資源簡介

第1講　分子動理論
一、分子動理論的三條基本內容(選三第一章第1節)
1.物體是由大量分子組成的
證據:(1)分子很小:一般來說,分子的直徑數量級為10-10 m;分子質量數量級為
10-26 kg。
(2)物質所含分子數很多:1 mol的任何物質都含有相同的粒子數。通常可取NA=6.02×1023 mol-1。
2.分子永不停息地做無規則的運動
項目 定義 理解
擴散 現象 不同物質能夠彼此進入對方的現象 擴散現象是由分子的無規則運動產生的物質遷移現象,溫度越高,擴散現象越明顯
布朗 運動 懸浮在液體(或氣體)中的小顆粒的永不停息的無規則運動 懸浮小顆粒受到做無規則運動的液體(或氣體)分子的撞擊;顆粒越小,溫度越高,運動越明顯
3.分子間同時存在引力和斥力
(1)分子間的引力和斥力是同時存在的,實際表現出的分子力是引力和斥力的合力。
①當r=r0時,F引=F斥,分子力為零;
②當r>r0時,F引>F斥,分子力表現為引力;
③當r(2)分子力隨分子間距離變化的關系:分子間的引力和斥力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,但斥力比引力變化得快;分子力與分子間距離的關系圖線如圖所示。
二、物體的內能(選三第一章第4節)
1.物體的內能:物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和,是狀態量。
(1)分子動能是分子熱運動所具有的動能,等于分子平均動能與分子數的乘積。分子熱運動的平均動能是所有分子熱運動的動能的平均值,溫度是分子熱運動的平均動能的標志。
(2)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位置決定的能,即分子勢能。微觀上取決于分子間距離和分子排列情況。
2.物體內能的決定因素
(1)對于給定的物體,其內能大小由物體的溫度和體積決定。
(2)物體的內能與物體的位置高低、運動速度大小無關。
【質疑辨析】
角度1 分子動理論
(1)1 mol氫氣中所含的氫原子數是阿伏加德羅常數。 (　×　)
(2)懸浮在水中的花粉小顆粒的無規則運動證明了水分子的無規則運動。 (　√　)
(3)分子間作用力隨分子間距離增大,一定減小。 (　×　)
角度2 物體的內能
(4)溫度相同的氫氣和氧氣,分子的平均速率相等。 (　×　)
(5)一定質量的理想氣體,溫度升高,內能一定增大。 (　√　)
(6)物體處于靜止狀態時,內能可能為零。 (　×　)
精研考點·提升關鍵能力
考點一　微觀量估算的兩種模型　(基礎自悟)
【核心要點】
1.分子模型
分子 模型 意義 分子大小或分子間的平均距離 圖例
球體 模型 固體和液體可看成是一個個緊挨著的球形分子排列而成的,忽略分子間的空隙 分子大小 d=
立方 體 模型 氣體分子間的空隙很大,把氣體分成若干個小立方體,氣體分子位于每個小立方體的中心,每個小立方體是每個分子占有的活動空間 分子間的 平均距離 d=
2.阿伏加德羅常數的應用
(1)微觀量:分子體積V0、分子直徑d、分子質量m0。
(2)宏觀量:物體體積V、摩爾體積Vmol、物體的質量m、摩爾質量Mmol、物體的密度ρ。
(3)微觀量與宏觀量的關系
①分子的質量:m0==。
②分子的體積:V0==(適用于固體和液體)。
③物體所含的分子數:n=·NA=·NA或n=·NA=·NA。
④阿伏加德羅常數:NA=或NA=(只適用于固體、液體)。
【題點全練】
1.(2023·淄博模擬)已知地球大氣層的厚度遠小于地球半徑R,空氣平均摩爾質量M,阿伏加德羅常數NA,地面附近大氣壓強p0,重力加速度大小g。由此可以估算地球大氣層空氣分子總數為(　　)
A. B. C. D.
2.某潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3 kg/m3和2.1 kg/m3,空氣的摩爾質量為0.029 kg/mol,阿伏加德羅常數NA=6.02×1023 mol-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約為(　　)
A.3×1021個 B.3×1022個
C.3×1023個 D.3×1024個
3.環境與人類健康問題越來越受到重視,公共場所都貼有禁止吸煙的標志。在一個面積約10 m2的辦公室內,如果因一人吸煙使得辦公室內空氣中有害氣體的分子數占分子總數的萬分之五,假設有害氣體在室內空氣中均勻分布,已知此時室內空氣摩爾體積為22.4 L/mol,試估算(結果均保留2位有效數字):
(1)該辦公室內的人每呼吸一次,吸入的有害氣體的分子數;(按人正常呼吸一次吸入的氣體約為500 mL計算)
(2)室內空氣中每兩個有害氣體分子的間距(辦公室高約3 m)。
考點二　分子熱運動　(基礎自悟)
【核心要點】
1.分子熱運動
項目 擴散現象 布朗運動 分子熱運動
活動 主體 分子 固體微小顆粒 分子
區別 分子的運動,發生在固體、液體、氣體等任何兩種物質之間 微小顆粒的運動,是比分子大得多的分子團的運動,較大的顆粒不做布朗運動,但它本身及周圍的分子仍在做熱運動 分子的運動,分子無論大小都做熱運動,熱運動不能通過光學顯微鏡直接觀察到
觀察 電子顯微鏡 光學顯微鏡 電子顯微鏡或掃描隧道顯微鏡
共同 點 都是永不停息的無規則運動,都隨溫度的升高而變得更加劇烈
聯系 布朗運動是由于微小顆粒受到周圍分子做熱運動的撞擊力不平衡而引起的,它是分子做無規則運動的反映
2.氣體分子熱運動速率分布規律
分子運動速率分布圖像
(1)分子速率分布規律是 “中間多,兩頭少”。
(2)縱坐標表示各速率區間的分子數占總分子數的百分比,故各溫度下曲線與坐標軸圍成面積均相等,等于1。
【題點全練】
角度1 布朗運動
1.同學把同一植物花粉分別置于溫度為T1、T2的水中,記錄水中花粉小顆粒運動位置連線的圖片分別如圖甲和乙所示。已知記錄花粉顆粒位置的時間間隔均為20 s,兩方格紙中每小格表示的面積相同。則(　　)
A.花粉小顆粒的無規則運動證明組成花粉的分子在做無規則運動
B.T1C.若增大甲中花粉顆粒的大小,則記錄花粉小顆粒運動位置連線的圖片可能變為圖乙
D.圖中折線代表水分子的運動軌跡
2.(多選)(2023·邯鄲模擬)如圖描繪了一顆懸浮微粒受到周圍液體分子撞擊的情景,以下關于布朗運動的說法正確的是(　　)
A.布朗運動就是液體分子的無規則運動
B.液體溫度越高,布朗運動越劇烈
C.懸浮微粒越大,液體分子撞擊作用的不平衡性表現得越明顯
D.懸浮微粒做布朗運動,是液體分子的無規則運動撞擊造成的
角度2 氣體分子熱運動速率分布規律
3.(2023·保山模擬)一絕熱容器內封閉一定質量的理想氣體,氣體分子的速率分布如圖所示,橫坐標表示速率v,縱坐標表示某一速率區間的分子數占總分子數的百分比N,經過一段時間分子的速率分布圖由狀態①變為②,圖線①下方的面積為S1,圖線②下方的面積為S2。則由圖可知(　　)
A.S1>S2 B.氣體的壓強變大
C.氣體的內能不變 D.氣體對外界做功
【加固訓練】
　　為了減少病毒傳播,人們使用乙醇噴霧消毒液和免洗洗手液,兩者的主要成分都是酒精,則下列說法正確的是(　　)
A.使用免洗洗手液洗手后,手部很快就干爽了,是由于酒精分子擴散到了空氣中
B.在房間內噴灑乙醇消毒液后,會聞到淡淡的酒味,與分子運動無關
C.在房間內噴灑乙醇消毒液后,會聞到淡淡的酒味,這是酒精分子做布朗運動的結果
D.使用免洗洗手液洗手后,洗手液中的酒精由液體變為同溫度的氣體的過程中,分子間距不變
考點三　分子力和內能　(核心共研)
【核心要點】
分子力與分子勢能的關系
項目 分子力曲線 分子勢能曲線
圖線
縱軸正負意義 正負表示分子力方向,正號表示斥力,負號表示引力 正負表示分子勢能大小,正值一定大于負值
聯系 ①當r>r0時,分子力表現為引力,隨著r的增大,分子力做負功,分子勢能增加 ②當r【典例剖析】
角度1 分子力
[典例1](多選)分子間存在著相互作用的引力和斥力,分子間實際表現出的作用力是引力與斥力的合力。圖甲是分子引力、分子斥力隨分子間距離r的變化圖像,圖乙是實際分子力F隨分子間距離r的變化圖像(斥力以正值表示,引力以負值表示)。將兩分子從相距r=r2處由靜止釋放,僅考慮這兩個分子間的作用力,下列說法正確的是(　　)
A.從r=r2到r=r1,分子間引力、斥力都在增大
B.從r=r2到r=r0,分子勢能先減小后增大
C.當rD.從r=r2到r=r0,分子間的作用力一直做正功
角度2 分子力做功與分子勢能
[典例2](2023·海南等級考)下列關于分子力和分子勢能的說法正確的是(　　)
A.分子間距離大于r0時,分子間表現為斥力
B.分子從無限遠靠近到距離r0處過程中分子勢能變大
C.分子勢能在r0處最小
D.分子間距離小于r0且減小時,分子勢能在減小
【備選例題】
　　當分子間距離為r0時,分子間的作用力為0。當分子間距離從0.8r0增大到10r0的過程中,關于分子間作用力F和分子勢能Ep的變化,下列說法正確的是(　　)
A.F先變小后變大再變小,Ep先減少后增加
B.F先變小后變大再變小,Ep先增加后減少
C.F先變大后變小,Ep先減少后增加再減少
D.F先變小后變大,Ep先減少后增加再減少
角度3 分子動理論與物體的內能
[典例3](2023·岳陽模擬)關于水杯里40 ℃的熱水和高壓鍋內110 ℃的水蒸氣,下列說法正確的是(　　)
A.熱水中的分子平均動能比水蒸氣中的分子平均動能大
B.相同質量的熱水的內能比水蒸氣的內能大
C.熱水中的每個分子的速率一定比水蒸氣中的分子速率小
D.水蒸氣中的分子熱運動比熱水中的分子熱運動劇烈
【備選例題】
　　有關分子的熱運動和內能,下列說法不正確的是(　　)
A.一定質量的氣體,溫度不變,分子的平均動能不變
B.物體的溫度越高,分子熱運動越劇烈
C.物體的內能是物體中所有分子的熱運動動能和分子勢能的總和
D.布朗運動是由懸浮在流體中的微粒之間的相互碰撞引起的
答案及解析
考點一　微觀量估算的兩種模型　
【題點全練】
1.(2023·淄博模擬)已知地球大氣層的厚度遠小于地球半徑R,空氣平均摩爾質量M,阿伏加德羅常數NA,地面附近大氣壓強p0,重力加速度大小g。由此可以估算地球大氣層空氣分子總數為(　　)
A. B. C. D.
【解析】選A。設大氣層中氣體的質量為m,則有mg=p0S,即m=,分子數n===,故選A。
2.某潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3 kg/m3和2.1 kg/m3,空氣的摩爾質量為0.029 kg/mol,阿伏加德羅常數NA=6.02×1023 mol-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約為(　　)
A.3×1021個 B.3×1022個
C.3×1023個 D.3×1024個
【解析】選B。設空氣的摩爾質量為M,在海底和岸上的密度分別為ρ海和ρ岸,潛水員一次吸入空氣的體積為V,在海底和在岸上分別吸入的空氣分子個數為n海和n岸,則有n海=,n岸=,多吸入的空氣分子個數為Δn=n海-n岸,解得Δn=3×1022個。
3.環境與人類健康問題越來越受到重視,公共場所都貼有禁止吸煙的標志。在一個面積約10 m2的辦公室內,如果因一人吸煙使得辦公室內空氣中有害氣體的分子數占分子總數的萬分之五,假設有害氣體在室內空氣中均勻分布,已知此時室內空氣摩爾體積為22.4 L/mol,試估算(結果均保留2位有效數字):
(1)該辦公室內的人每呼吸一次,吸入的有害氣體的分子數;(按人正常呼吸一次吸入的氣體約為500 mL計算)
答案:(1)6.7×1018個　
【解析】(1)吸入的有害氣體的分子數為
N吸=NAη=×6.02×1023×個=6.7×1018個
(2)室內空氣中每兩個有害氣體分子的間距(辦公室高約3 m)。
答案: (2)4.2×10-8 m
【解析】(2)室內空氣中有害氣體的分子數為N室=NAη
=×6.02×1023×個≈4.0×1023個,
把有害氣體分子看成正方體,則每個分子平均體積為
V0== m3=7.5×10-23 m3
每兩個有害氣體分子的間距為
d== m=4.2×10-8 m
考點二　分子熱運動
【題點全練】
角度1 布朗運動
1.同學把同一植物花粉分別置于溫度為T1、T2的水中,記錄水中花粉小顆粒運動位置連線的圖片分別如圖甲和乙所示。已知記錄花粉顆粒位置的時間間隔均為20 s,兩方格紙中每小格表示的面積相同。則(　　)
A.花粉小顆粒的無規則運動證明組成花粉的分子在做無規則運動
B.T1C.若增大甲中花粉顆粒的大小,則記錄花粉小顆粒運動位置連線的圖片可能變為圖乙
D.圖中折線代表水分子的運動軌跡
【解析】選B。花粉小顆粒的無規則運動證明水分子在永不停息地做無規則運動,A錯誤;根據題意和圖像可知,乙圖中,分子在相同時間內運動的路程更遠,因此乙圖中分子運動更劇烈,乙圖中水的溫度較高,T12.(多選)(2023·邯鄲模擬)如圖描繪了一顆懸浮微粒受到周圍液體分子撞擊的情景,以下關于布朗運動的說法正確的是(　　)
A.布朗運動就是液體分子的無規則運動
B.液體溫度越高,布朗運動越劇烈
C.懸浮微粒越大,液體分子撞擊作用的不平衡性表現得越明顯
D.懸浮微粒做布朗運動,是液體分子的無規則運動撞擊造成的
【解析】選B、D。布朗運動是懸浮在液體中的固體顆粒的無規則運動,是液體分子的無規則運動的表現,故A錯誤; 液體溫度越高,布朗運動越劇烈,故B正確; 懸浮微粒越小,液體分子撞擊作用的不平衡性表現得越明顯,故C錯誤; 懸浮微粒做布朗運動,是液體分子的無規則運動撞擊造成的,故D正確。
角度2 氣體分子熱運動速率分布規律
3.(2023·保山模擬)一絕熱容器內封閉一定質量的理想氣體,氣體分子的速率分布如圖所示,橫坐標表示速率v,縱坐標表示某一速率區間的分子數占總分子數的百分比N,經過一段時間分子的速率分布圖由狀態①變為②,圖線①下方的面積為S1,圖線②下方的面積為S2。則由圖可知(　　)
A.S1>S2 B.氣體的壓強變大
C.氣體的內能不變 D.氣體對外界做功
【解析】選B。由于橫坐標表示速率v,縱坐標表示某一速率區間的分子數占總分子數的百分比N,則圖線下方的面積均為1,即有S1=S2=1,A錯誤;
由圖像可知,由狀態①變為②,分子速率大的分子數占總分子數的百分比在增加,說明氣體溫度升高,對于一定質量的理想氣體,不計分子勢能,則溫度升高,氣體的內能一定增大,故C錯誤;由于氣體在絕熱容器內,與外界沒有熱交換,即Q=0,根據上述可知氣體的內能增大,根據ΔU=W+Q,可知外界對氣體做功,故D錯誤;外界對氣體做功,氣體體積減小,而氣體溫度升高,根據理想氣體狀態方程=C可知氣體壓強增大,B正確。
【加固訓練】
　　為了減少病毒傳播,人們使用乙醇噴霧消毒液和免洗洗手液,兩者的主要成分都是酒精,則下列說法正確的是(　　)
A.使用免洗洗手液洗手后,手部很快就干爽了,是由于酒精分子擴散到了空氣中
B.在房間內噴灑乙醇消毒液后,會聞到淡淡的酒味,與分子運動無關
C.在房間內噴灑乙醇消毒液后,會聞到淡淡的酒味,這是酒精分子做布朗運動的結果
D.使用免洗洗手液洗手后,洗手液中的酒精由液體變為同溫度的氣體的過程中,分子間距不變
【解析】選A。因為一切物質的分子都在不停地做無規則運動,所以使用免洗洗手液時,手部很快就干爽了,這是擴散現象,故A正確;在房間內噴灑乙醇消毒液后,會聞到淡淡的酒味,這是酒精分子擴散的結果,證明了酒精分子在不停地做無規則運動,故B、C錯誤;洗手液中的酒精由液體變為同溫度的氣體的過程中,溫度不變、分子平均動能不變,但是分子之間的距離變大,故D錯誤。
考點三　分子力和內能
【典例剖析】
角度1 分子力
[典例1](多選)分子間存在著相互作用的引力和斥力,分子間實際表現出的作用力是引力與斥力的合力。圖甲是分子引力、分子斥力隨分子間距離r的變化圖像,圖乙是實際分子力F隨分子間距離r的變化圖像(斥力以正值表示,引力以負值表示)。將兩分子從相距r=r2處由靜止釋放,僅考慮這兩個分子間的作用力,下列說法正確的是(　　)
A.從r=r2到r=r1,分子間引力、斥力都在增大
B.從r=r2到r=r0,分子勢能先減小后增大
C.當rD.從r=r2到r=r0,分子間的作用力一直做正功
【關鍵點撥】 平衡位置r0處特征
(1)分子相互作用的引力和斥力大小相等,分子力為零。
(2)分子勢能最小。
【解析】選A、C、D。根據圖甲可知,從r=r2到r=r1,分子間引力、斥力都在增大,A正確;根據圖乙可知,從r=r2到r=r0,分子力表現為引力,分子力一直做正功,分子勢能減小,B錯誤,D正確;根據圖乙可知,當r角度2 分子力做功與分子勢能
[典例2](2023·海南等級考)下列關于分子力和分子勢能的說法正確的是(　　)
A.分子間距離大于r0時,分子間表現為斥力
B.分子從無限遠靠近到距離r0處過程中分子勢能變大
C.分子勢能在r0處最小
D.分子間距離小于r0且減小時,分子勢能在減小
【解析】選C。分子間距離大于r0,分子間表現為引力,分子從無限遠靠近到距離r0處過程中,引力做正功,分子勢能減小,則在r0處分子勢能最小;繼續減小距離,分子間表現為斥力,分子力做負功,分子勢能增大,故選C。
【方法技巧】 判斷分子勢能變化的兩種方法
(1)根據分子力做功判斷。分子力做正功,分子勢能減小;分子力做負功,分子勢能增大。
(2)利用分子勢能與分子間距離的關系圖線判斷。但要注意區分此圖線和分子力與分子間距離的關系圖線,形狀雖然相似,但意義不同,不要混淆。
【備選例題】
　　當分子間距離為r0時,分子間的作用力為0。當分子間距離從0.8r0增大到10r0的過程中,關于分子間作用力F和分子勢能Ep的變化,下列說法正確的是(　　)
A.F先變小后變大再變小,Ep先減少后增加
B.F先變小后變大再變小,Ep先增加后減少
C.F先變大后變小,Ep先減少后增加再減少
D.F先變小后變大,Ep先減少后增加再減少
【解析】選A。根據分子間作用力和分子勢能的變化規律可知,當分子間距離從0.8r0增大到10r0的過程中,F先表現為斥力變小后表現為引力變大再變小,Ep先減少后增加,故選A。
角度3 分子動理論與物體的內能
[典例3](2023·岳陽模擬)關于水杯里40 ℃的熱水和高壓鍋內110 ℃的水蒸氣,下列說法正確的是(　　)
A.熱水中的分子平均動能比水蒸氣中的分子平均動能大
B.相同質量的熱水的內能比水蒸氣的內能大
C.熱水中的每個分子的速率一定比水蒸氣中的分子速率小
D.水蒸氣中的分子熱運動比熱水中的分子熱運動劇烈
【解析】選D。溫度是分子平均動能的標志,溫度越低,分子的平均動能越小,故熱水中的分子平均動能比水蒸氣中的分子平均動能小,故A錯誤;對于相同質量的題述的熱水和水蒸氣來說,熱水的溫度比水蒸氣的低,所以熱水中分子的總動能小于水蒸氣中分子的總動能,同時,熱水中分子的平均距離小于水蒸氣中分子的平均距離,所以熱水中分子的總勢能也小于水蒸氣中分子的總勢能,所以熱水中的內能比水蒸氣中的內能小,故B錯誤;熱水中分子的平均動能比水蒸氣中分子的平均動能小,也就是熱水中分子的平均速率比水蒸氣中分子的平均速率小,熱水中的某個分子的速率可能比水蒸氣中的分子速率大,故C錯誤;溫度越高,分子熱運動的速率越大,分子熱運動越劇烈,水蒸氣中的分子熱運動平均速率比熱水中的分子熱運動平均速率大,所以水蒸氣中的分子熱運動更劇烈,故D正確。
【備選例題】
　　有關分子的熱運動和內能,下列說法不正確的是(　　)
A.一定質量的氣體,溫度不變,分子的平均動能不變
B.物體的溫度越高,分子熱運動越劇烈
C.物體的內能是物體中所有分子的熱運動動能和分子勢能的總和
D.布朗運動是由懸浮在流體中的微粒之間的相互碰撞引起的
【解析】選D。溫度是分子平均動能的標志,所以溫度不變,分子的平均動能不變,A正確;物體的溫度越高,分子的平均動能越大,即分子熱運動越劇烈,B正確;物體的內能就是物體內部所有分子的熱運動動能和分子勢能的總和,C正確;布朗運動是固體小顆粒的無規則運動,是由液體分子的不規則碰撞引起的,D錯誤。
　
- 7 -

展開更多......

收起↑