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1、第1講分子動(dòng)理論內(nèi)能知識(shí)一分子運(yùn)動(dòng)論的基本內(nèi)容1物體是由大量分子組成的(1)分子很小直徑數(shù)量級(jí)為1010 m.質(zhì)量數(shù)量級(jí)為10271026_kg.(2)分子數(shù)目特別大,阿伏加德羅常數(shù)NA6.02×1023 mol1.2分子的熱運(yùn)動(dòng)(1)布朗運(yùn)動(dòng)永不停息、無規(guī)則運(yùn)動(dòng)顆粒越小,運(yùn)動(dòng)越明顯溫度越高,運(yùn)動(dòng)越激烈運(yùn)動(dòng)軌跡不確定,只能用位置連線確定微粒做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)不能直接觀察分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng),而是用固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)來反映液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)(2)熱運(yùn)動(dòng):物體里的分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)跟溫度有關(guān),常稱做熱運(yùn)動(dòng)3分子間的相互作用力(1)引力和斥力同時(shí)存在,都隨距離的增大而減小,斥
2、力變化更快(2)分子力的特點(diǎn)rr0時(shí)(r0的數(shù)量級(jí)為1010 m),F(xiàn)引F斥,分子力F0;圖1111r<r0時(shí),F(xiàn)引<F斥,分子力F表現(xiàn)為斥力;r>r0時(shí),F(xiàn)引>F斥,分子力F表現(xiàn)為引力;r>10r0時(shí),F(xiàn)引、F斥迅速減為零,分子力F0.(3)分子力隨分子間距離的變化圖象(如圖1111)(1)布朗運(yùn)動(dòng)不是液體分子的運(yùn)動(dòng)而是懸浮在液體中固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)(2)分子力指的是斥力和引力的合力,分子之間的引力、斥力是同時(shí)存在的1 / 10知識(shí)二溫度和物體的內(nèi)能1溫度:兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí),它們具有某個(gè)“共同的熱學(xué)性質(zhì)”,我們把表征這一“共同熱學(xué)性質(zhì)”的物理量定義為溫度
3、一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度2兩種溫標(biāo):攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)關(guān)系:Tt273.15_K.3分子的動(dòng)能(1)分子動(dòng)能是分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能(2)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的平均值,溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志(3)分子熱運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能是物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的總和4分子的勢(shì)能(1)意義:由于分子間存在著引力和斥力,所以分子具有由它們的相對(duì)位置決定的能(2)分子勢(shì)能的決定因素微觀上決定于分子間距離;宏觀上決定于物體的體積5物體的內(nèi)能(1)等于物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和,是狀態(tài)量(2)對(duì)于給定的物體,其內(nèi)能大小由物體的溫度和體積決定(3)物體的內(nèi)能與物體
4、的位置高低、運(yùn)動(dòng)速度大小無關(guān)考點(diǎn)一分子直徑、質(zhì)量、數(shù)目等微觀量的估算一、宏觀量與微觀量的相互關(guān)系1微觀量:分子體積V0、分子直徑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相互關(guān)系(1)一個(gè)分子的質(zhì)量:m0.(2)一個(gè)分子的體積:V0.(注:對(duì)氣體,V0為分子所占空間體積)(3)物體所含的分子數(shù):n·NA·NA或n·NA·NA.(4)單位質(zhì)量中所含的分子數(shù):n.二、求解分子直徑時(shí)的兩種模型1把分子看做球形,d.2把分子看做小立方體,d.對(duì)于氣體,按上述思路算出的不是分子直徑,而是氣體分子間的平均距離已知
5、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)下列判斷錯(cuò)誤的是()A1 kg銅所含的原子數(shù)為B1 m3銅所含的原子數(shù)為C1個(gè)銅原子的質(zhì)量為(kg)D1個(gè)銅原子的體積為(m3)【解析】1 kg銅所含的原子數(shù)NNA,A正確;同理1 m3銅所含的原子數(shù)NNA,B錯(cuò)誤;1個(gè)銅原子的質(zhì)量m0(kg),C正確;1個(gè)銅原子的體積V0(m3),D正確【答案】B考點(diǎn)二布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng)活動(dòng)主體固體小顆粒分子區(qū)別是固體小顆粒的運(yùn)動(dòng),是比分子大得多的分子團(tuán)的運(yùn)動(dòng),較大的顆粒不做布朗運(yùn)動(dòng),但它本身的以及周圍的分子仍在做熱運(yùn)動(dòng)是指分子的運(yùn)動(dòng),分子無論大小都做
6、熱運(yùn)動(dòng),熱運(yùn)動(dòng)不能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到共同點(diǎn)都是永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng),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(dòng)是由于小顆粒受到周圍分子做熱運(yùn)動(dòng)的撞擊力而引起的,它是分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映(多選)(2012·大綱全國高考)下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的說法,正確的是()A布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)B液體溫度越高,懸浮粒子越小,布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈C布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體各部分的溫度不同而引起的D布朗運(yùn)動(dòng)是由液體分子從各個(gè)方向?qū)腋×W幼矒糇饔玫牟黄胶庖鸬摹窘馕觥坎祭蔬\(yùn)動(dòng)的研究對(duì)象是固體小顆粒,而不是液體分子,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤;布朗運(yùn)動(dòng)的影響因素是溫度和顆粒大小,溫度越高、顆粒越小
7、,布朗運(yùn)動(dòng)越明顯,故B選項(xiàng)正確;布朗運(yùn)動(dòng)是由于固體小顆粒受液體分子的碰撞作用不平衡而引起的,而不是由液體各部分的溫度不同而引起的,故C選項(xiàng)錯(cuò)誤,D選項(xiàng)正確【答案】BD考點(diǎn)三分子力、分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系分子力與分子勢(shì)能的比較名稱項(xiàng)目分子間的相互作用力F分子勢(shì)能Ep與分子間距的關(guān)系圖象隨分子間距的變化情況r<r0F引和F斥都隨距離的增大而減小,隨距離的減小而增大,F(xiàn)引<F斥,F(xiàn)表現(xiàn)為斥力r增大,斥力做正功,分子勢(shì)能減少r減小,斥力做負(fù)功,分子勢(shì)能增加r>r0F引和F斥都隨距離的增大而減小,隨距離的減小而增大,F(xiàn)引>F斥,F(xiàn)表現(xiàn)為引力r增大,引力做負(fù)功,分子勢(shì)能增加r減
8、小,引力做正功,分子勢(shì)能減少rr0F引F斥,F(xiàn)0分子勢(shì)能最小,但不為零r>10r0 (109 m)F引和F斥都已十分微弱,可以認(rèn)為分子間沒有相互作用力分子勢(shì)能為零圖1112如圖1112所示,用F表示兩分子間的作用力,Ep表示分子間的分子勢(shì)能,在兩個(gè)分子之間的距離由10r0變?yōu)閞0的過程中()AF不斷增大,Ep不斷減小BF先增大后減小,Ep則不斷減小CF不斷增大,Ep先增大后減小DF、Ep都是先增大后減小【解析】分子間的作用力是矢量,分子勢(shì)能是標(biāo)量,由圖象可知F先增大后變小,Ep則不斷減小,B正確【答案】B考點(diǎn)四實(shí)驗(yàn):用油膜法估測(cè)分子的大小一、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
9、子油膜,將油酸分子看做球形,測(cè)出一定體積油酸溶液在水面上形成的油膜面積,用dV/S計(jì)算出油膜的厚度,其中V為一滴油酸溶液中純油酸的體積,S為油膜面積,這個(gè)厚度就近似等于油酸分子的直徑圖1113二、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、彩筆三、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(zhǎng)約為3040 cm的淺盤中倒入約2 cm深的水,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
10、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(jí)(單位為m)是否為1010,若不是1010需重做實(shí)驗(yàn)(2011·上海高考)在“用單分子油膜估測(cè)分子大小”實(shí)驗(yàn)中,(1)某同學(xué)操作步驟如下:取一定量的無水酒精和油酸,制成一定濃
11、度的油酸酒精溶液;在量筒中滴入一滴該溶液,測(cè)出它的體積;在蒸發(fā)皿內(nèi)盛一定量的水,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散開穩(wěn)定;在蒸發(fā)皿上覆蓋透明玻璃,描出油膜形狀,用透明方格紙測(cè)量油膜的面積改正其中的錯(cuò)誤:_(2)若油酸酒精溶液體積濃度為0.10%,一滴溶液的體積為4.8×103 mL,其形成的油膜面積為40 cm2,則估測(cè)出油酸分子的直徑為_m.【解析】(1)由于一滴溶液的體積太小,直接測(cè)量時(shí)相對(duì)誤差太大,應(yīng)用微小量累積法減小測(cè)量誤差液面上不撒痱子粉時(shí),滴入的油酸酒精溶液在酒精揮發(fā)后剩余的油膜不能形成一塊完整的油膜,油膜間的縫隙會(huì)造成測(cè)量誤差增大甚至實(shí)驗(yàn)失敗(2)由油膜的體積等于一滴油酸酒
12、精溶液內(nèi)純油酸的體積可得:d m1.2×109 m.【答案】(1)在量筒中滴入N滴溶液在水面上先撒上痱子粉(2)1.2×1091(多選)某氣體的摩爾質(zhì)量為M,摩爾體積為V,密度為,每個(gè)分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0,則阿伏加德羅常數(shù)NA可表示為()ANABNACNA DNA【解析】NA,C對(duì);MV,即NA,B也對(duì),應(yīng)選B、C.【答案】BC2(多選)下列說法中正確的是()A擴(kuò)散現(xiàn)象說明了分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)B布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)際是液體分子的運(yùn)動(dòng)C分子間距離增大,分子間作用力一定減小D溫度高的物體的內(nèi)能不一定大【答案】AD3下列有關(guān)溫度的各種說法中正確的是()A溫度低的物體內(nèi)能小B
13、溫度低的物體,其分子運(yùn)動(dòng)的平均速率也必然小C做加速運(yùn)動(dòng)的物體,由于速度越來越大,因此物體分子的平均動(dòng)能越來越大D0的鐵和0的冰,它們的分子平均動(dòng)能相同【答案】D4(多選)“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)的科學(xué)依據(jù)是()A將油酸形成的膜看成單分子油膜B不考慮各油酸分子間的間隙C考慮了各油酸分子間的間隙D將油酸分子看成球形【解析】“用油膜法估測(cè)分子的大小”的原理是將一滴油酸(體積為V)滴入水中,使之形成一層單分子油膜,成為一個(gè)一個(gè)單層排列的球形體,顯然,球形體的直徑即為單分子油膜的厚度d,假設(shè)單分子油膜的面積為S,必然有d,所以“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)的科學(xué)依據(jù)是A、B、D.【答案】ABD5(
14、2011·廣東高考)如圖1114所示,兩個(gè)接觸面平滑的鉛柱壓緊后懸掛起來,下面的鉛柱不脫落,主要原因是()圖1114A鉛分子做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)B鉛柱受到大氣壓力作用C鉛柱間存在萬有引力作用D鉛柱間存在分子引力作用【解析】擠壓后的鉛分子之間的距離可以達(dá)到分子之間存在相互作用力的距離范圍內(nèi),故不脫落的主要原因是分子之間的引力,故D正確,A、B、C錯(cuò)誤【答案】D6(2012·四川高考)物體由大量分子組成,下列說法正確的是()A分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能越大B分子間引力總是隨著分子間距離的減小而減小C物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積有關(guān)D只有外界對(duì)物體做功才能增加物體的內(nèi)能【解
15、析】分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,分子的平均動(dòng)能越大,但某一分子的動(dòng)能不一定大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;分子間引力總是隨分子間距離的減小而增大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;物體的內(nèi)能是所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能之和,分子動(dòng)能與溫度有關(guān),分子勢(shì)能與體積有關(guān),所以物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積有關(guān),選項(xiàng)C正確;由熱力學(xué)第一定律知,做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能,選項(xiàng)D錯(cuò)誤【答案】C7(多選)(2013·新課標(biāo)全國卷)兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng),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(dòng)能先增大,后減小D分子勢(shì)能先增大,后減小E分子勢(shì)能和動(dòng)能之和不變
16、【解析】?jī)煞肿訌南嗑噍^遠(yuǎn)處僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng),直至不再靠近的過程中,分子力先表現(xiàn)為引力后表現(xiàn)為斥力,分子間距離rr0時(shí)為引力,隨著距離r的減小引力先增大后減小,分子間距離rr0時(shí)為斥力,光是斥力一直增大至最大,故選項(xiàng)A錯(cuò);在兩分子靠近的過程中,先是引力做正功、后又斥力做負(fù)功,分子勢(shì)能先減小后增大,分子動(dòng)能先增大后減小,所以選項(xiàng)B、C正確,選項(xiàng)D錯(cuò);分子僅在分子力作用下運(yùn)動(dòng),只有分子力做功,分子勢(shì)能和動(dòng)能之和不變,選項(xiàng)E正確【答案】BCE8(2013·福建高考)下列四幅圖中,能正確反映分子間作用力f和分子勢(shì)能Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是()【解析】當(dāng)rr0時(shí)引力與斥力
17、的合力為零即分子力為零,A、D錯(cuò);當(dāng)分子間的距離從r0增大或減小時(shí),分子力都做負(fù)功,分子勢(shì)能增加,rr0時(shí)分子勢(shì)能最小,B對(duì)C錯(cuò)【答案】B9(2012·廣東高考)清晨,草葉上的露珠是由空氣中的水汽凝結(jié)成的水珠這一物理過程中,水分子間的()A引力消失,斥力增大 B斥力消失,引力增大C引力、斥力都減小 D引力、斥力都增大【解析】當(dāng)水汽凝結(jié)成水珠時(shí),水分子之間的距離減小,分子間的引力和斥力同時(shí)增大,只是斥力比引力增加得更快一些【答案】D10(2011·全國高考)在“油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中,有下列實(shí)驗(yàn)步驟:往邊長(zhǎng)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
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