物理人教版選修3-3課件第七章氣體動理論章末總結(jié)

第七章

章末總結(jié)內(nèi)容索引知識網(wǎng)絡(luò)題型探究達(dá)標(biāo)檢測知識網(wǎng)絡(luò)分子動理論分子動理論的基本觀點物體是由大量分子組成的直徑：

質(zhì)量：一般為10－26kg分子的大小油膜法測定分子直徑d＝__數(shù)量級阿伏加德羅常數(shù)NA＝

NA＝

＝分子永不停息地做無規(guī)則運動實驗依據(jù)：

運動特點永不停息且_______溫度越高，運動越_____10－10m6.02×1023mol－1擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運動無規(guī)則激烈分子動理論分子動理論的基本觀點分子間存在著相互作用力溫度和溫標(biāo)熱平衡的特點：一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的_____熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系：T＝

和

同時存在，分子力指引力和斥力的合力r＝r0時，F(xiàn)引＝F斥，分子力為___r<r0時，F(xiàn)引<F斥，分子力表現(xiàn)為_____r>r0時，F(xiàn)引>F斥，分子力表現(xiàn)為_____r≥10r0時，分子力幾乎為零，可以忽略引力斥力零斥力引力溫度t＋273.15K分子動理論物體的內(nèi)能分子平均動能：由

決定分子勢能：由分子間

決定物體內(nèi)能所有分子的熱運動

和分子

的總和決定因素：

、

、物質(zhì)的量及物態(tài)溫度相互位置動能勢能溫度體積題型探究一、阿伏加德羅常數(shù)的相關(guān)計算例1

一個房間的地面面積是15m2，房間高3m．已知標(biāo)準(zhǔn)狀況下，空氣的平均摩爾質(zhì)量是2.9×10－2kg/mol.通常用空氣濕度表示空氣中含有的水蒸氣的情況，若房間內(nèi)所有水蒸氣凝結(jié)成水后的體積為103cm3，已知水的密度為ρ＝1.0×103kg/m3，水的摩爾質(zhì)量Mmol＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1，求：(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(1)房間內(nèi)空氣的質(zhì)量為____kg；58解析答案解析將房間內(nèi)狀態(tài)看成標(biāo)準(zhǔn)狀況，此時每摩爾空氣占有體積V0＝22.4L，由已知條件可知房間內(nèi)空氣的物質(zhì)的量為：n1＝

mol≈2×103mol所以房間內(nèi)空氣的質(zhì)量為：m＝n1M＝2×103×2.9×10－2kg＝58kg即房間內(nèi)空氣質(zhì)量為58kg.(2)房間中有_________個水分子；解析答案即房間內(nèi)水分子的個數(shù)為3.3×1025個．3.3×1025(3)估算一個水分子的直徑為__________m.解析答案即一個水分子的直徑約為3.9×10－10m.3.9×10－10二、對用油膜法估測分子的大小的理解用油膜法估測分子的大小的實驗原理是：把一滴酒精稀釋過的油酸溶液滴在水面上，酒精溶于水或揮發(fā)，在水面上形成一層油酸薄膜，薄膜可認(rèn)為是單分子層膜，如圖1所示．將水面上形成的油膜形狀畫到玻璃板上，計算出油膜的面積，根據(jù)純油酸的體積V和油膜的面積S，計算出油膜的厚度d＝

，即油酸分子的直徑．圖1例2

在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，有下列實驗步驟：①往邊長約為40cm的淺盤里倒入約2cm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．②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．③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大?。苡米⑸淦鲗⑹孪扰浜玫挠退峋凭芤阂坏我坏蔚氐稳肓客仓?，記下量筒內(nèi)增加一定體積時的滴數(shù)，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積．⑤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____________．(填寫步驟前面的序號)(2)將1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液，測得1cm3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0.13m2.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)解析答案④①②⑤③5×10－10解析每滴油酸酒精溶液中所含純油酸的體積為：三、分子力曲線和分子勢能曲線的比較和應(yīng)用分子力隨分子間距離的變化圖象與分子勢能隨分子間距離的變化圖象非常相似，但卻有著本質(zhì)的區(qū)別．(1)分子力曲線分子間作用力與分子間距離的關(guān)系曲線如圖2甲所示，縱軸表示分子力F；斥力為正，引力為負(fù)，正負(fù)表示力的方向；橫軸表示分子間距離r，其中r0為分子間的平衡距離，此時引力與斥力大小相等．圖2(2)分子勢能曲線分子勢能隨分子間距離變化的關(guān)系曲線如圖乙所示，縱軸表示分子勢能Ep；分子勢能有正負(fù)，但正負(fù)反映其大小，正值一定大于負(fù)值；橫軸表示分子間距離r，其中r0為分子間的平衡距離，此時分子勢能最?。?3)曲線的比較圖甲中分子間距離r＝r0處，對應(yīng)的是分子力為零，而在圖乙中分子間距離r＝r0處，對應(yīng)的是分子勢能最小，但不為零．若取r≥10r0處，分子力為零，則該處分子勢能為零．例3

(多選)圖3甲、乙兩圖分別表示兩個分子之間分子力和分子勢能隨分子間距離變化的圖象．由圖象判斷以下說法中正確的是圖3A.當(dāng)分子間距離為r0時，分子力和分子勢能均最小

且為零B.當(dāng)分子間距離r>r0時，分子力隨分子間距離的增

大而增大C.當(dāng)分子間距離r>r0時，分子勢能隨分子間距離的

增大而增大D.當(dāng)分子間距離r<r0時，隨著分子間距離逐漸減小，

分子力和分子勢能都逐漸增大

√解析答案√解析由題圖可知，當(dāng)分子間距離為r0時，分子力和分子勢能均達(dá)到最小，但此時分子力為零，而分子勢能不為零，為負(fù)值；當(dāng)分子間距離r>r0時，分子力隨分子間距離的增大先增大后減小，此時分子力做負(fù)功，分子勢能增大；當(dāng)分子間距離r<r0時，隨著分子間距離逐漸減小，分子力逐漸增大，而此過程中分子力做負(fù)功，分子勢能增大，由此知選項C、D正確.四、分子熱運動和物體的內(nèi)能1.分子熱運動：分子熱運動是永不停息且無規(guī)則的，溫度越高，分子熱運動越激烈.大量分子的運動符合統(tǒng)計規(guī)律.擴(kuò)散現(xiàn)象能直接說明分子在做熱運動，而布朗運動能間接說明分子在做熱運動.2.物體的內(nèi)能是指組成物體的所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和.(1)由于溫度越高，分子平均動能越大，所以物體的內(nèi)能與溫度有關(guān).(2)由于分子勢能與分子間距離有關(guān)，而分子間距離與物體體積有關(guān)，因此物體的內(nèi)能與物體的體積有關(guān).(3)由于物體所含物質(zhì)的量不同，分子數(shù)目不同，分子勢能與分子動能的總和不同，所以物體的內(nèi)能與物質(zhì)的量也有關(guān)系.總之，物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積和物質(zhì)的量都有關(guān)系.例4

下列關(guān)于分子熱運動和熱現(xiàn)象的說法正確的是

A.氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因為氣體分子之間存在勢

能的緣故B.一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，其分子平均動能增加C.一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子的熱運動動能和分子勢能的總和D.如果氣體溫度升高，那么每一個分子熱運動的速率都增加解析答案√解析氣體分子間的距離比較大，甚至可以忽略分子間的作用力，分子勢能也就不存在了，所以氣體在沒有容器的約束下散開是分子熱運動的結(jié)果，選項A錯；100℃的水變成同溫度的水蒸氣，分子的平均動能不變，所以選項B錯誤；根據(jù)內(nèi)能的定義可知選項C正確；如果氣體的溫度升高，分子的平均動能增大，熱運動的平均速率也增大，這是統(tǒng)計規(guī)律，但就每一個分子來講，速率不一定都增加，故選項D錯誤.達(dá)標(biāo)檢測1.(多選)1g100℃的水和1g100℃的水蒸氣相比較，下述說法中正確的是

A.分子的平均動能與分子的總動能都相同B.分子的平均動能相同，分子的總動能不同C.內(nèi)能相同D.1g100℃的水的內(nèi)能小于1g100℃的水蒸氣的內(nèi)能√解析答案√123解析在相同的溫度下，分子的平均動能相同，又1g水與1g水蒸氣的分子數(shù)相同，因而分子總動能相同，A正確，B錯誤；100℃的水變成100℃的水蒸氣的過程中，分子間距離變大，要克服分子引力做功，因而分子勢能增加，所以1g100℃的水的內(nèi)能小于1g100℃水蒸氣的內(nèi)能，C錯誤，D正確.1232.如圖4所示為兩分子間距離與分子勢能之間的關(guān)系圖象，則下列說法中正確的是

A.當(dāng)兩分子間距離r＝r1時，分子勢能為零，分子間相互作用的引力和斥

力也均為零B.當(dāng)兩分子間距離r＝r2時，分子勢能最小，分子間相互作用的引力和斥

力也最小C.當(dāng)兩分子間距離r<r1時，隨著r的減小，分子勢能增大，

分子間相互作用的引力和斥力也增大D.當(dāng)兩分子間距離r>r2時，隨著r的增大，分子勢能增大，

分子間相互作用的引力和斥力也增大圖4答案解析123√解析當(dāng)兩分子間距離r＝r1時，分子勢能為零，但r<r0，分子力表現(xiàn)為斥力，選項A錯誤；由于r2＝r0，分子勢能最小，分子間相互作用的引力和斥力相等但不是最小，選項B錯誤；當(dāng)r>r2時，由圖象可以看出分子勢能隨著r的增大而增大，而分子間相互作用的引力和斥力逐漸減小，選項D錯誤.1233.已知氧氣分子的質(zhì)量m＝5.3×10－26kg，標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的密度ρ＝1.43kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1，求：(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(1)氧氣的摩爾質(zhì)量；答案解析123答案

3.2×10－2kg/mol

解析氧氣的摩爾質(zhì)量為M＝NAm＝6.02×1023×5.3×10－26

kg/mol≈3.2×10－2