高考?xì)v史第14章1節(jié)分子動(dòng)理論內(nèi)能知識(shí)研習(xí)課件版選修

1．認(rèn)識(shí)分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)，知道其實(shí)驗(yàn)依據(jù)．知道阿伏伽德羅常數(shù)的意義．2．了解分子運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律．認(rèn)識(shí)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志．理解內(nèi)能的概念．3．能用分子動(dòng)理論和統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)解釋氣體壓強(qiáng)．4

．了解固體的微觀結(jié)構(gòu)，會(huì)區(qū)別晶體和非晶體．能解釋液體表面張力產(chǎn)生的原因．5．通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解氣體實(shí)驗(yàn)定律，知道理想氣體模型．能用分子動(dòng)理論和統(tǒng)計(jì)規(guī)律解釋氣體壓強(qiáng)和氣體實(shí)驗(yàn)定律．6．知道飽和汽、未飽和汽及飽和汽壓，了解相對(duì)濕度．舉例說(shuō)明空氣的相對(duì)濕度對(duì)人的生活和植物生長(zhǎng)的影響．7．了解熱力學(xué)第一定律和第二定律，理解能量守恒定律．8．認(rèn)識(shí)能源的開(kāi)發(fā)和利用，具有保護(hù)環(huán)境的意識(shí)．實(shí)行新課程改革后，新高考中選考模塊內(nèi)容的綜合性受到

一定限制．在選修3－3中，本知識(shí)點(diǎn)是出現(xiàn)幾率比較高的

內(nèi)容，模塊內(nèi)綜合是高考命題的顯著特點(diǎn)；關(guān)于氣體部分，高考中明確了降低要求，加之高考分?jǐn)?shù)的限制，有關(guān)氣體

的計(jì)算不會(huì)過(guò)于復(fù)雜．熱力學(xué)第一定律是以能量為主線，研究改變內(nèi)能的方式與規(guī)律；在能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的基礎(chǔ)上，熱力學(xué)第二定律探討了自然過(guò)程的方向性和理想熱機(jī)的效率問(wèn)題，揭示了宏觀過(guò)程方向性的微觀本質(zhì)．本部分內(nèi)容是選修3－3模塊出現(xiàn)幾率最高的知識(shí)點(diǎn)，既可能單獨(dú)考查，也很可能與內(nèi)能、理想氣體綜合起來(lái)考查．1．物體是由大量分子組成的(1)分子的大?、俜肿又睆剑簲?shù)量級(jí)是

10－10

m.②分子質(zhì)量：數(shù)量級(jí)是

10－25～10－27

kg.S③測(cè)量辦法：

油膜法

，d＝V.(2)阿伏伽德羅常數(shù)①定義：1

mol任何物質(zhì)所含有的相同粒子數(shù)．②數(shù)值：NA＝mol－1.6.02×10232．分子熱運(yùn)動(dòng)(1)擴(kuò)散現(xiàn)象①定義：相互接觸的

對(duì)方不同物質(zhì)

能夠彼此進(jìn)入溫度，這類(lèi)現(xiàn)象叫做擴(kuò)散．②特點(diǎn)：

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(dòng)①定義：懸浮在液體(或氣體)中的微粒的永不停息的

不平衡運(yùn)動(dòng)叫做布朗運(yùn)動(dòng)．②產(chǎn)生原因：微粒受到周?chē)后w(或氣體)分子的撞擊

不平衡，產(chǎn)生了布朗運(yùn)動(dòng)，微粒越

高，撞擊就越

小，布朗運(yùn)動(dòng)就越顯著，溫度越

布朗運(yùn)動(dòng)也越顯著．(3)熱運(yùn)動(dòng)：分子永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)．無(wú)規(guī)則3．分子間存在相互作用的引力和斥力(1)分子間有空隙：氣體很容易被

變小壓縮，布朗運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散現(xiàn)象、水和酒精混合后總體積

空隙這些事件都證明了分子間存在著

增大．，分子間的引力大而

，隨分但斥力比引(2)特點(diǎn)：如圖所示都隨分子間距離的增

和斥力子間距離的減小而

減小

，

快

．力變化④當(dāng)分子間距離的數(shù)量級(jí)大于10r0(10－9力變得很微弱，可忽略不計(jì)．①當(dāng)r＝r0時(shí)，

f引＝f斥

，分子力表現(xiàn)為0.②當(dāng)r>r0時(shí)，f引>f斥，分子力表現(xiàn)為

引力

．③當(dāng)r<r0時(shí)，f引<f斥，分子力表現(xiàn)為

斥力

．m)時(shí)分子4．分子動(dòng)理論物體是由大量分子組成的，分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，分子之間同時(shí)存在著引力和

斥力

．5．內(nèi)能1(1)分子平均動(dòng)能：2①分子動(dòng)能：指分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)而具有的動(dòng)能，Ek＝

mv2.②分子平均動(dòng)能：指所有分子的動(dòng)能的平均值．③分子平均動(dòng)能的標(biāo)志——溫度．溫度

越高

，分子平均動(dòng)能越大．④分子的平均動(dòng)能與宏觀上的物體運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān)．(2)分子勢(shì)能：①概念：由分子間相對(duì)位置決定的勢(shì)能．②相關(guān)因素：a．宏觀上：分子勢(shì)能的大小與體積

有關(guān)．b．微觀上：分子勢(shì)能與

分子間距離有關(guān)，當(dāng)分子間的距離r>r0時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而

增大；當(dāng)r<r0時(shí)，分子勢(shì)能隨

r的減小而

增大；當(dāng)r＝r0

時(shí)，分子勢(shì)能

最小

．(3)物體的內(nèi)能：①內(nèi)能：物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)的

勢(shì)能

動(dòng)能和

分子

的總和．②決定因素：由

物質(zhì)的量、溫度、體共積同決定，同時(shí)受物態(tài)變化的影響．③物體的內(nèi)能跟物體

機(jī)械運(yùn)動(dòng)

狀態(tài)無(wú)關(guān)．考點(diǎn)一 宏觀量與微觀量及其相互關(guān)系1．微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m.2．宏觀量：物體體積V、摩爾體積Vmol、物體的質(zhì)量M、摩爾質(zhì)量Mmol、物體的密度ρ.3．關(guān)系(1)分子的質(zhì)量：m＝

NA

＝

NAMmol

ρVmol.0(2)分子的體積：V

＝Vmol＝MmolNA

ρNA.【技巧提示】

(1)對(duì)于固體和液體，可以認(rèn)為它們的分子是一個(gè)挨一個(gè)緊密排列的，分子之間沒(méi)有空隙，設(shè)分子體3

6V0

3π

(球體模型)，d＝

V0(立方積為V0，則分子的直徑d＝體模型)．(2)對(duì)于氣體，分子間有一個(gè)很大的空隙，一般建立立方體模型，求出的立方體邊長(zhǎng)是兩個(gè)相鄰的氣體分子之間的平0均距離，并非氣體分子的大小，即d＝3

V

.VmolA(3)物體所含的分子數(shù)：n＝

V

·N

＝MρVmolA·N

，Mmol

MmolA

A或

n＝

M

·N

＝

ρV

·N

.【案例1】 (2010·江蘇高考)已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3

kg/m3和2.1kg/m3，空氣的摩爾質(zhì)量為0.029kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1.若潛水員呼吸一次吸入2

L空氣，試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)．(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)【解析】設(shè)空氣的摩爾質(zhì)量為M，在海底和岸上的密度分別為ρ

海和ρ

岸，一次吸入空氣的體積為V，則有Δn＝ρ海－ρ岸VM22NA，代入數(shù)據(jù)得

Δn＝3×10

個(gè).【答案】

3×1022個(gè)【即時(shí)鞏固1】＝

200.5×10

－

3已知汞的摩爾質(zhì)量為Mmolkg/mol

，密度為ρ

＝13.6×1036.0×1023kg/m3

，阿伏伽德羅常數(shù)NA

＝mol－1.則一個(gè)汞原子的質(zhì)量(用相應(yīng)的字母表示即可)、一個(gè)汞原子的體積(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)、體積為1cm3的汞中汞原子的個(gè)數(shù)分別為．A．Mmolρ、1×10－29

m3、2×1022個(gè)Mmol－29

3

22B.

NA

、2×10 m

、4×10

個(gè)C．MmolNA、2×10－29

m3、4×1022

個(gè)D．NAρ、1×10－29

m3、2×1022

個(gè)【解析】由宏觀量通過(guò)阿伏伽德羅常數(shù)做橋梁，求出微觀量．0(1)一個(gè)汞原子的質(zhì)量為：m

＝MmolNA.(2)一個(gè)汞原子的體積為：0V

＝M

ρNAmol＝200.5×10－3313.6×10

×6.0×1023m3＝2×10－29

m3.(3)1

cm3

的汞中含汞原子個(gè)數(shù)為：n＝ρVN

MmolA＝13.6×103×1×10－6×6.0×1023200.5×10－3個(gè)＝4×1022

個(gè)．【答案】B考點(diǎn)二

布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散的共同之處，以及布朗運(yùn)動(dòng)與分子運(yùn)動(dòng)的區(qū)別1．布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象的共同點(diǎn)(1)它們都反映了分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)．(2)它們都隨溫度的升高而表現(xiàn)得越明顯．2．布朗運(yùn)動(dòng)和分子運(yùn)動(dòng)的比較布朗運(yùn)動(dòng)分子運(yùn)動(dòng)研究對(duì)象懸浮在液體、氣體中的固體小顆粒分子特點(diǎn)①永不停息；②無(wú)規(guī)則；③顆粒越小，現(xiàn)象越明顯；④溫度越高，運(yùn)動(dòng)越激烈；⑤肉眼看不到和前面①②④⑤相同因果關(guān)系布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因是由于分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的撞擊力的不平衡，是分子運(yùn)動(dòng)的反映分子運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)的原因【技巧提示】(1)布朗運(yùn)動(dòng)既不是固體分子的運(yùn)動(dòng)，也不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，而是分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映．(2)布朗運(yùn)動(dòng)中的微粒是由成千上萬(wàn)的大量分子組成的“分子集團(tuán)”．3．布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象的比較布朗運(yùn)動(dòng)只能在液體、氣體中發(fā)生，而擴(kuò)散現(xiàn)象可以發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間．【案例2】

分子動(dòng)理論較好地解釋了物質(zhì)的宏觀熱學(xué)性質(zhì)，據(jù)此可判斷下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是．A．顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性B．分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大，一定先減小后增大C．分子勢(shì)能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大D．在真空、高溫條件下，可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料摻入其他元素【解析】

顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒做布朗運(yùn)動(dòng)，是對(duì)液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映，A正

確；由分子力與分子間距離的關(guān)系可知，如果是分子距離從很小開(kāi)始逐漸增大，則分子力由斥力逐漸減小到零，再表現(xiàn)為引力先增大后減小，直至減小到零，B錯(cuò)誤；由以上過(guò)程可以分析，分子力先做正功后做負(fù)功，分子勢(shì)能先減小后增大，

C正確；由于分子的擴(kuò)散，當(dāng)然在真空、高溫條

件下可以向半導(dǎo)體材料摻入其他元素，D正確．【答案】B【即時(shí)鞏固2】(2009·北京理綜)做布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，得到某個(gè)觀測(cè)記錄如圖．圖中記錄的是．分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌 跡某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖線按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線【解析】 布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而非分子的運(yùn)動(dòng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；既然運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的，所以微粒沒(méi)有固定的運(yùn)動(dòng)軌跡，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)于某個(gè)微粒而言，在不同時(shí)刻的速度大小和方向均是不確定的，所以無(wú)法確定其在某一個(gè)時(shí)刻的速度，故也就無(wú)法描繪其速度－時(shí)間圖線，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；只有D項(xiàng)正確．【答案】

D考點(diǎn)三分子間的相互作用力問(wèn)題分子之間雖然有空隙，大量分子卻能聚集在一起形成固體或液體，說(shuō)明分子之間存在著引力．分子間有引力，而分子間有空隙，沒(méi)有緊緊吸在一起，說(shuō)明分子間還存在著斥力．分子間同時(shí)存在著引力和斥力，都隨分子之間距離的變化而變化．但是，由于斥力比引力變化得快，便出現(xiàn)了

“斥力大于引力”、“斥力和引力恰好相等”、

“引力大于斥力”的情況；分子間距離為r0時(shí)分子力為零，并不是分子間無(wú)引力和斥力．當(dāng)分子間的距離遠(yuǎn)大于10r0時(shí)，引力和斥力都已經(jīng)十分微弱，可以認(rèn)為分子間沒(méi)有相互作用力，分子力為零．【案例3】(2010·全國(guó)Ⅰ理綜)如圖為兩分子系統(tǒng)的勢(shì)能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線．下列說(shuō)法正確的是（

）當(dāng)r大于r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力當(dāng)r小于r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力當(dāng)r等于r1時(shí)，分子間的作用力為零在r由r1變到r2的過(guò)程中，分子間的作用力做負(fù)功【解析】本題考查分子力做功與分子勢(shì)能的關(guān)系、功的正負(fù)的判斷．意在考查考生對(duì)基本概念和基

本規(guī)律的理解能力．對(duì)兩分子組成的系統(tǒng)，分子

力做正功，分子勢(shì)能減?。环肿恿ψ鲐?fù)功，分子

勢(shì)能增加．結(jié)合圖象可知，分子距離由非常近到

r1時(shí)，Ep減小，分子力做正功；當(dāng)分子由r1到r2時(shí)，

Ep減少，分子力做正功，故分子力為斥力，A、D錯(cuò)誤，B正確；分子間距離由r2繼續(xù)增大時(shí)，分子勢(shì)能增加，說(shuō)明分子力做負(fù)功，即分子間表現(xiàn)為

引力，故分子間距離為r2時(shí)，分子間作用力為零，

C正【答確案；】本B題、C答案為B、C.【即時(shí)鞏固3】（2010·四川理綜）下列現(xiàn)象中不能說(shuō)明分子間存在分子力的是（

）A.兩鉛塊能被壓合在一起B(yǎng).鋼繩不易被拉斷C.水不容易被壓縮D.空氣容易被壓縮【解析】A、B選項(xiàng)說(shuō)明分子間存在引力，C選項(xiàng)說(shuō)明分子間存在斥力，D項(xiàng)說(shuō)明氣體分子間距大，故答案為D.【答案】D考點(diǎn)四溫度、內(nèi)能和機(jī)械能1．對(duì)溫度的理解(1)溫度的意義：溫度在宏觀上表示物體的冷熱程度，在微觀上表示分子的平均動(dòng)能．(2)兩種表示方法：攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)．兩種溫標(biāo)溫度的零點(diǎn)不同，同一溫度兩種溫標(biāo)表示的數(shù)值不同，但它們表示的溫度間隔是相同的，即每一度的大小相同，Δt＝ΔT.【技巧提示】(1)熱力學(xué)溫度的零值是低溫極限，永遠(yuǎn)達(dá)不到，即熱力學(xué)溫度無(wú)負(fù)值．(2)溫度是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的集體行為，對(duì)個(gè)別分子來(lái)說(shuō)溫度沒(méi)有意義．2．物體的內(nèi)能和機(jī)械能的比較類(lèi)別比較內(nèi)能機(jī)械能定義物體中所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能之和物體的動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的統(tǒng)稱(chēng)決定由物體內(nèi)部狀態(tài)決定跟宏觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、參考系和零勢(shì)能點(diǎn)的選取有關(guān)量值任何物體都有內(nèi)能可以為零測(cè)量無(wú)法測(cè)量可測(cè)量本質(zhì)微觀分子的運(yùn)動(dòng)和相互作用的結(jié)果宏觀物體的運(yùn)動(dòng)和相互作用的結(jié)果【技巧提示】(1)物體的體積越大，分子勢(shì)能不一定就越大，如0℃的水結(jié)成0℃的冰后體積變大，但分子勢(shì)能卻減小了．(2)理想氣體分子間相互作用力為零，故分子勢(shì)能忽略不計(jì)，一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)．(3)機(jī)械能和內(nèi)能都是對(duì)宏觀物體而言的，不存在某個(gè)分子的內(nèi)能、機(jī)械能的說(shuō)法．【案例4】

1

g

100

℃的水和1

g

100 ℃的水蒸氣相比較，下列說(shuō)法

．(1)分子的平均動(dòng)能和分子的總動(dòng)能都相同．(2)它們的內(nèi)能相同．A．(1)(2)兩種說(shuō)法均正確B．(1)(2)兩種說(shuō)法均錯(cuò)誤C．(1)說(shuō)法正確，(2)說(shuō)法錯(cuò)誤D．(1)說(shuō)法錯(cuò)誤，(2)說(shuō)法正確【解析】由溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志及物體內(nèi)能的影響因素，即可判斷．溫度相同則它們的分子平均動(dòng)能相同；又因?yàn)?/p>