分子動理論·典型題剖析

1、分子動理論·典型題剖析例1 已知銅的摩爾質(zhì)量M=63.5g，銅的密度是=8.9g/cm3，試估算銅原子的質(zhì)量和銅原子的體積已知NA=6.02×1023mol-1分析 設(shè)想銅原子是一個(gè)個(gè)緊挨著排列的，利用阿伏加德羅常數(shù)即得解答 銅原子的質(zhì)量為銅原子的體積為=1.2×10-23cm3說明 如果要估算銅原子的直徑，可把銅原子看作一個(gè)個(gè)小球，由得例2 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氫氣分子間的距離為多大？分析 由1mol氫在標(biāo)準(zhǔn)狀況下所占的體積和分子數(shù)，可算出每個(gè)氫分子所占體積，把它看成一個(gè)立方體，其邊長就是氫分子的間距解答 1mol氫在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積Vmol=22.4×10

2、-3m3，它含有的氫分子數(shù)N=6.02×1023個(gè)，所以每個(gè)氫分子所占據(jù)的空間為=3.72×10-26m3把這個(gè)空間看成是一個(gè)立方體，它的邊長等于相鄰兩個(gè)立方體的中心距離，也就是兩個(gè)氫分子的距離，即3.34×10-9m說明 由計(jì)算可知，通常情況下氣體分子的間距比分子直徑大一個(gè)數(shù)量級，所以?？刹挥?jì)分子本身體積例3 從下列哪一組數(shù)據(jù)可以算出阿伏加德羅常數(shù)？ A水的密度和水的摩爾質(zhì)量B水的摩爾質(zhì)量和水分子的體積C水分子的體積和水分子的質(zhì)量D水分子的質(zhì)量和水的摩爾質(zhì)量分析 阿伏加德羅常數(shù)表示1mol物質(zhì)（如水）中含有的分子數(shù)，因此由水的摩爾質(zhì)量（設(shè)為M）除以水分子質(zhì)量（設(shè)

3、為m），就可算出其中的分子數(shù)，即題中數(shù)據(jù)A，只能算出摩爾體積；數(shù)據(jù)C只能算出水分子的密度；數(shù)據(jù)B的兩者之間無法直接建立聯(lián)系，均無法算出阿伏加德羅常數(shù)答 D討論在油膜法中，通常先將油酸（C17H35COOH）用無水酒精稀釋后制成0.5油酸酒精溶液取一小滴滴在水面上，由于油酸分子的酸根COOH對水有很強(qiáng)的親和力，就使這一滴油酸在水面上散開，形成一層單分子薄膜測量出這一滴油酸所擴(kuò)散出來的油膜面積，根據(jù)它的體積即可求出這一層油膜的厚度，亦即油酸分子直徑的近似值實(shí)驗(yàn)中，為了較方便地確定油膜的面積，在油滴滴入水面之前，先在水面上撒一薄層松花粉（或滑石粉），油膜面積的大小，可由松花粉（或滑石粉）圍成的閉合邊

4、界確定待油膜不再擴(kuò)散時(shí)，可用一片玻璃蓋在水盤上，用筆按照松花粉的邊界描出油膜的邊緣，然后將描有油膜范圍的玻璃片放在方格紙上，根據(jù)每一小方格的面積（l2cm2）和油膜所占的格數(shù)n（占大半格的算作1格，不足半格的舍去），即可算出油膜的面積S=nl2cm2分子間的相互作用力·典型題剖析 例1 分子間的相互作用力由引力f引和斥力f斥兩部分組成，則 Af引和f斥是同時(shí)存在的Bf引總是大于f斥，其合力總表現(xiàn)為引力C分子之間的距離越小，f引，越小，f斥越大D分子之間的距離越小，f引越大，f斥越小分析 分子之間的引力和斥力是同時(shí)存在的，它們的大小和合力都與分子間距有關(guān)分子間距越小時(shí)，引力和斥力都越大

5、當(dāng)rr0時(shí)，斥力的增大更快，合力表現(xiàn)為斥力；反之，當(dāng)rr0時(shí)，斥力的減小更快，合力才表現(xiàn)為引力所以B、C、D都錯答 A例2 試從分子動理論的觀點(diǎn)，說明物體三態(tài)（固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)）為什么有不同的宏觀特征？分析 可以根據(jù)分子間距的不同，使得分子間相互作用力也不同的特點(diǎn)去解釋答 固體分子間的距離非常小，分子之間的作用力很大，其分子只能在平衡位置附近作范圍很小的無規(guī)則振動因此，固體不但具有一定的體積，還具有一定的形狀液體分子間的距離比較小，分子之間的作用力也相當(dāng)大，但與固體分子相比，液體分子可以在平衡位置附近作范圍較大的無規(guī)則振動，而且液體分子的平衡位置不是固定的，是在不斷地移動因而液體雖然具有一定的

6、體積，卻沒有固定的形狀氣體分子間距離很大，彼此間的作用力極為微小，其分子除了在與其他分子或器壁碰撞時(shí)有相互作用外可以認(rèn)為不受其他作用力的因而氣體分子總是作勻速直線運(yùn)動，直到碰撞時(shí)才改變方向所以氣體沒有一定的體積，也沒有一定的形狀，總是充滿整個(gè)容器討論分子之間相互作用力，就其本質(zhì)來說是屬于電性的，是由構(gòu)成分子的帶電粒子（電子、質(zhì)子）的相互作用引起的課本中的彈簧-小球僅是一種簡化的模型，是為了便于理解而引入的它與實(shí)際分子有質(zhì)的差別，實(shí)際分子間的相互作用比彈簧的作用要復(fù)雜得多分子的動能和勢能、物體的內(nèi)能·典型題剖析 例1 甲、乙兩個(gè)分子相距較遠(yuǎn)（此時(shí)它們的分子力可忽略）設(shè)甲固定不動，乙逐漸

7、向甲靠近直到不能再靠近的整個(gè)過程中 A分子力總是對乙做正功B乙總是克服分子力做功C先是乙克服分子力做功，然后是分子力對乙做正功D先是分子力對乙做正功，然后是乙克服分子力做功分析 乙逐漸向甲靠近，當(dāng)間距r10r0時(shí)，分子間呈現(xiàn)引力在乙繼續(xù)向甲靠近過程中，分子力對乙做正功隨著乙進(jìn)一步靠近甲，當(dāng)間距rr0時(shí)，分子間呈現(xiàn)斥力，在乙向甲靠近到不能再近的過程中，分子力對乙做負(fù)功，也就是說，乙需克服分子力做功所以，在整個(gè)過程中，不是分子力總對乙做功或乙總是克服力做功，也不是乙先克服分子力做功，然后分子力對乙做正功，A、B、C都錯答 D例2 質(zhì)量相等，溫度都為100的水和水蒸氣，它們的內(nèi)能 A相等B水的內(nèi)能比

8、水蒸氣的內(nèi)能大C水蒸氣的內(nèi)能比水的內(nèi)能大D無法確定分析 質(zhì)量相等的水和水蒸氣的溫度都為100時(shí)，水和水蒸氣的分子數(shù)目相等，分子熱運(yùn)動的平均動能是相等的由于水蒸氣的體積比相等質(zhì)量的水的體積來得大，也就是說水蒸氣分子間的距離比水分子間的距離來得大，水蒸氣分子勢能比水分子勢能來得大所以，水蒸氣的內(nèi)能比質(zhì)量相等、溫度相同的水的內(nèi)能大答 C說明 生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們，被水蒸氣燙傷比被沸水燙傷嚴(yán)重這正是由于同樣質(zhì)量的100水蒸氣和100的水，接觸人的皮膚降溫后，水蒸氣釋放出來的內(nèi)能比水大得多的緣故例3 關(guān)于內(nèi)能和機(jī)械能的下列說法中，正確的是 A機(jī)械能很大的物體，其內(nèi)能一定很大B物體的機(jī)械能損失時(shí)，內(nèi)能卻可能增

9、加C物體的內(nèi)能損失時(shí)，機(jī)械能必然會減少D物體的內(nèi)能為零時(shí)，機(jī)械能可以不為零E物體的機(jī)械能為零時(shí)，內(nèi)能可以不為零分析 內(nèi)能和機(jī)械能是兩種不同形式的能對同一物體，不考慮形變時(shí)，機(jī)械能由其整體的宏觀速度和相對地面的高度決定；內(nèi)能則與其內(nèi)部分子的無規(guī)則運(yùn)動及其聚集狀態(tài)有關(guān)，它跟物體整體的宏觀速度（不計(jì)摩擦發(fā)熱時(shí)）和高度一般無直接聯(lián)系把物體緩緩地舉得很高，使它處于很低溫度的環(huán)境中，物體的機(jī)械能很大，但內(nèi)能卻不一定大，A錯物體在空中因空氣阻力勻速下落時(shí)，機(jī)械能有了損失，但因與空氣摩擦使物體溫度升高，內(nèi)能會增加，B正確使物體保持靜止，降低溫度，當(dāng)忽略物體的體積變化時(shí)，物體的內(nèi)能減少，機(jī)械能可以認(rèn)為不變C錯由于物體分子永不停息地作無規(guī)則運(yùn)動，物體的內(nèi)能不可能為零，機(jī)械能可以為零D錯，E正確答 B、E討論1分子勢能隨分子間距的變化可與物體的重力勢能相類比，可以統(tǒng)一從系統(tǒng)的功能轉(zhuǎn)換關(guān)系考慮若系統(tǒng)的