PAGE8-第1節(jié)分子動(dòng)理論內(nèi)能學(xué)問(wèn)點(diǎn)一|分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容1．物體是由大量分子組成的(1)分子的大小①分子直徑：數(shù)量級(jí)是10－10m②分子質(zhì)量：數(shù)量級(jí)是10－26kg③測(cè)量方法：油膜法。(2)阿伏加德羅常數(shù)：1mol任何物質(zhì)所含有的粒子數(shù)，NA＝6.02×1023mol－1。2．分子熱運(yùn)動(dòng)(1)一切物質(zhì)的分子都在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。(2)擴(kuò)散現(xiàn)象：相互接觸的不同物質(zhì)彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。溫度越高，擴(kuò)散越快，可在固體、液體、氣體中進(jìn)行。(3)布朗運(yùn)動(dòng)：懸浮在液體(或氣體)中的微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，微粒越小，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著。3．分子力分子間同時(shí)存在引力和斥力，且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，但總是斥力變更得較快。eq\o([推斷正誤])(1)布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。 (×)(2)溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越猛烈。 (√)(3)分子間的引力和斥力都隨分子間距的增大而增大。 (×)eq考法1微觀量的估算1．銅摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA。1個(gè)銅原子所占的體積是()A．eq\f(M,ρNA)B．eq\f(ρM,NA)C.eq\f(ρNA,M)D.eq\f(M,ρ)A[銅的摩爾體積Vmol＝eq\f(M,ρ)，則一個(gè)銅原子所占的體積為V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(M,ρNA)，A正確。]2．(多選)(2024·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．eq\f(NA,Vm)B．eq\f(M,mVm)C.eq\f(ρNA,M)D.eq\f(ρNA,m)ABC[1摩爾該氣體的體積為Vm，則單位體積分子數(shù)為n＝eq\f(NA,Vm)；氣體的摩爾質(zhì)量為M，分子質(zhì)量為m，則1mol氣體的分子數(shù)為NA＝eq\f(M,m)，可得n＝eq\f(M,mVm)；氣體的密度為ρ，則1摩爾該氣體的體積Vm＝eq\f(M,ρ)，則有n＝eq\f(ρNA,M)，故D錯(cuò)誤，A、B、C正確。][考法指導(dǎo)]1．微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0。2．宏觀量：物體的體積V、摩爾體積Vm、物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物體的密度ρ。3．關(guān)系(1)分子的質(zhì)量：m0＝eq\f(M,NA)＝eq\f(ρVm,NA)。(2)分子的體積：V0＝eq\f(Vm,NA)＝eq\f(M,ρNA)。(3)物體所含的分子數(shù)：N＝eq\f(V,Vm)·NA＝eq\f(m,ρVm)·NA或N＝eq\f(m,M)·NA＝eq\f(ρV,M)·NA。4．兩種模型(1)球體模型直徑為d＝eq\r(3,\f(6V0,π))。(2)立方體模型邊長(zhǎng)為d＝eq\r(3,V0)。【特殊提示】(1)固體和液體分子都可看成是緊密積累在一起的。分子的體積V0＝eq\f(Vm,NA)，僅適用于固體和液體，對(duì)氣體不適用。(2)對(duì)于氣體分子，d＝eq\r(3,V0)的值并非氣體分子的大小，而是兩個(gè)相鄰的氣體分子之間的平均距離。eq考法2布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)3．(多選)(2024·鄭州模擬)下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的擴(kuò)散現(xiàn)象B．布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都是溫度越高越明顯D．布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都能在固體、液體和氣體中發(fā)生E．布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都能說(shuō)明物質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的ABD[布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是液體分子的擴(kuò)散，故A錯(cuò)誤；擴(kuò)散現(xiàn)象是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而布朗運(yùn)動(dòng)只是分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的一種體現(xiàn)，故B錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都與溫度有關(guān)，溫度越高越明顯，故C正確；布朗運(yùn)動(dòng)只能在氣體和液體中發(fā)生，不能在固體中發(fā)生，故D錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都能說(shuō)明物質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的，E正確。]4．(多選)(2024·保定檢測(cè))我國(guó)已開(kāi)展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測(cè)工作。PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5μm的懸浮顆粒物，其飄浮在空中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面，吸入后對(duì)人體形成危害。礦物燃料燃燒的排放物是形成PM2.5的主要緣由。下列關(guān)于PM2.5的說(shuō)法中正確的是()A．PM2.5的尺寸與空氣中氧分子的尺寸的數(shù)量級(jí)相當(dāng)B．PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)不屬于分子熱運(yùn)動(dòng)C．PM2.5的運(yùn)動(dòng)軌跡只是由大量空氣分子對(duì)PM2.5無(wú)規(guī)則碰撞的不平衡確定的D．提倡低碳生活，削減煤和石油等燃料的運(yùn)用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度E．PM2.5必定有內(nèi)能BDE[PM2.5的尺寸比空氣中氧分子的尺寸大得多，A錯(cuò)誤；PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)不屬于分子熱運(yùn)動(dòng)，B正確；PM2.5的運(yùn)動(dòng)軌跡是由大量空氣分子對(duì)PM2.5無(wú)規(guī)則碰撞的不平衡和氣流的運(yùn)動(dòng)確定的，C錯(cuò)誤；提倡低碳生活，削減煤和石油等燃料的運(yùn)用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度，PM2.5必定有內(nèi)能，D、E正確。][考法指導(dǎo)]擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)的比較擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動(dòng)分子熱運(yùn)動(dòng)活動(dòng)主體分子固體微小顆粒分子區(qū)分分子的運(yùn)動(dòng)，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(dòng)，是比分子大得多的分子團(tuán)的運(yùn)動(dòng)，較大的顆粒不做布朗運(yùn)動(dòng)，但它本身及四周的分子仍在做熱運(yùn)動(dòng)分子的運(yùn)動(dòng)，分子無(wú)論大小都做熱運(yùn)動(dòng)，熱運(yùn)動(dòng)不能通過(guò)光學(xué)顯微鏡干脆視察到視察裸眼可見(jiàn)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(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，都隨溫度的上升而變得更加猛烈聯(lián)系布朗運(yùn)動(dòng)是由于微小顆粒受到四周分子做熱運(yùn)動(dòng)的撞擊力不平衡而引起的，它是分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映eq考法3分子間的作用力與分子勢(shì)能5．(多選)如圖所示，圖線甲和圖線乙為兩分子之間的引力以及斥力隨兩分子之間距離的變更規(guī)律圖線，且兩圖線有一交點(diǎn)，假設(shè)分子間的平衡距離為r0。則下列說(shuō)法正確的是()A．圖線甲為分子引力隨分子間距離變更的圖線B．圖線乙為分子引力隨分子間距離變更的圖線C．兩圖線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)約為r0D．假如兩分子之間的距離增大，則分子間的斥力比引力減小得慢E．假如兩分子之間的距離小于交點(diǎn)的橫坐標(biāo)時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力ACE[因斥力比引力隨分子間距離變更得快，由題圖知，A正確，B錯(cuò)誤。當(dāng)分子間距為r0時(shí)，兩個(gè)分子間的引力等于斥力，兩圖線交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)約為r0，C正確。由于分子斥力比分子引力變更得快，當(dāng)兩個(gè)分子間的距離增大時(shí)，分子間的斥力比引力隨分子間距離減小得快，D錯(cuò)誤。假如兩個(gè)分子之間的距離小于交點(diǎn)的橫坐標(biāo)時(shí)，分子間的斥力大于分子間的引力，因此分子力表現(xiàn)為斥力，E正確。]6．下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力f和分子勢(shì)能Ep隨分子間距離r變更關(guān)系的圖線是()ABCDB[當(dāng)r<r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，隨分子間距離r增大，分子勢(shì)能Ep減小。當(dāng)r>r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，隨分子間距離r增大，分子勢(shì)能Ep增大。當(dāng)r＝r0時(shí)，分子力為零，此時(shí)分子勢(shì)能最小，故選項(xiàng)B正確。][考法指導(dǎo)]分子勢(shì)能與分子間距離有關(guān)。當(dāng)變更分子間距離時(shí)，分子力做功，分子勢(shì)能也隨之變更。當(dāng)分子力做正功時(shí)，分子勢(shì)能減小；當(dāng)分子力做負(fù)功時(shí)，分子勢(shì)能增大。分子力曲線與分子勢(shì)能曲線的對(duì)比分子力曲線分子勢(shì)能曲線圖線坐標(biāo)軸橫軸：分子間距離r縱軸：分子力F橫軸：分子間距離r縱軸：分子勢(shì)能Ep正負(fù)意義正負(fù)表示方向。正號(hào)表示斥力，負(fù)號(hào)表示引力正負(fù)表示大小。正值肯定大于負(fù)值與橫軸交點(diǎn)r＝r0(引力等于斥力)r<r0學(xué)問(wèn)點(diǎn)二|溫度和物體的內(nèi)能1．溫度兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)，它們具有某個(gè)“共同的熱學(xué)性質(zhì)”，我們把表征這一“共同熱學(xué)性質(zhì)”的物理量定義為溫度。一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。2．兩種溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)。關(guān)系：T＝t＋273.15_K。3．分子的動(dòng)能和平均動(dòng)能(1)分子動(dòng)能是分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能。(2)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能是全部分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的平均值，溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)記。(3)分子熱運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能是物體內(nèi)全部分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的總和。4．物體的內(nèi)能(1)等于物體中全部分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和，是狀態(tài)量。(2)對(duì)于給定的物體，其內(nèi)能大小由物體的溫度和體積確定。(3)物體的內(nèi)能與物體的位置凹凸、運(yùn)動(dòng)速度大小無(wú)關(guān)。eq\o([推斷正誤])(1)－33℃＝240K。 (√)(2)分子動(dòng)能指的是由于分子定向移動(dòng)具有的能。 (×)(3)當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大。 (√)1．(多選)下列關(guān)于溫度及內(nèi)能的說(shuō)法中正確的是()A．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)記，所以兩個(gè)動(dòng)能不同的分子相比，動(dòng)能大的分子溫度高B．兩個(gè)不同的物體，只要溫度和體積相同，內(nèi)能就相同C．質(zhì)量和溫度相同的冰和水，內(nèi)能不同D．肯定質(zhì)量的某種物質(zhì)，即使溫度不變，內(nèi)能也可能發(fā)生變更E．溫度高的物體不肯定比溫度低的物體內(nèi)能大CDE[溫度是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的客觀體現(xiàn)，單個(gè)分子不能比較溫度凹凸，A錯(cuò)誤；物質(zhì)的內(nèi)能由溫度、體積、物質(zhì)的量及物態(tài)共同確定，故B錯(cuò)誤，C正確；肯定質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度不變而體積發(fā)生變更時(shí)，內(nèi)能也可能發(fā)生變更，D正確；質(zhì)量不確定，只知道溫度的關(guān)系，不能確定內(nèi)能的大小，故E正確。]2．(多選)關(guān)于熱量、功和內(nèi)能三個(gè)物理量，下列說(shuō)法正確的是()A．熱量、功和內(nèi)能三者的物理意義相同，只是說(shuō)法不同B．熱量、功都可以作為物體內(nèi)能變更的量度C．熱量、功和內(nèi)能的單位相同D．功由過(guò)程確定，而熱量和內(nèi)能由物體的狀態(tài)確定E．物體汲取熱量，同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能增加BCE[熱量、功和內(nèi)能是三個(gè)不同的物理量，它們的物理意義不同，故A錯(cuò)誤；功與熱量都是能量轉(zhuǎn)化的量度，都可以作為物體內(nèi)能變更的量度，故B正確；熱量、功和內(nèi)能的單位相同，都是焦耳，故C正確；功和熱量由過(guò)程確定，內(nèi)能由物體的狀態(tài)確定，故D錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第肯定律可知，物體汲取熱量，同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能增加，E正確。]學(xué)問(wèn)點(diǎn)三|試驗(yàn)：用油膜法估算分子的大小1．試驗(yàn)原理利用油酸酒精溶液在安靜的水面上形成單分子油膜(如圖所示)，將油酸分子看作球形，測(cè)出肯定體積油酸溶液在水面上形成的油膜面積，用d＝eq\f(V,S)計(jì)算出油膜的厚度，其中V為一滴油酸溶液中純油酸的體積，S為油膜面積。這個(gè)厚度就近似等于油酸分子的直徑。2．試驗(yàn)器材已稀釋的油酸若干毫升、量筒1個(gè)、淺盤(pán)1只(30cm×40cm)、純凈水、注射器(或滴管)1支、透亮玻璃板一塊、坐標(biāo)紙、彩色水筆1支、痱子粉或石膏粉(帶紗網(wǎng)或粉撲)。3．試驗(yàn)步驟(1)取1mL(1cm3)的油酸溶于酒精中，制成200mL的油酸酒精溶液。(2)往邊長(zhǎng)約為30～40cm的淺盤(pán)中倒入約2cm深的水，然后將痱子粉或石膏粉勻稱地撒在水面上。(3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液，使這些溶液的體積恰好為1mL，算出每滴油酸酒精溶液的體積V0＝eq\f(1,n)mL。(4)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上漸漸散開(kāi)，形成單分子油膜。(5)待油酸薄膜形態(tài)穩(wěn)定后，將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤(pán)上，用彩筆將油酸薄膜的形態(tài)畫(huà)在玻璃板上。(6)將畫(huà)有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積。(7)依據(jù)油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V，依據(jù)純油酸的體積V和薄膜的面積S，算出油酸薄膜的厚度d＝eq\f(V,S)，即為油酸分子的直徑。比較算出的分子直徑，看其數(shù)量級(jí)(單位為m)是否為10－10，若不是10－10需重做試驗(yàn)。eq\o([推斷正誤])(1)油酸酒精溶液配制后，要盡快運(yùn)用。 (√)(2)用油膜法測(cè)分子直徑的方法，把酒精撒在水面上只要試驗(yàn)方法得當(dāng)就可以測(cè)出酒精分子的直徑。 (×)(3)公式d＝eq\f(V,S)中的“V”是純油酸的體積。 (√)1．(2024·石家莊模擬)在“用油膜法估測(cè)分子大小”的試驗(yàn)中，已知油酸的摩爾質(zhì)量M＝0.3kg·mol－1，密度ρ＝0.9×103kg·m－3，則油酸的分子直徑約為_(kāi)_______m。將2cm3的油酸溶于酒精，制成400cm3的油酸酒精溶液，已知2cm3溶液有100滴，則1滴油酸酒精溶液滴到水面上，隨著酒精溶于水，油酸在水面上形成的最大面積約為_(kāi)_______m2。(取NA＝6×1023mol解析：油酸的摩爾體積Vmol＝eq\f(M,ρ)，一個(gè)油酸分子的體積V＝eq\f(Vmol,NA)，已知V＝eq\f(4,3)πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,2)))eq\s\up12(3)，油酸的分子直徑D＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))，代入數(shù)值解得D≈1×10－9m,1滴油酸酒精溶液中含有的油酸體積V1＝eq\f(2,400)×eq\f(2,100)cm3＝1×10－10m3，最大面積S＝eq\f(V1,D)，解得S＝0.1m2。答案：1×10－90.12．在“用油膜法估測(cè)分子的大小”試驗(yàn)中，現(xiàn)有按體積比為n∶m配制好的油酸酒精溶液置于容器中，還有一個(gè)盛有約2cm深水的淺盤(pán)，一支滴管，一個(gè)量筒。請(qǐng)補(bǔ)充下述估測(cè)分子大小的試驗(yàn)步驟：(1)______________________________________________________________(需測(cè)量的物理量自己用字母表示)。(2)用滴管將一滴油酸酒精溶液滴入淺盤(pán)，等油酸薄膜穩(wěn)定后，將薄膜輪廓描繪在坐標(biāo)紙上，如圖所示。(