（江蘇專版）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 第1節(jié) 分子動理論 內(nèi)能講義（含解析）.doc
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分子動理論 內(nèi)能 (1)布朗運(yùn)動是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動。() (2)溫度越高，布朗運(yùn)動越劇烈。(√) (3)分子間的引力和斥力都隨分子間距的增大而增大。() (4)－33 ℃＝240 K。() (5)分子動能指的是由于分子定向移動具有的能。 () (6)當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢能隨分子間距離的增大而增大。(√) (7)內(nèi)能相同的物體，它們的分子平均動能一定相同。() 突破點(diǎn)(一) 微觀量的估算 1．兩種分子模型 物質(zhì)有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種情況，不同物態(tài)下應(yīng)將分子看成不同的模型。 (1)固體、液體分子一個(gè)一個(gè)緊密排列，可將分子看成球形或立方體形，如圖所示，分子間距等于小球的直徑或立方體的棱長，所以d＝ (球體模型)或d＝(立方體模型)。 (2)氣體分子不是一個(gè)一個(gè)緊密排列的，它們之間的距離很大，所以氣體分子的大小不等于分子所占有的平均空間。如圖所示，此時(shí)每個(gè)分子占有的空間視為棱長為d的立方體，所以d＝。 2．宏觀量與微觀量的轉(zhuǎn)換橋梁 作為宏觀量的摩爾質(zhì)量Mmol 、摩爾體積Vmol 、密度ρ與作為微觀量的分子直徑d、分子質(zhì)量m、每個(gè)分子的體積V0都可通過阿伏加德羅常數(shù)聯(lián)系起來。如下所示。 (1)一個(gè)分子的質(zhì)量：m＝。 (2)一個(gè)分子所占的體積：V0＝(估算固體、液體分子的體積或氣體分子平均占有的空間)。 (3)1 mol 物質(zhì)的體積：Vmol＝。 (4)質(zhì)量為M的物體中所含的分子數(shù)：n＝NA。 (5)體積為V的物體中所含的分子數(shù)：n＝NA。 [題點(diǎn)全練] 1．[多選](2016上海高考)某氣體的摩爾質(zhì)量為M，分子質(zhì)量為m 。若1摩爾該氣體的體積為Vm，密度為ρ，則該氣體單位體積分子數(shù)為(阿伏加德羅常數(shù)為NA)( ) A. B. C. D. 解析：選ABC 1摩爾該氣體的體積為Vm，則單位體積分子數(shù)為n＝，氣體的摩爾質(zhì)量為M，分子質(zhì)量為m，則1 mol氣體的分子數(shù)為NA＝，可得n＝，單位體積的質(zhì)量等于單位體積乘以密度，質(zhì)量除以摩爾質(zhì)量等于摩爾數(shù)，則有n＝，故D錯(cuò)誤，A、B、C正確。 2．(2017江蘇高考)科學(xué)家可以運(yùn)用無規(guī)則運(yùn)動的規(guī)律來研究生物蛋白分子。資料顯示，某種蛋白的摩爾質(zhì)量為66 kg/mol，其分子可視為半徑為310－9 m的球，已知阿伏加德羅常數(shù)為6.01023 mol－1。請估算該蛋白的密度。(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 解析：摩爾體積V＝πr3NA(或V＝(2r)3NA) 由密度ρ＝，解得ρ＝ 代入數(shù)據(jù)得ρ＝1103 kg/m3(或ρ＝5102 kg/m3,5102～1103 kg/m3都算對)。 答案：1103 kg/m3(或5102 kg/m3，5102～1103 kg/m3都算對) 3．(2018泰州中學(xué)期中)空調(diào)在制冷過程中，室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水分越來越少，人會感覺干燥。某空調(diào)工作一段時(shí)間后，排出液化水的體積V＝1.0103 cm3。已知水的密度ρ＝1.0103 kg/m3、摩爾質(zhì)量M＝1.810－2 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.01023 mol－1。試求：(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字) (1)該液化水中含有水分子的總數(shù)N； (2)一個(gè)水分子的直徑d。 解析：(1)水的摩爾體積為 V0＝＝ m3/mol＝1.810－5 m3/mol 水分子數(shù)：N＝＝個(gè) ≈31025個(gè)。 (2)建立水分子的球模型，設(shè)其直徑為d，每個(gè)水分子的體積為，則有＝πd3 故水分子直徑d＝ ＝ m ＝410－10 m。 答案：(1)31025個(gè) (2)410－10 m 突破點(diǎn)(二) 擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動與分子熱運(yùn)動 擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動與分子熱運(yùn)動的比較 擴(kuò)散現(xiàn)象 布朗運(yùn)動 分子熱運(yùn)動 活動主體 分子 固體微小顆粒 分子 區(qū)別 分子的運(yùn)動，發(fā)生在固體、液體、氣體等任何兩種物質(zhì)之間 微小顆粒的運(yùn)動，是比分子大得多的分子團(tuán)的運(yùn)動，較大的顆粒不做布朗運(yùn)動，但它本身及周圍的分子仍在做熱運(yùn)動 分子的運(yùn)動，分子無論大小都做熱運(yùn)動，熱運(yùn)動不能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到 觀察 裸眼可見 光學(xué)顯微鏡 電子顯微鏡或掃描隧道顯微鏡 共同點(diǎn) 都是永不停息的無規(guī)則運(yùn)動，都隨溫度的升高而變得更加激烈 聯(lián)系 布朗運(yùn)動是由于微小顆粒受到周圍分子做熱運(yùn)動的撞擊力不平衡而引起的，它是分子做無規(guī)則運(yùn)動的反映 [題點(diǎn)全練] 1．[多選](2019徐州一模)下列說法中正確的有( ) A．只有在溫度較高時(shí)，香水瓶蓋打開后才能聞到香水味 B．冷水中的某些分子的速率可能大于熱水中的某些分子的速率 C．將沸騰的高濃度明礬溶液倒入玻璃杯中冷卻后形成的八面體結(jié)晶屬于多晶體 D．表面張力是由液體表面層分子間的作用力產(chǎn)生的，其方向與液面相切 解析：選BD 將香水瓶蓋打開，整個(gè)房間都能聞到香水味，這屬于擴(kuò)散現(xiàn)象，在任何溫度下都會發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象，溫度越高擴(kuò)散的越快，故A錯(cuò)誤；物體的溫度高，分子平均動能大，但由于分子運(yùn)動是無規(guī)則的，冷水中的某些分子的速率可能大于熱水中的某些分子的速率，故B正確；將沸騰的高濃度明礬溶液倒入玻璃杯中冷卻后形成的八面體結(jié)晶屬于單晶體，故C錯(cuò)誤；表面張力產(chǎn)生在液體表面層，它的方向跟液面相切，使液面收縮，故D正確。 2．[多選]我國已開展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測工作，PM2.5是指空氣中直徑小于2.5微米的懸浮顆粒物，可在顯微鏡下觀察到，它漂浮在空中做無規(guī)則運(yùn)動，很難自然沉降到地面，吸入后會進(jìn)入血液對人體形成危害，礦物燃料燃燒時(shí)廢棄物的排放是形成PM2.5的主要原因。下列關(guān)于PM2.5的說法中正確的是( ) A．PM2.5在空氣中的運(yùn)動屬于分子熱運(yùn)動 B．溫度越高，PM2.5的無規(guī)則運(yùn)動越劇烈 C．PM2.5的質(zhì)量越小，其無規(guī)則運(yùn)動越劇烈 D．由于周圍大量空氣分子對PM2.5碰撞的不平衡，使其在空中做無規(guī)則運(yùn)動 解析：選BCD PM2.5是固體小顆粒，不是分子，故A錯(cuò)誤；溫度越高，PM2.5的無規(guī)則運(yùn)動越劇烈，故B正確；PM2.5的質(zhì)量越小，其無規(guī)則運(yùn)動越劇烈，故C正確；由于周圍大量空氣分子對PM2.5碰撞的不平衡，使其在空中做無規(guī)則運(yùn)動，故D正確。 3．下列說法正確的是( ) A．在真空容器中注入氣體，氣體分子迅速散開充滿整個(gè)容器，是因?yàn)闅怏w分子間的斥力大于引力 B．布朗運(yùn)動就是氣體或液體分子的無規(guī)則運(yùn)動 C．懸浮在液體中的微粒越大，在某一時(shí)間撞擊它的液體分子數(shù)越多，布朗運(yùn)動越明顯 D．溫度升高，分子熱運(yùn)動的平均動能增大，但并非每個(gè)分子的速率都增大 解析：選D 氣體失去容器的約束就會散開，這是因?yàn)榉肿佣荚诓煌５刈鰺o規(guī)則熱運(yùn)動，與分子力無關(guān)，故A說法錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動是懸浮在液體當(dāng)中的固體顆粒的無規(guī)則的熱運(yùn)動，既不是液體分子的運(yùn)動也不是氣體分子的運(yùn)動，它間接反映了液體分子或氣體分子的無規(guī)則的熱運(yùn)動，故B說法錯(cuò)誤；溫度一定時(shí)，懸浮在液體中的固體顆粒越小，同一時(shí)刻撞擊顆粒的液體分子數(shù)越少，沖力越不平衡，布朗運(yùn)動越明顯，故C說法錯(cuò)誤；溫度升高，分子熱運(yùn)動的平均動能增大，但并非每個(gè)分子的速率都增大，故D說法正確。 突破點(diǎn)(三) 分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系 分子力F、分子勢能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖所示(取無窮遠(yuǎn)處分子勢能Ep＝0)。 (1)當(dāng)r＞r0時(shí)，分子力為引力，當(dāng)r增大時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢能增加。 (2)當(dāng)r＜r0時(shí)，分子力為斥力，當(dāng)r減小時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢能增加。 (3)當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢能最小。 [典例] (2018宿遷期末)如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O上，乙分子位于r軸上距原點(diǎn)r2的位置。虛線分別表示分子間斥力F斥和引力F引的變化情況，實(shí)線表示分子間的斥力和引力的合力F變化情況。若把乙分子由靜止釋放，則下列關(guān)于乙分子的說法正確的是( ) A．從r2到r0，分子勢能一直減小 B．從r2到r0，分子勢能先減小后增加 C．從r2到r0，分子勢能先增加后減小 D．從r2到r1做加速運(yùn)動，從r1向r0做減速運(yùn)動 [解析] 從r2到r0，分子力為引力，運(yùn)動方向與力同向，故分子力一直做正功，故分子勢能一直減小，故A正確，B、C錯(cuò)誤；從r2到r1以及從r1向r0運(yùn)動過程中分子力均為引力，與運(yùn)動方向同向，故分子一直做加速運(yùn)動，故D錯(cuò)誤。 [答案] A [方法規(guī)律] (1)分子勢能在平衡位置有最小值，無論分子間距離如何變化，靠近平衡位置，分子勢能減小，反之增大。 (2)判斷分子勢能變化的兩種方法 ①看分子力的做功情況。 ②直接由分子勢能與分子間距離的關(guān)系圖線判斷，但要注意其和分子力與分子間距離的關(guān)系圖線的區(qū)別。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1．[多選]下列說法正確的是( ) A．分子間距離增大時(shí)，分子間的引力和斥力都減小 B．分子間的距離r增大，分子間的作用力做負(fù)功，分子勢能增大 C．分子a從無窮遠(yuǎn)處由靜止開始接近固定不動的分子b，只受分子力作用，當(dāng)a受到分子力為0時(shí)，a的動能一定最大 D．當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大 解析：選ACD 隨分子間距的增大，分子間的引力和斥力都減小，只是斥力減小的更快些，A正確。若分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子間的距離r增大，分子間的作用力做正功，分子勢能減??；若分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子間的距離r增大，分子間的作用力做負(fù)功，分子勢能增大，B錯(cuò)誤。分子a只在分子力作用下從遠(yuǎn)處由靜止開始靠近固定不動的分子b，當(dāng)間距變小時(shí)，分子力做正功，動能增加，當(dāng)越過平衡位置時(shí)，分子力做負(fù)功，則分子動能減小，則當(dāng)處于平衡位置時(shí)，即a受到的分子力為0時(shí)，分子的動能最大，C正確。當(dāng)分子間表現(xiàn)為斥力時(shí)，隨著距離的減小，分子力逐漸增大，而分子斥力又做負(fù)功，則分子勢能增大，D正確。 2．[多選]甲、乙兩圖分別表示兩個(gè)分子之間分子力和分子勢能隨分子間距離變化的圖像。由圖像判斷以下說法中正確的是( ) A．當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，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(shí)，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(shí)，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下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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