届一轮复习人教版分子动理论内能学案.docx

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届一轮复习人教版分子动理论内能学案

一、物体是由大量分子组成的

1．微观量的估算

（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Vm、质量m、摩尔质量M、密度ρ。

（3）关系

①分子的质量：

；

②分子的体积：

；

③物体所含的分子数：

或

。

（4）两种模型

①球体模型直径为

；

②立方体模型边长为

2．关于分子两种模型理解的四个误区

误区1：

误认为固体、液体分子一定是球状的

产生误区的原因是认为分子、原子就像宏观中的小球一样，都是球形的。

实际上分子是有结构的，并且不同物质的分子结构是不同的，为研究问题方便，通常把分子看作球体。

误区2：

误认为物质处于不同物态时均可用分子的球状模型

产生误区的原因是对物质处于不同物态时分子间的距离变化不了解。

通常情况下认为固态和液态时分子是紧密排列的，此时可应用分子的球状模型进行分析。

但处于气态时分子间的距离已经很大了，此时就不能用分子的球状模型进行分析了。

误区3：

误认为一个物体的体积等于其内部所有分子的体积之和

产生误区的原因是认为所有物质的分子是紧密排列的，其实分子之间是有空隙的，对于固体和液体，分子间距离很小，可近似认为物体的体积等于所有分子体积之和；但对于气体，分子间距离很大，气体的体积远大于所有气体分子的体积之和。

误区4：

误认为只能把分子看成球状模型

其原因是经常出现分子直径的说法，其实在研究物体中分子的排列时，除了球状模型之外，还经常有立方体模型等。

建立模型的原则是使研究问题的方便。

二、扩散现象

1．对扩散现象的认识

（1）扩散现象：

不同物质能够彼此进入对方的现象。

（2）产生原因：

由物质分子的无规则运动产生。

（3）发生环境：

物质处于固态、液态和气态时，都能发生扩散现象。

（4）意义：

证明了物质分子永不停息地做无规则运动。

（5）规律：

温度越高，扩散现象越明显。

（6）应用：

在高温条件下通过分子的扩散在纯净的半导体材料中掺入其他元素来生产半导体器件。

2．影响扩散现象明显程度的因素

（1）物态

①气态物质的扩散现象最快、最显著。

②固态物质的扩散现象最慢，短时间内非常不明显。

③液态物质的扩散现象的明显程度介于气态与固态之间。

（2）温度：

在两种物质一定的前提下，扩散现象发生的明显程度与物质的温度有关，温度越高，扩散现象越显著。

（3）浓度差：

两种物质的浓度差越大，扩散现象越显著

3．分子运动的两个特点

（1）永不停息：

不分季节，也不分白天和黑夜，分子每时每刻都在运动。

（2）无规则：

单个分子的运动无规则，但大量分子的运动又具有规律性，总体上分子由浓度大的地方向浓度小的地方运动。

三、布朗运动

1．对布朗运动的认识

（1）概念：

悬浮在液体（或气体）中的微粒不停地做无规则运动。

（2）产生的原因：

大量液体（或气体）分子对悬浮微粒撞击的不平衡造成的。

（3）布朗运动的特点：

永不停息、无规则。

（4）影响因素：

微粒越小，布朗运动越明显，温度越高，布朗运动越激烈。

（5）意义：

布朗运动间接地反映了液体（气体）分子运动的无规则性。

2．影响因素

（1）微粒越小，布朗运动越明显：

悬浮微粒越小，某时刻与它相撞的分子数越少，来自各方向的冲击力越不易平衡；另外微粒越小，其质量也就越小，相同冲击力下产生的加速度越大。

因此，微粒越小，布朗运动越明显。

（2）温度越高，布朗运动越激烈：

温度越高，液体分子的运动（平均）速率越大，对悬浮于其中的微粒的撞击作用也越大，产生的加速度也越大，因此温度越高，布朗运动越激烈。

3．实质

布朗运动不是分子的运动，而是固体微粒的运动。

布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性；布朗运动与温度有关，表明液体分子运动的激烈程度与温度有关。

4．热运动

（1）定义：

分子永不停息的无规则运动。

（2）宏观表现：

扩散现象和布朗运动。

（3）特点

①永不停息；

②运动无规则；

③温度越高，分子的热运动越剧烈。

5．布朗运动与分子热运动

布朗运动

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，是比分子大得多的分子团的运动，较大的颗粒不做布朗运动，但它本身的以及周围的分子仍在做热运动

是指分子的运动，分子无论大小都做热运动，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激烈，都是肉眼所不能看见的

联系

布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力而引起的，它是分子做无规则运动的反映

特别提醒：

（1）扩散现象直接反映了分子的无规则运动，并且可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间。

（2）布朗运动不是分子的运动，是液体分子无规则运动的反映。

四、分子动理论

1．内容

物体是由大量分子组成的，分子在做永不停息的无规则运动，分子之间存在着引力和斥力。

2．统计规律

（1）微观方面：

各个分子的运动都是不规则的，带有偶然性。

（2）宏观方面：

大量分子的运动有一定的规律，叫做统计规律。

大量分子的集体行为受统计规律的支配。

五、分子间的作用力

1．分子间有空隙

（1）气体分子间的空隙：

气体很容易被压缩，表明气体分子间有很大的空隙。

（2）液体分子间的空隙：

水和酒精混合后总体积会减小，说明液体分子间有空隙。

（3）固体分子间的空隙：

压在一起的金片和铅片的分子，能扩散到对方的内部说明固体分子间也存在着空隙。

2．分子间作用力

（1）分子间虽然有空隙，大量分子却能聚集在一起形成固体或液体，说明分子之间存在着引力；分子间有空隙，但用力压缩物体，物体内会产生反抗压缩的弹力，这说明分子之间还存在着斥力。

（2）分子间的引力和斥力是同时存在的，实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力。

（3）分子间的作用力与分子间距离的关系如图所示，表现了分子力F随分子间距离r的变化情况，由图中F–r图线可知：

F引和F斥都随分子间距离的变化而变化，当分子间的距离增大时，F引和F斥都减小，但F斥减小得快，结果使得：

①r=r0时，F引=F斥，分子力F=0，r0的数量级为10-10m；当r>10–9m时，分子力可以忽略。

②r

③r>r0时，F引>F斥，分子力表现为引力

3．分子力与物体三态不同的宏观特征

（1）宏观现象的特征是大量分子间分子合力的表现，分子与分子间的相互作用力较小，但大量分子力的宏观表现合力却很大。

（2）当物体被拉伸时，物体要反抗被拉伸，表现出分子引力，而当物体被压缩时，物体又要反抗被压缩而表现出分子斥力。

（3）物体状态不同，分子力的宏观特征也不同，如固体、液体很难压缩是分子间斥力的表现；气体分子间距比较大，除碰撞外，认为分子间引力和斥力均为零，气体难压缩是压强的表现。

六、热平衡与温度

1．温度

（1）宏观上

①温度的物理意义：

表示物体冷热程度的物理量。

②与热平衡的关系：

各自处于热平衡状态的两个系统，相互接触时，它们相互之间发生了热量的传递，热量从高温系统传递给低温系统，经过一段时间后两系统温度相同，达到一个新的平衡状态。

（2）微观上

①反映物体内分子热运动的剧烈程度，是大量分子热运动平均动能的标志。

②温度是大量分子热运动的集体表现，是含有统计意义的，对个别分子来说温度是没有意义的。

2．热平衡

（1）一切达到热平衡的物体都具有相同的温度。

（2）若物体与A处于热平衡，它同时也与B达到热平衡，则A的温度等于B的温度，这就是温度计用来测量温度的基本原理。

3．热平衡定律的意义

热平衡定律又叫热力学第零定律，为温度的测量提供了理论依据。

因为互为热平衡的物体具有相同的温度，所以比较各物体温度时，不需要将各个物体直接接触，只需将作为标准物体的温度计分别与各物体接触，即可比较温度的高低。

4．温度计和温标

（1）温度计

名称

原理

水银温度计

根据水银的热膨胀的性质来测量温度

金属电阻温度计

根据金属铂的电阻随温度的变化来测量温度

气体温度计

根据气体压强随温度的变化来测量温度

热电偶温度计

根据不同导体因温差产生电动势的大小来测量温度

（2）温标：

定量描述温度的方法。

（3）摄氏温标：

一种常用的表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为0℃，水的沸点为100℃。

在0℃刻度与100℃刻度之间均匀分成100等份，每份算做1℃。

（4）热力学温标：

现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标也叫“绝对温标”。

（5）摄氏温度与热力学温度：

摄氏温度

摄氏温标表示的温度，用符号t表示，单位是摄氏度，符号为℃

热力学温度

热力学温标表示的温度，用符号T表示，单位是开尔文，符号为K

换算关系

T=t+273.15K

七、物体的内能

1．分子势能

分子势能是由分子间相对位置而决定的势能，它随着物体体积的变化而变化，与分子间距离的关系为：

（1）当r>r0时，分子力表现为引力，随着r的增大，分子引力做负功，分子势能增大；

（2）当r

（3）当r=r0时，分子势能最小，但不一定为零，可为负值，因为可选两分子相距无穷远时分子势能为零；

（4）分子势能曲线如图所示

要记住分子间作用力和分子势能的特点和规律，理解高中物理课本中分子间作用力与分子距离的关系。

图为分子势能跟分子间距离的关系图，抓住关键点：

分子间距等于r0时分子势能最小。

2．内能的决定因素

（1）微观决定因素：

分子势能、分子的平均动能和分子个数。

（2）宏观决定因素：

物体的体积、物体的温度、物体所含物质的多少（即物质的量）。

3．解有关“内能”的题目，应把握以下几点：

（1）温度是分子平均动能的标志，而不是分子平均速率的标志，它与单个分子的动能及物体的动能无任何关系；

（2）内能是一种与分子热运动及分子间相互作用相关的能量形式，与物体宏观有序的运动状态无关，它取决于物质的量、温度、体积及物态。

判断分子势能变化的两种方法

方法一：

根据分子力做功判断：

分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加。

方法二：

利用分子势能与分子间距离的关系图线判断。

如图所示

4．分析物体的内能问题应当明确以下几点

（1）内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法。

（2）决定内能大小的因素为温度、体积、分子数，还与物态有关系。

（3）通过做功或热传递可以改变物体的内能。

（4）温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同。

知道下列哪一组物理量，不能估算出气体分子间的平均距离

A．阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量

B．阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度

C．气体的密度、体积和摩尔质量

D．气体的质量和体积

E．阿伏加德罗常数、气体的摩尔体积

【参考答案】ACD

【详细解析】A项中阿伏加德罗常数和气体的摩尔质量，只能求出分子的质量；B项中已知气体的密度，可以求出单位体积气体的质量，知道气体摩尔质量可以求出单位体积气体物质的量，知道阿伏加德罗常数可以求出单位体积分子个数，可以求出分子平均占据的体积，可以进一步求出分子间的平均距离；C项中知道该气体的密度、体积和摩尔质量，可以求出该体积气体物质的量，求不出气体分子体积，求不出分子间的平均距离；D项中知道气体的质量和体积，只能求解气体的密度；E项中可以求出一个气体分子占据的体积。

故选ACD。

1．阿伏加德罗常数为NA（mol–1），铝的摩尔质量为M（kg/mol），铝的密度为ρ（kg/m3），则下列说法不正确的是

A．1kg铝所含原子数为ρNA

B．1m3铝所含原子数为ρNA/M

C．1个铝原子的质量为M/NA（kg）

D．1个铝原子所占的体积为M/ρNA（m3）

【答案】A

【解析】

铝所含原子数为

，故A错误；

铝所含原子数为：

，故B正确；1个铝原子的质量为

，故C正确；1个铝原子所占的体积为：

，故D正确。

【名师点睛】解答本题要掌握：

知道物体质量，求出其物质的量和分子个数以及每个分子的质量；建立正确模型，正确解答气体分子所占空间大小。

2．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ρ，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）它们中各有多少水分子；

（3）它们中相邻两个水分子之间的平均距离。

【答案】

（1）相等

（2）

（3）

（3）设相邻的两个水分子之间的平均距离为d，将水分子视为球形

则每个水分子的体积为

分子间距等于分子直径d=

设相邻的水蒸气中两个水分子之间距离为d′，将水分子占据的空间视为立方体d′=

【名师点睛】解决本题的关键是要明确质量、体积与密度的关系，以及摩尔质量、摩尔体积和物质的量之间的关系，其中阿伏加德罗常数是微观量与宏观量的桥梁。

关于扩散现象和布朗运动，下列说法中不正确的是

A．扩散现象说明分子之间存在空隙，同时也说明了分子在永不停息地做无规则运动

B．布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的固体分子的无规则运动

C．温度越高，布朗运动越显著

D．扩散现象和布朗运动的实质都是分子的无规则运动的反映

【参考答案】B

【详细解析】扩散现象说明分子之间存在空隙，同时也说明分子在永不停息地做无规则运动，A正确；布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的无规则运动，不是固体分子的无规则运动，B错误；布朗运动与温度有关，温度越高，布朗运动越显著，C正确；扩散现象和布朗运动都反映了分子无规则运动，D正确。

1．关于布朗运动，下列说法正确的是

A．颗粒越大布朗运动越剧烈

B．布朗运动是液体分子的运动

C．布朗运动的剧烈程度与温度无关

D．布朗运动是大量液体分子频繁碰撞造成的

【答案】D

2．下列四种现象中，属于扩散现象的有

A．雨后的天空中悬浮着很多小水滴

B．海绵吸水

C．在一杯开水中放几粒盐，整杯水很快就会变咸

D．把一堆煤倒在白墙墙角，几年后铲下煤后发现墙中有煤

E．春天在公园里散步，随处都能闻到花香味

【答案】CDE

【解析】扩散现象是指两种不同的分子互相渗透到对方中去的现象，它是由分子运动引起的。

天空中的小水滴不是分子，小水滴是由大量水分子组成的，这里小水滴悬浮于空气中并非分子运动所为，故A错误。

同样海绵吸水也不是分子运动的结果，故B错误。

而整杯水变咸是盐分子渗透到水分子之间导致的，墙中有煤也是煤分子渗透的结果，春天各种花的芳香分子扩散到空气中传得很远，故CDE项正确。

【名师点睛】扩散现象不是外界作用引起的，而是分子无规则运动的直接结果，是分子无规则运动的宏观反映。

关于热力学温标和摄氏温标，下列说法正确的是

A．热力学温度与摄氏温度的关系是T=t–273.15K

B．热力学温度升高1K大于摄氏温度升高1℃

C．热力学温度升高1K等于摄氏温度升高1℃

D．某物体摄氏温度为10℃，即热力学温度为10K

【参考答案】C

【详细解析】摄氏温标与热力学温标的关系为：

，故A错误；由

得，

，可知，热力学温度升高1K等于摄氏温度升高1℃，故B错误，C正确；某物体摄氏温度为10℃，即热力学温度为

，故D错误。

【名师点睛】本题考查温标，要注意摄氏温标和热力学温标是两种不同的温标，要掌握两种温标的表示方法及相互关系。

1．下列有关“温度”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，内能增大，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

【名师点睛】掌握温度是分子平均动能的“唯一”标志，是大量的分子的统计规律，不是对每一个分子，与其他任何因素无关。

2．下列关于热力学温度的说法中，正确的是

A．热力学温度的零值等于–273.15℃

B．绝对零度是低温的极限，永远达不到

C．1℃就是1K

D．升高1℃就是升高274.15K

【答案】AB

下列说法中正确的是

A．分子a从远处趋近固定不动的分子b，当a到达受b的作用力为零处时a的动能一定最大

B．微粒越大，撞击微粒的液化分子数量越多，布朗运动越明显

C．液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引

D．一定量的理想气体的内能只与它的温度有关

【参考答案】ACD

【详细解析】分子间的相互作用力：

当分子间的距离r>r0时，分子间表现为引力，当分子a向b靠近时，分子力做正功，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能一定最大，A正确；微粒越大，撞击微粒的液体分子数量越多，分子受力越易平衡，布朗运动越不明显，B错误；液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引，C正确；一定量的理想气体，分子间的势能不考虑，故内能也即分子的平均动能，只与温度有关，D正确。

【名师点睛】分子间存在着相互作用力：

（1）分子间同时存在相互作用的引力和斥力；

（2）分子力是分子间引力和斥力的合力；（3）r0为分子间引力和斥力大小相等时的距离，其数量级为10–10m；（4）如图所示，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快。

①r=r0时，F引=F斥，分子力F=0；

②r

③r>r0时，F引和F斥都随距离的增大而减小，但F斥比F引减小得更快，分子力F表现为引力；

④r>10r0（10–9m）时，F引、F斥迅速减弱，几乎为零，分子力F≈0。

1．关于物体的内能、温度和分子的平均动能，下列说法正确的是

A．温度低的物体内能一定小

B．温度低的物体分子运动的平均动能一定小

C．外界对物体做功，物体的内能一定增加

D．物体放热，物体的内能一定减小

【答案】B

【解析】物体的内能包括分子动能和分子势能，而温度是分子平均动能的标志，温度低的物体只能说分子平均动能小，选项B正确；而温度低不一定内能小，因为还有分子势能不确定，选项A错误；改变物体内能的方式有两种，做功和热传递，单独凭借做功或者热传递无法判断内能的变化，选项CD错误。

2．如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。

下列说法正确的是

A．当

大于

时，分子间的作用力表现为引力

B．当

小于

时，分子间的作用力表现为斥力

C．当

由

到

变化过程中，分子间的作用力先变大再变小

D．在

由

变到

的过程中，分子间的作用力做负功

【答案】B

1．下列关于布朗运动的叙述，正确的是

A．悬浮小颗粒的运动是杂乱无章的

B．液体的温度越低，悬浮小颗粒的运动越缓慢。

当液体的温度降到零摄氏度时，固体小颗粒的运动就会停止

C．被冻结的冰块中的小炭粒不能做布朗运动，是因为在固体中不能发生布朗运动

D．做布朗运动的固体颗粒越小，布朗运动越明显

E．因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫热运动

2．关于分子力，正确的说法是

A．分子间的相互作用力是万有引力的表现

B．分子间的作用力是由分子内带电粒子相互作用和运动所引起的

C．当分子间距离r>r0时，随着r的增大，分子间斥力和引力都减小，但斥力减小的更快，合力表现为引力

D．当分子间距离大于10倍的r0时，分子间的作用力几乎等于零

E．当分子间的距离为r0时，它们之间既没有引力，也没有斥力

3．关于分子动理论和内能，下列说法中正确的是

A．温度越低，物体分子热运动的平均动能越大

B．温度越高，物体分子热运动的平均动能越大

C．分子势能与分子间距离有关，是物体内能的一部分

D．物体的动能和重力势能也是其内能的一部分

4．下列说法中正确的是

A．将香水瓶盖打开后香味扑面而来，这一现象说明分子在永不停息地运动

B．布朗运动指的是悬浮在液体或气体中的固体分子的运动

C．悬浮在液体中的颗粒越大布朗运动越明显

D．布朗运动的剧烈程度与温度无关

5．在显微镜下观察布朗运动时，布朗运动的剧烈程度

A．与悬浮颗粒的大小有关，微粒越小，布朗运动越显著

B．与悬浮颗粒中分子的大小有关，分子越小，布朗运动越显著

C．与温度有关，温度越高，布朗运动越显著

D．与观察时间的长短有关，观察时间越长，布朗运动越趋平稳

6．下列有关温度的各种说法中正确的是

A．温度低的物体内能小

B．温度低的物体，其分子运动的平均速率也必然小

C．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大

D．0℃的铁和0℃的冰，它们的分子平均动能相同

7．将液体分子视作球体，且分子间的距离可忽略不计，则已知某种液体的摩尔质量μ，该液体的密度ρ以及阿伏加德罗常数NA后，可得该液体分子的半径为

A．

B．

C．

D．

8．关于分子的热运动，下列说法中正确的是

A．气体的体积等于气体中所有分子体积的总和

B．分子间存在的斥力和引力都随分子间距离的增大而增大

C．内能是物体中所有分子热运动的平均动能之和

D．大量分子的无规则运动遵从统计规律

9．关于分子间的作用力，说法正确的是

A．若分子间的距离增大，则分子间的引力增大，斥力减小

B．若分子间的距离减小，则分子间的引力和斥力均增大

C．若分子间的距离减小，则分子间引力和斥力的合力将增大

D．若分子间的距离增大，则分子间引力和斥力的合力将减小

10．如图所示是两个分子间相互作用的斥力和引力随分子间距离变化的规律。

根据图像进行分析，下面的说法中正确的是

A．当r=l时，两分子间的作用力是引力

B．当r=0.3l时，两分子间的作用力是引力

C．当r从5l逐渐减小到不能减小的过程中，分子势能逐渐减小

D．当r从5l逐渐减小到不能减小的过程中，分子势能先逐渐减小后逐渐增大

11．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是

12．如果将两个分子看成质点，当这两个分子之间的距离为

时分子力为零，则分子力F及分子势能Ep随着分子间距离r的变化而变化的情况是

A．当

时，随着

变大，F变小，Ep变小

B．当

时，随着

变大，F变大，Ep变大

C．当

时，随着

变小，F变大，Ep变小

D．当

时，随着

变小，F变大，Ep变大

13．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能EP与两分子间距离x的变化关系如图所示，设分子间在移动过程中所具有的总能量为0。

则下列说法正确的是

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

14．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，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，若规定无限远处分子势能为零，则

A．乙分子在b处势能最小，且势能为负值

B．乙分子在c处势能最小，且势能为负值

C．乙分子在d处势能一定为正值

D．乙分子在d处势能一定小于在a处势能

15．清晨，湖中荷叶上有一