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1、分子动理论 内能五年高考(全国卷)命题分析五年常考热点五年未考重点分子动理论内能201820172016201520141卷33(1)、2卷33(1)、3卷33(1)1卷33(1)3卷33(1)2卷33(1)2卷33(1)1.微观量的估算问题2.分子力及分子势能3.气体实验定律的微观解释4.实验：油膜法估测分子的大小固定和液体的性质20151卷33(1)热学图像问题2018201620143卷33(1)2卷33(1)1卷33(1)气体实验定律的应用(液体封闭类)2018201720153卷33(2)3卷33(2)2卷33(2)气体实验定律的应用(活塞封闭类)201820172016201520
2、141卷33(2)、2卷33(2)1卷33(2)3卷33(2)1卷33(2)1卷33(2)、2卷33(2)热力学定律的理解和应用201720162卷33(1)、3卷33(1)1卷33(1)热学综合问题201720162卷33(2)1卷33(2)、2卷33(2)1.考查方式：从近几年高考题来看，对于热学内容的考查，形式比较固定，一般第(1)问为选择题，5个选项，并且是对热学单一知识点从不同角度设计问题；第(2)问计算题始终围绕气体性质进行命题，且为液体封闭或活塞封闭的两类模型的交替命题.2.命题趋势：明年的命题仍将是坚持以上考查方式的特点和规律，在创设新情景和题给信息方面可能有突破.第1讲分子动
3、理论内能一、分子动理论1.物体是由大量分子组成的(1)分子的大小分子的直径(视为球模型)：数量级为1010m；分子的质量：数量级为1026kg.(2)阿伏加德罗常数1mol的任何物质都含有相同的粒子数.通常可取NA6.021023mol1；阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁.2.分子永不停息地做无规则运动(1)扩散现象定义：不同物质能够彼此进入对方的现象；实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象，温度越高，扩散现象越明显.(2)布朗运动定义：悬浮在液体中的小颗粒的永不停息的无规则运动；实质：布朗运动反映了液体分子的无规则运
4、动；特点：颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈.(3)热运动分子的永不停息的无规则运动叫做热运动；特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越激烈.3.分子间同时存在引力和斥力(1)物质分子间存在空隙，分子间的引力和斥力是同时存在的，实际表现出的分子力是引力和斥力的合力；(2)分子力随分子间距离变化的关系：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化得快；(3)分子力与分子间距离的关系图线(如图1所示)图1由分子间的作用力与分子间距离的关系图线可知：当rr0时，F引F斥，分子力为零；当rr0时，F引F斥，分子力表现为引力；当rr0时，
5、F引F斥，分子力表现为斥力；当分子间距离大于10r0(约为109m)时，分子力很弱，可以忽略不计.自测1根据分子动理论，下列说法正确的是()A.一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比B.显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，就是分子的运动C.分子间的相互作用的引力和斥力一定随分子间的距离增大而增大D.分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大答案D解析由于气体分子的间距大于分子直径，故气体分子的体积小于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比，故A错误；显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，是布朗运动，它是分子无规则运动的体现，但不是分子的运动，
6、故B错误；分子间的相互作用力随分子间距离增大而减小，但斥力减小得更快，故C错误；若分子间距是从小于平衡距离开始变化，则分子力先做正功再做负功，故分子势能先减小后增大，故D正确.二、温度和内能1.温度一切达到热平衡的系统都具有相同的温度.2.两种温标摄氏温标和热力学温标.关系：Tt273.15K.3.分子的动能(1)分子动能是分子热运动所具有的动能；(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能的标志；(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和.4.分子的势能(1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能.(2)分子
7、势能的决定因素微观上：决定于分子间距离和分子排列情况；宏观上：决定于体积和状态.5.物体的内能(1)概念理解：物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，是状态量；(2)决定因素：对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定，即由物体内部状态决定；(3)影响因素：物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关；(4)改变物体内能的两种方式：做功和热传递.自测2(多选)对内能的理解，下列说法正确的是()A.系统的内能是由系统的状态决定的B.做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能C.不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能D.1g100水的内能小于
8、1g100水蒸气的内能答案AD解析系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A正确；做功和热传递都可以改变系统的内能，B错误；质量和温度相同的氢气和氧气的平均动能相同，但它们的物质的量不同，内能不同，C错误；在1g100的水变成100水蒸气的过程中，分子间距离变大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，所以1g100水的内能小于1g100水蒸气的内能，D正确.命题点一微观量估算的“两种建模方法”1.求解分子直径时的两种模型(对于固体和液体)(1)把分子看成球形，d.(2)把分子看成小立方体，d.提醒：对于气体，利用d算出的不是分子直径，而是气体分子间的平均距离.2
9、.宏观量与微观量的相互关系(1)微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.(2)宏观量：物体的体积V、摩尔体积Vmol、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度.(3)相互关系一个分子的质量：m0.一个分子的体积：V0(注：对气体，V0为分子所占空间体积)；物体所含的分子数：NNANA或NNANA.例1(2018湖南省长沙市雅礼中学模拟二)空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥.某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V1.0103cm3.已知水的密度1.0103kg/m3、摩尔质量M1.8102 kg/mol，阿伏加德罗
10、常数NA6.01023mol1.试求：(结果均保留一位有效数字)(1)该液化水中含有水分子的总数N；(2)一个水分子的直径d.答案(1)31025个(2)41010m解析(1)V1.0103cm3，水的物质的量n水分子数：NnNA则得NNA61023个31025个.(2)建立水分子的球模型.每个水分子的体积为V0又V0d3故得水分子直径d，联立解得d41010m.变式1氙气灯在亮度、耗能及寿命上都比传统灯有优越性.某轿车的灯泡的容积V1.5mL，充入氙气的密度5.9kg/m3，摩尔质量M0.131 kg/mol，阿伏加德罗常数NA61023mol1，试估算灯泡中：(结果均保留一位有效数字)(1
11、)氙气分子的总个数；(2)氙气分子间的平均距离.答案(1)41019个(2)3109m解析(1)设氙气的物质的量为n，则n，氙气分子的总个数NNA61023mol141019个.(2)每个分子所占的空间为V0设分子间平均距离为a，则有V0a3，则a3109m.命题点二布朗运动与分子热运动1.布朗运动(1)研究对象：悬浮在液体或气体中的小颗粒；(2)运动特点：无规则、永不停息；(3)相关因素：颗粒大小、温度；(4)物理意义：说明液体或气体分子做永不停息的无规则的热运动.2.扩散现象：相互接触的物体分子彼此进入对方的现象.产生原因：分子永不停息地做无规则运动.3.扩散现象、布朗运动与热运动的比较现
12、象扩散现象布朗运动热运动活动主体分子微小固体颗粒分子区别分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间比分子大得多的微粒的运动，只能在液体、气体中发生分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到共同点都是无规则运动；都随温度的升高而更加激烈联系扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动例2(多选)(2018河北省“名校联盟”质量监测一)下列选项正确的是()A.液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈B.布朗运动是指悬浮在液体中固体颗粒的分子的无规则运动C.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的D.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的E.当分子间距增大时，分子间的引力和斥力都减小答案ADE解
13、析温度越高，分子运动越剧烈，悬浮在液体中的颗粒越小，撞击越容易不平衡，则它的布朗运动就越显著，A正确；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，B错误；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，液体中的扩散现象是由于液体分子的无规则运动引起的，C错误，D正确；当分子间距增大时，分子间的引力和斥力都减小，E正确.变式2(多选)下列说法正确的是()A.温度越高，扩散进行得越快B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应C.布朗运动的激烈程度与温度有关，这说明分子运动的激烈程度与温度有关D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E.布朗运动就是热运动答案ACD变式3(多选)(2018福建省泉州市考前
14、适应性模拟)近期我国多个城市的PM2.5数值突破警戒线，受影响最严重的是京津冀地区，雾霾笼罩，大气污染严重.PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，其漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害.矿物燃料燃烧的排放是形成PM2.5的主要原因.下列关于PM2.5的说法中正确的是()A.PM2.5的尺寸与空气中氧分子尺寸的数量级相当B.PM2.5在空气中的运动属于布朗运动C.温度越低，PM2.5运动越剧烈D.倡导低碳生活减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度E.PM2.5中颗粒小一些的，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈答案BDE解析PM2.5的直径等于或小于2.5微米，而空气中氧分子尺寸的数量级为1010m，故两者大小不相当，选项A错误；PM2.5在空气中的运动属于布朗运动，选项B正确；温度越高，PM2.5活动越剧烈，选项C错误；倡导低碳生活减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度，选项D正确；PM2.5中颗粒小一些的，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈，选项E正确.例3(多选)(2017全国卷33(1)氧气分子在0和100温度下单位速率间隔的分
