進入塑料間隙，不是擴散；小蘇打揉進面團，是機械外力

作用的結果；食糖溶于開水中，臘梅香氣釋放是擴散現象。故B正確。

『想一想』

用顯微鏡觀察放在水中的花粉，追蹤幾粒花粉，每隔30s記下它們的位置，用折線分

別依次連接這些點，如圖所示。圖示折線是否為花粉的運動徑跡？是否為水分子的運動徑

跡？

答案：不是花粉的運動徑跡，更不是水分子的運動徑跡。

解析：花粉粒的無規則運動，是大量的液體分子撞擊的平均效果的體現，其運動徑跡是

沒有規律的。在花粉粒的運動過程中，每秒鐘大約受到IO?1次液體分子的碰撞。此圖畫出

每隔30s觀察到的花粉粒的位置，用直線依次連接起來，該圖線既不是花粉粒的徑跡，更

不是水分子的徑跡，因為布朗運動不是液體分子的運動。

課內互動探究

探究

擴散現象

II思考討論L■

(1)擴散現象是否是由對流和重力引起的？

(2)把一碗小米倒入一袋玉米中，小米進入玉米的間隙中，這一現象是否屬于擴散現象？

提示：(1)擴散現象不是由對流和重力引起的，是由分子的無規則運動引起的。

(2)擴散現象是指由于分子的無規則運動，不同物質的分子彼此進入對方的現象。上述

現象中不是分子運動的結果，而是兩種物質的混合，所以不屬于擴散現象。

II歸納總結一■

1.影響擴散現象是否明顯的因素

(1)擴散現象發生時氣態物質的擴散現象最快最顯著，液態次之，固態物質的擴散現象

最慢，短時間內非常不明顯。

(2)在兩種物質一定的前提下，擴散現象發生明顯程度與物質的溫度有關，溫度越高，

擴散現象越顯著。

(3)擴散現象發生的明顯程度還受到“已進入對方”的分子濃度的限制，當濃度低時，

擴散現象較為顯著。

2.擴散現象的成因分析

擴散現象不是外界作用引起的，而是分子無規則運動的直接結果，是分子無規則運動的

宏觀反映。

3.分子運動兩個特點的理解

(1)永不停息即分子不分白天和黑夜，不分季節，永遠在運動。

(2)無規則是指單個分子運動無規則，但大量分子運動又具有統計規律性，如總體上分

子由濃度大的地方向濃度小的地方運動。

特別提醒

(1)擴散現象在任何情況下都可以發生，與外界因素無關。

(2)當兩部分的分子分布濃度相同時，濃度不再變化，宏觀上擴散停止，但分子的運動

并沒有停止，因此這時狀態是一種動態平衡。

(3)分子運動劇烈程度雖然受到溫度影響，溫度高運動快，溫度低運動慢，但分子的運

動永遠不會停止。

II典例剖析―■

■典例1(多選)如圖所示，一個裝有無色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化

氮氣體的廣口瓶上，中間用玻璃板隔開。當抽去玻璃板后所發生的現象，(已知二氧化氮的

密度比空氣密度大)下列說法正確的是(AD)

/空氣

?［二氧化氮

A.過一段時間可以發現上面瓶中的氣體也變成了淡紅棕色

B.二氧化氮由于密度較大，不會跑到上面的瓶中，所以上面瓶中不會出現淡紅棕色

C.上面的空氣由于重力作用會到下面的瓶中，于是將下面瓶中的二氧化氮排出了一小

部分，所以會發現上面瓶的瓶口處顯淡紅棕色，但在瓶底處不會出現淡紅棕色

D.由于氣體分子在運動著，所以上面的空氣會到下面的瓶中，下面的二氧化氮也會自

發地運動到上面的瓶中，所以最后上、下兩瓶氣體的顏色變得均勻一致

解題指導：組成物體的分子做永不停息的無規則運動，與溫度有關，與外界的作用無關。

解析：逐項分析如下：

選項診斷結論

A氣體分子做無規則運動，過一段時間上下均勻分布，故呈淡紅棕色V

B分子運動與密度無關X

C分子的熱運動不是在重力的作用下進行的X

D分子的熱運動使上下氣體分布均勻V

I|對點訓練一■

1.下列四種現象中，屬于擴散現象的是(CD)

A.雨后的天空中懸浮著很多的小水滴

B.海綿吸水

C.在一杯開水中放幾粒鹽，整杯水很快就會變咸

D,把--塊煤貼在白墻上，幾年后鏟下煤后發現墻中有煤

解析：擴散現象是指兩種不同的分子互相進入對方中的現象，它是分子無規則運動引起

的。天空中的小水滴不是分子，小水滴也是由大量水分子組成的，這里小水滴懸浮于空氣中

并非分子運動所為，故選項A不符合題意。同樣海綿吸水也不是分子運動的結果，海綿吸

水是一種毛細現象，故選項B不符合題意。而整杯水變咸是鹽分子進入到水分子之間所致,

墻中有煤也是煤分子進入的結果，故選項C、D符合題意。

探究

布朗運動

II思考討論2一■

在一鍋水中散一點胡椒粉，加熱時發現水中的胡椒粉在上下翻滾。

(1)胡椒粉的運動是布朗運動嗎？

(2)布朗運動就是分子的無規則運動嗎？

提示：(1)不是(2)不是

II歸納總結—■

1.產生原因

當微粒足夠小時，受到來自各個方向的液體分子或氣體分子的撞擊作用是不平衡的，某

一瞬間，微粒在某個方向受到的撞擊作用強，致使微粒向這一方向運動；在另一個瞬間，微

粒在另一方向受到的撞擊作用強,致使微粒又向另一方向運動，由于分子對微粒的頻繁撞擊,

引起了微粒的無規則運動，如圖所示。布朗運動的無規則性，間接反映了液體(或氣體)內部

分子運動的無規則性。

2.影響布朗運動的因素

(1)懸浮的微粒越小，撞擊的不平衡性就越明顯，布朗運動就越明顯。

(2)溫度越高，布朗運動越顯著。

3.布朗運動的意義

盡管布朗運動本身并不是分子的運動，但由于它的形成原因是由于分子的撞擊所致，所

以它能反映分子的運動特征，這就是布朗運動的意義所在。

II典例剖析一■

■典例2(202。山西省長治、運城、大同、朔州、陽泉五地市高三上學期期末聯

考）小張在顯微鏡下觀察水中懸浮的細微粉筆末的運動，從A點開始，他把小顆粒每隔20s

的位置記錄在坐標紙上，依次得到8、C、。等點，把點連線形成如圖所示折線圖，則關于

該粉筆末的運動，下列說法正確的是（BDE）

A.該折線圖是粉筆末的運動軌跡

B.粉筆末的無規則運動反映了水分子的無規則運動

C.經過8點后10s,粉筆末應該在BC的中點處

D.粉筆末由8到C的平均速度小于由C到。的平均速度

E.若改變水的溫度，再記錄一張圖，則僅從圖上不能確定記錄哪一張圖時的溫度高

解題指導：（1）布朗運動不是分子的無規則運動，它是液體分子無規則運動的反映。（2）

布朗運動示意圖是不同時刻的小顆粒位置的連線并非其運動軌跡。

解析：該折線圖不是粉筆末的實際運動軌跡，分子運動是無規則的，故A錯；粉筆末

受到水分子的碰撞，做無規則運動，所以粉筆末的無規則運動反映了水分子的無規則運動，

故B正確；由于運動的無規則性，所以經過8點后10s,我們不知道粉筆末在哪個位置，

故C錯誤；任意兩點之間的時間間隔是相等的，所以位移越大，則平均速度就越大，故粉

筆末由B到C的平均速度小于由C到。的平均速度，故D正確；由于運動的無規則性，所

以我們無法僅從圖上就確定哪一張圖的溫度高，故E正確；綜上所述本題答案是BDE。

II對點訓練.■

2.（2020?河北省張家口市一中高二上學期期中）關于布朗運動，下列說法正確的是

（A）

A.布朗運動是無規則的，反映了大量液體分子的運動也是無規則的

B.微粒做布朗運動，充分說明了微粒內部分子在不停地做無規則運動

C.布朗運動是由于懸浮微粒受周邊其它微粒撞擊的不平衡性引起的

D.懸浮微粒越大，在相同時間內撞擊它的分子數越多，布朗運動越劇烈

解析：布朗運動是無規則的，是由外界條件無規律的不斷變化引起的，因此它說明了液

體分子的運動是無規則的，故A正確；布朗運動是液體分子做無規則運動的反映，不是微

粒內部分子不停地做無規則運動的反應，故B錯誤；布朗運動是由于懸浮微粒受周邊液體

分子撞擊的不平衡性引起的，故C錯誤；布朗運動形成的原因是由于液體分子對懸浮微粒

無規則撞擊引起的，懸浮顆粒越小，溫度越高，顆粒的受力越不均衡，布朗運動就越明顯。

故D錯誤。所以A正確，B、C、D錯誤。

探究

分子的熱運動

II思考討論3一■

暮春時節，金黃的油菜花鋪滿了原野，微風拂過，飄來陣陣的花香。

你有沒有想過，為什么離很遠，人們就能夠聞到這沁人心脾的香味呢？

提示：分子的熱運動

II歸納總結一■

1.熱運動及其特點

(1)熱運動指微觀上的大量分子的無規則運動，一個分子的運動不能說是熱運動。

(2)熱運動與溫度有關，溫度越高，分子熱運動越激烈，不要認為溫度過低，分子就停

止熱運動。

(3)分子熱運動是擴散現象形成的原因，布朗運動是分子熱運動的反映，但不能說擴散

現象和布朗運動是熱運動。

2.布朗運動與熱運動的關系

布朗運動熱運動

研究對象懸浮于液體中的微粒分子

不同點

觀察難易程度可以在顯微鏡下看到，肉眼看不到在顯微鏡下看不到

相同點①無規則運動②永不停息③與溫度有關

周圍液體(或氣體)分子的熱運動是布朗運動產生的原因，布

聯系

朗運動是熱運動的宏觀表現

特別提醒

(1)熱運動是分子運動，布朗運動是微粒的運動。

(2)熱運動永不停息，液體變成固體時，其中微粒的布朗運動會停止。

(3)分子及布朗運動的微粒用肉眼不能直接觀察到。

(4)熱運動是對大量分子而言的，對個別分子無意義。

II典例剖析—■

■典例3下列關于熱運動的說法中，正確的是(D)

A.熱運動是物體受熱后所做的運動

B.0℃的物體中的分子不做無規則運動

C.熱運動是單個分子的永不停息的無規則運動

D.熱運動是大量分子的永不停息的無規則運動

解題指導：分子熱運動的“熱”字，應該賦予其兩層含義：①指分子無規則的運動，不

是宏觀物體的機械運動；②溫度越高，分子運動越劇烈，與何種分子無關。

解析：熱運動是組成物質的大量分子所做的無規則運動，不是單個分子的無規則運動，

因此A、C錯誤，D正確；分子的熱運動永不停息，因此0℃的物體中的分子仍做無規則運

動，B錯誤。

II對點訓練—?

3.放在房間一端的香水，打開瓶塞后，位于房間另一端的人將（C）

A.立即嗅到香味，因為分子熱運動速率很大，穿過房間所需時間極短

B.過一會兒才能嗅到香味，因為分子熱運動的速率不大，穿過房間需要一段時間

C.過一會兒才能嗅到香味，因為分子熱運動速率雖然很大，但由于是無規則運動，且

與空氣分子不斷碰撞，要嗅到香水味必須經過一段時間

D.過一會兒才能嗅到香味，因為分子熱運動速率不大，且必須有足夠多的香水分子，

才能引起嗅覺

解析：分子的運動是十分混亂的、無規則的。分子熱運動速率雖然很大（約幾百米每秒）,

但無規則運動過程中與其他分子不斷碰撞，使分子沿迂回曲折路線運動，要嗅到足夠多的香

水分子必須經過一段時間，因此選C。

核心素養提升

布朗運動與妨散現象的比較

項目擴散現象布朗運動

懸浮在液體（或氣體）中的固體微粒的無規

定義不同物質能夠彼此進入對方的現象

則運動

直接原因：大量液體（或氣體）分子對懸浮

微粒的撞擊而導致的不平衡性。

原因物質分子永不停息地做無規則運動

根本原因：液體（或氣體）分子的無規則運

動

（1）溫度：溫度越高擴散越快（1）溫度：溫度越高，布朗運動越顯著

影響

（2）濃度：從濃度大處向濃度小處擴散（2）固體微粒的大小：微粒越小，布朗運動

因素

（3）還與物質的狀態、物體的密度差有關越明顯

布朗運動是懸浮微粒的無規則運動，但不

微觀擴散現象說明了物質分子都在永不停

是分子的無規則運動，而是間接反映了液

機制息的做無規則運動

體（或氣體）分子的無規則運動

相同點：①產生的根本原因相同，都是分子永不停息地做無規則運動；

②它們都隨溫度的升高而表現得越明顯。

*■案例（多選）下列有關擴散現象與布朗運動的敘述中，正確的是（CD）

A.擴散現象與布朗運動都能說明分子在做無規則的永不停息的運動

B.擴散現象與布朗運動沒有本質的區別

C.擴散現象突出說明了物質的遷移規律，布朗運動突出說明了分子運動的無規則性規

律

D.擴散現象與布朗運動都與溫度有關

解析：布朗運動沒有終止，而擴散現象有終止，當物質在這一能到達的空間實現了分布

均勻，那么擴散現象結束，擴散現象結束不能再反映分子運動是否結束，因此能說明分子永

不停息地運動的只有布朗運動，所以A錯。擴散是物質分子的遷移，布朗運動是宏觀顆粒

的運動，是兩種完全不相同的運動，則B錯。兩個實驗現象說明了分子運動的兩個不同側

面的規律，則C正確。兩種運動都隨溫度的升高而加劇，所以都與溫度有關。故D正確。

課堂鞏固達標

1.（2020?湖北省部分重點高中高二下學期期中）下列說法中不正確的是（B）

A.擴散現象是由物質分子無規則運動產生的

B.布朗運動是液體分子的運動，它說明分子永不停息地做無規則運動

C.熱運動是分子的無規則運動，同種物質的分子的熱運動激烈程度可能不相同

D.擴散現象、布朗運動和分子熱運動都隨溫度的升高而變得劇烈

解析：擴散現象是由物質分子無規則運動產生的，故A正確；布朗運動是指固體懸浮

顆粒的無規則運動，不是液體分子的無規則運動，故B錯誤；熱運動是大量分子的無規則

運動，同種物質的分子的劇烈程度可能不同，故C正確；擴散現象、布朗運動和分子熱運

動都隨溫度的升高而變得劇烈，故D正確。

2.（2020?山東省高密一中高二下學期檢測）我國已經展開對空氣中PM2.5濃度的監測工

作。PM2.5是指空氣中直徑小于2.5卜im的懸浮顆粒物，其在空中做無規則運動，很難自然

沉降到地面，吸入人體后會進入血液對人形成危害。礦物燃料的燃燒是形成PM2.5的主要

原因。下列關于PM2.5的說法中不正確的是（B）

A.溫度越高，PM2.5的運動越激烈

B.PM2.5在空氣中的運動屬于分子熱運動

C.周圍大量分子對PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做無規則運動

D.倡導低碳生活減少化石燃料的使用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度

解析：PM2.5直徑小于2.5pm,比分子要大得多，所以在空氣中做的是布朗運動，不是

熱運動，B錯誤；溫度越高運動越激烈，A正確；布朗運動是由大量液體（氣體）分子與布朗

顆粒碰撞的不平衡性產生的，所以C正確；由于礦物燃料的燃燒是形成PM2.5的主要原因,

所以倡導低碳生活，減少化石燃料的使用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度，D正確。

3.（2020?哈爾濱第三十二中學高二下學期期中）做布朗運動實驗，得到某個觀測記錄如

圖所示。圖中記錄的是（B）

A、71

JJ

卞V刁

1

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、一/,/

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7

1八

7/7

A.某個微粒做布朗運動的軌跡

B.按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線

C.