高考物理一輪復(fù)習(xí)專題15.1分子動理論內(nèi)能精講深剖11023116

1、專題15.1 分子動理論 內(nèi)能（一）真題速遞1.（2017海南，15（1）關(guān)于布朗運(yùn)動，下列說法正確的是_。（填入正確答案標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得3分，選對3個得4分；有選錯的得0分）a布朗運(yùn)動是液體中懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動b液體溫度越高，液體中懸浮微粒的布朗運(yùn)動越劇烈c在液體中的懸浮顆粒只要大于某一尺寸，都會發(fā)生布朗運(yùn)動d液體中懸浮微粒的布朗運(yùn)動使液體分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動e液體中懸浮微粒的布朗運(yùn)動是液體分子對它的撞擊作用不平衡所引起的【答案】abe【點(diǎn)評】對于布朗運(yùn)動，要理解并掌握布朗運(yùn)動形成的原因，知道布朗運(yùn)動既不是顆粒分子的運(yùn)動，也不是液體分子的運(yùn)動，而是液體分子無規(guī)則運(yùn)動的

2、反映2.科學(xué)家可以運(yùn)用無規(guī)則運(yùn)動的規(guī)律來研究生物蛋白分子。資料顯示，某種蛋白的摩爾質(zhì)量為66 kg/mol，其分子可視為半徑為3109 m的球，已知阿伏伽德羅常數(shù)為6.01023 mol1。請估算該蛋白的密度。（計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）【答案】1103 kg/m3【解析】摩爾體積（或）由密度，解得 （或）代入數(shù)據(jù)得 = 1103 kg/m3 （或 = 5102 kg/m3，5102 5103 都算對）【考點(diǎn)定位】阿伏伽德羅常數(shù)【名師點(diǎn)睛】本題主要是考查阿伏伽德羅常數(shù)，摩爾質(zhì)量、摩爾體積等物理量間的關(guān)系，記得公式，用心計(jì)算，小心有效數(shù)字的要求即可。問題較容易。3.（2017江蘇卷，12a（2）

3、題12a2（甲）和（乙）圖中是某同學(xué)從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運(yùn)動位置連線的圖片，記錄炭粒位置的時(shí)間間隔均為30 s，兩方格紙每格表示的長度相同。比較兩張圖片可知：若水溫相同，_（選填“甲”或“乙”）中炭粒的顆粒較大；若炭粒大小相同，_（選填“甲”或“乙”）中水分子的熱運(yùn)動較劇烈?！敬鸢浮考?乙【解析】（2）溫度相同，顆粒越大，布朗運(yùn)動越不明顯，所以若水溫相同，甲中炭粒的顆粒較大；若炭粒大小相同，溫度越高，布朗運(yùn)動越明顯，故乙中水分子的熱運(yùn)動較劇烈?！究键c(diǎn)定位】布朗運(yùn)動【名師點(diǎn)睛】本題主要考查布朗運(yùn)動，布朗運(yùn)動與懸浮在液體中顆粒的大小及液體的溫度有關(guān)，較容易。4（2017北京，13）以下關(guān)

4、于熱運(yùn)動的說法正確的是a水流速度越大，水分子的熱運(yùn)動越劇烈b水凝結(jié)成冰后，水分子的熱運(yùn)動停止c水的溫度越高，水分子的熱運(yùn)動越劇烈d水的溫度升高，每一個水分子的運(yùn)動速率都會增大【答案】c【考點(diǎn)定位】分子動理論【名師點(diǎn)睛】溫度是分子平均動能的標(biāo)志，但單個分子做無規(guī)則運(yùn)動，某單個分子在高溫時(shí)速率可能較小。（二）考綱解讀主題 內(nèi) 容 要求 說 明 分子動理論與統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn) 分子動理論的基本觀點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)依據(jù) i 阿伏加德羅常數(shù) i 氣體分子運(yùn)動速率的統(tǒng)計(jì)分布 i 溫度、內(nèi)能 i 本講共4個一級考點(diǎn)，高考中都是以選擇形式出現(xiàn)，相對難度較低。（三）考點(diǎn)精講考向一宏觀量與微觀量的計(jì)算1微觀量：分子體積v0、分子直徑

5、d、分子質(zhì)量m0.2宏觀量：物體的體積v、摩爾體積vm、物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量m、物體的密度.3關(guān)系(1)分子的質(zhì)量：m0.(2)分子的體積：v0.(3)物體所含的分子數(shù)：nnana或nnana.4分子的兩種模型(1)球體模型直徑d .(常用于固體和液體)(2)立方體模型邊長d.(常用于氣體)對于氣體分子，d的值并非氣體分子的大小，而是兩個相鄰的氣體分子之間的平均距離【例1】 (多選)若以表示水的摩爾質(zhì)量，v表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，na表示阿伏加德羅常數(shù)，m、v分別表示每個水分子的質(zhì)量和體積，下面關(guān)系正確的是()anabc dm【答案】acd.【例2】(

6、多選)已知銅的摩爾質(zhì)量為m(kg/mol)，銅的密度為(kg/m3)，阿伏加德羅常數(shù)為na(mol1)下列判斷正確的是()a1 kg銅所含的原子數(shù)為b1 m3銅所含的原子數(shù)為c1個銅原子的質(zhì)量為(kg)d1個銅原子的體積為(m3)【答案】acd. 【例3】目前專家們正在研究二氧化碳的深海處理技術(shù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在水深300 m處，二氧化碳將變成凝膠狀態(tài)，當(dāng)水深超過2 500 m時(shí)，二氧化碳會濃縮成近似固體的硬膠體設(shè)在某狀態(tài)下二氧化碳?xì)怏w的密度為，摩爾質(zhì)量為m，阿伏加德羅常數(shù)為na，將二氧化碳分子看成直徑為d的球，則在該狀態(tài)下體積為v的二氧化碳?xì)怏w變成硬膠體后體積為_【答案】【解析】二氧化碳?xì)怏w變成硬

7、膠體后，可以看成是分子一個個緊密排列在一起的，故體積為v的二氧化碳?xì)怏w質(zhì)量為mv；所含分子數(shù)為nnana；變成硬膠體后體積為vnd3.方法總結(jié)在進(jìn)行微觀量與宏觀量之間的換算的兩點(diǎn)技巧(1)正確建立分子模型：固體和液體一般建立球體模型，氣體一般建立立方體模型(2)計(jì)算出宏觀量所含物質(zhì)的量，通過阿伏加德羅常數(shù)進(jìn)行宏觀量與微觀量的轉(zhuǎn)換與計(jì)算考向二布朗運(yùn)動與分子熱運(yùn)動布朗運(yùn)動熱運(yùn)動活動主體固體小顆粒分子區(qū)別是固體小顆粒的運(yùn)動，是比分子大得多的分子團(tuán)的運(yùn)動，較大的顆粒不做布朗運(yùn)動，但它本身的以及周圍的分子仍在做熱運(yùn)動是指分子的運(yùn)動，分子無論大小都做熱運(yùn)動，熱運(yùn)動不能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到共同點(diǎn)都是永不

8、停息的無規(guī)則運(yùn)動，都隨溫度的升高而變得更加激烈，都是肉眼所不能看見的聯(lián)系布朗運(yùn)動是由于小顆粒受到周圍分子做熱運(yùn)動的撞擊力不均衡而引起的，它是分子做無規(guī)則運(yùn)動的反映階梯練習(xí)1(多選)關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法正確的是()a溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快b擴(kuò)散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)c擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的d擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生e液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的【答案】acd. 【解析】擴(kuò)散現(xiàn)象與溫度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快，選項(xiàng)a正確擴(kuò)散現(xiàn)象是由于分子的無規(guī)則運(yùn)動引起的，不是一種化學(xué)反應(yīng)，選項(xiàng)b錯誤、選項(xiàng)c正確、選項(xiàng)e錯誤擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生

9、，選項(xiàng)d正確2關(guān)于布朗運(yùn)動，下列說法正確的是()a布朗運(yùn)動就是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動b布朗運(yùn)動就是懸浮微粒的固體分子的無規(guī)則運(yùn)動c氣體分子的運(yùn)動是布朗運(yùn)動d液體中的懸浮微粒越大，布朗運(yùn)動就越不明顯【答案】d. 3(多選)下列哪些現(xiàn)象屬于熱運(yùn)動()a把一塊平滑的鉛板疊放在平滑的鋁板上，經(jīng)相當(dāng)長的一段時(shí)間再把它們分開，會看到與它們相接觸的面都變得灰蒙蒙的b把胡椒粉末放入菜湯中，最后胡椒粉末會沉在湯碗底，但我們喝湯時(shí)嘗到了胡椒的味道c含有泥沙的水經(jīng)一定時(shí)間會變澄清d用砂輪打磨而使零件溫度升高【答案】abd. 【解析】熱運(yùn)動在微觀上是指分子的運(yùn)動，如擴(kuò)散現(xiàn)象，在宏觀上表現(xiàn)為溫度的變化，如“摩擦生熱”、物

10、體的熱傳遞等，而水變澄清的過程是泥沙在重力作用下的沉淀，不是熱運(yùn)動，c錯誤【易錯警示】區(qū)別布朗運(yùn)動與熱運(yùn)動應(yīng)注意以下兩點(diǎn)(1)布朗運(yùn)動并不是分子的熱運(yùn)動(2)布朗運(yùn)動可通過顯微鏡觀察，分子熱運(yùn)動不能用顯微鏡直接觀察考向三分子力、分子力做功和分子勢能分子力和分子勢能隨分子間距變化的規(guī)律如下：分子力f分子勢能ep隨分子間距的變化圖象隨分子間距的變化情況rr0f引和f斥都隨距離的增大而減小，隨距離的減小而增大，f引f斥，f表現(xiàn)為斥力r增大，分子力做正功，分子勢能減??；r減小，分子力做負(fù)功，分子勢能增加rr0f引和f斥都隨距離的增大而減小，隨距離的減小而增大，f引f斥，f表現(xiàn)為引力r增大，分子力做負(fù)功

11、，分子勢能增加；r減小，分子力做正功，分子勢能減小rr0f引f斥，f0分子勢能最小，但不為零r10r0 (109m)f引和f斥都已十分微弱，可以認(rèn)為f0分子勢能為零【例3】(多選)分子力比重力、引力等要復(fù)雜得多，分子勢能跟分子間的距離的關(guān)系也比較復(fù)雜圖示為分子勢能與分子間距離的關(guān)系圖象，用r0表示分子引力與分子斥力平衡時(shí)的分子間距，設(shè)r時(shí)，ep0，則下列說法正確的是()a當(dāng)rr0時(shí)，分子力為零，ep0b當(dāng)rr0時(shí)，分子力為零，ep為最小c當(dāng)r0r10r0時(shí)，ep隨著r的增大而增大d當(dāng)r0r10r0時(shí)，ep隨著r的增大而減小e當(dāng)rr0時(shí)，ep隨著r的減小而增大【答案】bce規(guī)律總結(jié)判斷分子勢能變

12、化的兩種方法(1)利用分子力做功判斷分子力做正功，分子勢能減小；分子力做負(fù)功，分子勢能增加(2)利用分子勢能ep與分子間距離r的關(guān)系圖線判斷如圖所示，僅受分子力作用，分子動能和勢能之和不變，根據(jù)ep變化可判知ek變化而ep變化根據(jù)圖線判斷但要注意此圖線和分子力與分子間距離的關(guān)系圖線形狀雖然相似，但意義不同，不要混淆階梯練習(xí)1兩分子間的斥力和引力的合力f與分子間距離r的關(guān)系如圖中曲線所示，曲線與r軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為r0.相距很遠(yuǎn)的兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近若兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢能為零，下列說法正確的是()a在rr0階段，f做正功，分子動能增加，勢能減小b在rr0階段，f做負(fù)功，分

13、子動能減小，勢能也減小c在rr0時(shí)，分子勢能最小，動能最大d在rr0時(shí)，分子勢能為零e分子動能和勢能之和在整個過程中不變【答案】ace. 【解析】由epr圖可知：在rr0階段，當(dāng)r減小時(shí)f做正功，分子勢能減小，分子動能增加，故a正確；在rr0階段，當(dāng)r減小時(shí)f做負(fù)功，分子勢能增加，分子動能減小，故b錯誤；在rr0時(shí)，分子勢能最小，但不為零，動能最大，故c正確，d錯誤；在整個相互接近的過程中，分子動能和勢能之和保持不變，故e正確2 (多選)兩個相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動，直至不再靠近在此過程中，下列說法正確的是()a分子力先增大，后一直減小b分子力先做正功，后做負(fù)功c分子動能先

14、增大，后減小d分子勢能先增大，后減小e分子勢能和動能之和不變【答案】bce.考向四實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測分子大小1. 實(shí)驗(yàn)原理：利用油酸酒精溶液在平靜的水面上形成單分子油膜，將油酸分子看作球形，測出一定體積油酸溶液在水面上形成的油膜面積，用d計(jì)算出油膜的厚度，其中v為一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積，s為油膜面積，這個厚度就近似等于油酸分子的直徑2實(shí)驗(yàn)器材：盛水淺盤、滴管(或注射器)、試劑瓶、坐標(biāo)紙、玻璃板、痱子粉(或細(xì)石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩筆3實(shí)驗(yàn)步驟：(1)取1 ml(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成200 ml的油酸酒精溶液(2)往邊長為3040 cm的淺盤中倒入約2 cm深的水，

15、然后將痱子粉(或細(xì)石膏粉)均勻地撒在水面上(3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液，使這些溶液的體積恰好為1 ml，算出每滴油酸酒精溶液的體積v0 ml.(4)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散開，形成單分子油膜(5)待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上(6)將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積(7)據(jù)油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積v，據(jù)一滴油酸的體積v和薄膜的面積s，算出油酸薄膜的厚度d，即為油酸分子的直徑比較算出的分子直徑，看其數(shù)量級(單位為

16、m)是否為1010m，若不是1010m需重做實(shí)驗(yàn)4實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)：(1)油酸酒精溶液的濃度應(yīng)小于.(2)痱子粉的用量不要太大，并從盤中央加入，使粉自動擴(kuò)散至均勻(3)測1滴油酸酒精溶液的體積時(shí)，滴入量筒中的油酸酒精溶液的體積應(yīng)為整毫升數(shù)，應(yīng)多滴幾毫升，數(shù)出對應(yīng)的滴數(shù)，這樣求平均值誤差較小(4)淺盤里水離盤口面的距離應(yīng)較小，并要水平放置，以便準(zhǔn)確地畫出薄膜的形狀，畫線時(shí)視線應(yīng)與板面垂直(5)要待油膜形狀穩(wěn)定后，再畫輪廓. (6)利用坐標(biāo)紙求油膜面積時(shí)，以邊長為1 cm的正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半個的舍去大于半個的算一個5可能引起誤差的幾種原因：(1)純油酸體積的計(jì)算引起誤差

17、(2)油膜面積的測量引起的誤差主要有兩個方面：油膜形狀的畫線誤差；數(shù)格子法本身是一種估算的方法，自然會帶來誤差階梯練習(xí)1在“油膜法估測油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，有下列實(shí)驗(yàn)步驟：往邊長約為40 cm的淺盤里倒入約2 cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計(jì)算出油酸分子直徑的大小用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時(shí)的滴數(shù)，由此計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃

18、板上完成下列填空：(1)上述步驟中，正確的順序是_(填寫步驟前面的數(shù)字)(2)將1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液，測得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測得所形成的油膜的面積是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直徑為_ m(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)【答案】(1)(2)510102(1)現(xiàn)有按酒精與油酸的體積比為mn配制好的油酸酒精溶液，用滴管從量筒中取體積為v的該種溶液，讓其自由滴出，全部滴完共n滴把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面上展開，穩(wěn)定后形成單分子油膜的形狀如圖所示，已知坐標(biāo)紙上每個小方格面積為s.根據(jù)

19、以上數(shù)據(jù)可估算出油酸分子直徑為d_；(2)若已知油酸的密度為，阿伏加德羅常數(shù)為na，油酸的分子直徑為d，則油酸的摩爾質(zhì)量為_【答案】(1)(2) 【解析】(1)一滴油酸酒精溶液里含油酸的體積為：v1，油膜的總面積為8s；則油膜的厚度即為油酸分子直徑，即d(2)一個油酸分子的體積：vd3，則油酸的摩爾質(zhì)量為mnavnad3.3在“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，所用油酸酒精溶液的濃度為每104 ml溶液中有純油酸6 ml，用注射器測得1 ml上述溶液為75滴把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆在玻璃板上描出油膜的輪廓，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖所

20、示，坐標(biāo)中正方形方格的邊長為1 cm.則(1)油酸薄膜的面積是_cm2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是_ml.(取一位有效數(shù)字)(3)按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測出油酸分子直徑約為_m(取一位有效數(shù)字)（四）知識還原第1節(jié)分子動理論內(nèi)能基礎(chǔ)知識一、分子動理論1物體是由大量分子組成的(1)分子模型：主要有兩種模型，固體與液體分子通常用球體模型，氣體分子通常用立方體模型(2)分子的大小分子直徑：數(shù)量級是1010 m；分子質(zhì)量：數(shù)量級是1026 kg；測量方法：油膜法(3)阿伏加德羅常數(shù)1 mol任何物質(zhì)所含有的粒子數(shù)，na6.021023 mol1.2分子熱運(yùn)動分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(1)擴(kuò)散

21、現(xiàn)象相互接觸的不同物質(zhì)彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象溫度越高，擴(kuò)散越快，可在固體、液體、氣體中進(jìn)行(2)布朗運(yùn)動懸浮在液體(或氣體)中的微粒的無規(guī)則運(yùn)動，微粒越小，溫度越高，布朗運(yùn)動越顯著3分子力分子間同時(shí)存在引力和斥力，且都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但總是斥力變化得較快二、內(nèi)能1分子平均動能(1)所有分子動能的平均值(2)溫度是分子平均動能的標(biāo)志2分子勢能由分子間相對位置決定的能，在宏觀上分子勢能與物體體積有關(guān)，在微觀上與分子間的距離有關(guān)3物體的內(nèi)能(1)內(nèi)能：物體中所有分子的熱運(yùn)動動能與分子勢能的總和(2)決定因素：溫度、體積和物質(zhì)的量三、溫度1意義：宏觀上表示物體的冷熱程度(微觀上標(biāo)志物體中分子平均動能的大