知识背景
两千多年前，古希腊哲学家德谟克利特提出一个大胆的猜想：如果把一块石头一直分下去，总会分到一个再也分不开的最小颗粒。他给这种颗粒起名叫 atom，意思是「不可再分」。
这只是猜想，没有证据。真正的转折出现在 1827 年。英国植物学家布朗用显微镜观察水中的花粉颗粒，发现它们在不停地做杂乱无章的运动，怎么静置都不停。当时没人能解释。
八十年后，爱因斯坦给出了答案：花粉在动，是因为水中看不见的分子在不停地撞它，撞击力量不均匀，花粉就被推得东摇西晃。看不见的分子，通过看得见的花粉暴露了自己的行踪。
这个道理你其实每天都在验证。走进杭州的一家茶馆，龙井茶的香气很快飘满整间屋子；泡一杯茶，茶色从茶叶周围慢慢染开整杯水。你不需要显微镜，只要一杯茶，就能看见分子在动。
知识讲解
分子是构成物质的一种微粒
分子是构成物质的一种极其微小的微粒。绝大多数物质由分子构成，例如水由水分子构成，氧气由氧分子构成。分子非常小，一般分子的直径只有几个纳米（），用普通光学显微镜也看不见，要用电子显微镜。
有多小？一滴水（约 0.05 克）里的水分子数量，比全世界人口还多亿万倍。正因为太小太多，我们才感觉不到它们的存在。
分子之间有空隙
分子之间存在空隙。证据：把 50 毫升水和 50 毫升酒精混合，总体积小于 100 毫升；用注射器堵住出口压缩气体，气体体积能明显变小。
- 气体：分子间空隙很大，所以最容易被压缩，也最容易扩散。
- 液体：分子间空隙较小，很难压缩（液压千斤顶就靠这一点工作）。
- 固体：分子排列最紧密，空隙最小，几乎不能压缩。
- 结论：空隙大小顺序为气体大于液体大于固体，这也解释了同种物质三态体积的差别。
分子处于永不停息的运动之中
一切物质的分子都在不停地做无规则运动。不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫扩散。温度越高，分子运动越剧烈，扩散越快。
扩散在三态中都能发生：气体最快（香气很快弥漫），液体较慢（红墨水在水中扩散要几分钟到几小时），固体最慢（把铅片和金片长期压紧，几年后能相互渗入几毫米）。
分子之间存在引力和斥力
分子之间同时存在引力和斥力。引力使物体不易被拉断（两块干净的铅块压紧后能吊起重物），斥力使物体不易被压缩。
实验与探究
用两支量筒分别量取 50 毫升水和 50 毫升酒精，把酒精倒入水中（沿壁缓慢注入），静置后读出总体积。
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现象：总体积小于 100 毫升，通常在 96 到 98 毫升之间。分析：体积并没有「消失」。水分子和酒精分子之间存在空隙，混合时两种分子彼此钻进对方的空隙里，总占据的空间就变小了。这好比一桶黄豆和一桶芝麻混合，总体积小于两桶。
注意事项：读数时视线要与凹液面最低处齐平；混合后要静置，因为分子扩散需要时间。为什么不能说「分子变小了」：分子本身大小没变，变的只是分子之间的空隙被填充了。这是本实验最常被答错的一点。
取两只相同的烧杯，一只装冷水，一只装热水（水量相同）。同时在杯底轻轻滴入一滴红墨水，不搅拌，观察颜色散开的快慢。
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现象：热水杯中的红色迅速向四周散开，很快染红整杯；冷水杯中扩散明显慢得多。分析：温度越高，分子运动越剧烈，所以扩散得更快。这直接证明了分子在做无规则运动，且运动快慢与温度有关。
变量控制：两杯水的水量、杯子形状、墨水滴数和滴入方式必须相同，唯一变量是水温；全程不能搅拌，否则是水流带着墨水走，不能说明分子运动。生活印证：泡龙井茶要用 80 ℃ 左右的水而不是冷水，一个原因就是温度高时茶叶中的物质扩散得快，出味快。
经典例题
下列现象中，哪些能说明分子在不停地做无规则运动？
（1）打开西湖龙井茶罐，满室清香；（2）秋天西湖边桂花花瓣被风吹落；（3）把糖块放进水中，不搅拌，一段时间后整杯水都变甜；（4）扫地时看到灰尘在阳光下飞舞；（5）腌咸菜时盐分慢慢进入菜里。
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第一步：明确判断标准——分子运动是肉眼看不见的微观运动；如果看到的是宏观物体在移动，那属于机械运动，不能说明分子运动。第二步：逐项判断。
- （1）香味分子扩散到空气中 → 能说明。
- （2）花瓣是宏观物体，被风（空气流动）吹动 → 不能说明。
- （3）糖分子扩散到水中 → 能说明。
- （4）灰尘是宏观颗粒，肉眼可见，是气流带动 → 不能说明。
- （5）盐分子扩散进菜的细胞中 → 能说明。
答案：（1）（3）（5）。易错点：（4）看上去很像布朗运动，但布朗运动的对象是显微镜下才能看见的微小颗粒，肉眼可见的灰尘飞舞属于气流带动。
难点与易错点
- 把宏观运动当成分子运动：灰尘飞舞、花瓣飘落、水流冲刷都是宏观机械运动，不能作为分子运动的证据。
- 说水和酒精混合后「分子变小了」：分子大小不变，是空隙被填充导致总体积变小。
- 认为温度低时分子就不动了：分子运动永不停息，只是温度越低运动越慢，任何温度下都不会停。
- 只记引力忘记斥力：分子间引力和斥力同时存在，前者解释物体不易拉断，后者解释物体不易压缩。
- 认为固体分子不运动：固体分子也在振动和缓慢扩散，只是比液体、气体慢得多。
- 实验中搅拌了还说明分子运动：扩散实验必须静置不搅拌，否则无法排除水流的影响。
生活中的应用
- 腌制与卤煮：腌雪菜、卤鸭，都是靠盐分和香料分子扩散进食材，温度高、时间长则味道更透。
- 杭州梅雨季的霉味：霉菌代谢产生的气味分子在湿热空气中扩散得特别快，所以梅雨季异味更明显。
- 空调装在房间上方：冷空气密度大会下沉，配合分子运动使整个房间温度趋于均匀。
- 地铁站的空气流通：靠通风系统加速气体分子的整体流动，比单靠扩散快得多。
生活应用题 1 · 龙井茶该用多少度的水
小杭做实验：取两杯等量的水，一杯 30 ℃、一杯 85 ℃，各放入 3 克同样的龙井茶叶，都不搅拌，每分钟观察茶汤颜色。结果 85 ℃ 那杯 1 分钟就明显变黄绿，30 ℃ 那杯 10 分钟后颜色仍很浅。请解释原因，并指出本实验的变量。
分步解：
- 控制的量：水量相同、茶叶种类和质量相同（3 克）、都不搅拌、观察方式相同。
- 唯一变量：水温（30 ℃ 与 85 ℃）。
- 原因：温度越高，茶叶中可溶物质的分子运动越剧烈，向水中扩散越快，所以高温杯出色出味都快。
- 延伸：这也解释了为什么绿茶不用 100 ℃ 沸水——温度太高扩散过快，会一次性浸出过多苦涩物质，反而不好喝。分子运动的快慢要「刚好」。
生活应用题 2 · 气体为什么能压进钢瓶
医院的氧气钢瓶容积只有 40 升，却能装进相当于常压下 6000 升的氧气。请用分子的知识解释这一现象，并说明为什么不能用同样的方法把 6000 升水压进 40 升的瓶子。
分步解：
- 气体能压缩的原因：气体分子之间的空隙很大，加压时分子被挤得更近，空隙缩小，体积就大幅减小。
- 压缩倍数： 倍，说明常压下氧气分子间的空隙相当巨大。
- 液体不能这样压：水分子之间空隙极小，分子靠得很近时斥力急剧增大，几乎无法再靠近，所以水很难被压缩。
- 结论：能否被压缩，取决于分子间空隙的大小。这也是液压设备用油而不用气体的原因——液体几乎不可压缩，能可靠传递压力。
考点
- 选择题·高频：判断哪些现象能说明分子在做无规则运动（区分宏观运动与微观运动）
- 实验题：水和酒精混合体积变小，解释原因并纠正「分子变小」的错误说法
- 实验题：冷热水中墨水扩散对照实验，考查变量控制与结论
- 填空题：说明气体、液体、固体分子间空隙的大小顺序
- 简答题：用分子间的引力和斥力解释物体不易拉断、不易压缩
- 应用题：结合腌制、泡茶、气体压缩等生活情境解释分子行为
中考真题
下列现象中，不能说明分子在不停地做无规则运动的是（ ）
A. 打开茶罐后满室清香 B. 糖块在静置的水中溶解使整杯水变甜 C. 阳光下看到灰尘飞舞 D. 腌菜时盐分进入菜中
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思路：分子运动是看不见的微观运动。凡是能用肉眼直接看到物体在移动的，都是宏观机械运动。
- A、B、D 都是看不见的分子扩散到另一种物质中。
- C 中的灰尘肉眼可见，是气流带动的宏观运动，与分子运动无关。
答案：C。
小科把 50 毫升水与 50 毫升酒精混合，发现总体积约为 97 毫升。他得出结论：混合后分子变小了。这个结论对吗？请说明理由，并再设计一个实验说明分子间有空隙。
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第一步：判断结论不对。分子本身的大小并没有改变。第二步：说明正确原因。水分子和酒精分子之间原本存在空隙，混合时两种分子相互进入对方的空隙，总占据的空间减小，所以总体积小于 100 毫升。
第三步：另设一个实验——取一支注射器吸入一定量空气，堵住针头出口后推压活塞，可以明显看到气体体积变小；若吸入的是水，则几乎推不动。前者说明气体分子间空隙大，后者说明液体分子间空隙小、斥力大。易错：只答「体积变小是因为分子运动」不完整，关键是空隙被填充。