选修3-3第七章知识点

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人教版高中物理选修3-3第七章分子动理论全章复习.docx

高中物理学习材料唐玲收集整理第七章分子动理论全章复习学习目标： 1、掌握分子动理论的基本观点，知道阿伏加德罗常数的意义2、能通过实验测分子的大小3、理解内能的概念一、知识整理： 1、分子动理论2、温度和温标：3、内能：二、例题精讲：例1：一滴石油体积为10-3cm 3,把它滴在平静的湖面上，扩散成面积为2.5m 2的单分子层油膜，则石油的半径为多少？（2×10-10m ）1）、________________________________. A:阿伏加德罗常是： 2）、________________________________. A:什么是扩散？ B ：什么是布朗运动？ 3）、________________________________. 两个相邻分子间存在着相互作用的_____和_____，它们都随分子间距离增大而________。

1）热力学系统： 2）外界 3）状态参量： 4）平衡态： 5）热平衡： 6）热平衡定律： 7）温度： 8）温标： 9）热力学温标与摄氏温标的关系： 1）分子动能：影响因素：2）分子势能：影响因素：3）内能：分析：分子半径是分子直径的一半，而分子直径就是油膜的厚度，m s v d 10631045.21010---⨯=⨯== 所以r=2X10-10m例2、下列关于热力学温度的说法中，正确的是( )A ．摄氏温度和热力学温度都可以取负值B ．绝对零度是低温的极限，永远达不到C ．-33℃=240.15 KD ．1℃就是1 K三、本章检测：1、两个分子从靠近的不能再近的位置开始，使二者之间的距离逐渐增大，直到大于分子直径的10倍以上，这一过程中关于分子间的相互作用力的下述说法中正确的是（）A ．分子间的引力和斥力都在减小B ．分子间的斥力在减小，引力在增大C ．分子间的作用力在逐渐减小D ．分子间的作用力，先减小后增大，再减小到零2、下列说法正确的是（）A ．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映B ．没有摩擦的理想热机可以把吸收的热量全部转化为机械能C ．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿佛加德罗常数D ．内能不同的物体，它们分子运动的平均动能可能相同.3、有甲乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近，直到不再靠近为止，在这整个过程中，分子势能的变化情况是（）A 、不断增大B 、不断减小C 、先增大后减小D 、先减小后增大.4、氢气和氧气的质量、温度都相同，在不计分子势能的情况下，下列说法正确的是（）A 、氧气的内能较大B 、氢气的内能较大.C 、两者的内能相等D 、氢气分子的平均速率较大.5、分子间的相互作用力由引力F引和斥力F 斥两部分组成，则（）A 、F 引和F 斥同时存在的.B 、F 引总是大于F 斥，其合力总表现为引力C 、分子之间的距离越小，F 引越小，F 斥越大，故表现为斥力D 、分子间距离越大，F 引越大，F 斥越小，故表现为引力6．在25℃左右的室内，将一只温度计从酒精中拿出，观察它的示数变化情况是（）A ．温度计示数上升B ．温度计示数下降C ．温度计示数不变D ．示数先下降后上升7、下列关于布朗运动的说法中正确的是（）A.将碳素墨水滴入清水中，观察到的布朗运动是碳分子无规则运动的反映B.布朗运动是否显著与悬浮在液体中的颗粒大小无关C.布朗运动的激烈程度与温度有关D .微粒的布朗运动的无规则性，反映了液体内部分子运动的无规则性8、下面证明分子间存在引力和斥力的试验，错误的是（）A.两块铅压紧以后能连成一块，说明存在引力B.一般固体、液体很难被压缩，说明存在着相互排斥力C.拉断一根绳子需要一定大小的力说明存在着相互吸引力D.碎玻璃不能拼在一起，是由于分子间存在着斥力9、质量相等的氢气和氧气，温度相同，不考虑分子间的势能，则（）A.氧气的内能较大B.氢气的内能较大C.两者内能相等D.氢气分子的平均动能较大10、以下说法中正确的是（）A.温度低的物体内能小B.温度低的物体内分子运动的平均速率小C.物体做加速运动时速度越来越大，物体内分子的平均动能也越来越大D.以上说法都不对11、已知1摩尔的水质量0.018千克，求水分子质量.。

人教版高中物理选修3-3知识点汇总_一册全_

人教版高中物理选修3—3知识点总结第七章分子动理论第一节物体是由大量分子组成的一、实验：用油膜法估测分子的大小二、分子的大小阿伏加德罗常数1．分子的大小：除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为10－10m 。

2．阿伏加德罗常数：N A ＝6.02×1023_mol －1。

3．两种分子模型分子模型意义分子大小或分子间的平均距离图例球形模型固体和液体可看成是由一个个紧挨着的球形分子排列而成的，忽略分子间的空隙d ＝36V 0π(分子大小)立方体模型 (气体)气体分子间的空隙很大，把气体分成若干个小立方体，气体分子位于每个小立方体的中心，每个小立方体是每个分子占有的活动空间，这时忽略气体分子的大小d ＝3V 0 (分子间平均距离)设物质的摩尔质量为M 、摩尔体积为V 、密度为ρ、每个分子的质量为m 0、每个分子的体积为V 0，有以下关系式：(1)一个分子的质量：m 0＝MN A＝ρV 0。

(2)一个分子的体积：V 0＝V N A ＝MρN A (只适用于固体和液体；对于气体，V 0表示每个气体分子平均占有的空间体积)。

(3)一摩尔物质的体积：V ＝Mρ。

(4)单位质量中所含分子数：n ＝N A M 。

(5)单位体积中所含分子数：n ′＝N AV 。

(6)气体分子间的平均距离：d ＝ 3VN A 。

(7)固体、液体分子的球形模型分子直径：d ＝36V πN A ；气体分子的立方体模型分子间距：d ＝ 3VN A。

第二节分子的热运动一、扩散现象1．定义：不同物质能够彼此进入对方的现象。

2．产生原因：物质分子的无规则运动。

3．意义：反映分子在做永不停息的无规则运动。

二、布朗运动1．概念：悬浮微粒在液体(或气体)中的无规则运动。

2．产生原因：大量液体(或气体)分子对悬浮微粒撞击作用的不平衡性。

3．影响因素：微粒越小、温度越高，布朗运动越激烈。

4．意义：间接反映了液体(或气体)分子运动的无规则性。

人教版高中物理选修3-3第七章分子动理论讲义：第5讲

第5讲内能[目标定位] 1.知道温度是分子热运动平均动能的标志，渗透统计的方法． 2.知道什么是分子势能，分子势能随分子距离变化的关系．理解分子势能与物体的体积有关． 3.知道什么是内能，知道物体的内能跟物体的物质的量、温度和体积有关． 4.能够区别内能和机械能．一、分子动能1．定义：由于分子永不停息地做无规则运动而具有的能．2．分子的平均动能：所有分子的热运动动能的平均值．3．温度的微观意义：温度是分子热运动的平均动能的标志．二、分子势能1．定义：分子间由分子力和分子间的相对位置决定的势能．2．分子势能的决定因素(1)宏观上：分子势能的大小与物体的体积有关．(2)微观上：分子势能与分子之间的距离有关．三、内能1．定义：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．2．决定因素：物体所含的分子总数由物质的量决定，分子的热运动平均动能由温度决定，分子势能与物体的体积有关，故物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定，同时受物态变化的影响．3．物体的内能跟物体的机械运动状态无关．想一想在高空中高速飞行的飞机中的物体，内能一定大吗？答案不一定．内能包括分子动能和分子势能，分子动能决定于温度，分子势能决定于体积，物体的内能与机械能是完全不同的概念．物体速度大，高度大，只是机械能大，内能不一定大．一、对分子动能的理解1．单个分子的动能由于分子运动的无规则性，在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一，就是同一个分子，在不同时刻的动能也是不同的，所以单个分子的动能没有意义．2．分子的平均动能(1)温度是大量分子无规则热运动的客观表现，具有统计意义，温度升高，分子平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大、有的分子动能甚至还减小，个别分子的动能大小与温度没有关系，但总体上所有分子动能的总和随温度的升高而增加．(2)分子的平均动能只由温度决定，与物质种类、质量、压强、体积无关，只要温度相同，分子的平均动能都相等，由于不同物质的分子质量不同，所以同一温度下，不同物质的分子运动的平均速率大小一般不同．3．温度的意义(1)宏观：描述物体的冷热程度．(2)微观：分子平均动能的标志．例1下列关于物体的温度与分子动能的关系，正确的说法是()A．某物体的温度是0 ℃，说明物体中分子的平均动能为零B．物体温度升高时，每个分子的动能都增大C．物体温度升高时，分子平均动能增加D．物体的运动速度越大，则物体的温度越高答案 C解析某种气体温度是0 ℃，物体中分子的平均动能并不为零，因为分子在永不停息地运动，A错误；当温度升高时，分子运动加剧，平均动能增大，但并不是所有分子的动能都增大，B错，C对；物体的运动速度越大，物体的动能越大，这并不能代表物体内部分子的热运动越剧烈，所以物体的温度不一定高，D 错．借题发挥(1)虽然温度是分子平均动能的标志，但是零度(0 ℃)时物体中分子的平均动能却不为零．(2)物体内分子做无规则热运动的速度和物体做机械运动的速度是完全不同的两个概念．针对训练当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法中正确的是()A．两种气体分子的平均动能相等B．氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率C．两种气体分子热运动的总动能相等D．两种气体分子热运动的平均速率相等答案AB解析因温度是分子平均动能的标志，所以选项A正确；因为氢气分子和氧气分子的质量不同，且m H2<m O2，平均动能又相等，所以分子质量大的平均速率小，故选项D错，选项B正确；虽然气体质量和分子平均动能都相等，但由于气体摩尔质量不同，所以分子数目也就不相等，因此选项C错．二、对分子势能的深化理解1．分子势能由分子间的相对位置决定的能叫分子势能．2．分子势能的变化与分子间距离的关系分子势能是由分子间的相对位置决定的．当分子间的距离发生变化时，分子力要做功．当分子力做正功时，分子势能减小；当分子力做负功时，分子势能增大．由分子间的作用力F与分子间的距离r之间的关系(如图7－5－1所示)可知(取r→∞时分子势能为零)：图7－5－1(1)当r≫r0(r0表示两分子间的平衡距离，下同)时，分子间的作用力小到可忽略不计，可以认为分子间没有相互作用力，这时的分子势能为零(没有分子势能)．(2)当r>r0时，分子力表现为引力．当r增大时，分子力做负功，因此分子势能随分子间距离的增大而增大．(3)当r<r0时，分子力表现为斥力．当r减小时，分子力做负功，分子势能增大，因此分子势能随分子间距离的增大而增大．(4)当r＝r0时，分子力表现为零．当r增大时，分子力做负功，分子势能增大；当r减小时，分子力做负功，分子势能增大，因此r＝r0时分子势能最小．分子势能与分子间的距离r的关系如图7－5－2所示．图7－5－2例2甲、乙两分子相距较远(此时它们之间的分子力可以忽略)，设甲固定不动，在乙逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中，关于分子势能的变化情况，下列说法正确的是()A．分子势能不断增大B．分子势能不断减小C．分子势能先增大后减小D．分子势能先减小后增大答案 D解析r>r0时，靠近时引力做正功，E p减小；r<r0靠近时斥力做负功，E p 增加．借题发挥(1)分子势能的变化情况只与分子力做功相联系．分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加．分子力做功的值等于分子势能的变化量．(2)讨论分子势能变化时，绝不能简单地由物体体积的增大、减小就得出结论．导致分子势能变化的原因是分子力做功情况．针对训练如图7－5－3所示，甲分子固定在坐标原点O处，乙分子位于x 轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示．F＞0为斥力，F＜0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则()图7－5－3A．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大C．乙分子由a到c的过程，动能先增大后减小D．乙分子由b到d的过程，两分子间的分子势能一直增加答案 B解析乙分子由a运动到c的过程，一直受到甲分子的引力作用而做加速运动，到c时速度达到最大，而后受到甲分子的斥力做减速运动，A错误、B正确；乙分子由a到c的过程所受引力做正功，分子势能一直减小，分子的动能一直增大，C错误；乙分子由b到d的过程中，先是引力做正功，分子势能减小，后来克服斥力做功，分子势能增加，D错误．三、对内能的理解1．因为一切物体都是由不停地做无规则热运动且相互作用着的分子所组成的，所以任何物体都具有内能．2．物体的内能与机械能的区别和联系(1)物体的机械运动对应着机械能，热运动对应着内能．内能和机械能是两种不同形式的能量．(2)内能是物体内所有分子热运动的动能和分子间的相对位置决定的势能的总和，而不是分子定向移动的动能，它与物体的温度、体积等因素有关；而机械能是物体的动能及重力势能和弹性势能的总和，它是对宏观物体来说的．(3)物体具有内能的同时又可以具有机械能．当物体的机械能增加时，内能不一定增加，但机械能与内能之间可以相互转化．例3下列说法正确的是()A．铁块熔化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变B．物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大C．A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，这说明物体A的内能大于物体B的内能D．A，B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能不同答案 D解析铁块熔化成铁水的过程中要吸收热量，所以内能增加，故A错；两物体温度相同，内能可能不同，分子的平均动能相同，但由E k＝12知，平2m v均速率v可能不同，故D项正确；有热量从A传到B，只说明A的温度高，内能大小还要看它们的总分子数和分子势能这些因素，故C项错；机械运动的速度增大，动能增加，与分子热运动的平均动能无关系，内能也不一定增加，故B 错．分子动能与温度1．下列有关“温度”的概念的说法中正确的是()A．温度反映了每个分子热运动的剧烈程度B．温度是分子平均动能的标志C．一定质量的某种物质，内能增加，温度一定升高D．温度升高时物体的每个分子的动能都将增大答案 B解析温度是分子平均动能大小的标志，而对某个确定的分子来说，其热运动的情况无法确定，不能用温度反映．故A、D错而B对；温度不升高而仅使分子的势能增加，也可以使物体内能增加，冰熔化为同温度的水就是一个例证，故C错．分子势能与分子力做功2．两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7－5－4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()图7－5－4A．在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B．在r<r0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答案ACE解析由图可知：在r>r0阶段，当r减小时F做正功，分子势能减小，分子动能增加，故选项A正确；在r<r0阶段，当r减小时F做负功，分子势能增加，分子动能减小，故选项B错误；在r＝r0时，分子势能最小，动能最大，故选项C正确；在r＝r0时，分子势能最小，但不为零，故选项D错误；在整个相互接近的过程中分子动能和势能之和保持不变，故选项E正确．故正确答案为A、C、E.物体的内能与机械能3．下列关于分子力和分子势能的说法正确的是()A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大B．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小答案 C解析当分子力表现为引力时，分子间距离增大，分子力减小，分子力做负功，分子势能增大，所以A、B不正确；当分子力表现为斥力时，分子间距离减小，分子力增大，分子力做负功，分子势能增大，所以C正确、D不正确．4．下列关于物体内能的说法正确的是()A．同一个物体，运动时比静止时的内能大B．1 kg 0 ℃的水的内能比1 kg 0 ℃的冰的内能大C．静止的物体的分子平均动能为零D．物体被举得越高，其分子势能越大答案 B解析物体的内能与其宏观运动状态无关，A错误；1 kg 0 ℃的水变成1 kg 0 ℃的冰要放出热量，故1 kg 0 ℃的水的内能大，B对；静止的物体的动能为零，但分子在永不停息地运动，其分子平均动能不为零，同理被举高的物体，势能增加，但其体积不变，分子势能不变，故C、D错．(时间：60分钟)题组一分子动能与温度1．下列关于物体的温度、内能和热量的说法中正确的是()A．物体的温度越高，所含热量越多B．物体的内能越大，所含热量越多C．物体的温度越高，它的分子热运动的平均动能越大D．物体的温度不变，其内能就不变答案 C解析分子热运动的平均动能与温度有关，温度越高，分子热运动的平均动能越大，内能由物体的质量、温度和体积共同决定，并且内能是状态量，而热量是过程量，它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量．2．若一气泡从湖底上升到湖面的过程中，温度保持不变，体积增大，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是()A．气体分子间的作用力增大B．气体分子的平均速率增大C．气体分子的平均动能减小D．气体分子的平均动能不变答案 D解析气体在上升的过程中，温度不变，分子的平均动能不变，平均速率不变，体积增大，分子间的作用力减小，气体的分子势能增大．3．下列关于分子动能的说法，正确的是()A．物体的温度升高，每个分子的动能都增加B．物体的温度升高，分子的总动能增加C．如果分子的质量为m，平均速率为v，则平均动能为12m v2D．分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子的总数之比答案BD解析温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增加，但是其中个别分子的动能却有可能减小，A错、B对；分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子总数的比值，所以C错、D对．题组二分子势能与分子力的功4．分子间距增大时，分子势能将()A．增大B．减小C．不变D．不能确定答案 D解析分子势能的变化与分子力做功紧密联系．当分子力做正功时，分子势能减小；当分子力做负功时，分子势能增加．(1)当r>r0时，分子间的作用力为引力，将分子间距离增大时，分子力做负功，分子势能增大．(2)当r<r0时，分子间的作用力为斥力，将分子间距离增大时，分子力做正功，分子势能减小．经以上分析可知本题D选项正确．5．在两个分子间的距离由r0(平衡位置)变为10r0的过程中，关于分子间的作用力F和分子间的势能E p的说法中，正确的是()A．F不断减小，E p不断减小B．F先增大后减小，E p不断增大C．F不断增大，E p先减小后增大D．F、E p都是先减小后增大答案 B解析分子间距r＝r0时，分子力F＝0；随r的增大，分子力表现为引力，F≠0；当r＝10r0时，F＝0，所以F先增大后减小．在分子间距由r0至10r0的过程中，始终克服分子引力做功，所以分子势能一直增大，所以选项B正确，其他选项错误．6．(2014·郑州检测)如图7－5－5所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能E p与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示．图中分子势能的最小值为－E0.若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是()图7－5－5A．乙分子在P点(x＝x2)时，加速度最大B．乙分子在P点(x＝x2)时，其动能为E0C．乙分子在Q点(x＝x1)时，处于平衡状态D．乙分子的运动范围为x≥x1答案BD解析分子势能最小时，分子处于平衡位置，所以P点是分子的平衡位置．乙分子在P点的加速度为零，故选项A、C错误，选项B正确；由于两分子所具有的总能量为零，而Q点的分子势能为零，故选项D正确．7．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是________．(填正确答案标号) A．分子力先增大，后一直减小B．分子力先做正功，后做负功C．分子动能先增大，后减小D．分子势能先增大，后减小E．分子势能和动能之和不变答案BCE8．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能E p随分子间距离r变化关系的图线是________．(填选图下方的字母)答案 B解析当r<r0时，分子力表现为斥力，随分子间距离r增大，分子势能E p 减小；当r>r0时，分子力表现为引力，随分子间距离r增大；分子势能E p增大；当r＝r0时，分子力为零，此时分子势能最小．故选项B正确．题组三物体的内能与机械能9．关于内能和机械能，下列说法正确的是()A．物体的机械能损失时，内能却可能增加B．物体的内能损失时，机械能必然会减小C．物体内能为零时，机械能可以不为零D．物体的机械能为零时，内能可以不为零答案AD解析在空中下降的物体由于克服空气阻力做功，机械能损失，因摩擦物体的温度升高，内能增加，A正确；物体静止时，温度降低，内能减少，而机械能可能不变，B错；分子运动永不停息而且分子间有相互作用，内能不可能为零，但机械能可以为零，C错、D正确．10．关于物体的内能，下列叙述中正确的是()A．温度高的物体比温度低的物体内能大B．物体的体积增大时，内能也增大C．内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同D．内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同答案 D解析温度高的物体与温度低的物体相比较，温度低的物体的分子平均动能小，但所有分子的热运动动能和分子势能的总和不一定小，即物体的内能不一定小，A错；物体的体积增大时，分子间的距离增大，分子势能发生变化，但不能确定分子势能是增大还是减小．即使分子势能增大而分子的平均动能不能确定是否变化，也不能说明内能增大，B错；内能相同的物体是指物体内所有分子的动能和分子势能的总和相同，而它们的分子平均动能却不一定相同，C错；内能不同的物体，它们的温度却可能相同，即它们的分子平均动能可能相同，D正确．11．关于物体的内能，下列说法中正确的是()A．水分子的内能比冰分子的内能大B．物体所处的位置越高，分子势能就越大，内能越大C．一定质量的0 ℃的水结成的0 ℃的冰，内能一定减少D．相同质量的两个同种物体，运动物体的内能一定大于静止物体的内能答案 C解析因内能是指组成物体的所有分子的热运动的动能与分子势能的总和，说单个分子的内能没有意义，故选项A错误；内能与机械能是两种不同性质的能，它们之间无直接联系，内能与“位置”高低、“运动”还是“静止”没有关系，故选项B、D错误；一定质量的0 ℃的水结成0 ℃的冰，放出热量，使得内能减小，故选项C正确．。

物理选修3 3第七章分子的动理论知识点汇总

物理选修3--3第七章-分子的动理论知识点汇总2分子动理论知识点汇物理选修3--3第七章总（训练填空版）物体是由大量分子组成知识点一、的一、物体是由大量的分子组成的“大量”的意思一是指分子尺寸(1)10小，一般分子直径的数量级是－若把两万个分子一个挨一个地m.10约有头发丝直径那么紧密排列起来，若把一个分子放大到像芝麻长一点。

则芝麻被成比例地放大将到那么大，地球那么大．二是指物体内分子多，万亿亿个水分6.7例如一滴水约有子。

三是分子质量轻，一般分子质量数量级是kg.-2610(2)人们不可能用肉眼直接观察到分子，也无法借助光学显微镜观察到，通过离子显微镜可观察到分子的位置，用扫描隧道显微镜(放大数亿倍)3可直接观察到单个分子或原子.二、实验：用油膜法估测分子的大小(1)实验目的①估测油酸分子的大小．②学习用宏观量间接测量微观量的原理和方法．S dV＝/(2)实验原理: 实验器材(3)或石(注射器或滴管、量筒、痱子粉、浅盘、水、酒精、油酸、玻)膏粉璃板、彩笔、坐标纸．实验步骤(4)的油酸溶于酒精(1cm)①取1毫升3毫升的油酸酒精溶液．中，制成500的浅～30cm40cm②往边长约为然后将痱深的水，2cm盘中倒入约子粉或石膏粉均匀地撒在水面上．n向量筒中滴入(③用滴管或注射器)4滴配制好的油酸酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为1mL，算出每滴油1V mL.＝酸酒精溶液的体积n0④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V，据一滴油滴溶液中纯油酸的体积VS，和薄膜的面积酸的体积算出油Vd＝，酸薄膜的厚度即为油酸分子S的直径．比较算出的分子直径，看其数量级(单位为m)是否为10，若10－不是10须重做实验．10－5(5)本实验的注意事项①酒精油酸溶液配制好后，不要长时间放置，以免浓度改变，影响实验．（油酸难溶于水，酒精稀释油酸是为了进一步减小油酸的面密度,使油酸分子尽可能的少在竖直方向上重叠,更能保证）膜其形成单层分子1②酒精油酸溶液的浓度应小于100为宜．③痱子粉的用量不要太大，否则不易成功．（作用：因为油和水颜色相近，不易分辨。

高中物理选修3-3第七章分子动理论 1 物体是由大量分子组成的

1 物体是由大量分子组成的[学科素养与目标要求]物理观念：1.知道物体是由大量分子组成的.2.知道分子的大小.3.知道阿伏加德罗常数及其意义．科学思维：会用阿伏加德罗常数进行有关计算和估算，领会阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁．科学探究：通过油膜法估测油酸分子的大小，让学生经历“实验设计、现象分析、仪器使用”，体会估测法的巧妙．一、用油膜法估测分子的大小1．处理方法(1)理想化：认为油酸薄膜是由单层油酸分子紧密排列组成的，则油膜的厚度即为油酸分子的直径，如图1所示．图1(2)模型化：把油酸分子简化成球形．2．估算方法实验时测出一滴油酸的体积V ，再测出油膜的面积S ，估算出油膜的厚度，认为就是油酸分子的直径d ＝V S. 3．分子的大小一般分子大小的数量级是10－10 m.二、阿伏加德罗常数1．定义：1 mol 的任何物质所含有的粒子数．2．大小：在通常情况下取N A ＝6.02×1023 mol －1，在粗略计算中可以取N A ＝6.0×1023 mol －1.3．意义：阿伏加德罗常数是一个重要的常数．它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子大小等微观物理量联系起来，即阿伏加德罗常数N A 是联系宏观量与微观量的桥梁．1．判断下列说法的正误．(1)若撒入水中的痱子粉太多，会使油酸未完全散开，从而使测出的分子直径偏小．( × )(2)若滴在水面的油酸酒精溶液体积为V ，铺开的油膜面积为S ，则可估算出油酸分子直径为V S. ( × )(3)阿伏加德罗常数所表示的是1 g 物质内所含的分子数．( × )(4)所有分子的直径都相同．( × )2．已知水的摩尔质量是18 g/mol ，则一个水分子的质量约为________ kg.答案 3.0×10－26解析 m 0＝18×10－36.0×1023 kg ＝3.0×10－26 kg.一、用油膜法估测分子的大小如图是用油膜法估测分子的大小时在水面上形成的油酸膜的形状．(1)实验中为什么不直接用纯油酸而是用被稀释过的油酸酒精溶液？(2)实验中为什么在水面上撒痱子粉(或细石膏粉)?(3)实验中可以采用什么方法测量油膜的面积？答案 (1)用酒精对油酸进行稀释有利于获取更小体积的纯油酸，这样更有利于油酸在水面上形成单分子油膜．同时酒精易挥发，不影响测量结果．(2)撒痱子粉(或细石膏粉)后，便于观察所形成的油膜的轮廓．(3)运用数格子法测油膜面积，多于半个的算一个，少于半个的舍去．这种方法所取方格的单位越小，计算的面积误差越小．实验：用油膜法估测分子的大小 1．实验原理把一滴油酸(事先测出其体积V )滴在水面上，油酸在水面上形成油酸薄膜，将其认为是单分子层，且把分子看成球形．油膜的厚度就是油酸分子的直径d ，测出油膜面积S ，则油酸分子直径 d ＝V S. 2．实验器材配制好的一定浓度的油酸酒精溶液、浅盘、水、痱子粉(或细石膏粉)、注射器、量筒、玻璃板、彩笔、坐标纸．3．实验步骤(1)用注射器取出按一定比例配制好的油酸酒精溶液，缓缓推动活塞，把溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积V 1时的滴数n ，算出一滴油酸酒精溶液的体积V ′＝V 1n.再根据油酸酒精溶液中油酸的浓度η，算出一滴油酸酒精溶液中的纯油酸体积V ＝V ′η.(2)在水平放置的浅盘中倒入约2 cm 深的水，然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上，再用注射器将配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上．(3)待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板平放到浅盘上，然后用彩笔将油酸膜的形状描在玻璃板上．(4)将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油膜的面积S (以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位，计算轮廓范围内的正方形个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)．(5)根据测出的一滴油酸酒精溶液里纯油酸的体积V 和油酸薄膜的面积S ，求出油膜的厚度d ，则d 可看做油酸分子的直径，即d ＝V S. 4．注意事项(1)油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免浓度改变，造成较大的实验误差．(2)实验前应注意检查浅盘是否干净，否则难以形成油膜．(3)浅盘中的水应保持平稳，痱子粉(或细石膏粉)应均匀撒在水面上．(4)向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成．(5)待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再描轮廓．例1 (2018·宜春市期末)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL 溶液中有纯油酸0.2 mL ，用量筒和注射器测得1 mL 上述溶液有80滴，用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，画出油酸薄膜的轮廓如图2所示，图中正方形小方格的边长为1 cm.(结果均保留两位有效数字)图2(1)油酸薄膜的面积是________ m 2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______ m 3.(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________ m ．(结果保留两位有效数字)(4)某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小，可能是由于________．A ．油酸未完全散开B ．油酸酒精溶液中含有大量酒精C ．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格D ．在向量筒中滴入1 mL 油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴答案 (1)4.0×10－3 (2)2.5×10－12 (3)6.3×10－10 (4)D解析 (1)由于每个小方格边长为1 cm ，则每一个小方格的面积就是1 cm 2，数出在油膜轮廓范围内的格子数(超过半格的以一格计算，小于半格的舍去)为40个，则油酸薄膜的面积S ＝40 cm 2＝4.0×10－3 m 2.(2)由题意知，80滴油酸酒精溶液的体积为1 mL ，且油酸酒精溶液的体积分数为0.02%，故每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V 0＝V N ×0.02%＝180×0.02%×10－6 m 3＝2.5×10－12 m 3. (3)油酸分子直径d ＝V 0S ＝2.5×10－124.0×10－3m ≈6.3×10－10 m. (4)计算油酸分子直径的公式是d ＝V S，V 是纯油酸的体积，S 是油膜的面积．若水面上痱子粉撒得较多，油酸未完全散开，即油膜没有充分展开，则测量的面积S 偏小，导致计算结果偏大，A 错误；大量的酒精更易使油酸分子形成单分子层薄膜，会使测量结果更精确，B 错误；若计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S 将偏小，计算结果将偏大，C 错误；若在向量筒中滴入1 mL 油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴，则计算所得的V 偏小，故d 偏小，D 正确．针对训练 (2019·上海市嘉定区期末)在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中(1)实验简要步骤如下：A ．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数，再根据方格的边长求出油膜的面积SB ．将一滴油酸酒精溶液滴在水面，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上C ．用浅盘装入约2 cm 深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上D ．取一定体积的油酸和确定体积的酒精混合均匀配制成一定浓度的油酸酒精溶液E ．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积VF ．用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数G ．由V S得到油酸分子的直径d 上述实验步骤的合理顺序是________________．(填写字母编号)(2)在本实验中“将油膜分子看成紧密排列的球形，在水面形成单分子油膜”，体现的物理思想方法是______________________________________________________________________.(3)若所用油酸酒精溶液的浓度约为每104 mL 溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL 上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，描出的油酸膜的轮廓形状和尺寸如图3所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm ，由此可估测油酸分子的直径是_____ m ． (保留一位有效数字)图3答案 (1)CDFEBAG(或DFECBAG) (2)理想模型法 (3)6×1010解析 (1)实验步骤为：将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积．然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积．则用1滴此溶液中纯油酸的体积除以1滴此溶液形成的油酸薄膜的面积，恰好就是油酸分子的直径．故实验步骤的合理顺序为CDFEBAG(或DFECBAG)；(2)在本实验中“将油膜分子看成紧密排列的球形，在水面形成单分子油膜”，体现的物理思想方法是理想模型法； (3)由题图可知，油膜所占方格数为130个，则油膜的面积：S ＝130×1×1 cm 2＝130 cm 2；每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积：V ＝175×6104 mL ＝8×10－6 mL 油酸分子的直径：d ＝V S ＝8×10－6 cm 3130 cm 2≈6×10－8 cm ＝6×10－10 m.二、阿伏加德罗常数(1)1 mol 的物质内含有多少个分子？用什么表示？(2)若某种物质的摩尔质量为M ，摩尔体积为V ，则一个分子的质量为多大？假设分子紧密排列，一个分子的体积为多大？(已知阿伏加德罗常数为N A )(3)V mol ＝N A V 0(V 0为一个分子的体积，V mol 为摩尔体积)，对于任何物质都成立吗？答案 (1)6.02×1023个 N A (2)M N A V N A(3)V mol ＝N A V 0仅适用于固体和液体，不适用于气体．阿伏加德罗常数的应用1．N A 的桥梁和纽带作用阿伏加德罗常数是联系宏观世界和微观世界的一座桥梁．它把摩尔质量M mol 、摩尔体积V mol 、物体的质量m 、物体的体积V 、物体的密度ρ等宏观量，跟单个分子的质量m 0、单个分子的体积V 0等微观量联系起来，如图4所示．图4其中密度ρ＝m V ＝M mol V mol ，但要切记对单个分子ρ＝m 0V 0是没有物理意义的． 2．常用的重要关系式(1)分子的质量：m 0＝M mol N A. (2)分子的体积：V 0＝V mol N A ＝M mol ρN A(适用于固体和液体)．注意：对于气体分子V mol N A只表示每个分子所占据的空间．(3)质量为m 的物体中所含有的分子数：n ＝mN A M mol . (4)体积为V 的物体中所含有的分子数：n ＝VN A V mol. (5)分子的直径①对于液体和固体，分子间距离比较小，可以认为分子是一个挨着一个紧密排列的球体，由V 0＝V mol N A 及V 0＝16πd 3可得：d ＝36V mol πN A. ②对于气体，分子间距很大，一般建立立方体模型．将每个气体分子看成一个质点，气体分子位于立方体中心，如图5所示，则立方体的边长即为分子间距．由V 0＝V mol N A及V 0＝d 3可得：d ＝3V mol N A.图5例2 (多选)若以μ表示氮气的摩尔质量，V 表示在标准状况下氮气的摩尔体积，ρ是在标准状况下氮气的密度，N A 为阿伏加德罗常数，m 、v 分别表示每个氮气分子的质量和体积，下面四个关系式中正确的是( )A ．N A ＝VρmB ．ρ＝μN A vC ．m ＝μN AD ．v ＝V N A答案 AC解析摩尔质量μ＝mN A ＝ρV ，故N A ＝Vρm ，m ＝μN A，故A 、C 正确；氮气分子间距离很大，N A v 并不等于摩尔体积V ，故B 、D 错误．例3 在标准状况下，有体积为V 的液态水和体积为V 的可认为是理想气体的水蒸气，已知液态水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A ，液态水的摩尔质量为M A ，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为V A ，问：(1)它们中各有多少水分子？(2)它们中相邻两个水分子之间的平均距离各为多少？答案见解析解析 (1)体积为V 的液态水，质量为m ＝ρV ①分子个数为N ＝m M AN A ②联立①②式可得N ＝ρV M AN A ③ 对体积为V 的水蒸气，分子个数为N ′＝V V AN A (2)设液态水相邻的两个水分子之间平均距离为d ，将水分子视为球体，每个水分子的体积为V 0＝V N ＝16πd 3④ 联立③④式可得d ＝36M A ρN A π⑤ 设水蒸气中相邻的两个水分子之间平均距离为d ′，将水分子占据的空间视为立方体，每个水蒸气分子的体积V 0′＝V N ′＝d ′3⑥ 解得d ′＝3V A N A.1．(用油膜法估测分子的大小)在“用油膜法估测分子大小”的实验中， (1)某同学操作步骤如下：①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；②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；③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；④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4.8×10－3 mL ，其形成的油膜面积为40 cm 2，则估测出油酸分子的直径为________ m.答案 (1)②在量筒中滴入N 滴溶液，测出其体积；③在水面上先撒上痱子粉(或细石膏粉)再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定 (2)1.2×10－9解析 (1)②在量筒中直接测量一滴油酸酒精溶液的体积误差太大，应先用累积法测出N 滴该溶液体积，再求出一滴的体积；③油酸在水面上形成的油膜形状不易观察，可在水面上先撒上痱子粉(或细石膏粉)，再滴油酸酒精溶液，稳定后就呈现出清晰轮廓．(2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ＝4.8×10－3×0.10%×10－6 m 3＝4.8×10－12 m 3，故油酸分子直径d ＝V S ＝4.8×10－1240×10－4 m ＝1.2×10－9 m.2．(用油膜法估测分子的大小)(2018·济南市模拟)某实验小组在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的体积分数为0.1%,1 mL 上述溶液有50滴，实验中用滴管吸取该油酸酒精溶液向浮有痱子粉的水面中央滴入一滴．图6(1)该实验中的理想化假设是________．A ．将油膜看作单分子层薄膜B ．不考虑油酸分子间的间隙C ．不考虑油酸分子间的相互作用力D ．将油酸分子看成球形(2)实验中描出油酸薄膜轮廓如图6所示，已知每一个正方形小方格的边长为2 cm ，则该油酸薄膜的面积为________ m 2.(结果保留一位有效数字)(3)经计算，油酸分子的直径为________ m ．(结果保留一位有效数字)答案 (1)ABD (2)3×10－2 (3)7×10－10解析 (1)用油膜法测量分子的直径，不考虑分子间的间隙，将油膜看成单分子层薄膜，将油酸分子看成球形．故选A 、B 、D.(2)由于每个小方格的边长为2 cm ，则每一个小方格的面积就是4 cm 2，估算油膜面积时超过半格的按一格计算，小于半格的舍去，由题图所示，可估算出油酸薄膜占75格，则油酸薄膜面积S ＝75×4 cm 2＝300 cm 2＝3×10－2 m 2.(3)1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积V ＝150×0.1% mL ＝2×10－5 mL ＝2×10－11 m 3 则油酸分子的直径d ＝V S ＝2×10－113×10－2m ≈7×10－10 m. 3．(阿伏加德罗常数的应用)(2017·徐州市模拟)已知氧气分子的质量m ＝5.3×10－26 kg ，标准状况下氧气的密度ρ＝1.43 kg/m 3，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －1，求：(1)氧气的摩尔质量；(2)标准状况下氧气分子间的平均距离；(3)标准状况下1 cm 3的氧气中含有的氧气分子数．(以上计算结果均保留两位有效数字) 答案 (1)3.2×10－2 kg/mol (2)3.3×10－9 m (3)2.7×1019个解析 (1)氧气的摩尔质量为M ＝N A m ＝6.02×1023×5.3×10－26 kg/mol ≈3.2×10－2 kg/mol.(2)标准状况下氧气的摩尔体积V ＝M ρ，所以每个氧气分子所占空间体积V 0＝V N A ＝M ρN A，而每个氧气分子占有的体积可以看成是棱长为a 的立方体，即V 0＝a 3，则a 3＝M ρN A，故 a ＝3M ρN A ＝3 3.2×10－21.43×6.02×1023 m ≈3.3×10－9 m. (3)1 cm 3氧气的质量为m ′＝ρV ′＝1.43×1×10－6 kg ＝1.43×10－6 kg则1 cm 3氧气中含有的氧气分子个数N ＝m ′m ＝1.43×10－65.3×10－26 个≈2.7×1019个．一、选择题考点一用油膜法估测分子的大小1．(多选)(2019·武汉市部分学校高三起点调研)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，下列做法正确的是( )A ．用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1 mL ，则1滴溶液中含有油酸10－2 mLB ．往浅盘里倒入适量的水，再将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上C ．用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上，并立即在玻璃板上描下油酸膜的形状D ．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数，并求得油膜的面积E ．根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V 和油膜面积S 就可以算出油膜厚度d ＝V S，即油酸分子的大小答案 BDE解析用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1 mL ，则1滴油酸酒精溶液的体积是10－2 mL ，含有油酸的体积小于10－2 mL ，选项A 错误；往浅盘里倒入适量的水，再将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上，选项B 正确；用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上，待油酸在水面上散开稳定后，在玻璃板上描下油酸膜的形状，选项C 错误；将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数，并求得油膜的面积，选项D 正确；根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V 和油膜面积S 就可以算出油膜厚度d ＝VS ，即油酸分子的大小，选项E正确．2．某种油剂的密度为8×102 kg/m 3，取这种油剂0.8 g 滴在水面上，最后形成油膜的最大面积约为( ) A ．10－10m 2 B ．104 m 2 C ．1010 cm 2 D ．104 cm 2答案 B解析由d ＝V S ，得S ＝V d ＝mρd ＝8×10－48×102×10－10 m 2＝104 m 2，故B 正确．3．(多选)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，若已知油滴的摩尔质量为M (单位为kg/mol)，密度为ρ(单位为kg/m 3)，油滴质量为m (单位为kg)，油滴在水面上扩散后的最大面积为S (单位为m 2)，阿伏加德罗常数为N A (单位为mol －1)，那么( ) A ．油滴分子直径d ＝MρSB ．油滴分子直径d ＝mρSC ．油滴所含分子数N ＝Mm N AD ．油滴所含分子数N ＝mM N A答案 BD解析在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，认为油膜的厚度为分子直径，油滴的质量为m ，密度为ρ，油滴在水面上扩散后的最大面积为S ，则油滴的体积为V ＝mρ，油滴分子直径为d ＝V S ＝m ρS ，选项B 正确，A 错误；油滴的物质的量为m M ，油滴所含分子数为N ＝mMN A ，选项D正确，C错误．考点二分子的大小4．(多选)关于分子，下列说法中正确的是()A．分子看成小球是分子的简化模型，实际上，分子的形状并不真的都是小球B．所有分子大小的数量级都是10－10 mC．“物体是由大量分子组成的”，其中“分子”只包含分子，不包括原子和离子D．分子的质量是很小的，其数量级一般为10－26 kg答案AD解析将分子看成小球是为研究问题方便而建立的简化模型，故A选项正确；一些有机物的分子大小的数量级超过10－10m，故B选项错误；“物体是由大量分子组成的”，其中“分子”是分子、原子和离子的统称，故C选项错误；分子质量的数量级一般为10－26 kg，故D 选项正确．5．纳米材料具有很多优越性，有着广阔的应用前景．边长为1 nm的立方体，可容纳液态氢分子(其直径约为10－10 m)的个数最接近于()A．102个B．103个C．106个D．109个答案 B解析 1 nm＝10－9 m，则边长为1 nm的立方体的体积V＝(10－9)3 m3＝10－27 m3；将液态氢分子看成边长为10－10 m的小立方体，则每个氢分子的体积V0＝(10－10)3 m3＝10－30 m3，所以可容纳的液态氢分子的个数N＝VV0＝103个．液态氢分子可认为分子是紧挨着的，其空隙可忽略，对此题而言，建立立方体模型比球形模型运算更简洁．6．已知在标准状况下，1 mol氢气的体积为22.4 L，氢气分子间距约为()A．10－9 m B．10－10 m C．10－11 m D．10－8 m答案 A解析在标准状况下，1 mol氢气的体积为22.4 L，则每个氢气分子占据的体积V0＝VN A＝22.4×10－36.02×1023m3≈3.72×10－26 m3.按立方体估算，则每个氢气分子所占据体积的边长：a＝3V0＝33.72×10－26m≈3.3×10－9 m，故选A.考点三阿伏加德罗常数的应用7．(多选)某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m 0和V 0，则阿伏加德罗常数N A 可表示为( ) A ．N A ＝VV 0B ．N A ＝ρV m 0 C ．N A ＝M m 0D ．N A ＝M ρV 0答案 BC解析气体的体积是指气体所充满的容器的容积，它不等于气体分子个数与每个气体分子体积的乘积，所以A 、D 错误．由质量、体积、密度关系可推知B 、C 正确．8．(多选)阿伏加德罗常数是N A (单位为mol －1)，铜的摩尔质量为M (单位为g/mol)，铜的密度为ρ(单位为kg/m 3)，则下列说法正确的是( ) A ．1 m 3铜所含的原子数目是ρN AMB ．1个铜原子的质量是MN AC ．1个铜原子占有的体积是M ρN AD ．1 g 铜所含有的原子数目是ρN A 答案 ABC解析 1 m 3铜含有的原子数为N A V mol ，根据ρ＝M V mol ，得N A V mol ＝ρN AM ，选项A 正确；1个铜原子的质量为m ＝M N A ，选项B 正确；1个铜原子占有的体积为V mol N A ，因为ρ＝M V mol ，所以V mol N A ＝MρN A ，选项C 正确；1 g 铜所含有的原子数目为N AM ≠ρN A ，选项D 错误．9．根据下列哪组物理量，可以估算出气体分子间的平均距离的是( ) A ．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量 B ．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度 C ．阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积 D ．该气体的密度、体积和摩尔质量答案 B解析根据气体分子间的平均距离d 的表达式d ＝3V 0＝3MρN A，对照4个选项的条件，可知选项B 正确．10．(2019·敦煌中学一诊)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ρ(单位为kg/m 3)，摩尔质量为m mol (单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A (单位为mol －1)，已知1克拉＝0.2 g ，则( )A ．a 克拉钻石所含有的分子数为0.2×103a N Am molB ．a 克拉钻石所含有的分子数为aN Am molC ．每个钻石分子直径的表达式为36m mol ×10－3N A ρπ(单位为m)D ．每个钻石分子直径的表达式为36m molN A ρπ(单位为m) 答案 C解析 a 克拉钻石的物质的量为：n ＝0.2a m mol ，所含的分子数为：N ＝nN A ＝0.2aN Am mol，故A 、B 错误；钻石的摩尔体积为：V ＝m mol ×10－3ρ，每个钻石分子体积为：V 0＝V N A ＝m mol ×10－3ρN A，设钻石分子直径为d ，则：V 0＝43π(d2)3，由上述公式可求得：d ＝36m mol ×10－3N A ρπ(单位为m)，故C正确，D 错误．二、非选择题11．(2019·海安高级中学月考)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，1 mL 的油酸中加入酒精，直到总量达到1 000 mL ，配制成油酸酒精溶液，1 mL 溶液通过滴管实验测得为80滴，取1滴溶液滴在撒有痱子粉的浅水槽中，待油酸界面稳定后测得油膜面积为260 cm 2. (1)试估算油酸分子的直径________．(结果保留一位有效数字)(2)按照一定比例配制的油酸酒精溶液置于一个敞口容器中，如果时间偏长，会影响分子尺寸测量结果，原因是_______________________________________________________. 答案 (1)5×10－10m (2)酒精挥发使得溶液中油酸浓度变大解析 (1)测得油膜面积为S ＝260 cm 2＝2.6×10－2 m 2，每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为：V ＝11 000×180 mL ＝1.25×10－11 m 3.油酸分子的直径：d ＝V S ＝1.25×10－112.6×10－2 m ≈5×10－10 m. (2)油酸酒精溶液置于一个敞口容器中，如果时间偏长，酒精挥发，导致油酸浓度增大，因此分子直径测量结果比实际偏小．12．(2018·湖北省部分重点中学高二下期中)下面介绍了两种测量分子大小的方法： (1)先用移液管量取0.30 mL 油酸，倒入标注300 mL 的容量瓶中，再加入酒精后得到300 mL的溶液．然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入200滴溶液，溶液的液面刚好达到量筒中1 mL 的刻度，再用滴管吸取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图1所示．坐标格的正方形大小为1 cm ×1 cm.由图可以估算出油膜的面积是______ cm 2(保留两位有效数字)，由此估算出油酸分子的直径是________ m(保留一位有效数字)．图1 图2(2)如图2是用离子显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片．这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.45×10－8 m 的圆周而组成的．由此可以估算出铁原子的直径约为________ m ．(结果保留两位有效数字) 答案 (1)65 8×10－10(2)9.5×10－10解析 (1)由图示油膜可知，油膜的面积：S ＝65×1 cm ×1 cm ＝65 cm 2；1滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为：V ＝0.30300×200 mL ＝5×10－6 mL ＝5×10－6 cm 3，油酸分子的直径为：d ＝V S ＝5×10－665cm ≈8×10－8 cm ＝8×10－10 m.(2)48个铁原子组成一个圆，圆的周长等于48个原子直径之和，则铁原子的直径d ＝C n ＝πdn ＝3.14×1.45×10－848m ≈9.5×10－10 m.13．(2018·银川市期末)已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3，水的摩尔质量M ＝1.8×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1，试估算1 g 水中含有的水分子个数和水分子的直径．(结果均保留1位有效数字) 答案 3×1022个 4×10－10m解析 1 g 水中含有的水分子个数N ＝m M ·N A ＝1.0×10－31.8×10－2×6.0×1023个≈3×1022个一个水分子的体积V ＝M ρN A ＝MρN A根据球的体积公式，有V ＝16πd 3联立解得d ＝36MπρN A＝36×1.8×10－23.14×1.0×103×6.0×1023 m ≈4×10－10 m.14．(2017·武汉市联考)教育部办公厅和卫生部办公厅联合发布了《关于进一步加强学校控烟工作的意见》(以下简称《意见》)．《意见》中要求，教师在学校的禁烟活动中应以身作则、带头戒烟，通过自身的戒烟，教育、带动学生自觉抵制烟草的诱惑．试估算一个高约2.8 m 、面积约10 m 2的两人办公室，若只有一人吸了一根烟，在标准状况下，空气的摩尔体积为22.4×10－3 m 3/mol ，可认为吸入气体的体积等于呼出气体的体积，阿伏加德罗常数为N A ＝6.02×1023 mol －1，求：(结果均保留两位有效数字，人正常呼吸一次吸入气体的体积约为300 cm 3，一根烟大约吸10次)(1)估算被污染的空气分子间的平均距离；(2)另一不吸烟者呼吸一次大约吸入多少个被污染过的空气分子．答案 (1)7.0×10－8 m (2)8.7×1017个解析 (1)吸烟者吸完一根烟吸入气体的总体积为10×300 cm 3 含有的空气分子数为n ＝10×300×10－622.4×10－3×6.02×1023个≈8.1×1022个办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为 8.1×102210×2.8个/m 3≈2.9×1021个/m 3每个被污染的空气分子所占体积为V ＝12.9×1021m 3 所以被污染的空气分子间的平均距离为L ＝3V ≈7.0×10－8 m.(2)不吸烟者一次吸入被污染的空气分子数约为2.9×1021×300×10－6个＝8.7×1017个．。

高中物理选修3-3课件：第七章分子动理论-2分子的热运动

A．当过一段时间可以发现上面瓶中的气体也变成了淡红棕色 B．二氧化氮由于密度较大，不会跑到上面的瓶中，
所以上面瓶不会出现淡红棕色
C．上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中，于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以会发现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色，但在瓶底处不会出现淡红棕色 D．由于气体分子在运动着，所以上面的空气会到下面的瓶中，下面的二氧化氮也会自发地运动到上面的瓶中，所以最后上、下两瓶气体的颜色变得均匀一致
知识点一扩散现象提炼知识 1．定义：不同的物质彼此进入对方的现象． 2．产生原因：物质分子的无规则运动． 3．应用举例：在高温条件下通过分子的扩散，在纯净半导体材料中掺入其他元素． 4．扩散现象的实质：扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明．
判断正误 1 ．扩散现象说明了分子是永不停息地做无规则运动．(√) 2. 扩散现象说明了分子间存在间隙．(√) 3．扩散现象只能发生在气体与气体之间．(×)
特别说明 (1)热运动是分子运动，布朗运动是微粒的运动． (2)热运动永不停息，液体变成固体时，其中微粒的布朗运动会停止． (3)分子及布朗运动的微粒用肉眼不能直接观察到． (4)热运动是对大量分子而言的，对个别分子无意义．
【典例 2】关于布朗运动下列说法正确的是(
)
A．悬浮在液体或气体中的小颗粒的无规则运动就是分子的无规则运动． B．温度越低时，布朗运动越明显 C．悬浮在液体或气体中的颗粒越小，布朗运动越明显 D．布朗运动是悬浮在液体中的花粉分子的运动，反映了液体分子对固体颗粒撞击的不平衡性．
原因
直接原因：大量液体 (或气体)分子对悬浮微物质分子永不粒的撞击而导致的不停息地做无规平衡；则运动根本原因：液体(或气体)分子的无规则运动

物理选修3-3 知识点总结

.物理选修3-3知识点总结第七章分子动理论一.物体是由大量分子组成的热学中的分子：分子是具有各种物质的化学性质的最小微粒。

实际上，构成物质的单元是多种多样的，或是原子（如金属）或是离子（如有机物），在热学中，由于这些粒子做热运动时遵从相同的规律，所以统称为分子计算式常用的分子模型：①固体和液体可看成是一个紧挨一个的球形分子排列而成的，忽略分子间的空隙，如图所示其中V表示分子的体积，d表示分子直径（也可以表示分子间距离）②气体分子间的空隙很大，可以把气体分成若干个小立方体，气体分子位于每一个小立方体的中心，如图所示d=其中V表示气体分子的活动范围，不能表示气体分子体积（因为气体的分子体积不可求，所以在任何情况下都不能使用气体的分子体积）。

D仅表示分子间距离（一）油膜法估测分子直径实验（除一些生物大分子外，分子直径的数量级为10-10m）原理d= V表示一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S表示形成的油膜面积方法：把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，在水面上形成油酸薄膜，假设薄膜是由单层的油酸分子组成的，并把油酸分子简化成一个紧挨一个紧密排列的球型，如上图所示，则油膜的厚度认为是油酸分子的直径实验步骤及注意事项：①用酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污，粉尘，以免给实验带来误差；②配置油酸酒精溶液，浓度A=（其中溶液要现配现用，因为酒精易挥发，酒精的作用是稀释）③用注射器或滴管将油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中，并记下N滴油酸酒精溶液的总体积V。

（则一滴油酸酒精溶液的体积为）滴数不易过多，容易记错，也不能太少，不好测量④向浅盘里倒入2cm深的水，并将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上⑤用注射器或滴管将油酸酒精溶液滴在水面上一滴，待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描出油膜的形状⑥将玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S （不足半格舍去，多余半格算一格）则d=⑦重复上述实验步骤（三）阿伏加德罗常数 1mol任何物质都含有相同的粒子数N A=6.02×1023mol-1阿伏加德罗常数是连接宏观和微观的桥梁，设物体质量为m，体积V，个数N，摩尔质量M A,摩尔体积V A,，分子质量m0,分子体积V0则二.分子的热运动（一）扩散现象：不同物质彼此进入对方的现象。

人教版物理选修3-3第七章小结

人教版物理选修3-3第七章小结物理3-3七章总结第一节，物体是由大量分子组成的知识点一：油膜法测分子直径概念：把一定体积的油酸酒精溶液滴在水面上时形成单分子油膜，然后利用公式d=V/S求出油酸分子的直径。

计算方法：（1）.一滴油酸溶液的平均体积V=N滴油酸溶液的体积/N（2）.一滴油酸溶液中含纯油酸的体积V1=V×油酸溶液的体积比（3）.油膜的面积S=n×1平方厘米（n为有效格数，小方格的边长为1㎝）（4）.分子直径d=V/S（注意单位统一）解题技巧：1.首先要精确计算出纯油酸的体积V2.其次计算出油膜的面积S3.最后利用公式d=V/S求出数值。

知识点二：分子的大小除了一些有机物质的大分子外，多数分子直径大小的数量级是10的负10次方。

知识点三：阿伏伽德罗常数定义：1mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数量可以用阿伏伽德罗常数表示。

数值：N A=6.02×10的负23次方意义：阿伏伽德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁。

知识点四：分子的两种模型一.球体模型对于固体和液体，分子间距离比较小，可以认为分子式一个挨着一个的，若分子的摩尔体积为V，可以推出d=三次根号下6V/πN A。

二.立方体模型对于气体，分子间距离比较大，一般是建立立方体模型，从而计算出气体分子间的平均距离。

公式d=三次根号下V/N A。

题型一：宏观量与微观量关系1.在处理问题过程中，固、液体分子紧密排列，气体分子间距离远大于自身体积。

2.在宏观量和微观量的正推或逆推过程中，都需要阿伏伽德罗常数来建立关系，所以阿伏伽德罗常数叫做联系宏观量和微观量的桥梁。

第二节，分子热运动知识点一：扩散现象1.定义：扩散现象是指不同物质能够彼此进入对方的现象。

2.产生原因：扩散现象不受外界影响，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动直接产生的，是分子无规则运动的宏观反映。

3.意义：反应分子在永不停息地做无规则运动。

高中物理选修3-3第七章分子动理论5 内能

5内能[学科素养与目标要求]物理观念：1.知道温度是分子平均动能的标志.2.明确分子势能与分子间距离的关系.3.理解内能的概念及其决定因素.4.了解内能和机械能的区别．科学思维：通过分析分子力做功情况，判断分子势能的变化情况，从而确定分子势能与分子间距离的关系．一、分子动能1．分子动能：由于分子永不停息地做无规则运动而具有的能量．2．分子的平均动能所有分子热运动动能的平均值．3．温度是物体分子热运动的平均动能大小的唯一标志．二、分子势能1．分子势能：由分子间的相互位置决定的能．2．决定因素(1)宏观上：分子势能的大小与物体的体积有关．(2)微观上：分子势能与分子之间的距离有关．三、内能1．内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．2．普遍性：组成任何物体的分子都在做着无规则的热运动，所以任何物体都具有内能．3．相关因素(1)物体所含的分子总数由物质的量决定．(2)分子热运动的平均动能由温度决定．(3)分子势能与物体的体积有关．故物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定，同时受物态变化的影响．1．判断下列说法的正误．(1)温度反映了每个分子热运动的剧烈程度．(×)(2)温度是分子平均动能的标志．(√)(3)分子的势能是由分子间相互位置决定的能量，随分子间距的变化而变化．(√)(4)温度高的物体内能大．(×)2．(1)1千克10 ℃的水比10千克2 ℃的铁的分子的平均动能________．(2)质量和体积一定的同种气体，温度高时气体的内能________．答案(1)大(2)大一、分子动能(1)为什么研究分子动能的时候主要关心大量分子的平均动能？(2)物体温度升高时，物体内每个分子的动能都增大吗？(3)物体运动的速度越大，其分子的平均动能也越大吗？答案(1)分子动能是指单个分子热运动的动能，但分子是无规则运动的，因此各个分子的动能以及一个分子在不同时刻的动能都不尽相同，所以研究单个分子的动能没有意义，我们主要关心的是大量分子的平均动能．(2)温度是大量分子无规则热运动的集体表现，含有统计的意义，对于个别分子，温度是没有意义的．所以物体温度升高时，个别分子的动能可能减小，也可能不变．(3)不是．分子的平均动能与宏观物体运动的速度无关．1．单个分子的动能(1)定义：组成物体的每个分子都在不停地运动，因此每个分子都具有动能．(2)由于分子运动的无规则性，在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一，就是同一个分子，在不同时刻的动能也可能是不同的，所以单个分子的动能没有意义．2．分子的平均动能(1)定义：物体内所有分子的动能的平均值．(2)决定因素：温度是分子热运动的平均动能的标志．温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，个别分子的动能可能减小或不变，但总体上所有分子的动能之和一定是增加的．3．物体内分子的总动能物体内分子运动的总动能是指所有分子热运动的动能总和，它等于分子热运动的平均动能与分子数的乘积．物体内分子的总动能与物体的温度和所含分子总数有关．例1(多选)当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法正确的是()A．两种气体分子的平均动能相等B．氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率C．两种气体分子热运动的总动能相等D．两种气体分子热运动的平均速率相等答案AB解析因为温度是分子平均动能的标志，温度相同，则分子平均动能相同，故选项A正确．因为氢气分子的质量小于氧气分子的质量，而分子平均动能又相等，所以氢气分子的平均速率大，故选项D错误，B正确．虽然气体质量和分子平均动能(温度)都相等，但由于气体摩尔质量不同，分子数目就不相等，故选项C错误．由于不同物质的分子质量一般不同，所以同一温度下，不同物质的分子热运动的平均动能相同，但平均速率一般不同.二、分子势能(1)功是能量转化的量度，分子力做功对应什么形式的能量变化呢？(2)若分子力表现为引力，分子间距离增大时，分子力做什么功？分子势能如何变化？分子间距离减小时，分子力做什么功？分子势能如何变化？(3)若分子力表现为斥力，分子力做功情况以及分子势能的变化情况又如何呢？答案(1)分子力做功对应分子势能的变化(2)负功分子势能增加正功分子势能减小(3)分子间距离增大时，分子力做正功，分子势能减小；分子间距离减小时，分子力做负功，分子势能增大．1．分子力、分子势能与分子间距离的关系分子间距离r＝r0r＞r0，r增大r＜r0，r减小分子力等于零表现为引力表现为斥力分子力做功分子力做负功分子力做负功分子势能最小随分子间距离的增大而增大随分子间距离的减小而增大分子势能与分子间的距离的关系图象如图1所示．图12．分子势能的特点由分子间的相互位置决定，随分子间距离的变化而变化．分子势能是标量，正、负表示的是大小，具体的值与零势能点的选取有关．3．分子势能的影响因素(1)宏观上：分子势能跟物体的体积有关．(2)微观上：分子势能跟分子间距离r有关，分子势能与r的关系不是单调变化的．例2A、B两分子的距离等于分子直径的10倍，若将B分子向A分子靠近，直到不能再靠近的过程中，关于分子力做功及分子势能的变化说法正确的是()A．分子力始终对B做正功，分子势能不断减小B．分子力先对B做正功，而后B克服分子力做功，分子势能先减小后增大C．B分子先克服分子力做功，而后分子力对B做正功，分子势能先增大后减小D．分子间的距离不断减小，所以分子势能不断增大答案 B解析将B分子从距离等于分子直径10倍处向A分子靠近，分子力先表现为引力，引力做正功，分子势能减小，当r小于r0时，分子力表现为斥力，分子力又做负功，分子势能增加，B正确．1．分子势能的变化情况只与分子力做功相联系．分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增大．分子力做功的大小等于分子势能变化量的大小．2．讨论分子势能变化时，绝不能简单地由物体体积的增大、减小得出结论．导致分子势能变化的原因是分子力做功．例3(多选)(2019·济宁市高二下期末)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2所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0，相距很远的两分子仅在分子力作用下，由静止开始相互靠近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法中正确的是()图2A．在r＝r0时，分子势能为零B．在r＝r0时，分子势能最小，但不为零C．在r>r0阶段，分子势能一直减小D．在r<r0阶段，分子势能先减小后增加答案BC解析因为两分子相距无穷远时分子势能为零，在r＝r0时，斥力和引力大小相等，方向相反，分子力合力为零，分子势能最小，但不为零，A错误，B正确；在r>r0阶段，随着两分子的靠近，分子间表现为引力，引力做正功，分子势能一直减小，C正确；在r<r0阶段，分子间作用力表现为斥力，在两分子靠近的过程中，分子力做负功，分子势能一直增加，D错误．分子势能图象问题的解题技巧1．要明确分子势能、分子力与分子间的距离关系图象中拐点的不同意义．分子势能图象的最低点(最小值)对应的距离是分子平衡距离r0，分子力图象与r轴交点的横坐标表示平衡距离r0.2．要把图象上的信息转化为分子间的距离，再求解其他问题．三、内能(1)结合影响分子动能和分子势能的因素，从微观和宏观角度讨论影响内能的因素有哪些？(2)物体的内能随机械能的变化而变化吗？内能可以为零吗？答案(1)微观上：物体的内能取决于物体所含分子的总数、分子的平均动能和分子间的距离．宏观上：物体的内能取决于物体所含物质的量、温度和体积及物态．(2)物体的机械能变化时其温度和体积不一定变化，因此其内能不一定变化，两者之间没有必然联系．组成物体的分子在做永不停息的无规则运动，因此物体的内能不可能为零．1．内能的决定因素(1)宏观因素：物体内能的大小由物质的量、温度和体积三个因素决定，同时也受物态变化的影响．(2)微观因素：物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定．2．温度、内能和热量的比较(1)温度宏观上表示物体的冷热程度，是分子平均动能的标志．(2)内能是物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．(3)热量指在热传递过程中，物体吸收或放出热的多少，等于物体内能的变化量．3．内能和机械能的区别与联系内能机械能对应的运动形式微观分子热运动宏观物体机械运动常见的能量形式分子动能、分子势能物体动能、重力势能、弹性势能影响因素物质的量、物体的温度、体积及物态物体的质量、机械运动的速度、相对于零势能面的高度、弹性形变量大小永远不等于零一定条件下可以等于零联系在一定条件下可以相互转化4.物态变化对内能的影响一些物质在物态发生变化时，如冰的熔化、水在沸腾时变为水蒸气，温度不变，此过程中分子的平均动能不变，由于分子间的距离变化，分子势能变化，所以物体的内能变化．例4下列说法正确的是()A．铁块熔化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变B．物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大C．A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，这说明物体A的内能大于物体B的内能D．A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能不同答案 D解析温度是分子平均动能的标志，内能是所有分子热运动动能和分子势能的总和，故温度不变时，内能可能变化，A项错误；两物体温度相同，内能可能不同，分子的平均动能相同，但分子的平均速率可能不同，故D项正确；最易出错的是认为有热量从A传到B，A的内能肯定大，其实有热量从A传到B，只说明A的温度高，内能大小还要看它们的总分子数和分子势能等因素，故C项错误；机械运动的速度与分子热运动的平均动能无关，故B项错误．比较物体内能的大小和判断内能改变的方法具体比较和判断时，必须抓住物体内能的大小与分子总数、温度、物体的体积及物态等因素有关，结合能量守恒定律，综合进行分析．(1)当物体质量m一定时(相同物质的摩尔质量M相等)，物体所含分子数n就一定．(2)当物体温度一定时，物体内部分子的平均动能就一定．(3)当物体的体积不变时，物体内部分子间的相对位置就不变，分子势能也不变．(4)当物体发生物态变化时，要吸收或放出热量，使物体的温度或体积发生改变，物体的内能也随之变化．1．(分子动能)关于温度与分子动能的关系，下列说法正确的是()A．某物体的温度为0 ℃，说明物体中分子的平均动能为零B．温度是分子热运动平均动能的标志C．温度较高的物体，其分子平均动能较大，则分子的平均速率也较大D．物体的运动速度越大，则物体的温度越高答案 B解析某物体温度是0 ℃，物体中分子的平均动能并不为零，因为分子在永不停息地做无规则运动，A错误；温度是分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，但由于分子的质量不一定相同，则分子平均速率不一定大，B正确，C错误；物体内分子无规则热运动的速度与机械运动的速度无关，物体的运动速度越大，不能代表物体内部分子的热运动越激烈，所以物体的温度不一定高，D错误．2．(分子力和分子势能)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是()A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大B．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小答案 C解析当分子力表现为引力时，分子间距离增大，分子力可能先增大后减小，也可能一直减小，分子力做负功，分子势能增大，所以A、B错误；当分子力表现为斥力时，分子间距离减小，分子力增大，分子力做负功，分子势能增大，所以C正确，D错误．3．(分子力和分子势能)下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能E p随分子间距离r变化关系的图线是()答案 B解析当r<r0时，分子力表现为斥力，随分子间距离r增大，分子势能E p减小；当r>r0时，分子力表现为引力，随分子间距离r增大，分子势能E p增大；当r＝r0时，分子力为零，此时分子势能最小，故选项B正确．4．(内能)关于物体的内能，下列说法中正确的是()A．机械能可以为零，但内能永远不为零B．温度相同、质量相同的物体具有相同的内能C．温度越高，物体的内能越大D．0 ℃的冰的内能与等质量的0 ℃的水的内能相等答案 A解析机械能是宏观能量，可以为零，而物体内的分子在永不停息地做无规则运动，且存在相互作用力，所以物体的内能永不为零，A项正确；物体的内能与物质的量、温度和体积及物态有关，B、C、D错误．一、选择题考点一分子动能1．(多选)对于20 ℃的水和20 ℃的水银，下列说法正确的是()A．两种物体的分子的平均动能相同B．水银分子的平均动能比水的大C．两种物体的分子的平均速率相同D．水银分子的平均速率比水分子的平均速率小答案AD解析温度是分子平均动能的标志，温度相同的物体的分子的平均动能相同，故A对，B错；由水银的摩尔质量大于水的摩尔质量，知D 对，C 错．2．(多选)下列关于分子动能的说法，正确的是( )A ．物体的温度升高，每个分子的动能都增加B ．物体的温度升高，分子的平均动能增加C ．如果分子的质量为m ，平均速率为v ，则平均动能为12m v 2 D ．分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子的总数之比答案 BD解析温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增加，但是其中个别分子的动能却有可能减小，A 错，B 对；分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子总数的比值，所以C 错，D 对．3．若一气泡从湖底上升到湖面的过程中，温度保持不变，体积增大，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是( )A ．气体分子间的作用力增大B ．气体分子的平均速率增大C ．气体分子的平均动能减小D ．气体分子的平均动能不变答案 D解析气泡在上升的过程中，内部气体温度不变，分子的平均动能不变，平均速率不变，体积增大，分子间的作用力减小，故D 正确．4．下列说法正确的是( )A ．只要温度相同，任何物体分子的平均动能都相同B ．分子动能指的是由于分子定向移动具有的动能C ．10个分子动能和势能的总和就是这10个分子的内能D ．温度高的物体分子平均速率小于温度低的同种物质组成的物体分子平均速率答案 A解析温度是分子平均动能的标志，温度相同，则物体分子的平均动能相同，A 正确；分子动能是分子做无规则运动而具有的动能，B 错误；物体内能是对大量分子而言的，对于10个分子而言毫无意义，C 错误；若组成物体的物质相同，温度高的物体分子平均速率大，D 错误．考点二分子势能与分子力的功5．分子具有与分子间距离有关的势能，这种势能叫做分子势能．关于分子势能下列说法中正确的是()A．分子间作用力做负功，分子势能一定减少B．分子间作用力做正功，分子势能一定减少C．分子间距离增大时，分子势能一定增加D．分子间距离减小时，分子势能一定增加答案 B解析分子力做正功，分子的动能增加，分子的势能减少，分子力做负功，分子动能减少，分子势能增加，A错误，B正确；在平衡位置以内，分子间距离增大时，分子势能减少，C 错误；在平衡位置以外，分子间距离减小时，分子势能减少，D错误．6.如图1所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力．a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现将乙分子从a移动到d的过程中，两分子间的分子力和分子势能同时都增大的阶段是()图1A．从a到b B．从b到cC．从b至d D．从c到d答案 D解析根据分子力做功与分子势能的关系，分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能增加，故D选项正确．7．(2019·上海市宝山区模拟)当两分子间距变化时分子势能变大了，则可以判定在此过程()A．分子力一定做了功B．分子力一定增大C．分子间距一定变大D．分子力一定是引力答案 A8．(多选)图2甲、乙两图分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图象．由图象判断以下说法中正确的是()图2A．当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均最小且为零B．当分子间距离r>r0时，分子力随分子间距离的增大而增大C．当分子间距离r>r0时，分子势能随分子间距离的增大而增大D．当分子间距离r<r0时，随着分子间距离逐渐减小，分子力和分子势能都逐渐增大答案CD解析由题图可知，当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均达到最小，但此时分子力为零，而分子势能不为零，为负值；当分子间距离r>r0时，分子力随分子间距离的增大先增大后减小，此时分子力做负功，分子势能增大；当分子间距离r<r0时，随着分子间距离逐渐减小，分子力逐渐增大，而此过程中分子力做负功，分子势能增大，由此知选项C、D正确．考点三内能、物体的机械能及综合应用9．(多选)(2018·全国卷Ⅱ改编)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之间相互作用的势能B．气体的内能包括气体整体运动的动能C．气体的体积变化时，其内能可能不变D．气体的内能包括气体分子热运动的动能答案ACD解析实际气体的内能包括气体分子间相互作用的势能和分子热运动的动能，当气体体积变化时影响的是气体的分子势能，内能可能不变，所以A、C、D正确，B错误．10．关于物体的内能，以下说法正确的是()A．箱子运动的速度减小，其内能也减小B．篮球的容积不变，内部气体的温度降低，其气体的内能将减小C．物体的温度和体积均发生变化，其内能一定变化D．对于一些特殊的物体，可以没有内能答案 B解析物体的内能与物体的机械运动无关，故A错误；当气体的体积不变而温度降低时，气体的分子势能不变，分子的平均动能减小，气体的内能减小，故B正确；物体的温度和体积均发生变化时，物体内的分子势能和分子的平均动能都发生变化，其内能可能不变，故C错误；任何物体都有内能，故D错误．11．(2018·安阳市高二检测)关于物体的内能和机械能，下列说法正确的是()A．分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能B．物体的分子势能由物体的温度和体积决定C．物体的速度增大时，物体的内能增大D．物体的动能减小时，物体的温度可能升高答案 D解析分子具有热运动的动能，同时由于分子间存在着相互作用力而具有分子势能，所有分子的这两种能量的总和组成物体的内能．内能是物体具有的宏观物理量，而对单个分子来说，不存在分子内能的概念，A错误；分子势能与温度无关，由分子力做功决定，与分子间距有关，所以宏观上表现为与体积有关，B错误；物体的速度增大时，物体的动能增大，这里的动能是宏观物体的机械能中的动能，而不是分子的动能，C错误，D正确．二、非选择题12．三个瓶子分别盛有质量相同的氢气、氧气和氮气，它们的温度相同，则分子平均速率最大的是__________；在不计分子势能的情况下，气体内能最大的是________．答案氢气氢气13．(1)1 kg的40 ℃的水跟1 kg的80 ℃的水哪个内能多？(2)1 kg的40 ℃的水跟2 kg的40 ℃的水哪个内能多？(3)一杯100 ℃的开水跟一池塘常温下的水哪个内能多？(4)1 kg的100 ℃的水跟1 kg的100 ℃的水蒸气哪个内能多？答案见解析解析(1)两者质量一样，同种物质，所以分子数目一样，而80 ℃的水比40 ℃的水的水分子平均动能大，若不考虑水的膨胀引起的体积微小变化，则1 kg的80 ℃的水的内能多．(2)1 kg的40 ℃的水跟2 kg的40 ℃的水比较，2 kg的40 ℃的水内能多，因为后者分子数目多．(3)虽然100 ℃的开水的水分子平均动能较大，但池塘的水的分子数比一杯水的分子数多得多，故一池塘常温下的水的内能比一杯100 ℃的开水的内能多．(4)它们的质量相等，因而所含分子数相等，分子的平均动能也相同，但100 ℃的水蒸气分子势能比100 ℃的水的分子势能大，故1 kg的100 ℃的水蒸气的内能比1 kg的100 ℃的水的内能多．。

人教版物理选修3-3 第七章分子动理论

一. 物体是由大量分子组成的单层分子油膜法
1、实验原理？ 2、如何得到单层分子？ 3、油滴为何要稀释？ 4、为何撒痱子粉？ 5、如何测量一滴酒精油的体积？ 6、S形状不规则，如何求？
分子的体积V 分子的占据体积V0 V≈V0
V<V0
二. 分子的热运动
1、扩散现象
2、布朗运动
三. 分子间的作用力
2、分子势能
EP
物体的体积
F斥 O EPmin r0 F合 F引 r
3、物体的内能与机械能
物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和任何物体都具有内能！
物体的内能与机械能
分子间的引力和斥力是同时存在的。
F

F斥
O r0 F合 F引
r
四. 温度和温标
1、几个概念热力学系统、外界、状态参量、平衡态
2、热平衡和温度
3、温度计和温标温标的三个要素：
一、选择某种具有测温属性的测温物质；二、了解测温物质随温度变化的函数关系；三、确定温度零点和分度的方法。
五. 内能
1、分子动能温度是分子热运动剧烈程度的标志，也是分子热运动的平均动能的标志。

选修3-3-7

C．如果一摩尔物质的内能为E，则每个分子
的内能为 E/NA（ NA为阿伏伽德罗常数） D．以上说法均不对
7.一定质量的 0的C冰熔解成的0水C，其
总的分子动能EK ，分子势能EP ，以及内能E 的变化是（） C A． EK 、 EP 、E均变大 B． EK 、 EP 、E均变小 C． EK不变、 EP 变大、E变大 D． EK不变、 EP 变小、E变小
• 所以，正确选项是C ．
4.有两个分子，用r表示它们之间的距离，当r
=r0时，两分子间的斥力和引力相等，使两分子从相距很远处（r>> r0 ）逐渐靠近，直至不能靠近为止（r< r0 ）．在整个过程中两分子间相互作用的势能（） A．一D直增加 B．一直减小 C．先增加后减小 D．先减小后增加
• A认为气体分子平均速率大，温度就高，这是对气体温度的微观本质的错误认识，气体温度是气体分子平均动能的标志，而分子的平均动能不仅与分子的平均速率有关，还与分子的质量有关．
• 本题涉及两种不同气体（即分子质量不同），它们的分子质量无法比较．因而无法比较两种气体温度的高低．故A、B错，C正确，速率的平均值大，并不一定每个分子速率都大，故D 错．
•物体内所有分子的ＥK 和ＥP 总和
•物体的内能与温度和体积有关
成才大本P16 例4
物体的内能
分子动能

•分子因热运动而具有的能量
•同温度下各分子的分子动能ＥK 不同
•分子动能的平均值仅和温度有关
分子势能
物体内能
•分子间因有相互作用力而具有的、由它们相对位置决定的能量
• r＜r0时,r↓→ＥP↑;ｒ＞ｒ0时,r↑→ＥP↑。ｒ＝ｒ0时，ＥP最低 •ＥP随物态的变化而变化

人教版高中物理选修3-3第七章第一节7

7.1《气体的等容变化和等压变化》学习任务单①气体的不变；②气体的不变。

3．等压线一定质量的气体，在压强不变时，其V -T 图像是一条过的直线，这条直线叫做等压线。

[探究过程][典例1] 容积为2 L 的烧瓶，在压强为1.0×105 Pa 时，用塞子塞住，此时温度为27 ℃，当把它加热到127 ℃时，塞子被打开了，稍过一会儿，重新把盖子塞好，停止加热并使它逐渐降温到27 ℃，求：(1)塞子打开前的最大压强； (2)27 ℃时剩余空气的压强。

【讨论总结】应用查理定律解题的一般思路？[巩固训练]1．对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大到原来的二倍，则气体温度的变化情况是( )A ．气体的摄氏温度升高到原来的二倍B ．气体的热力学温度升高到原来的二倍C ．气体的摄氏温度降为原来的一半D ．气体的热力学温度降为原来的一半[典例2]如图所示，汽缸A 中封闭有一定质量的气体，活塞B 与A 的接触是光滑的且不漏气，B 上放一重物C ，B 与C 的总重力为G ，大气压为p 0。

当汽缸内气体温度是20 ℃时，活塞与汽缸底部距离为h 1；当汽缸内气体温度是100 ℃时，活塞与汽缸底部的距离是多少？【讨论总结】应用盖—吕萨克定律解题的一般思路？[巩固训练]1．一定质量的理想气体在等压变化中体积增大了12，若气体原来温度为27 ℃，则温度的变化是( )A ．升高450 KB ．升高了150 ℃C ．升高了40.5 ℃D ．升高了450 ℃【讨论比较】p -T 图像与V -T 图像的比较【比较总结】对于p -T 图像与V -T 图像解题的注意事项？【巩固训练】1．如图甲所示，一定质量的气体的状态沿1→2→3→1的顺序循环变化，若用p -V 或V -T 图像表示这一循环，在图乙中表示正确的是( )【总结感悟】8.2 《气体的等容变化和等压变化》课后巩固练习1．描述一定质量的气体做等容变化的过程的图线是下图中的哪些( )2. (多选)一定质量的某种气体自状态A 经状态C 变化到状态B ，这一过程在V -T 图上的表示如图1所示，则( )不同点图像纵坐标斜率意义相同点图1A ．在过程AC 中，气体的压强不断变大B ．在过程CB 中，气体的压强不断变小C ．在状态A 时，气体的压强最大D ．在状态B 时，气体的压强最大3．贮气罐内的某种气体，在密封的条件下，温度从13 ℃上升到52 ℃，则气体的压强( )A ．升高为原来的4倍B ．降低为原来的14C ．降低为原来的2225D ．升高为原来的25224.粗细均匀，两端封闭的细长玻璃管中，有一段水银柱将管中气体分为A 和B 两部分，如图2所示。

选修3-3知识点大集合

）2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动扩散现象）（1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子间有空隙，温度越高扩散越快。

可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间。

（2）布朗运动：它是悬浮在液体（或气体）中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。

①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。

②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。

③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。

（3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈。

3、分子间的相互作用力（1）分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。

（2）分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小，随分子间距离的减小而增大。

但总是斥力变化得较快。

（3）图像：理解+记忆：4、温度宏观上的温度表示物体的冷热程度，微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能的标志。

热力学温度与摄氏温度的关系：5、内能①分子势能分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。

分子势能的大小与分子间距离有关，分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。

②物体的内能物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。

一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。

（理想气体的内能只取决于温度）③改变内能的方式：做功与热传递都使物体的内能改变特别提醒：(1)物体的体积越大，分子势能不一定就越大，如0 ℃的水结成0 ℃的冰后体积变大，但分子势能却减小了。

(2)理想气体分子间相互作用力为零，故分子势能忽略不计，一定质量的理想气体内能只与温度有关。

选修3-3知识点

第七章分子动理论一.物体是由大量分子组成的热学中的分子：分子是具有各种物质的化学性质的最小微粒。

（则一滴油酸酒精溶液的体积为）滴数不易过多，容易记错，也不能太少，不好测量④向浅盘里倒入2cm深的水，并将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上⑤用注射器或滴管将油酸酒精溶液滴在水面上一滴，待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描出油膜的形状⑥将玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S （不足半格舍去，多余半格算一格）则d=⑦重复上述实验步骤（三）阿伏加德罗常数 1mol任何物质都含有相同的粒子数N A=×1023mol-1阿伏加德罗常数是连接宏观和微观的桥梁，设物体质量为m，体积V，个数N，摩尔质量M A,摩尔体积V A,，分子质量m0,分子体积V0则二.分子的热运动（一）扩散现象：不同物质彼此进入对方的现象。

人教物理选修3-3第7章第1节

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第七章分子动理论
〔学法指导〕由于分子是看不见的，因此在学习这部分内容时要特别注意通过一些客观过程去理解微观状态，这对我们思维能力和想象力的发展是有好处的。从能量的观点来研究问题是物理学中最重要的方法之一，本章将在初中的基础上进一步学习内能，内能和我们常见的机械能是不一样的，它是由物体内分子的热运动和分子间相对位置而决定的能量，学习时要抓住内能的含义加以理解。学习本章知识要应用类比方法。例如：将分子力做功与分子势能的变化，类比为弹力做功与弹性势能的变化，这样就可以把微观的研究对象宏观化。
解题指导：油膜法测分子直径，关键是获得一滴油酸酒精溶液，并由配制浓
度求出其中所含纯油酸的体积，再就是用数格子法(对外围小格“四舍五入”)求出
油膜面积，再由公式 d＝VS计算结果。
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第七章分子动理论
解析：(1)由于每格边长为 1cm，则每一格就是 1cm2 ，估算油膜面积超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出 40 格，则油酸薄膜面积为
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第七章分子动理论
『想一想』用筷子滴一滴水，体积约为0.1cm3，这一滴水中含有水分子的个数大约是多少？(阿伏加德罗常数NA＝6×1023mol－1，水的摩尔体积为Vmol＝18cm3/mol) 答案：3×1021个解析：n＝VVNmoAl＝0.1×168×1023个≈3×1021 个。
S＝40cm2＝4.0×10－3m2； (2)1 滴酒精油酸溶液中含油酸的体积 V＝1m80L×100.020mL＝2.5×10－12m3；由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为 d＝VS＝24..50××1100－－132m＝6.3×10－10m
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第七章分子动理论