第十三章 内能 第1节 分子热运动
图13－1－11
一物质的构成
[说明]本章所说的"分子"与物理中的"分子"不同，泛指组成物质的一切微粒，原子、分子、离子等合称为"分子"。
二分子热运动
三分子间的斥力
(续表)
四物质三态的微观结构模型
类型一物质的构成
例1[苏州高考]关于物质的组成，下列说法中错误的是()
A．物质是由大量分子组成的
B．原子是由原子核和中子组成的
C．原子核是由质子和中子组成的
D．质子和中子是由更小的微粒组成的
[解析]B物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子又是由原子核和核外电子组成的，且核外电子绕原子核高速运动，原子核又是由质子和中子组成的，比质子、中子还小的微粒还有夸克，故A、C、D正确，B错误。
[点拨]分子其实能否继续再分为原子等，但分子是保持物质化学性质的最小微粒。
类型二分子热运动
例2[咸宁高考]在如图13－1－12所示的四种现象中，能彰显"分子在不停地运动"的是()
图13－1－12
[解析]A在剖析分子运动类的问题时，要明晰：肉眼能看到的(如烟雾、灰尘、飞沫等)是固体或则液体的小颗粒，它们的运动是机械运动，不能说明分子在运动；一般情况下，嗅觉所感觉到的常常是由分子运动所造成的，如嗅到花的香气。
[方法方法]"三招"巧判分子热运动和机械运动：
绝招一：从概念上判定。分子热运动是物体内部大量分子的无规则运动，而机械运动则是一个物体相对于另一个物体位置的改变。
绝招二：从现象上判定。微观世界中分子的无规则运动是肉眼看不到的，而宏观世界中物体的机械运动则是肉眼能看到的。
绝招三：从造成运动的诱因上判定。分子热运动是自发的，永不停歇的，不受外力影响，而物体的机械运动则要遭到外力的影响。
【变式题】进入刚家装完的房子，我们经常会嗅到一种恶臭的味道，这味道主要来自家装材料中的甲醛这些对人体有害的物理物质。这说明甲醛分子在做运动，这种运动会随温度的下降而(选填"加剧"或"减缓")。
[答案]永不停歇的无规则减缓
[解析]因为一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，故步入刚家装完的卧室都会嗅到甲醛的味道；分子的无规则运动会随温度的下降而减缓，所以在家装房子时要选用环保材料。
类型三分子间的斥力
例3把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下边，记下测力计的读数。如图13－1－13所示，让玻璃板的下表面接触海面，然后稍微使劲向下拉，发现弹簧测力计读数变大，其原因是玻璃板与水的接触面之间存在()
图13－1－13
A．摩擦力B．分子引力
C．分子作用力D．大气压力
[解析]B当玻璃板的下表面接触海面时，由于水分子和玻璃分子距离较近，故两种分子之间会形成较大的引力，弹簧测力计要将玻璃板拉起，需提供比玻璃板重力大的力。故此现象说明玻璃板与水的接触面之间存在相互作用的分子引力。
类型四物态变化的微观本质
例4[内江高考]如图13－1－14甲所示，在液体的表面上，某些能量较大的分子能克服液体内其他分子的禁锢而"飞离"液体表面，这就是；如图乙所示，在液体内部，有一些分子因为获得足够的能量，能甩掉其他分子的禁锢，进入液体内部的小气泡中，从而使小气泡渐渐变大并上升到液面，气泡断裂，其中的水蒸气"飞"到空气中，这就是。(均填气化的两种形式中的一种)
图13－1－14
[答案]蒸发沸腾
[规律总结]我们可以从微观角度剖析蒸发和沸腾，其实质是分子在运动过程中甩掉周围其他分子的禁锢而发生的。温度越高，分子的无规则运动越剧烈，摆脱周围其他分子禁锢的分子就越多，蒸发越快，因此还可以从微观角度剖析影响蒸发快慢的诱因。
知识点●1物质的构成
1．下列说法正确的是()
A．用高倍放大镜可以看到一部分物质的分子
B．分子比原子还小
C．只有分子能够保持物质的化学性质
D．分子大小可以用10－10m为单位来量度
[解析]D人们用肉眼和光学显微镜都未能认清分子，用高倍放大镜也看不清，用电子显微镜才可以认清，故A错。如果是同种物质，分子由原子构成，分子和原子可以比较大小，如果是不同物质，分子和原子的大小情况要看具体物质能够比较，故B错。并非只有分子才可以保持物质的化学性质，由原子构成的物质，其化学性质由原子保持，故C错。分子大小可以用10－10m为单位来量度，故D对。
知识点●2分子热运动
2．关于扩散现象，下列说法正确的是()
A．只发生在二氧化碳之间
B．只发生在液体之间
C．只发生在固体之间
D．可以发生在任何两种物体之间
[解析]D扩散现象是指不同的物质在相互接触时彼此步入对方的现象，任何两种物体之间都能发生扩散现象，故D选项正确。
[点评]由于固体分子之间的宽度比较小，所以固体之间的扩散现象不像液体和二氧化碳这么显著，能达到肉眼可见的程度须要的时间比较长，所以在生活中并不常见。
图13－1－15
3．用如图13－1－15所示的装置演示氨气扩散现象，其中一瓶装有密度比空气大的红褐色甲烷二氧化碳，另一袋装有空气。为了有力地证明二氧化碳发生了扩散，装甲烷二氧化碳的应是
(选填"A"或"B")瓶。根据现象可知二氧化碳发生了扩散。扩散现象表明二氧化碳分子在。若实验气温分别为：①0℃、②4℃、③20℃、④30℃，则在(填序号)时二氧化碳扩散最快。
[答案] BA瓶中出现红褐色，B瓶中红褐色变淡永不停歇地做无规则运动④
[解析]扩散现象是两种不同物质的分子无规则运动的结果。因为二氧化碳二氧化碳的密度小于空气的密度，为了排除重力的影响，下面的杯子装的应当是二氧化碳二氧化碳。根据两瓶中二氧化碳的颜色变化，可以判定分子在不停地做无规则运动。
知识点●3分子间的斥力
图13－1－16
4．[广东高考]如图13－1－16所示，两表面磨平的铅块紧密接触后可吊起吊灯，这说明()
A．分子间存在作用力
B．分子间存在引力
C．分子间存在间隙
D．分子在不停地做无规则运动
[答案]B
一、选择题
1．(多选)观察如图13－1－17所示的四组图片，能说明"分子间有缝隙"的是()
图13－1－17
[答案]CD
2．世界上的一切物体，无论是一粒沙、一缕烟，还是一朵花……都是由大量分子组成的。下列现象能说明"分子在永不停歇地运动"的是()
A．沙尘暴起，飞沙满天
B．微风拂过，炊烟缕缕
C．阳春一月，花香袭人
D．丰收季节，麦浪起伏
[解析]C扩散现象说明分子在永不停歇地运动，而分子热运动研究的对象是人眼看不见的分子。沙尘、炊烟是由分子组成的物体，因此"沙尘暴起，飞沙满天""微风拂过，炊烟缕缕"不能说明分子在不停地运动；麦浪起伏是物体的机械运动，因此"丰收季节，麦浪起伏"也不能说明分子在永不停歇地运动；能嗅到茶香，是分子做无规则运动的结果，因此"阳春一月，花香袭人"能说明分子在永不停歇地运动，故C选项正确。
3．[湛江高考]5月31日是"世界无烟日"，吸烟有害健康已成为朋友们的共识。会议室里贴了如图13－1－18所示的标志，这主要是考虑到在空气不流通的卧室里，只要有一个人抽烟，整个屋子都会饱含烟味，这是因为()
图13－1－18
A．分子在不停地运动
B．分子间有引力
C．分子间有作用力
D．物质是由分子组成的
[答案]A
4．两滴水银接近时能手动结合为一滴较大的水银，这一现象说明()
A．分子间存在引力
B．分子间存在作用力
C．分子间有间隙
D．物体之间有扩散现象
[解析]A两滴水银接近时，分子之间的距离增大，当大于10倍分子半径时，分子间表现为引力，使得两滴水银在引力的作用下，相互接近，直至合为一滴较大的水银。
5.(多选)图13－1－19形象地反映了物质气、液、固三态分子排列的特征，正确的说法是()
图13－1－19
A．甲是气态B．乙是气态
C．丙是气态D．甲是固态
[解析]CD按照固态、液态、气态分子间距离依次减小，可以判定甲为固态、乙为液态、丙为气态。
6．下表中所列分子的性质和实验现象无关的是()
选项
实验现象
分子的性质
一块蔗糖溶于一杯水底产生糖水
分子是可以再分的
固态碘、碘蒸汽都能使淀粉碱液变红色，而酚酞不能
分子能保持物质的化学性质
快速推压针头，密闭在针头中的乙腈气体液化
分子之间有间隙
温度越高，水蒸发越快
温度越高，分子运动得越快
[解析]A选项A说明分子在做无规则运动，而不能说明分子是可以再分的，其他选项均是正确的。
二、填空题
7．如图13－1－20所示是拿来说明原子及原子核结构情况的示意图，由此图提供的信息可知：原子是由原子核和核外的一些组成的；原子核内的质子和中子(选填"有"或"没有")更精细的结构。
图13－1－20
[答案]电子有
[解析]截至目前，人类发觉的最小粒子为构成质子和中子的"夸克"，即质子和中子有更精细的结构。
8．夏天的夜晚，站在河塘边就可以嗅到荷叶淡淡的浓香，从物理学的角度解释，荷叶飘香是现象。中午荷叶的香气变浓，是因为越高，分子的热运动越剧烈。水珠是由构成的，因为分子之间的，水珠总是呈球状。
图13－1－21
[答案]扩散气温水分子引力
9．当把水果放进冰柜的冷冻室存放时，通常用保鲜膜封装，目的是避免水果中的水份因发生(填物态变化名称)而散失，达到保鲜的目的。如果把吃剩的饭菜直接放进冷冻室，食物之间常常互相"串味"，使食物丧失原有的口味。因此，剩饭菜一般也须要用保鲜膜封装，这里的"串味"是因为食物之间发生了分子的现象。
[答案]汽化(蒸发)扩散
10．2013年1月14日，雾霾天气映照着京、津、冀、晋等地区。如图13－1－22所示物体分子热运动的剧烈程度，PM2.5等有害扬尘弥漫在空气中，空气污染问题重返公众视野。PM2.5是指大气中半径大于或等于2.5μm的颗粒物。PM2.5在空中运动(选填"属于"或"不属于")分子热运动。有效降低PM2.5在空气中浓度的做法是：
。
[答案]不属于增强矿物燃料的利用率，减少车辆废气排放等
图13－1－22
图13－1－23
11.如图13－1－23所示，很多朋友做作业时，常用透明胶水将弄错的字"粘"掉，这是因为(用分子动理论解释)，使用时使劲将胶纸向上压一下，效果会更好，原因是这样可以使分子间距离变，分子间的斥力变。
[答案]分子间存在引力小大
12．[常州高考]2013年6月20日，航天员王亚平在"天宫一号"内进行如下实验：①将金属圈伸入水袋再拉出，金属圈内产生一个薄薄的水膜。晃动金属圈，水膜没有断裂，原因是。②用注射器向水球内注入少量红墨水，过一会儿，整个水球都弄成了黑色，原因是
。
[答案]分子间存在相互作用的引力分子在永不停息地做无规则运动
三、实验探究题
13．甲、乙两个相同的烧瓶中，盛有质量均为100g、温度不同的纯净水，其中甲杯中是10℃的热水，乙杯中是50℃的冷水，它们都静静地放置在水平桌面上。若同时向两个烧瓶中滴入一滴红墨水，过几分钟后观察到如图13－1－24所示的现象。
图13－1－24
(1)一段儿时间后杯中的水会变红，这是现象。
(2)该实验说明分子热运动的剧烈程度与有关。
[答案](1)扩散(2)温度
1．根据固态、液态、气态物质的微观结构，下列推导正确的是()
A．同一物质在固态时比在液态和气态时所含的分子数量多
B．玻璃容器不会漏水，说明固体分子是一个挨到一个排列的物体分子热运动的剧烈程度，毫无间隙
C．液态蜡在融化时，中间凹坑下去，说明蜡在液态时分子宽度比固态时小
D．固态物质的分子比较固定，在平衡位置附近做轻微震动；液态物质的分子运动较剧烈，能脱离原先的位置；气态物质的分子可以随便运动
[答案]D
2．液体表面部份分子挣开其他分子的禁锢，逃逸到空气中，这是蒸发的微观本质；同样，固体表面分子也可以逃逸到空气中，这是升华的微观本质；把饼干放进水中，糖分子会挪到水分子的间隙中去，这是溶化的微观本质。由此看来，上述三种现象有着相同的微观本质，因此可以用一个更具概括性的名词来表示这一类现象，即两者同属现象。通过上述三种人眼可以观察到的宏观现象，我们可以推测出微观世界的分子的运动状态是。(请把正确选项的代号填在此横线上)
A．静止的B．运动的
[答案]扩散B