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1、第50课时分子动理论、内能考点1微观量的计算1分子的两种模型(如图所示)(1)球体模型直径d 。(常用于固体和液体)(2)立方体模型边长d 。(固体、液体、气体都适用)对于气体分子，d的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离。2宏观量和微观量(1)宏观物理量：物体的质量m，体积V，密度，摩尔质量Mmol，摩尔体积Vmol。(2)微观物理量：分子质量m0，分子体积V0，分子直径d。(3)宏观量、微观量以及它们之间的关系：例1在标准状况下，有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气。已知水的密度为，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为MA，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为
2、 VA，求：(1)标准状况下水分子与水蒸气分子的平均动能的大小关系；(2)它们中各有多少个水分子。解析(1)温度是分子平均动能的标志。标准状况下，水和水蒸气的温度相同，因此它们分子的平均动能相等。(2)对体积为V的水，质量为mV分子个数为NNA解得NNA对体积为V的水蒸气，分子个数为NNA。答案(1)相等(2)NANA阿伏加德罗常数是宏观量与微观量之间联系的桥梁，注意弄清楚各量之间的关系式。(2017大连模拟)(多选)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，则阿伏加德罗常数NA不可表示为()ANA BNACNA DNA答案CD解析阿伏加德罗常
3、数NA，其中V为每个气体分子所占有的体积，而V0是气体分子的体积，故C错误；D中V0不是气体分子的质量，因而也是错误的。考点2布朗运动与分子热运动1物体是由大量分子组成的：阿伏加德罗常数是联系宏观物理量与微观物理量的桥梁，1 mol的任何物质都含有相同的粒子数。通常可取NA6.021023_mol1。2分子永不停息地做无规则运动(1)扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的。温度越高，扩散越快。(2)布朗运动布朗运动是固体颗粒(肉眼看不见)的运动，反映了液体内部分子的无规则运动。微粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越剧烈。(3)热运动：分子永
4、不停息的无规则运动叫做热运动。分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子无规则运动越剧烈。1(人教版选修33 P7T2改编)以下关于布朗运动的说法正确的是()A布朗运动就是分子的无规则运动B布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动C一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高布朗运动越激烈D在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动答案D解析布朗运动是固体颗粒在液体中的运动，反映了液体分子运动的无规则性，D正确，A、B错误。一锅水加热时，胡椒粉在水中翻滚是水流动的结果，不是布朗运动，C错误。2下列现象中，叙述正确的是()A把碳素墨水
5、滴入清水中，稀释后，借助显微镜能够观察到布朗运动现象，这是碳分子无规则运动引起的B在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快就会变咸，这是食盐分子的扩散现象C把一块铅和一块金表面磨光后紧压在一起，在常温下放置四五年，结果铅和金就互相渗入而连在一起，这是两种金属分别做布朗运动的结果D用手捏面包，面包体积会缩小，这是因为分子间有空隙答案B解析手捏面包，面包体积变小，是说明面包颗粒之间有间隙，而不是分子间有间隙，D错误；B、C都是扩散现象，B正确，C错误；A中做布朗运动的是碳颗粒(即多个碳分子的集结体)而不是碳分子，A错误。3把萝卜腌成咸菜需要几天，而把萝卜炒成熟菜，使之有相同的咸味，只需几分钟，造成这种差别
6、的原因是()A盐的分子很小，容易进入萝卜中B盐分子间有相互作用的斥力C萝卜分子间有空隙，易扩散D炒菜时温度高，分子热运动激烈答案D解析萝卜腌成咸菜或炒成熟菜，具有了咸味，是由于盐分子扩散引起的，炒菜时温度高，分子热运动激烈扩散得快，故只有D正确。考点3分子力分子势能及内能1分子间的相互作用力(1)分子间同时存在相互作用的引力和斥力。实际表现出的分子力是引力和斥力的合力。(2)引力和斥力都随分子间距离的减小而增大；随分子间距离的增大而减小；斥力比引力变化快。(3)分子力F与分子间距离r的关系(r0的数量级为1010 m)。2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
7、动能是所有分子热运动的动能的平均值，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。3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；取r处为零势能处，分子势能Ep与分子间距离r的关系如图所示，当rr0时分子势能最小。宏观上决定于体积和状态。4物体的内能(1)等于物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，是状态量。对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定。(2)改变物体内能有两种方式：做功和热传递。5温度：两个系统处于热平衡时，它们必定具有
8、某个共同的热学性质，把表征这一“共同热学性质”的物理量叫做温度。一切达到热平衡状态的系统都具有相同的温度。温度标志物体内部大量分子做无规则运动的剧烈程度。6摄氏温标和热力学温标例2(多选)两个相邻的分子之间同时存在着引力和斥力，它们随分子之间距离r的变化关系如图所示。图中虚线是分子斥力和分子引力曲线，实线是分子合力曲线。当分子间距为rr0时，分子之间合力为零，则选项图中关于该两分子组成系统的分子势能Ep与两分子间距离r的关系曲线，可能正确的是()解析当分子间距rr0时，分子间表现为引力，当分子间距r减小时，分子力做正功，分子势能减小，当rr0时，分子间表现为斥力，当分子间距r减小时，分子力做负
9、功，分子势能增大，当rr0时，分子势能最低。但考虑取不同情况作为分子势能为零的点，B、C、E三个图象可能是正确的。答案BCE(1)理解分子力、分子势能与分子间距离的关系，借助F(Ep)r 图象记忆。(2)利用分子力做功判断分子动能的变化，分子力做正功，分子势能减小，分子动能增加；分子力做负功，分子势能增加，分子动能减小。1(多选)1 g 100 的水与1 g 100 的水蒸气相比较，下述说法中正确的是()A分子的平均动能与分子的总动能都相同B分子的平均动能相同，分子的总动能不同C分子的总动能相同，但分子的势能总和不同D内能相同答案AC解析温度相同则它们的分子平均动能相同；又因为1 g水和1 g
10、水蒸气的分子数相同，因而它们的分子总动能相同，A正确，B错误；当100 的水变成100 的水蒸气时，要吸收热量，内能增加，由于分子的总动能相同，所以分子的势能总和变大，C正确，D错误。2下列关于温度及内能的说法中正确的是()A温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的温度高B两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同C质量和温度相同的冰和水，内能是相同的D一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化答案D解析温度是大量分子热运动的客观体现，单个分子不能比较温度大小，A错误；物质的内能由温度、体积、物质的量共同决定，故B、C均错误；一定质量的某种物质，温度不变而体
11、积发生变化时，内能也可能发生变化，D正确。3分子势能与分子力随分子间距离r变化的情况如图甲所示。现将甲分子固定在坐标原点O，乙分子只受两分子间的作用力沿x轴正方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图乙所示。设在移动过程中两分子所具有的总能量为0，则()A乙分子在P点时加速度最大B乙分子在Q点时分子势能最小C乙分子在Q点时处于平衡状态D乙分子在P点时分子动能最大答案D解析根据题意，乙分子的分子动能和两分子间的分子势能之和为零，所以当分子势能最小时，乙分子的分子动能最大；当分子势能为零时，乙分子的分子动能也为零。再观察题图乙可知，乙分子在P点时分子势能最小，乙分子的分子动能最
12、大，此处分子力为零，加速度为零，A错误、D正确。乙分子在Q点时分子势能为零，乙分子的分子动能也为零，分子动能最小，分子势能最大，此处，分子力不为零，加速度不为零，B、C错误。考点4油膜法估算分子大小1实验原理如图所示，利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看做球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d计算出油膜的厚度，其中V为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径。2实验器材：盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔。3实验步骤(1)取1 mL(1 cm3)的油酸溶于
13、酒精中，制成200 mL的油酸酒精溶液。(2)往边长为3040 cm的浅盘中倒入约2 cm深的水，然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上。 (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，使这些溶液的体积恰好为1 mL，算出每滴油酸酒精溶液的体积V0 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，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜。(5)待油酸薄膜形状稳定后，将一块较大的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上。(6)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积。(7)据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，据一
14、滴油酸的体积V和薄膜的面积S，算出油酸薄膜的厚度d，即为油酸分子的直径。比较算出的分子直径，看其数量级(单位为m)是否为1010，若不是1010，需重做实验。例3在“用油膜法估测分子大小”实验中，(1)某同学操作步骤如下：取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；在浅盘内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；在浅盘上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积。改正其中的错误：_。(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8103 mL，其形成的油膜面积为80 cm2，则估测出油酸分子的直径为_m。解析(1)由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差。液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大，甚至使实验失败。(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得：d m6.01010 m。答案(1)在量筒中滴入n滴该溶液，在水面上先撒上痱子粉(或细石膏粉)(2)6.01010求解“用油膜法估测分子大小”实验的思路与技巧(1)油膜法估测分子大小的思路理解油酸分子在水面上形成的薄膜厚度即分子直径
