2018年高考物理(教科版)总复习教师用书选修3-3和3-4

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基础课1分子动理论内能

知识点一、分子动理论的基本观点、阿伏加德罗常数

1．物体是由大量分子组成的

(1)分子很小：

①直径数量级为10－10m。

②质量数量级为10－26～10－27kg。

(2)分子数目特别大：

阿伏加德罗常数N A＝6.02×1023mol－1。

2．分子的热运动

(1)扩散现象：由于分子的无规则运动而产生的物质迁移现象。温度越高，扩散越快。

(2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的固体颗粒的永不停息地做无规则运动。其特点是：

①永不停息、无规则运动。

②颗粒越小，运动越明显。

③温度越高，运动越激烈。

3．分子间存在着相互作用力

(1)分子间同时存在引力和斥力，实际表现的分子力是它们的合力。

(2)引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力比引力变化得快。

知识点二、温度是分子平均动能的标志、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：T＝t＋273.15 K。

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。

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)等于物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和，是状态量。

(2)对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定。

(3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。

(4)改变内能的方式

知识点三、气体分子运动速率的统计分布

气体和气体分子运动的特点

知识点四、用油膜法估测分子的大小

1．原理与操作

2．注意事项

(1)将所有的实验用具擦洗干净，不能混用。

(2)油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜。

(3)浅盘中的水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直。

3．误差分析

(1)纯油酸体积的计算引起误差；

(2)油膜形状的画线误差；

(3)数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差。

[思考判断]

(1)布朗运动是颗粒分子的无规则运动。()

(2)扫地时，在阳光照射下，看到尘埃飞舞，这是尘埃在做布朗运动。()

(3)分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大。()

(4)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。()

(5)内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同。()

答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×

微观量与宏观量

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V mol、物体的质量m、摩尔质量M、物质的密度ρ。3．阿伏加德罗常数是联系微观量和宏观量的桥梁

(1)一个分子的质量：m0＝M

N A；

(2)一个分子的体积：V0＝V mol

N A＝

M

ρN A，对于气体，分子间的距离比较大，V0表示气

体分子占据的空间；

(3)物质含有的分子数：n＝m

M·N A＝

V

V mol·N A。

4.分子模型

(1)球体模型中的直径：d＝36V

π；

(2)立方体模型中的边长：d＝3

V0。

5．常识性的数据：室温可取27 ℃，标准状况下的大气压p0＝76 cmHg、温度T ＝273 K、摩尔体积V＝22.4 L。

1．[固体、液体微观量与宏观量](2016·长江调研)(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ρ(单位为kg/m3)，摩尔质量为M(单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A。已知1克拉＝0.2克，则()

A．a克拉钻石所含有的分子数为0.2aN A M

B．a克拉钻石所含有的分子数为aN A M

C．每个钻石分子直径的表达式为36M×103

N Aρπ(单位为m)

D ．每个钻石分子直径的表达式为6M

N A ρπ(单位为m)

E ．每个钻石分子的质量为M

N A

解析 a 克拉钻石物质的量(摩尔数)为n ＝0.2a M ，所含分子数为N ＝nN A ＝0.2aN A

M ，选项A 正确；钻石的摩尔体积

V ＝M ×10－3ρ

(单位为m 3/mol)，每个钻石分子体积为V 0＝V N A ＝M ×10－3

N A

ρ，设钻石分

子直径为d ，则V 0＝43π(d 2)3

，联立解得d ＝

36M ×10－3

N A ρπ(单位为m)，选项C 正确；根据阿伏加德罗常数的意义知，每个钻石分子的质量m ＝M

N A

，选项E 正确。

答案 ACE

2．[气体微观量与宏观量](2017·大连模拟)(多选)某气体的摩尔质量为M mol ，摩尔体积为V mol ，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m 和V 0，则阿伏加德罗常数N A 不可表示为( ) A ．N A ＝M mol m

B ．N A ＝V mol

V 0

C ．N A ＝ρV mol

m

D ．N A ＝M mol

ρV 0

E ．N A ＝m

M mol

解析 阿伏加德罗常数N A ＝M mol m ＝ρV mol m ＝V mol

V ，其中V 应为每个气体分子所占有的体积，而题目中的V 0则表示气体分子的体积，选项A 、C 正确，B 、E 错误；D 中的ρV 0不是气体分子的质量，因而选项D 错误。所以选项B 、D 、E 符合题意。 答案 BDE 技巧点拨

(1)微观量的估算应利用阿伏加德罗常数的桥梁作用，依据分子数N 与摩尔数n 之间的关系N ＝n ·N A ，并结合密度公式进行分析计算。 (2)注意建立正方体分子模型或球体分子模型。

(3)对液体、固体物质可忽略分子之间的间隙；对气体物质，分子之间的距离远大于分子的大小，气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值不等于气体分子的体积，仅表示一个气体分子平均占据的空间大小。