2020年高考物理一轮复习第十六单元第1讲分子动理论内能练习含解析新人教版
2020届高考物理人教版一轮复习分子动理论内能PPT课件(71张)
[必备知识] 一、分子动理论 1．物体是由大量分子组成的 (1)分子的大小 ①分子的直径(视为球模型)：数量级为 10－10 m； ②分子的质量：数量级为 10－26 kg. (2)阿伏加德罗常数 ①1 mol 的任何物质都含有相同的粒子数．通常可取 NA＝ 6.02×1023 mol－1； ②阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁．
分子数目 n＝MmmolNA
【典例 1】 已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为 1.3 kg/m3 和 2.1 kg/m3，空气的摩尔质量为 0.029 kg/mol，阿伏加德 罗常数 NA＝6.02×1023 mol－1.若潜水员呼吸一次吸入 2 L 空气，试 估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数．(结果 保留 1 位有效数字)
①当 r＝r0 时，F 引＝F 斥，分子力为 零 ； ②当 r>r0 时，F 引>F 斥，分子力表现为 引力 ； ③当 r<r0 时，F 引<F 斥，分子力表现为 斥力 ； ④当分子间距离大于 10r0(约为 10－9 m)时，分子力很弱，可以 忽略不计．
二、温度和内能 1．温度 一切达到热平衡的系统都具有相同的 温度 . 2．两种温标 摄氏温标和热力学温标．关系：T＝t＋273.15 K. 3．分子的动能 (1)分子动能是 分子热运动 所具有的动能； (2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动动能的平均值， 温度 是分子热运动的平均动能的标志； (3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的 总 和.
2．(多选)(2017·全国卷Ⅰ)氧气分子在 0 ℃和 100 ℃温度下单位 速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别 如图中两条曲线所示．下列说法正确的是( )
高考物理一轮复习课后限时集训分子动理论内能含解析新人教版
课后限时集训(三十四)分子动理论内能(建议用时：40分钟)[基础对点练]题组一：分子动理论的理解1．(多选)(2019·青岛检测)关于扩散现象，下列说法正确的是( )A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的ACD[扩散现象不是化学反应，B错误。
液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，E错误。
]2．(多选)下列有关热现象和内能的说法中正确的是( )A．把物体缓慢举高，其机械能增加，内能不变B．盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必定会随之增大C．电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过“做功”方式实现的D．分子间引力和斥力相等时，分子势能最大E．分子间引力和斥力相等时，分子势能最小ACE[把物体缓慢举高，外力做功，其机械能增加，由于温度不变，物体内能不变，选项A正确；物体的内能与物体做什么性质的运动没有直接关系，选项B错误；电流通过电阻后电阻发热，是通过电流“做功”的方式改变电阻内能的，选项C正确；根据分子间作用力的特点，当分子间距离等于r0时，引力和斥力相等，不管分子间距离从r0增大还是减小，分子间作用力都做负功，分子势能都增大，故分子间距离等于r0时分子势能最小，选项D错误，E正确。
]3．(多选)当两分子间距为r0时，它们之间的引力和斥力相等。
关于分子之间的相互作用，下列说法正确的是( )A．当两个分子间的距离等于r0时，分子势能最小B．当两个分子间的距离小于r0时，分子间只存在斥力C．在两个分子间的距离由很远逐渐减小到r＝r0的过程中，分子间作用力的合力先增大后减小D．在两个分子间的距离由很远逐渐减小到r＝r0的过程中，分子间作用力的合力一直增大E．在两个分子间的距离由r＝r0逐渐减小的过程中，分子间作用力的合力一直增大ACE[分子引力和斥力是同时存在的，当分子之间的距离为r0时，分子引力和斥力刚好大小相等方向相反，合力为0，分子势能最小，A 正确。
高考物理一轮复习精讲精练 第16章 热学 第一讲 分子动理论内能
第一讲分子动理论内能➢知识梳理一、分子动理论1．物体是由大量分子组成的(1)分子的大小①分子直径：数量级是10－10 m；②分子质量：数量级是10－26 kg；③测量方法：油膜法。
(2)阿伏加德罗常数1 mol任何物质所含有的粒子数，N A＝6.02×1023 mol－1。
2．分子热运动(1)扩散现象①定义：不同种物质能够彼此进入对方的现象。
②实质：由物质分子的无规则运动产生的。
温度越高，扩散现象越明显。
(2)布朗运动①定义：悬浮在液体中的微粒的永不停息的无规则运动。
②成因：液体分子无规则运动，对固体微粒撞击作用不平衡造成的。
③特点：永不停息，无规则；微粒越小，温度越高，布朗运动越明显。
④结论：反映了液体分子运动的无规则性。
(3)热运动①定义：分子永不停息的无规则运动。
②特点：温度是分子热运动剧烈程度的标志。
温度越高，分子无规则运动越激烈。
3．分子间的作用力(1)分子间作用力跟分子间距离的关系如图所示。
(2)分子间作用力的特点①r＝r0时(r0的数量级为10－10 m)，分子间作用力F＝0，这个位置称为平衡位置；②r<r0时，分子间作用力F表现为斥力；③r>r0时，分子间作用力F表现为引力。
二、分子运动速率分布规律1．气体分子运动的特点(1)气体分子间距很大，分子间的作用力很弱，通常认为，气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做匀速直线运动，气体充满它能达到的整个空间。
(2)气体分子的数密度仍然十分巨大，分子之间频繁地碰撞，每个分子的速度大小和方向频繁地改变。
分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着各个方向运动的分子数目几乎相等。
2．分子运动速率分布图像(1)分子做无规则运动，在任一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布。
(2)温度一定时，某种分子的速率分布是确定的；温度升高时，速率小的分子数减少，速率大的分子数增多，分子的平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大。
高考物理一轮复习人教版分子动理论内能名师制作精品课件(34张)
答案 C 布朗运动是指悬浮在液体中固体小颗粒的运动,其间接反映
了分子的热运动,A错误。温度越高,分子无规则运动越激烈,B错。物体 宏观运动的速率大小与微观分子的热运动无关,D错。
知识梳理
栏目索引
3.以下关于分子动理论的说法中不正确的是 ( B ) A.物质是由大量分子组成的 B.-2 ℃时水已经结为冰,部分水分子已经停止了热运动 C.分子势能随分子间距离的增大,可能先减小后增大 D.分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小
深化拓展
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考点三
分子力和分子势能
名称 项目
分子力F与分子 间距离的关系
分子势能Ep与 分子间距离的关系
图像
深化拓展
栏目索引
3-1 如果将两个分子看成质点,当这两个分子之间的距离为r0时分子力 为零,则分子力F及分子势能Ep随着分子间距离r的变化而变化的情况是
(
D )
A.当r>r0时,随着r变大,F变小,Ep变小
2.分子质量
分子质量很小,一般物质分子质量的数量级为⑥ 10-26 kg。
知识梳理
栏目索引
3.分子数量
(1)阿伏加德罗常数:1 mol的任何物质都含有相同的粒子数,这个数的测 量值NA=⑦ 6.02×1023 mol-1。 (2)阿伏加德罗常数联系宏观和微观的公式
M NA= m 分子
Vmol NA= (不适用于气体) V分子
1-3 空调在制冷过程中,室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成 水,经排水管排走,空气中水分越来越少,人会感觉干燥。某空调工作一 段时间后,排出液化水的体积V=1.0×103 cm3。已知水的密度ρ=1.0× 103 kg/m3、摩尔质量M=1.8×10-2 kg/mol,阿伏加德罗常数 NA =6.0× 1023 mol-1。试求:(结果均保留一位有效数字) (1)该液化水中含有水分子的总数N; (2)一个水分子的直径d。 答案 (1)3×1025个 (2)4×10-10 m
2020届高考物理一轮复习人教版分子动理论内能课件(45张)
【解析】 (1)水的摩尔体积为 Vm＝ρM＝11.8.0××1100－32m3/mol＝1.8×10－5 m3/mol
水分子总数为
N＝VVNmA＝1.0×103×1.81×0－160×－56.0×1023 ≈3×1025(个)．
(2)
建
立
水
分
子
的
球
体
模
型
，
有Vm NA＝源自1 6πd3
，
可
得
水
分
子
直
径
【答案】 ABD
题型 2 分子力做功与分子势能 【典例 6】 (2019 年廊坊模拟)(多选)两分子间的分子势能 Ep 与分子间距离 r 的关系 如图 13－1－4 中曲线所示．相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若 两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是( )
图 13－1－4 A．在 r>r0 阶段，F 做正功，分子动能增加，势能减小 B．在 r<r0 阶段，F 做负功，分子动能减小，势能也减小 C．在 r＝r0 时，分子势能最小，动能最大 D．在 r＝r0 时，分子势能为零 E．分子动能和势能之和在整个过程中不变
答案：BCE
变式训练 4 (2019 年信阳五校联考)(多选)关于分子间的作用力，下列说法正确的是
() A．分子之间的斥力和引力同时存在 B．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小 C．分子间距离减小时，分子力一直做正功 D．分子间距离增大时，分子势能一直减小 E．分子间距离增大时，可能存在分子势能相等的两个位置
高考物理一轮复习 第1讲分子动理论 内能课件 新人教版选修3-3
归纳领悟 1．平衡态与状态参量 (1)系统：把所研究的对象称为系统。 (2)物理学中描述物体状态的常用参量为压强、体积、温 度。通常用体积描述其几何性质，用压强描述其力学性质， 用温度描述其热学性质。 (3)平衡态：对于一个不受外界影响的系统，无论其初始 状态如何，经过足够长的时间后，必将达到一个宏观性质不 再随时间变化的状态，这种状态叫平衡态。
考点梳理
化学 性质的最小粒子，或是 1．分子是具有各种物质的_____ 原子 如金属)、或是_____( 分子 如有机物)。 离子 如盐类)、或是_____( _____(
2．用油膜法测得分子直径(有机物质的大分子除外)的数
－10 量级为10 _____m ，说明分子的体积极其微小。
10－27～10－28 。 3．一般分子质量的数量级为_____________kg
(1)3.3×1021个
(2)3.9×10－10m
[解析]
(1)这滴水珠中含有的水分子数约为：
－7
1.0×103×1×10 m N＝ M NA＝ 1.8×10－2 个。
×6.02×1023个＝3.3×1021
4 d3 M (2)建立水分子的球体模型，有： π( ) ＝ρN 3 2 A 则分子的直径d＝ 3 6M － ＝3.9×10 10m。 πρNA
运动将使它们散开，是分子之间的相互作用力使分子聚集在一
起。 (1)固体中：分子的作用力比较强大，绝大部分分子被束缚 在平衡位置附近做微小振动。
(2)液态中：分子力的作用已不能把分子束缚在固定的平衡 位置附近，平衡位置是变化的，分子还不能分散远离。 (3)气态中：分子无规则运动剧烈，分子的作用力微弱，分
2020版高考物理一轮复习第1讲分子动理论内能教案新人教版选修3_3
第1讲分子动理论内能考点1 微观量的估算1．分子的两种模型(1)球体模型直径d＝36Vπ.(常用于固体和液体)(2)立方体模型边长d＝3V0.(常用于气体)对于气体分子，d＝3V0的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离．2．与阿伏加德罗常数有关的宏观量和微观量的计算方法(1)宏观物理量：物体的质量m，体积V，密度ρ，摩尔质量M mol，摩尔体积V mol.(2)微观物理量：分子的质量m0，分子的体积V0，分子直径d.(3)宏观量、微观量以及它们之间的关系.1．(多选)钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m 3)，摩尔质量为M (单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A .已知1克拉＝0.2克，则( ACE )A ．a 克拉钻石所含有的分子数为0.2aN A MB ．a 克拉钻石所含有的分子数为aN AMC ．每个钻石分子直径的表达式为36M ×10－3N A ρπ(单位为m)D ．每个钻石分子直径的表达式为6MN A ρπ(单位为m) E ．每个钻石分子的质量为M N A解析：a 克拉钻石的摩尔数为0.2a M ，则所含分子数为0.2aMN A ，A 正确，B 错误；每个钻石分子的体积为M ×10－3ρN A ＝16πd 3，则其直径为36M ×10－3N A ρπ(m)，C 正确，D 错误；每个钻石分子质量为MN A，E 正确．2．很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车．若氙气充入灯头后的容积V ＝1.6 L ，氙气密度ρ＝6.0 kg/m 3，氙气摩尔质量M ＝0.131 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6×1023mol－1.试估算：(结果保留一位有效数字) (1)灯头中氙气分子的总个数N ； (2)灯头中氙气分子间的平均距离． 解析：(1)设氙气的物质的量为n ， 则n ＝ρV M ，氙气分子的总个数N ＝ρV MN A ≈4×1022个． (2)每个分子所占的空间为V 0＝VN设分子间平均距离为a ，则有V 0＝a 3，则a＝3VN≈3×10－9 m.答案：(1)4×1022个(2)3×10－9 m(1)对固体和液体，一般认为分子紧密排列，摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值是分子体积.(2)对气体，分子间距离很大，在标准状态下一摩尔任何气体的体积都为22.4 L，其摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值是每个分子占据空间.考点2 分子热运动现象扩散现象布朗运动热运动1．(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是( ACD )A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的解析：温度越高，分子运动越剧烈，扩散进行得越快，A正确；扩散现象是不同物质相互进入到间隙中，不是化学反应，B错；扩散现象说明分子是无规则运动的，C正确；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，D正确；液体中的扩散现象与对流没有关系，E错．2．(2019·山西五市联考)(多选)小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动．从A点开始，他把粉笔末每隔20 s的位置记录在坐标纸上，依次得到B、C、D…点，把这些点连线形成如图所示折线图，则关于该粉笔末的运动，下列说法正确的是( BDE )A ．该折线图是粉笔末的运动轨迹B ．粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动C ．经过B 点后10 s ，粉笔末应该在BC 的中点处D ．粉笔末由B 到C 的平均速度小于C 到D 的平均速度E ．若改变水的温度，再记录一张图，则仅从图上不能确定记录哪一张图时的温度高 解析：折线图是每隔20 s 记录的粉笔末的位置的连线图，并非粉笔末的运动轨迹，A 项错误．粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动，B 项正确．由于布朗运动的无规则性，我们不能确定经过B 点后10 s 时粉笔末的具体位置，C 项错误．由v ＝xt，因为x BC <x CD ，t BC ＝t CD ，所以D 项正确．改变水的温度，显然能改变水分子热运动的剧烈程度，但并不能改变布朗运动的无规则性，则仅从图上不能确定记录哪一张图时的温度高，E 项正确．3．(2019·陕西宝鸡质检)(多选)关于布朗运动和分子热运动，下列说法中正确的是( BCE )A ．布朗运动是分子的运动，牛顿运动定律不再适用B ．布朗运动是分子无规则运动的反映C ．悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动是布朗运动D ．布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫作热运动E ．布朗运动的明显程度与颗粒的体积和质量大小有关解析：本题考查布朗运动产生的机理和剧烈程度的相关因素．布朗运动是悬浮在液体中粒子的运动，这些粒子不是微观粒子，牛顿运动定律仍适用，故A 错误．悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动是布朗运动，固体小颗粒做布朗运动说明了液体分子不停地做无规则运动，故B 、C 正确．布朗运动反映的是分子的热运动，其本身不是分子的热运动，故D 错误．布朗运动的明显程度与颗粒的体积和质量大小有关，体积和质量越小，布朗运动越剧烈，故E 正确．(1)扩散现象直接证明了分子不停地做无规则运动，布朗运动间接证明了分子不停地做无规则运动.(2)布朗运动的固体颗粒的数量级为10－6 m，而分子直径的数量级为10－10 m，布朗粒子是成千上万个分子的集合体.考点3 分子力、分子势能与分子间距离的关系1．分子间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随距离增大而减小，分子力指引力和斥力的合力．2．分子势能与分子间距离有关．当改变分子间距离时，分子力做功，分子势能也随之改变．当分子力做正功时，分子势能减小；当分子力做负功时，分子势能增大．3．分子力及分子势能比较1．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能E p随分子间距离r变化关系的图线是( B )解析：分子间作用力F的特点是：r<r0时F表现为斥力，r＝r0时F＝0，r>r0时F表现为引力；分子势能E p的特点是r＝r0时E p最小，因此只有B项正确．2．(2019·山东泰安模拟)(多选)甲分子固定在坐标原点O，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能E p与两分子间距离x轴的变化关系如图所示，设乙分子在移动过程中所具有的总能量为0，则下列说法正确的是( ADE )A．乙分子在P点时加速度为0B．乙分子在Q点时分子势能最小C．乙分子在Q点时处于平衡状态D．乙分子在P点时动能最大E．乙分子在P点时，分子间引力和斥力相等解析：由题图可知，乙分子在P点时分子势能最小，此时乙分子受力平衡，甲、乙两分子间引力和斥力相等，乙分子所受合力为0，加速度为0，选项A、E正确；乙分子在Q点时分子势能为0，大于乙分子在P点时的分子势能，选项B错误；乙分子在Q点时与甲分子间的距离小于平衡距离，分子引力小于分子斥力，合力表现为斥力，所以乙分子在Q点合力不为0，故不处于平衡状态，选项C错误；乙分子在P点时，其分子势能最小，由能量守恒可知此时乙分子动能最大，选项D正确．考点4 温度和内能1．对温度和内能的理解2.物体的内能与机械能的比较1．(2018·全国卷Ⅱ)(多选)对于实际的气体，下列说法正确的是( BDE )A．气体的内能包括气体分子的重力势能B．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C．气体的内能包括气体整体运动的动能D．气体的体积变化时，其内能可能不变E．气体的内能包括气体分子热运动的动能解析：本题考查气体的内能．气体的内能是指所有气体分子的动能和分子间的势能之和，故A、C项错误．2．(多选)关于物体的内能，下列叙述正确的是( BDE )A．温度高的物体比温度低的物体内能大B．物体的内能不可能为零C．内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同D．内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同E．物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关解析：温度高低反映分子平均动能的大小，但由于物体不同，分子数目不同，所处状态不同，无法反映内能大小，选项A错误；由于分子都在做无规则运动，因此，任何物体内能都不可能为零，选项B正确；内能相同的物体，它们的分子平均动能不一定相同，选项C 错误；内能不同的两个物体，它们的温度可以相同，即它们的分子平均动能可以相同，选项D正确；物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关，故选项E正确．3．(多选)关于气体的内能，下列说法正确的是( CDE )A．质量和温度都相同的气体，内能一定相同B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C．气体被压缩时，内能可能不变D．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加解析：质量和温度相同的气体，分子的平均动能相同，但是可能是不同的气体，其摩尔质量不同，分子数不同，故内能不一定相同，A错误；内能是微观意义上的能量，与宏观运动无关，B错误；气体被压缩时，外界对气体做功，气体可能放热，由ΔU＝W＋Q得内能可能不变，C正确；一定量的某种理想气体的内能不考虑分子势能，只与分子动能有关，而温度是分子平均动能的标志，所以一定量的某种理想气体的内能只与温度有关，D正确；一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，温度一定升高，故内能一定增加，E正确．分析物体内能问题的四点提醒(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法．(2)决定内能大小的因素为温度、体积、分子数，还与物态有关系．(3)通过做功或热传递可以改变物体的内能．(4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同．学习至此，请完成课时作业41。
高三物理一轮复习 第1讲分子动理论内能习题
峙对市爱惜阳光实验学校【走向高考】高三物理一轮复习 第1讲分子动理论 内能习题 3-3一、选择题1．假设以μ表示水的摩尔质量，V 表示在状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为在状态下水蒸气的密度，NA 为阿伏加德罗常数，m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：①NA ＝ρV m ②ρ＝μNAΔ ③m ＝μNA ④Δ＝VNA 其中( )A ．①和②都是正确的B ．①和③都是正确的C ．③和④都是正确的D ．①和④都是正确的 [答案] B[解析] 由NA ＝μm ＝ρVm，故①③对，因水蒸气为气体，水分子间的空隙体积远大于分子本身体积，即V ≫NA·Δ，④不对，而ρ＝μV ≪μNA·Δ ，②也不对，故B 项正确。
2．(2021·)对于一量的稀薄气体，以下说法正确的选项是( ) A ．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈 B ．保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈 C ．压强变大时，分子间的平均距离必然变小 D ．压强变小时，分子间的平均距离可能变小 [答案] BD[解析] 此题考查气体压强的微观意义要明确在微观上，气体的压强由单位体积内的分子数和分子的平均动能决。
压强变大平均动能不一增大，分子间的平均距离也不一减小，A 、C 正确，由于压强由单位体积内的分子数均动能共同决，所以B 、D 选项正确。
此题可以根据压强的微观表达式p ＝23nEk 分析。
3．(2021·理综)以下说法中正确的选项是( ) A ．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B ．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大C ．物体温度降低，其内能一增大D ．物体温度不变，其内能一不变 [答案] B[解析] 此题考查温度与分子平均动能和内能的关系，要明确温度是平均动能的标志，分子平均动能由温度决，温度越高，平均动能越大，A 错，B 对。
内能包括分子动能和分子势能。
温度发生变化，内能不一变化，C 、D 不正确。
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分子动理论内能选修3-3模块主要包括分子动理论与统计观点,固体、液体与气体,热力学定律与能量守恒等内容。
本模块为选考内容,包括十三个Ⅰ级考点和一个Ⅱ级考点——气体实验定律,以及一个实验——油膜法估测分子的大小。
高考固定分值为15分,通常为两个小题,一个选择(或填空)题,一个计算题,其中选择(或填空)题考查范围比较广,多是综合型,但难度较小,而计算题则历年来都是考查气体实验定律和理想气体状态方程,主要是“汽缸模型”“液柱模型”“充(放)气模型”等,也有结合图象进行考查的,一般难度中等。
预计2020年高考的重点仍然是分子动理论、热力学定律、能量守恒定律及气体实验定律等内容,但要注意:(1)气体实验定律与p-V图象、p-T图象以及V-T图象相结合的考查。
(2)“汽缸模型”与“液柱模型”相结合、“汽缸模型”与“充(放)气模型”相结合的考查。
(3)气体状态变化与能量变化相结合的考查。
第1讲分子动理论内能1 分子动理论的基本观点、阿伏加德罗常数(1)物体是由大量分子组成的①分子的直径(视为球模型)数量级为10-10 m。
②分子的质量数量级为10-26 kg。
(2)热运动:分子永不停息地做无规则运动叫作热运动。
特点:分子的无规则运动和温度有关,温度越高,分子运动越剧烈。
(3)分子间存在相互作用的引力和斥力①分子间同时存在引力和斥力。
②分子间的引力和斥力同时随着分子间距的增加而减小,但斥力减小得更快。
③当分子间距小于平衡距离时,斥力大于引力,分子力表现为斥力;当分子间距大于平衡距离时,斥力小于引力,分子力表现为引力。
④当分子间距大于分子直径的十倍以上时,分子间的引力和斥力都可以忽略不计。
(4)阿伏加德罗常数:1 mol的任何物质都含有相同的粒子数。
通常可取N A=6.02×1023 mol-1;阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁。
【易错警示】布朗运动不是分子的运动,而是悬浮在液体(或气体)中颗粒的运动,是宏观现象。
黑龙江鹤岗一中月考)(多选)下述现象能说明分子之间有引力作用的是()。
A.两块纯净铅柱的接触面刮平整后用力挤压可以粘在一起B.丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引轻小物体C.磁铁能吸引小铁钉D.桌子上两滴挨得比较近的水珠会合拢在一起E.用力拉伸物体,物体内会产生反抗压缩的弹力【答案】ADE天津开学考试)(多选)对于分子动理论和物体内能的理解,下列说法正确的是()。
A.温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大B.外界对物体做功,物体内能一定增加C.温度越高,布朗运动越显著D.当分子间的距离增大时,分子间的作用力就一直减小E.当分子间的作用力表现为斥力时,分子势能随分子间的距离的减小而增大【答案】ACE2 布朗运动与扩散现象(1)布朗运动研究对象:悬浮在液体(或气体)中的小颗粒。
运动特征:无规则、永不停息。
本质原因:不是液体(或气体)分子运动,但是由液体(或气体)分子运动引起的。
影响因素:颗粒大小、温度。
物理意义:说明液体(或气体)分子永不停息地做无规则热运动。
(2)扩散现象:相互接触的物体分子彼此进入对方的现象。
产生原因:分子永不停息地做无规则运动。
实质:扩散现象并不是外界作用引起的,也不是化学反应的结果,而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象,温度越高,扩散现象越明显。
(3)扩散现象、布朗运动与热运动的比较浙江金华一中月考)(多选)关于布朗运动,下列说法中正确的是()。
A.布朗运动就是热运动B.悬浮在液体中的固体小颗粒越大,则其所做的布朗运动就越剧烈C.布朗运动虽不是分子运动,但它能反映分子的运动特征D.布朗运动的剧烈程度与温度有关,这说明分子运动的剧烈程度与温度有关E.布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性【答案】CDE江苏南京一中期末)(多选)下列现象中,能用分子的热运动来解释的是()。
A.长期放煤的地方,地面下1 cm深处的泥土变黑B.炒菜时,满屋子嗅到香味C.地上的尘土被大风吹起到处飞扬D.食盐粒沉在杯底,水也会变咸E.PM2.5在空气中运动【答案】ABD3 温度、内能(1)温度和温标①一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。
②两种温标:摄氏温标和热力学温标。
关系:T=t+273.15 K。
(2)分子的动能①分子动能是分子热运动所具有的动能。
②分子热运动的平均动能是所有分子热运动动能的平均值,温度是分子热运动的平均动能的标志。
③分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。
(3)分子势能①产生原因:分子间存在着引力和斥力。
②微观决定因素:当分子间距大于平衡距离时,分子势能随着分子间距的增大而增加,当分子间距小于平衡距离时,分子势能随着分子间距的减小而增加。
③宏观决定因素:体积、状态。
(4)物体的内能:物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和,是状态量。
①决定因素:对于给定的物体,其内能大小由物体的温度和体积决定,即由物体内部状态决定;物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。
②改变物体内能的两种方式:做功和热传递。
【温馨提示】当两个分子从无穷远逐渐靠近时,分子力先增大后减小再增大;分子力先做正功,后做负功;分子势能先减小后增大。
四川成都五校联考)(多选)下列有关热现象和内能的说法中正确的是()。
A.把物体缓慢举高,其机械能增加,内能不变B.盛有气体的容器做加速运动时,容器中气体的内能必定会随之增大C.电流通过电阻后电阻发热,它的内能增加是通过“做功”方式实现的D.分子间引力和斥力相等时,分子势能最大E.分子间引力和斥力相等时,分子势能最小【答案】ACE贵州遵义一中模拟)(多选)在两个分子间的距离由r0(平衡位置)变为5r0的过程中,关于分子间的作用力和分子间的势能的说法中,正确的是()。
A.分子间引力不断减小B.分子间斥力不断增加C.分子间作用力先增大后减小D.分子势能不断增加E.分子势能不断减小【答案】ACD4 用油膜法估测分子的大小(1)主要测量量及测量方法①油膜体积的测定——积聚法:由于一滴纯油酸中含有的分子数很多,形成的单分子层所占面积太大,不便于测量,故实验中先把油酸溶于酒精,稀释,测定其浓度,再测出1 mL酒精油酸溶液的滴数,取其一滴用于实验,最后计算出一滴溶液中含有的纯油酸的体积作为油膜的体积。
②油膜面积的测定:将画有油酸薄膜轮廓的有机玻璃板取下放在坐标格纸上,以一定边长的方格为单位,数出轮廓内正方形的格数(不足半格的舍去,超过半格的计为1格),计算出油膜的面积S。
(2)注意事项①在水面上撒石膏粉时,注意不要触动浅盘中的水。
撒石膏粉的目的是使油膜的轮廓更清晰。
②油酸在水面上形成油膜时先扩散后收缩,要在稳定后再画轮廓。
扩散后又收缩的原因有两个:一是水面受油酸滴冲击凹陷后又恢复;二是酒精挥发后,油膜回缩。
③在有机玻璃板上描绘油酸薄膜轮廓时动作要轻而迅速,视线要始终与玻璃垂直。
(3)误差分析①油酸酒精溶液配制后长时间放置,溶液的浓度容易改变,会给实验带来较大误差。
②利用小格子数计算轮廓面积时,轮廓的不规则性容易带来计算误差。
③测量量筒内溶液增加1 mL的滴数时,注意观察方法须正确。
④油膜形状的画线误差。
重庆四校联考)在“用油膜法估测分子大小”实验中:(1)某同学操作步骤如下:①取一定量的无水酒精和油酸,制成一定浓度的油酸酒精溶液;②在量筒中滴入一滴该溶液,测出它的体积;③在蒸发皿内盛一定量的水,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散开稳定;④在蒸发皿上覆盖透明玻璃,描出油膜形状,用透明方格纸测量油膜的面积。
改正其中的错误:。
(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%,一滴该溶液的体积为4.8×10-3 mL,其形成的油膜面积为60 cm2,则估测出油酸分子的直径为m。
【答案】(1)②在量筒中滴入n滴该溶液,③在水面上先撒上痱子粉(2)8×10-10湖北武汉1月质检)在“用油膜法测量分子直径”的实验中,将体积浓度为η的一滴油酸溶液,轻轻滴入水盆中,稳定后形成了一层单分子油膜。
测得一滴油酸溶液的体积为V0,形成的油膜面积为S,则油酸分子的直径约为;如果把油酸分子看成是球形的(球的体积公式为V=πd3,d为球的直径),则该滴油酸溶液所含油酸分子的个数约为。
【答案】22题型一微观量估算的两种建模方法1.分子的两种模型(1)球体模型:直径d=(常用于固体和液体)。
(2)立方体模型:边长d=(常用于气体)。
对于气体分子,d=的值并非气体分子的大小,而是两个相邻的气体分子之间的平均距离。
2.宏观量与微观量的相互关系(1)微观量:分子体积V0、分子直径d、分子质量m0。
(2)宏观量:物体的体积V、摩尔体积V mol、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ。
(3)相互关系①一个分子的质量:m0==。
②一个分子的体积:V0==(注:对气体,V0为分子所占空间体积)。
③物体所含的分子数:N=·N A=·N A或N=·N A=·N A。
3.阿伏加德罗常数N A是一个联系宏观与微观的桥梁。
如:作为宏观量的摩尔质量M、摩尔体积V mol、密度ρ和作为微观量的分子直径d、分子质量m、每个分子的体积V0等就可通过阿伏加德罗常数联系起来。
【例1】已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R,空气的平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为N A,地面大气压强为p0,重力加速度大小为g。
由此可估算得,地球大气层空气分子总数为,空气分子之间的平均距离为。
【解析】设大气层中气体的质量为m,由于空气重力产生大气压强,则有mg=p0S,地球表面积S=4πR2,空气分子数n=N A,解得n=2;假设每个分子占据一个小立方体,各小立方体紧密排列,则小立方体边长就是空气分子的平均间距,设为a,大气层中气体总体积为V,则a=,而大气层的厚度h远小于地球半径R,则V=4πR2h,所以a=。
【答案】2【变式训练1】(2018杭州高级中学期末)(多选)某气体的摩尔质量为M,分子质量为m。
若1 mol该气体的体积为V m,密度为ρ,则该气体单位体积分子数为(阿伏加德罗常数为N A)()。
A.B.C.D.【解析】因为体积为V m的气体含有N A个分子,所以是单位体积分子数,A项正确;=N A,B项正确;=,C项正确,D项错误。
【答案】ABC【变式训练2】(2019陕西西安1月质检)下列各组物理量中,可以估算出一定体积气体中分子间的平均距离的是()。
A.该气体的密度、体积和摩尔质量B.阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量C.阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度D.阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积【解析】已知该气体的密度、体积和摩尔质量,可以得到摩尔体积,但缺少阿伏加德罗常数,无法计算分子间距,故A项错误;知道该气体的摩尔质量和质量,可以得到物质的量,又知道阿伏加德罗常数可计算出分子数,但不知道体积,无法计算分子间距离,故B项错误;知道阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度,用摩尔质量除以密度可以得到摩尔体积,再除以阿伏加德罗常数得到每个分子平均占有的体积,用正方体模型得到边长,即分子间距,故C项正确;阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积已知,可以得到密度,但不知道摩尔体积和摩尔质量,无法计算分子间距,故D项错误。