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1、高考热点统计要求2015年2016年2017年2018年高考基础要求及冷点统计分子动理论与统计观点33(1)33(1)33(1)实验:用油膜法估测分子的大小实验:用油膜法估测分子的大小是为了更加深刻理解微观与宏观的联系,属于基本要求,也是高考冷点.固体、液体和气体33(1)33(1)33(1)33(1)33(1)33(2)33(1)气体实验定律、状态方程33(2)33(2)33333333(2)33333333(2)33热力学定律和能量守恒定律33(1)33(1)3333(2)333333(1)33(1)考情分析本单元的主要内容是分子动理论的基本观点、固体和液体的基本性质、气体实验定律和理想气
2、体状态方程及热力学定律.高考对热学的考查比较稳定,选择题偏向考查热学基本概念的辨析及现象的解释,计算题偏向考查气体实验定律与热力学定律的综合应用.第32讲分子动理论内能用油膜法估测分子的大小一、分子动理论1.物体是由大量分子组成的(1)分子直径大小的数量级为m.(2)一般分子质量的数量级为kg.(3)阿伏伽德罗常数NA:1mol的任何物质所含的分子数,NA=mol-1.2.分子永不停息地做无规则热运动(1)扩散现象:相互接触的物体的分子或原子彼此进入对方的现象.温度越,扩散越快.(2)布朗运动:在显微镜下看到的悬浮在液体中的微小颗粒的永不停息的无规则运动.布朗运动反映了的无规则运动,颗粒越,运
3、动越明显;温度越,运动越剧烈.图32-13.分子力(1)分子间同时存在着和,实际表现的分子力是它们的.(2)引力和斥力都随着距离的增大而,但分子间距离变化相等时斥力比引力变化得.(3)分子间的作用力随分子间距离r变化的关系如图32-1所示:当rr0时,表现为;当r10r0时,分子力变得十分微弱,可忽略不计.二、物体的内能1.分子的平均动能:物体内所有分子动能的平均值.是分子平均动能的标志,物体温度升高,分子热运动的增大.2.分子势能:与分子有关.分子势能的大小随分子间距离的变化曲线如图32-2所示(规定分子间距离无穷远时分子势能为零).3.物体的内能:物体中所有分子的热运动与的总和.物体的内能
4、跟物体的、及物体的都有关系.图32-2图32-3三、用油膜法估测分子的大小将油酸滴在水面上,让油酸尽可能散开,可认为油酸在水面上形成油膜,如果把分子看作,单层分子油膜的厚度就可以看作油酸分子的直径,如图32-3所示,测出油酸的体积V和油膜的面积S,就可以算出分子的直径d,则d=.【辨别明理】(1)布朗运动是液体分子的无规则运动.()(2)温度越高,布朗运动越激烈.()(3)分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大.()(4)-33=240K.()(5)分子动能指的是由于分子定向移动具有的能.()(6)当分子力表现为引力时,分子势能随分子间距离的增大而增大.()(7)内能相同的物体,它们的分子
5、平均动能一定相同.()(8)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.()(9)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.()(10)1g100水的内能小于1g100水蒸气的内能.()考点一阿伏伽德罗常数的应用宏观量与微观量的转换桥梁作为宏观量的摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol、密度与作为微观量的分子直径d、分子质量m、分子体积V0都可通过阿伏伽德罗常数联系起来.如图32-4所示.图32-4(1)一个分子的质量:m=.(2)一个分子所占的体积:V0=(估算固体、液体分子的体积或气体分子平均占有的空间).(3)1mol物体的体积:Vmol=.(4)
6、质量为M的物体中所含的分子数:n=NA.(5)体积为V的物体中所含的分子数:n=NA.考向一液体、固体分子模型例1(多选)钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料,设钻石的密度为(单位为kg/m3),摩尔质量为M(单位为g/mol),阿伏伽德罗常数为NA.已知1克拉=0.2g,则()A.a克拉钻石所含有的分子数为B.a克拉钻石所含有的分子数为C.每个钻石分子直径的表达式为(单位为m)D.每个钻石分子直径的表达式为(单位为m)E.每个钻石分子的质量为(单位为g)建模点拨固体、液体分子一个一个紧密排列,可将分子看成球体或立方体,如图32-5所示,分子间距等于小球的直径或立方体的棱长,所以d=
7、(球体模型)或d=(立方体模型).图32-5考向二气体分子模型例2(多选)2018大连模拟某气体的摩尔质量为Mmol,摩尔体积为Vmol,密度为,每个分子的质量和体积分别为m和V0,则阿伏伽德罗常数NA可表示为()A.NA=B.NA=C.NA=D.NA=建模点拨气体分子不是一个一个紧密排列的,它们之间的距离很大,所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间.如图32-6所示,此时每个分子占有的空间视为棱长为d的立方体,所以d=.图32-6考点二分子动理论的应用考向一布朗运动与分子热运动布朗运动分子热运动活动主体固体小颗粒分子区别是固体小颗粒的运动,能通过光学显微镜直接观察到是分子的运动,分子不
8、论大小都做热运动,热运动不能通过光学显微镜直接观察到共同点都是永不停息的无规则运动,都随温度的升高而变得更加剧烈,都是肉眼所不能看见的联系布朗运动是小颗粒受到周围做热运动的分子撞击作用不平衡而引起的,它是分子做无规则运动的反映例3(多选)2015全国卷关于扩散现象,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.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的考向二分子间的作用力与分子势能例4(多选)2018抚顺模拟关于分子间的作用力,下列说法正确的是()A.分子之间的斥力和引力同时
9、存在B.分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小C.分子之间的距离减小时,分子力一直做正功D.分子之间的距离增大时,分子势能一直减小E.分子之间的距离变化时,可能存在分子势能相等的两个点图32-7变式题(多选)2018海口模拟两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图32-7中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近.若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法正确的是()A.在rr0阶段,F做正功,分子动能增加,势能减小B.在rr0阶段,F做负功,分子动能减小,势能也减小C.在r=r0时,分子势能最小,动能最大D.在r=r0
10、时,分子势能为零E.分子动能和势能之和在整个过程中不变要点总结(1)分子势能在平衡位置有最小值,无论分子间距离如何变化,靠近平衡位置,分子势能减小,反之增大.(2)判断分子势能的变化有两种方法看分子力的做功情况.直接由分子势能与分子间距离的关系图线判断,但要注意其和分子力与分子间距离的关系图线的区别.考向三物体的内能1.物体的内能与机械能的比较内能机械能定义物体中所有分子热运动的动能与分子势能的总和物体的动能、重力势能和弹性势能的统称决定因素与物体的温度、体积、物态和分子数有关跟宏观运动状态、参考系和零势能点的选取有关量值任何物体都有内能可以为零测量无法测量可测量本质微观分子的运动和相互作用的
11、结果宏观物体的运动和相互作用的结果运动形式热运动机械运动联系在一定条件下可以相互转化,能的总量守恒2.内能和热量的比较内能热量区别是状态量,状态确定,系统的内能随之确定.一个物体在不同的状态下有不同的内能是过程量,它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量联系在只有热传递改变物体内能的情况下,物体内能的改变量在数值上等于物体吸收或放出的热量例5(多选)关于物体的内能,下列说法不正确的是()A.温度相等的1kg和100g的水内能相同B.物体内能增加,一定要从外界吸收热量C.热量只能从内能多的物体转移到内能少的物体D.在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少E.物体运动时的内能不一定比
12、静止时的内能大变式题(多选)2018全国卷对于实际的气体,下列说法正确的是()A.气体的内能包括气体分子的重力势能B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C.气体的内能包括气体整体运动的动能D.气体的体积变化时,其内能可能不变E.气体的内能包括气体分子热运动的动能考点三用油膜法估测分子的大小(1)油膜体积的测定积聚法:由于一滴纯油酸中含有的分子数仍很大,形成的单层分子所占面积太大,不便于测量,故实验中先把油酸溶于酒精中稀释,测定其浓度,再测出1mL油酸酒精溶液的滴数,取一滴用于实验,最后计算出一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积作为油膜的体积.图32-8(2)油膜面积的测定:如图32-8所
13、示,将画有油酸薄膜轮廓的有机玻璃板取下放在坐标纸上,以边长为1cm的方格为单位,数出轮廓内正方形的格数(不足半格的舍去,超过半格的计为1格),计算出油膜的面积S.例6“用油膜法估测分子大小”的实验步骤如下:向体积为V1的纯油酸中加入酒精,直到油酸酒精溶液总体积为V2;用注射器吸取上述溶液,一滴一滴地滴入小量筒,当滴入n滴时体积为V0;向边长为3040cm的浅盘里倒入2cm深的水;用注射器往水面上滴一滴上述溶液,等油酸薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描出油酸薄膜的轮廓;将描有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上,读出轮廓范围内正方形的总数为N.上述过程中遗漏的步骤是;油酸分子直径的表达式是d=.变式题在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,将油酸溶于酒精,其浓度为每104mL溶液中有6mL油酸.用注射器测得1mL上述溶液有75滴,把1滴该溶液滴入盛水(表面撒有石膏粉)的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔在玻璃板上描出油酸的轮廓,再把玻璃板放在坐标纸上,其形状和大小如图32-9所示,坐标中正方形方格的边长为1cm.(1)求油膜的面积;(2)求每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积;(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径.
