2018年高考物理一輪復(fù)習(xí)專題15.1分子動理論內(nèi)能精講深剖

1、專題 15.1 分子動理論 內(nèi)能（一）真題速遞1.（2017海南，15（1）關(guān)于布朗運動，下列說法正確的是 _。（填入正確答案標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得3分，選對3個得4分；有選錯的得0分）A.布朗運動是液體中懸浮微粒的無規(guī)則運動B.液體溫度越高，液體中懸浮微粒的布朗運動越劇烈C.在液體中的懸浮顆粒只要大于某一尺寸，都會發(fā)生布朗運動D.液體中懸浮微粒的布朗運動使液體分子永不停息地做無規(guī)則運動E.液體中懸浮微粒的布朗運動是液體分子對它的撞擊作用不平衡所引起的【答案】ABE【解析】布朗運動是液體中懸浮徽粒的無規(guī)則運動，故A正確。液體溫度越高，分子熱運動趣激烈液體 中懸浮微粒的布朗運動越劇烈，

2、故B正確。懸浮顆粒越大，慣性越大，碰撞時受到?jīng)_力越平衡，所汰大顆 粒不做布朗運動，故匸錯誤。布朗運動是懸浮在港體中顆粒的無規(guī)則運動，不是港體分于的無規(guī)則運動 故O錯誤。布朗運動是由潮本分子從各個方向?qū)腋☆w粒撞擊作用的不平衡引起的，故E正確.【點評】對于布朗運動，要理解并掌握布朗運動形成的原因，知道布朗運動既不是顆粒分子的運動，也不 是液體分子的運動，而是液體分子無規(guī)則運動的反映.2.科學(xué)家可以運用無規(guī)則運動的規(guī)律來研究生物蛋白分子。資料顯示，某種蛋白的摩爾質(zhì)量為66 kg/mol,其分子可視為半徑為3x10-9m的球，已知阿伏伽德羅常數(shù)為6.0 x1023mol-1。請估算該蛋白的密度。（計

3、算 結(jié)果保留一位有效數(shù)字）【答案】1x103kg/m3433【解析】摩爾體積VWnNA（或V=（2）NA）O_MP_3MP_ M由密度跨 p，解得4n3NA（或8r3NA）代入數(shù)據(jù)得=1x103kg/m3（或=5x102kg/m3,5x102 5x103都算對）【考點定位】阿伏伽德羅常數(shù)【名師點睛】本題主要是考查阿伏伽德羅常數(shù)，摩爾質(zhì)量、摩爾體積等物理量間的關(guān)系，記得公式，用心計算，小心有效數(shù)字的要求即可。問題較容易。3.（2017江蘇卷，12A（2）題12A-2（甲）和（乙）圖中是某同學(xué)從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運動位置連線的圖片，記錄炭粒位置的時間間隔均為30 s，兩方格紙每格表示的長

4、度相同。比較兩張圖片可知：若水溫相同， _ （選填“甲”或“乙”）中炭粒的顆粒較大；若炭粒大小相同， _（選填“甲”或“乙”）中水分子的熱運動較劇烈?！敬鸢浮考?乙【解析】（2）溫度相同，顆粒越大，布朗運動越不明顯，所以若水溫相同，甲中炭粒的顆粒較大；若炭粒大小相同，溫度越高，布朗運動越明顯，故乙中水分子的熱運動較劇烈?！究键c定位】布朗運動【名師點睛】本題主要考查布朗運動，布朗運動與懸浮在液體中顆粒的大小及液體的溫度有關(guān)，較容易。4.（2017北京，13）以下關(guān)于熱運動的說法正確的是A.水流速度越大，水分子的熱運動越劇烈B.水凝結(jié)成冰后，水分子的熱運動停止C.水的溫度越高，水分子的熱運動越劇烈

5、D.水的溫度升高，每一個水分子的運動速率都會增大【答案】C【解析】運動的劇烈程度與溫度有關(guān)，溫度越高分子運動越劇烈，與機械運動無關(guān)，水流速度是機械運 動速度，所心錯誤，正確；分子在永不停息地做無規(guī)則運動，B錯；水溫升高，水分子的平均動能増大, 平均運動速率増大，但不是每一個水分子都増犬，D錯誤。【考點定位】分子動理論【名師點睛】溫度是分子平均動能的標(biāo)志，但單個分子做無規(guī)則運動，某單個分子在高溫時速率可能較小。（二）考綱解讀主題內(nèi)容要求說明分子動理論與統(tǒng)計分子動理論的基本觀點和實驗依據(jù)I觀點阿伏加德羅常數(shù)I（題12-2圖3氣體分子運動速率的統(tǒng)計分布I溫度、內(nèi)能I本講共4個一級考點，高考中都是以選

6、擇形式出現(xiàn)，相對難度較低。（三）考點精講考向一宏觀量與微觀量的計算1.微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量mo.宏觀量：物體的體積V摩爾體積V、物體的質(zhì)量m摩爾質(zhì)量M物體的密度p.關(guān)系分子的質(zhì)量:分子的體積:物體所含的分子數(shù)：N=VVpv 24.分子的兩種模型3立方體模型邊長d=V0.（常用于氣體）31對于氣體分子，d=.V0的值并非氣體分子的大小，而是兩個相鄰的氣體分子之間的平均距離.【例1】（多選）若以卩表示水的摩爾質(zhì)量，V表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，p表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，N.表示阿伏加德羅常數(shù)，v分別表示每個水分子的質(zhì)量和體積，下面關(guān)系正確的是（）C.【答案】ACD

7、.【解析】由于尸切 則皿二鏟弟 變形得用二切 故仏D正確；由于分子之間有空J(rèn)劇 所以曲眄水的密度為尸罠盤，故C正確，B錯誤.【例2】.（多選）已知銅的摩爾質(zhì)量為Mkg/mol），銅的密度為p（kg/m3），阿伏加德羅常數(shù)為NA（mol一1）.下 列判斷正確的是（）（1）球體模型直徑d=3字.（常用于固體和液體）A.NA=B. pNANAv【答案】ACD.【解析】lkg銅所含的JS子數(shù)心協(xié)=務(wù)A正確同理曲銅所含的原子數(shù)滬快舞，B錯誤夕1個銅原子的質(zhì)量腳?=篇(kg)，C*正確門個銅原子的體積VofD正確*【例3】目前專家們正在研究二氧化碳的深海處理技術(shù)實驗發(fā)現(xiàn)，在水深300 m處，二氧化碳將變成

8、凝膠狀態(tài)，當(dāng)水深超過2 500 m時，二氧化碳會濃縮成近似固體的硬膠體設(shè)在某狀態(tài)下二氧化碳?xì)怏w的密度為p，摩爾質(zhì)量為M阿伏加德羅常數(shù)為NA,將二氧化碳分子看成直徑為則在該狀態(tài)下體積為V的二氧化碳?xì)怏w變成硬膠體后體積為 _方法總結(jié)在進行微觀量與宏觀量之間的換算的兩點技巧(1)正確建立分子模型：固體和液體一般建立球體模型，氣體一般建立立方體模型.(2)計算出宏觀量所含物質(zhì)的量，通過阿伏加德羅常數(shù)進行宏觀量與微觀量的轉(zhuǎn)換與計算.考向二布朗運動與分子熱運動布朗運動熱運動活動主體固體小顆粒分子A.NAkg銅所含的原子數(shù)為-B.m3銅所含的原子數(shù)為C.個銅原子的質(zhì)量為M腫)D.個銅原子的體積為M 3P7N

9、（m）D的球j球的體積公式爲(wèi)球=石nD,【答案】n pVND36M【解析】二氧化碳?xì)怏w變成硬膠體后，可以看成是分子一個個緊密排列在一起的，故體積為V的二氧化碳?xì)怏w質(zhì)量為m=pV;所含分子數(shù)為n=MNA=MVA；變成硬膠體后體積為V=n6nD3=67tpVNAD36M5區(qū)別是固體小顆粒的運動，是比分子大得多 的分子團的運動，較大的顆粒不做布朗 運動，但它本身的以及周圍的分子仍在做熱運動是指分子的運動，分子無論大小都做熱 運動，熱運動不能通過光學(xué)顯微鏡直接 觀察到共同點都是永不停息的無規(guī)則運動，都隨溫度的升高而變得更加激烈，都是肉眼所不能看見的布朗運動是由于小顆粒受到周圍分子做熱運動的撞擊力不均衡

10、而引起的，它是 分子做無規(guī)則運動的反映階梯練習(xí)1.（多選）關(guān)于擴散現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.溫度越高，擴散進行得越快B.擴散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)C.擴散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運動產(chǎn)生的D.擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生E.液體中的擴散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的【答案】ACD.【解析】擴散現(xiàn)象與溫度有關(guān)，溫度越高，擴散進行得越快，選項A正確擴散現(xiàn)象是由于分子的無規(guī)則運動引起的，不是一種化學(xué)反應(yīng)，選項B錯誤、選項C正確、選項E錯誤.擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體 中都能發(fā)生，選項D正確.2關(guān)于布朗運動，下列說法正確的是（）A.布朗運動就是液體分子的無規(guī)則運動B.布朗運動就是懸浮微粒

11、的固體分子的無規(guī)則運動C.氣體分子的運動是布朗運動D.液體中的懸浮微粒越大，布朗運動就越不明顯【答案】D.【解析】布朗運動是爲(wèi)孚在液體中的固體顆粒的無規(guī)則運動焜液體分子無規(guī)則運動的表現(xiàn)，A. B錯誤氣 體分子的運動不是布朗運動，C錯誤.布朗運動的劇烈程度與液體的溫度以及顆粒的大小有關(guān)，潘體中的懸 浮徵粒越大：布朗運動就越不明顯，D正確.3.（多選）下列哪些現(xiàn)象屬于熱運動（）A.把一塊平滑的鉛板疊放在平滑的鋁板上，經(jīng)相當(dāng)長的一段時間再把它們分開，會看到與它們相接觸的面 都變得灰蒙蒙的B.把胡椒粉末放入菜湯中，最后胡椒粉末會沉在湯碗底，但我們喝湯時嘗到了胡椒的味道C.含有泥沙的水經(jīng)一定時間會變澄清

12、D.用砂輪打磨而使零件溫度升高【答案】ABD.【解析】熱運動在微觀上是指分子的運動，如擴散現(xiàn)象，在宏觀上表現(xiàn)為溫度的變化，如“摩擦生熱”、 物體的熱傳遞等，而水變澄清的過程是泥沙在重力作用下的沉淀，不是熱運動，C錯誤.聯(lián)系7區(qū)別布朗運動與熱運動應(yīng)注意以下兩點(1)布朗運動并不是分子的熱運動.(2)布朗運動可通過顯微鏡觀察，分子熱運動不能用顯微鏡直接觀察.考向三分子力、分子力做功和分子勢能分子力和分子勢能隨分子間距變化的規(guī)律如下:分子力F分子勢能&隨分子間距的變化圖象1隨分 子間距的 變化情況rvroF引和F斥都隨距離的增大 而減小，隨距離的減小而 增大，F(xiàn)引vF斥，F(xiàn)表現(xiàn)為 斥力r增大

13、，分子力做正功，分 子勢能減??；r減小，分子 力做負(fù)功，分子勢能增加rroF引和F斥都隨距離的增大 而減小，隨距離的減小而 增大，F(xiàn)引F斥，F(xiàn)表現(xiàn)為 引力r增大，分子力做負(fù)功，分 子勢能增加；r減小，分子 力做正功，分子勢能減小r=roF引=F斥，F(xiàn)=o分子勢能最小，但不為零9rloro(io m)F引和F斥都已十分微弱，可 以認(rèn)為F=o分子勢能為零【例3】(多選)分子力比重力、弓I力等要復(fù)雜得多，分子勢能跟分子間的距離的關(guān)系也比較復(fù)雜圖示為分子勢能與分子間距離的關(guān)系圖象，用ro表示分子引力與分子斥力平衡時的分子間距，設(shè)rTH時,則下列說法正確的是()A.當(dāng)r=ro時，分子力為零，&=

14、0B.當(dāng)r=ro時，分子力為零，Ep為最小【易錯警示】Ep=0,C.當(dāng)rovrv1Oro時，Ep隨著r的增大而增大D.當(dāng)rovrv1Oro時，&隨著r的增大而減小E.當(dāng)rvro時，Ep隨著r的減小而增大【答案】BCE【解析】由圖象可知，Q 兀時，耳最小，再結(jié)合尸-F圖象知此時分子力為則A項錯誤E項正 確結(jié)合尸-產(chǎn)圖象可知，在伽內(nèi)分子力表現(xiàn)為引力，在間距増大過程中，分子引力做負(fù)功分子勢 能増大，則C項正確，D項錯誤；結(jié)合尸-圖象可知，在ro階段，F(xiàn)做正功，分子動能增加，勢能減小B.在rvro階段，F(xiàn)做負(fù)功，分子動能減小，勢能也減小C.在r=ro時，分子勢能最小，動能最大D.在r=ro時，

15、分子勢能為零E.分子動能和勢能之和在整個過程中不變【答案】ACE.&變化可判知E變化而 丘變化根據(jù)圖線判9【解析】由 巳r圖可知：在rro階段，當(dāng)r減小時F做正功，分子勢能減小，分子動能增加，故A正確;在rvro階段，當(dāng)r減小時F做負(fù)功，分子勢能增加，分子動能減小，故B錯誤；在r=ro時，分子勢能最小，但不為零，動能最大，故C正確，D錯誤；在整個相互接近的過程中，分子動能和勢能之和保持不變，故E正確.2.（多選）兩個相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開始運動，直至不再靠近在此過程中，下列說法正確的是（）A.分子力先增大，后一直減小B.分子力先做正功，后做負(fù)功C.分子動能先增大，后減小

16、D.分子勢能先增大，后減小E.分子勢能和動能之和不變【答案】BCE.【解析】兩分子從較遠(yuǎn)靠近的過程分子力先表現(xiàn)為引力且先増大后減小，到平衡位羞時，分子力為霍，之 后再黛近分子力表現(xiàn)為斥力且越采越犬，A選項錯誤；分子力先做正功后做員功，B選項正確；分子勢能先 滅卜后增応動能先増大后減卜C選項正確、D選項錯誤$只有分子力像功，分子勢能和分子動能相互轉(zhuǎn) 化，總和不變，E選項正確.考向四 實驗：用油膜法估測分子大小1.實驗原理：利用油酸酒精溶液在平靜的水面上形成單分子油膜，將油酸分子看作球形，測出一定體積油 酸溶液在水面上形成的油膜面積， 用d=S計算出油膜的厚度，其中V為一滴油酸酒精溶液中純油酸的體

17、積，S為油膜面積，這個厚度就近似等于油酸分子的直徑.110油酸酒精溶液的體積V0=mL.n(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開，形成單分子油 膜.(5)待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上.(6)將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積.(7)據(jù)油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V,據(jù)一滴油酸的體積V和薄膜的面積S,算出V10油酸薄膜的厚度d=s，即為油酸分子的直徑.比較算出的分子直徑，看其數(shù)量級(單位為m)是否為10 m,若不是1010m需重做實驗.4.實驗時應(yīng)注意

18、的事項：(2)痱子粉的用量不要太大，并從盤中央加入，使粉自動擴散至均勻.(3)測1滴油酸酒精溶液的體積時，滴入量筒中的油酸酒精溶液的體積應(yīng)為整毫升數(shù)，應(yīng)多滴幾毫升，數(shù)出 對應(yīng)的滴數(shù)，這樣求平均值誤差較小.(4)淺盤里水離盤口面的距離應(yīng)較小，并要水平放置，以便準(zhǔn)確地畫出薄膜的形狀，畫線時視線應(yīng)與板面垂直.(5)要待油膜形狀穩(wěn)定后，再畫輪廓利用坐標(biāo)紙求油膜面積時，以邊長為1 cm的正方形為單位，計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半個的舍去.大于半個的算一個.5可能引起誤差的幾種原因：(1)純油酸體積的計算引起誤差.(2)油膜面積的測量引起的誤差主要有兩個方面：1油膜形狀的畫線誤差；2數(shù)格子法本身是一種估

19、算的方法，自然會帶來誤差.階梯練習(xí)1在“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，有下列實驗步驟：1往邊長約為40 cm的淺盤里倒入約2 cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上.2用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定.3將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子 直徑的大小.4用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù)，由(1)油酸酒精溶液的濃度應(yīng)小于11 ooo.11此計算出一滴油酸酒精溶液的體積.5將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上.完成下列填

20、空：(1)上述步驟中，正確的順序是 _ (填寫步驟前面的數(shù)字)(2)將1 cm1 2 3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液，測得1 cm?的油酸酒精溶液有50滴現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測得所形成的油膜的面積是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直徑為 _m.(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)【答案】(1)(2)5X10T0【解析】依據(jù)賣驗順序，苜先配置混合溶海 然后在淺盤中放水和那子粉：滴溶港滴入淺盤中，將 玻璃板放在淺盤上獲取油篠形狀，最后用已知邊長的坐標(biāo)紙上的油篠形狀來計算油膜的總面積，故正確的 操作順序為；一滴油酸酒精濬液的體積為噲僉鳥=0，其中=0.13故油酸分子直徑V1

21、x10詢。二希SxlO_10nLS3OO5OO.13 m12. (1)現(xiàn)有按酒精與油酸的體積比為m：n配制好的油酸酒精溶液，用滴管從量筒中取體積為V的該種溶液,讓其自由滴出，全部滴完共N滴把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面上展開，穩(wěn)定后形成單分子油膜的形狀如圖所示，已知坐標(biāo)紙上每個小方格面積為S.根據(jù)以上數(shù)據(jù)可估算出油酸分子直徑為d=_;【解析】(1)一滴油酸酒精溶液里含油酸的體積為:V=解N，油膜的總面積為8S;則油膜的厚度即為油酸分子直徑，即1313一個油酸分子的體積：V=；nd3，則油酸的摩爾質(zhì)量為M=pMV= ; n pNd【6 63在“用油膜法估測分子的大小

22、”的實驗中，所用油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6 mL,(2)若已知油酸的密度為pnV【答案】8S耐n N，阿伏加德羅常數(shù)為NA,油酸的分子直徑為(2)nP曲(2)6d,則油酸的摩爾質(zhì)量為_V_nVd8S_8S耐n N13盤上，用彩筆在玻璃板上描出油膜的輪廓，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標(biāo)中正 方形方格的邊長為1 cm.則(1)油酸薄膜的面積是_cm2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是(3)按以上實驗數(shù)據(jù)估測出油酸分子直徑約為【解析】( (1服據(jù)數(shù)方格數(shù)的原則哆于半個的算一個，不足半個的舍去阿查出共有115個方格, 故油膜的面積：S115xlcm2

23、 = 115cm3.QL滴油酸酒楮滾液的體積:滴油酸酒精溶戒中含純油酸的體積:(3由酸分子的直徑:8xl02u115x10(四)知識還原第1節(jié)分子動理論 內(nèi)能基礎(chǔ)知識一、分子動理論1物體是由大量分子組成的(1)分子模型：主要有兩種模型，固體與液體分子通常用球體模型，氣體分子通常用立方體模型.(2)分子的大小1分子直徑：數(shù)量級是10_10m;2分子質(zhì)量：數(shù)量級是10 kg;3測量方法：油膜法.阿伏加德羅常數(shù)1 mol任何物質(zhì)所含有的粒子數(shù)，NA=6.02X1023mol1.2分子熱運動_mL.(取一位有效數(shù)字)_m (取一位有效數(shù)字)分子永不停息的無規(guī)則運動.(1)擴散現(xiàn)象相互接觸的不同物質(zhì)彼此

24、進入對方的現(xiàn)象溫度越高，哲散越快，可在固體、液體、氣體中進行.布朗運動懸浮在液體(或氣體)中的微粒的無規(guī)則運動，微粒越小，溫度越高，布朗運動越顯著.3.分子力分子間同時存在引力和斥力，且都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但總是斥力 變化得較快.二、 內(nèi)能1分子平均動能(1)所有分子動能的平均值.(2)溫度是分子平均動能的標(biāo)志.2分子勢能由分子間相對位置決定的能，在宏觀上分子勢能與物體體積有關(guān)，在微觀上與分子間的距離有關(guān).3.物體的內(nèi)能(1)內(nèi)能：物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和.決定因素:溫度、體積和物質(zhì)的量.三、 溫度1意義：宏觀上表示物體的冷熱程度(微觀上標(biāo)志物體中分子平均動能的大小)2.兩種溫標(biāo)(1)攝氏溫標(biāo)t:單位C,在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的冰點作為0C,沸點作為100C,在0C100C之間等分100份，每一份表示1 C .熱力學(xué)溫標(biāo)T:單位K把273.15C作為0 K.就每一度表示的冷熱差別來說，兩種溫度是相同的，即T=At.只是零值的起點不同，所以二者關(guān)系式為T=t+273.15.(4)絕對零度(0 K)，是低溫極限，只能接近不能達到，所以熱力學(xué)溫度無負(fù)值.自我診斷1.判斷正誤(1)質(zhì)量相等的物體含有的分子個數(shù)不一定相等.(V)(2)組成物體的每一個分子運動是有規(guī)律的.(X)(3)布朗運動是液體分子