高考物理总复习 分子动理论 内能

3．P14 图 7.5－1，两分子由相距无穷远逐渐靠近直到不可再靠近，它 们之间的分子势能怎样变化？
提示：开始分子力做正功，然后分子力做负功，所以分子势能先减小 再增大。
4．P25 图 8.3－2，A 和 B 状态的压强哪个大？ 提示：pATVAA＝pBTVBB，而 VA＝VB，TA<TB，所以 pA<pB，B 状态压强大。
5．P28 图 8.4－3，由图中雨滴类比气体分子，分析气体分子产生的压 强与什么有关？
提示：雨滴动能越大，撞击力越大，压强越大；雨滴越密集，压强越 大，所以气体分子碰撞引起的压强与气体分子的平均动能和分子的密集程 度有关。
6．P33[实验]，图乙中现象说明蜂蜡是晶体，这种说法对吗？ 提示：不对，图乙说明云母的导热性质为各向异性，是晶体。
答案
解析 悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的，A 正确；布朗运动是悬浮微粒的运动，是液体分子无规则运动的表现，B 错误； 液体温度越高，布朗运动越剧烈，C 错误；悬浮微粒越小，液体分子撞击 作用的不平衡性表现得越明显，D 错误。
解析
2．(2019·甘肃敦煌中学高考模拟)(多选)对以下物理现象分析正确的是 ()
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 11 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的动能的 12 总和 。
3．分子势能 (1)由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的 13相___互__位__置__
决定的能，即分子势能。
没有固定的运动轨迹，故 B 错误；该图记录的是按等时间间隔依次记录的
某个悬浮微粒运动位置的连线，故 C 错误，D 正确。
解析 答案
4．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 解析 萝卜变咸的原因是盐分子扩散到萝卜中去，炒菜时温度高，分 子热运动激烈，扩散现象显著，萝卜变咸得较快，D 正确，A、B、C 错误。
要求 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ
复习指南
考情分析： 本章在高考中属于选考内容，总分值为 15 分， 一般分为两小题。第一个小题常考查分子动 理论、固体、液体、热力学定律等基本内容， 总计 5 分，多以选择或填空的形式呈现；第 二个小题重点考查气体实验定律、热力学第 一定律等，总计 10 分，以计算题形式呈现， 要求稍高。 命题趋势： 继续做为高考中的选考部分，总分值 15 分， 分两小题，第一个小题继续以选择或填空的 形式呈现，考查分子动理论、固体、液体、 热力学定律等基础知识，题目中可能会以图 象来提供解题信息；第二个小题仍会以计算 题的形式考查气体实验定律、热力学第一定 律等，此题情景往往来源于生产、生活或较 新的科技成果，比如潜水器、太空舱等。
7．P41 图 9.2－12，玻璃管断口烧熔后为什么变钝？ 提示：液体存在表面张力。 8．P45[问题与练习]T1，在潮湿的天气里，为什么洗了的衣服不容易晾 干？ 提示：相对湿度大，水分蒸发慢。 9．P60 图 10.4－6，假设盒子绝热，撤去挡板后，气体温度如何变化？ 气体能自动回到右侧吗？ 提示：撤去挡板，气体不对外做功，而 Q＝0，由热力学第一定律，ΔU ＝0，故温度不变，由热力学第二定律，气体不能自动回到右侧。
(3)热运动：分子 07 永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 08 高 ，分子无规则运动越激烈。
2．扩散现象、布朗运动与热运动的比较
现象
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
分子的运动，发生在 比分子大得多的微 分子的运动，不能通
区别 固体、液体、气体任 粒的运动，只能在液 过光学显微镜直接
②成因：布朗运动是由于微粒周围的液体或气体分子的无规则撞击形 成的。
布 朗 运 动 虽 然 不 是分 子 的 无 规 则运 动， 但 是 却 反 映 了 周围 的 04 _液__体___或__气__体__分___子___的无规则运动。
③影响因素：微粒越 05 小 ，布朗运动越明显；温度越 06 高 ，布朗 运动越剧烈。
(2)分子势能的决定因素 ①微观上——决定于 14 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 r＝r0 时分子势 能最 15 小 。
重读教材定方法
1.P4[问题与练习]T4，从题中数据能求出氧气分子的大小吗？ 提示：氧气分子间相距很大，所以由题给数据只能得出氧气分子占据 的空间体积的平均值，不能求出氧气分子的体积。 2．P6 阅读“布朗运动”部分，布朗运动说明固体小颗粒的分子做无规 则运动，这种说法对吗？ 提示：不对，布朗运动只能说明固体小颗粒周围的液体分子做无规则 运动。
ρV0 不是气体分子的质量，因而也是错误的。故选 C、D。
解析 答案
2．[教材母题] (人教版选修 3－3 P4·T4)在标准状态下，氧气分子之间 的平均距离是多少？已知氧气的摩尔质量为 3.2×10－2 kg/mol,1 mol 气体处 于标准状态时的体积是 2.24×10－2 m3。
[变式子题] (2019·江苏南京师大附中高三开学考试)在标准状况下，体
解析 ①从射来的阳光中，可以看到空气中的微粒在上下飞舞，是固 体颗粒的运动，是由于空气的流动形成的，不属于布朗运动；②上升的水 蒸气的运动，是由大气压力的作用引起的，不是布朗运动；③用显微镜观 察悬浮在水中的小炭粒，小炭粒不停地做无规则运动，是布朗运动；④向 一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围运动，属于扩散现象。扩散现 象和布朗运动说明分子在做永不停息的无规则运动。故选 B、C。
(2)πρV6Md3NA
答案
解析 (1)体积为 V 的水蒸气的质量为：m＝ρV 体积为 V 的水蒸气含有的分子数为：N＝MmNA＝ρMVNA。 (2)将液态水分子看成球形，水分子的直径为 d。 则一个水分子的体积为：V0＝43πd23 则液态水的体积为：V′＝NV0＝ρMVNA·43πd23＝πρV6Md3NA。
如图所示，分子间距等于小球的直径或立方体的棱长，所以 d＝ 02 π (球
3 体模型)或 d＝ 03 V (立方体模型)。
(2)气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，所以利 用 d＝3 V算出的不是分子直径，而是气体分子间的平均距离。
3．宏观量和微观量的联系—阿伏加德罗常数 (1)物体是由大量分子组成的，1 mol 的任何物质都含有相同的粒子数， 这个数量用阿伏加德罗常数 NA 表示。NA＝ 04 6.02×1023 mol－1。 (2)作为宏观量的摩尔质量 Mmol、摩尔体积 Vmol、密度 ρ 与作为微观量 的分子质量 m0、单个分子的体积(固体、液体)或所占的体积(气体)V0、分子 直径 d 都可通过阿伏加德罗常数联系起来。如下所示。
解析 答案
基础命题点三 分子力和内能
1．分子间的相互作用力 (1)分子间同时存在相互作用的 01 引力 和 02 斥力 。实际表现出的 分子力是 03 引力 和 04 斥力 的合力。 (2)引力和斥力都随分子间距离的减小而 05 增大 ，随分子间距离的 增大而 06 减小 ；但斥力比引力变化得快。
①从射来的阳光中，可以看到空气中的微粒在上下飞舞 ②上升的水蒸气的运动 ③用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒，小炭 粒不停地做无规则运动 ④向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围 运动 A．①②③属于布朗运动 B．④属于扩散现象 C．只有③属于布朗运动 D．①②④都说明分子在做永不停息的无规则运动
答案
积为 V 的水蒸气可视为理想气体，已知水蒸气的密度为 ρ，阿伏加德罗常
数为 NA，水的摩尔质量为 M，水分子的直径为 d。 (1)计算体积为 V 的水蒸气含有的分子数；
(2)估算体积为 V 的水蒸气完全变成液态水时，液态水的体积(将液态水
分子看成球形，忽略液态水分子间的间隙)。
答案
ρV (1) M NA
解析
3．(2019·上海高考模拟)布朗运动实验，得到某个观察记录如图，该图
反映了( )
A．液体分子的运动轨迹
B．悬浮颗粒的运动轨迹
C．每隔一定时间液体分子的位置
D．每隔一定时间悬浮颗粒的位置
解析 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规
则运动，而非分子的运动，故 A 错误；布朗运动是无规则运动，微粒
[变式子题] (2019·北京高考模拟)如图描绘了一颗悬浮微粒受到周围 液体分子撞击的情景，下列关于布朗运动的说法正确的是( )
A．悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的 B．布朗运动就是液体分子的无规则运动 C．液体温度越低，布朗运动越剧烈 D．悬浮微粒越大，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显
解析
基础命题点二 分子热运动
1．扩散现象、布朗运动和热运动 (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 01 无规则运动 产生的。温度越 02 高 ，扩散越快。 (2)布朗运动 ①定义：是悬浮在液体或气体中的 03 微粒 的无规则运动。 布朗运动用肉眼不能直接看到，只能在显微镜下观察到。
何两种物质之间 体、气体中发生 观察到
共同点
①都是无规则运动；②都随温度的升高而更加激烈
联系
扩散现象、布朗运动都反映了分子做无源自文库则的热运动
1．[教材母题] (人教版选修 3－3 P7·T2)以下关于布朗运动的说法是否 正确？说明道理。
(1)布朗运动就是分子的无规则运动。 (2)布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动。 (3)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。 (4)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。
(3)重要关系 ①一个分子的质量：m0＝MNmAol＝ρVNmAol。 ②一个分子的体积：V0＝VNmAol＝MρNmAol(注：对气体，V0 为一个分子平均 所占空间体积)； ③物体所含的分子数：N＝VVmol·NA＝ρVmmol·NA 或 N＝Mmmol·NA＝MρVmol·NA。
1．(多选)某气体的摩尔质量为 Mmol，摩尔体积为 Vmol，密度为 ρ，每
第60讲 分子动理论 内能
基础命题点一 分子的大小、微 观量的估算
1．分子的大小 除了一些有机物质的大分子外，多数分子直径的数量级为 01 10－10 m。 2．两种分子模型 物质有固态、液态和气态三种物态，不同物态下应将分子看成不同的 模型。
(1)固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球形或立方体形， 3 6V
第十四章 选修3-3
研读考纲明方向
主题 分子动理论 与统计观点
固体、液体 与气体
热力学定律 与能量守恒
实验
考纲要求 内容
分子动理论的基本观点和实验依据 阿伏加德罗常数 气体分子运动速率的统计分布 温度、内能 固体的微观结构、晶体和非晶体 液晶的微观结构 液体的表面张力现象 气体实验定律 理想气体 饱和蒸气、未饱和蒸气、饱和蒸气压 相对湿度 热力学第一定律 能量守恒定律 热力学第二定律 实验：用油膜法估测分子的大小 (说明：要求会正确使用温度计)
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
()
A．NA＝Mmmol
B．NA＝ρVmmol
C．NA＝VVm0ol
D．NA＝MρVm0ol
解析 阿伏加德罗常数 NA＝Mmmol＝ρVmmol＝VVmol，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 A、B 正确，C 错误；D 中
(3)分子力 F 与分子间距离 r 的关系(r0 的数量级为 10－10 m)。
距离
引力和斥力
分子力 F
F-r 图象
r＝r0
F 引 07 ＝ F 斥
F＝0
r<r0
F 引 08 < F 斥
F 为斥力
r>r0
F 引 09 > F 斥
F 为引力
r>10r0
F 引＝F 斥＝0
F＝0
2．分子动能 (1)分子动能是 10 分子热运动