Что нужно знать
Молекулярно-кинетическая теория объясняет свойства веществ и тепловые явления на основе представлений о строении вещества. Она опирается на три основных положения: все вещества состоят из частиц (молекул, атомов или ионов), частицы непрерывно и хаотически движутся, а также взаимодействуют друг с другом, притягиваясь и отталкиваясь. Молекулы одного и того же вещества имеют одинаковые размеры, массу и химические свойства. Между частицами существуют промежутки, что подтверждается, например, сжатием газов. Диффузия — это взаимное проникновение частиц одного вещества между частицами другого вследствие их хаотического движения; с повышением температуры она происходит быстрее. Броуновское движение — это непрерывное хаотическое движение мелких частиц, взвешенных в жидкости или газе, вызванное ударами молекул окружающей среды. Масса одной молекулы определяется формулой m₀ = M / Nₐ, где M — молярная масса (кг/моль), Nₐ — постоянная Авогадро (примерно 6,02 · 10²³ моль⁻¹), а m₀ измеряется в килограммах. Количество вещества вычисляется по формуле ν = N / Nₐ, где N — число частиц, ν — количество вещества в молях. Например, запах духов постепенно распространяется по комнате благодаря диффузии. Типичная ошибка учеников — считать, что молекулы движутся только в газах, хотя тепловое движение частиц происходит также в жидкостях и твёрдых телах.
Тест: 12 вопросов
Выберите ответ в каждом вопросе и нажмите «Проверить ответы» — появятся правильные ответы и пояснения.
1. Какое утверждение относится к основным положениям молекулярно-кинетической теории?
- Вещества состоят из частиц, которые непрерывно и хаотически движутся и взаимодействуют друг с другом
- Частицы вещества движутся только под действием внешних сил
- Молекулы вещества не взаимодействуют друг с другом
- Все вещества состоят из неподвижных частиц, которые начинают двигаться только при нагревании
Молекулярно-кинетическая теория основывается на существовании частиц вещества, их непрерывном тепловом движении и взаимодействии.
2. В каких единицах СИ измеряется количество вещества?
- В килограммах
- В молях
- В молях в секунду
- В кубических метрах
Единица количества вещества в СИ — моль. Один моль содержит примерно 6,02 · 10²³ структурных частиц.
3. Как называется явление взаимного проникновения молекул одного вещества между молекулами другого?
- Конвекция
- Броуновское движение
- Диффузия
- Испарение
Диффузия происходит благодаря хаотическому тепловому движению частиц и наблюдается в газах, жидкостях и твёрдых телах.
4. Почему запах духов распространяется по всей комнате?
- Потому что воздух превращает молекулы духов в звуковые волны
- Потому что молекулы духов притягиваются только к стенам
- Потому что молекулы духов неподвижны, а движется только воздух
- Потому что молекулы духов перемещаются в воздухе вследствие хаотического теплового движения
Распространение запаха является примером диффузии в газах: молекулы духов перемешиваются с молекулами воздуха.
5. Что происходит со скоростью диффузии при повышении температуры вещества?
- Скорость диффузии обычно увеличивается
- Скорость диффузии не изменяется
- Диффузия происходит только в твёрдых телах
- Диффузия полностью прекращается
При повышении температуры средняя скорость теплового движения частиц возрастает, поэтому вещества быстрее перемешиваются.
6. Какое явление служит экспериментальным подтверждением существования непрерывного хаотического движения молекул?
- Преломление света в воде
- Броуновское движение
- Распространение звука в воздухе
- Отражение света от зеркала
Броуновское движение возникает из-за беспорядочных ударов молекул жидкости или газа о взвешенные в них мелкие частицы.
7. Какое утверждение правильно описывает взаимодействие молекул?
- Молекулы только притягиваются независимо от расстояния
- Молекулы только отталкиваются при любых расстояниях
- Молекулы могут притягиваться и отталкиваться в зависимости от расстояния между ними
- Молекулы никогда не взаимодействуют друг с другом
При сравнительно больших расстояниях преобладает притяжение, а при очень малых расстояниях резко возрастает отталкивание.
8. Какое наблюдение подтверждает, что между молекулами существуют промежутки?
- Отражение света от поверхности
- Свечение раскалённого металла
- Распространение звука в воздухе
- Возможность сжатия газа
При сжатии газа расстояния между его молекулами уменьшаются. Это подтверждает наличие промежутков между частицами.
9. Число молекул в образце вещества равно 1,204 · 10²⁴. Сколько молей вещества содержится в образце? Используйте Nₐ = 6,02 · 10²³ моль⁻¹.
- 2 моль
- 4 моль
- 1 моль
- 0,5 моль
Используем формулу ν = N / Nₐ. ν = (1,204 · 10²⁴) / (6,02 · 10²³) = 2 моль.
10. Молярная масса вещества равна 0,018 кг/моль. Определите массу одной молекулы, используя Nₐ = 6,0 · 10²³ моль⁻¹.
- 1,08 · 10²² кг
- 3 · 10⁻²⁶ кг
- 3 · 10⁻²³ кг
- 3 · 10⁻²⁵ кг
Масса одной молекулы: m₀ = M / Nₐ = 0,018 / (6,0 · 10²³) = 3 · 10⁻²⁶ кг.
11. В образце содержится 3 моль вещества. Сколько молекул находится в образце? Используйте Nₐ = 6,0 · 10²³ моль⁻¹.
- 2 · 10²³
- 6 · 10²³
- 1,8 · 10²⁴
- 3 · 10²⁴
Используем формулу N = ν · Nₐ. N = 3 · 6,0 · 10²³ = 1,8 · 10²⁴ молекул.
12. Масса одной молекулы вещества составляет 5 · 10⁻²⁶ кг, а масса всего образца — 2 · 10⁻²³ кг. Сколько молекул содержится в образце?
Число молекул определяется отношением общей массы к массе одной молекулы: N = m / m₀ = (2 · 10⁻²³) / (5 · 10⁻²⁶) = 400 молекул.