第66講分子動(dòng)理論內(nèi)能（講義）

第66講分子動(dòng)理論內(nèi)能目錄復(fù)習(xí)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建考點(diǎn)一分子的大小【夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理】知識(shí)點(diǎn)1兩種分子模型分子大小知識(shí)點(diǎn)2微觀量與宏觀量間的關(guān)系【提升·必考題型歸納】考向1固體液體分子大小考向2氣體分子所占空間大小考點(diǎn)二擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)和熱運(yùn)動(dòng)【夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理】知識(shí)點(diǎn)1擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)的比較知識(shí)點(diǎn)2氣體的分子動(dòng)理論【提升·必考題型歸納】考向1布朗運(yùn)動(dòng)考向2分子熱運(yùn)動(dòng)速率分布考點(diǎn)三分子力和分子勢(shì)能內(nèi)能【夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理】知識(shí)點(diǎn)1分子力和分子勢(shì)能比較知識(shí)點(diǎn)2內(nèi)能【提升·必考題型歸納】考向1分子力和分子勢(shì)能考向2物質(zhì)的內(nèi)能真題感悟理解和掌握分子動(dòng)理論的內(nèi)容。能夠利用分子動(dòng)理論的內(nèi)容解釋有關(guān)物理現(xiàn)象?？键c(diǎn)要求考題統(tǒng)計(jì)考情分析分子動(dòng)理論2023年北京卷第1題2023年海南卷第5題高考對(duì)分子動(dòng)理論的考查較少，大多以選擇題中出現(xiàn)，題目難度較為基礎(chǔ)。考點(diǎn)一分子的大小知識(shí)點(diǎn)1兩種分子模型分子大小兩種分子模型物質(zhì)有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種情況,不同物態(tài)下應(yīng)將分子看成不同的模型。(1)固體、液體分子一個(gè)一個(gè)緊密排列,可將分子看成球形或立方體形,如圖所示,分子間距等于小球的直徑或立方體的棱長(zhǎng),所以d=36Vπ(球體模型)或(2)氣體分子不是一個(gè)一個(gè)緊密排列的,它們之間的距離很大,所以氣體分子的大小不等于分子所占有的平均空間,如圖所示,此時(shí)每個(gè)分子占有的空間視為棱長(zhǎng)為d的立方體,所以d=3V提醒:對(duì)于氣體,利用d=3V知識(shí)點(diǎn)2微觀量與宏觀量間的關(guān)系微觀量:分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0。宏觀量:物體的體積V、摩爾體積Vm、物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物體的密度ρ。(1)分子的質(zhì)量:m0=MN(2)分子的體積:V0=Vm(3)物體所含的分子數(shù):N=VVm·NA=mρVm·NA或N=mM·NA考向1固體液體分子大小1．若阿伏伽德羅常數(shù)為，某液體的摩爾質(zhì)量為，密度為。則下列說(shuō)法正確的是（）A．該液體所含有分子數(shù)為B．該液體所含分子數(shù)為C．1個(gè)液體分子的質(zhì)量為D．液體分子的直徑約為【答案】B【詳解】A．該液體所含有分子數(shù)為故A錯(cuò)誤；B．該液體所含分子數(shù)為故B正確；C．1個(gè)液體分子的質(zhì)量為故C錯(cuò)誤；D．設(shè)液體分子的直徑為，則有解得故D錯(cuò)誤。故選B。2．鉆石是首飾和高強(qiáng)度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料，設(shè)鉆石的密度為（單位為），摩爾質(zhì)量為M（單位為），阿伏加德羅常數(shù)為，已知1克拉=0.2g，則下列說(shuō)法正確的是（）A．a(chǎn)克拉鉆石所含有的分子數(shù)為B．每個(gè)鉆石分子的質(zhì)量為C．每個(gè)鉆石分子直徑的表達(dá)式為D．含有的鉆石分子個(gè)數(shù)為【答案】C【詳解】A．a(chǎn)克拉鉆石物質(zhì)的量所含分子數(shù)，A錯(cuò)誤；B．每個(gè)鉆石分子的質(zhì)量，B錯(cuò)誤；C．每個(gè)鉆石分子的體積設(shè)分子直徑為d，則解得，C正確；D．含有的鉆石物質(zhì)的量所含分子數(shù)，D錯(cuò)誤。故選C。考向2氣體分子所占空間大小3．若已知某種氣體的摩爾體積，摩爾質(zhì)量，阿伏加德羅常數(shù)，則可估算出這種氣體的（）A．每個(gè)分子的質(zhì)量 B．每個(gè)分子的體積C．每個(gè)分子占據(jù)的空間 D．分子之間的平均距離【答案】ACD【詳解】A．根據(jù)可求解分子的質(zhì)量，A正確；BCD．由公式可求解每個(gè)分子占據(jù)的空間和分子之間的平均距離，由于氣體分子間距很大，故無(wú)法求出分子的體積，B錯(cuò)誤，CD正確。故選ACD。4．若以M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，為在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，為阿伏加德羅常數(shù)，分別表示每個(gè)水分子的質(zhì)量和體積，下面是四個(gè)關(guān)系式：①；②；③；④，其中正確的是（）A．① B．② C．③ D．④【答案】AC【詳解】A．摩爾質(zhì)量=分子質(zhì)量×阿伏加德羅常數(shù)，故故故A正確；B．平均每個(gè)水蒸氣分子占據(jù)的空間大于單個(gè)水分子的體積，故故故B錯(cuò)誤；C．摩爾質(zhì)量=分子質(zhì)量×阿伏加德羅常數(shù)，故故C正確；D．由于氣體分子間距遠(yuǎn)大于分子直徑，氣體分子所占體積遠(yuǎn)大于分子體積，故故D錯(cuò)誤。故選AC?？键c(diǎn)二擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)和熱運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)1擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)的比較現(xiàn)象擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng)活動(dòng)主體分子固體微小顆粒分子區(qū)別是分子的運(yùn)動(dòng),發(fā)生在任何兩種物質(zhì)之間是比分子大得多的顆粒的運(yùn)動(dòng),只能在液體、氣體中發(fā)生是分子的運(yùn)動(dòng),不能通過(guò)光學(xué)顯微鏡直接觀察到共同點(diǎn)(1)都是無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng);(2)都隨溫度的升高而更加激烈聯(lián)系擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)都反映了分子做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)2氣體的分子動(dòng)理論(1)氣體分子間的作用力:氣體分子之間的距離遠(yuǎn)大于分子直徑,氣體分子之間的作用力十分微弱,可以忽略不計(jì),氣體分子間除碰撞外無(wú)相互作用力。(2)氣體分子的速率分布:表現(xiàn)出“中間多,兩頭少”的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律。(3)氣體分子的運(yùn)動(dòng)方向:氣體分子的運(yùn)動(dòng)是雜亂無(wú)章的,但向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等。(4)氣體分子的運(yùn)動(dòng)與溫度的關(guān)系:溫度一定時(shí),某種氣體分子的速率分布是確定的,速率的平均值也是確定的,溫度升高,氣體分子的平均速率增大,但不是每個(gè)分子的速率都增大。考向1布朗運(yùn)動(dòng)1．氣溶膠微粒是懸浮在大氣中的肉眼不可見(jiàn)的微波顆粒，關(guān)于封閉環(huán)境中的氣溶膠微粒，下列說(shuō)法下列說(shuō)法正確的是（）A．氣溶膠微粒越大，運(yùn)動(dòng)越明顯B．溫度升高，每個(gè)氣溶膠微粒運(yùn)動(dòng)都會(huì)變快C．肉眼不可見(jiàn)的氣溶膠微粒運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)上就是分子的運(yùn)動(dòng)D．氣溶膠微粒在空氣中的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)可以看作布朗運(yùn)動(dòng)【答案】D【詳解】A．氣溶膠微粒越大，撞擊的分子數(shù)多，不平衡性越不明顯，運(yùn)動(dòng)越不明顯，A錯(cuò)誤；B．溫度升高，平均速度變快，不是每個(gè)微粒都變快，B錯(cuò)誤；CD．氣溶膠微粒的運(yùn)動(dòng)屬于布朗運(yùn)動(dòng)，與可見(jiàn)或不可見(jiàn)無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤，D正確。故選D。2．如圖描繪了一顆懸浮微粒受到周圍液體分子撞擊的情景，以下關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是（）

A．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B．液體溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈C．懸浮微粒越大，液體分子撞擊作用的不平衡性表現(xiàn)得越明顯D．懸浮微粒做布朗運(yùn)動(dòng)，是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)撞擊造成的【答案】BD【詳解】A．布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體表面的固體顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)，故A錯(cuò)誤；B．液體溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，故B正確；C．懸浮微粒越小，液體分子撞擊作用的不平衡性表現(xiàn)得越明顯，故C錯(cuò)誤；D．懸浮微粒做布朗運(yùn)動(dòng)，是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)撞擊造成的，故D正確。故選BD?？枷?分子熱運(yùn)動(dòng)速率分布3．如圖所示為氣體分子的速率分布圖線。縱坐標(biāo)表示速率分子占總體的百分比，圖線1下方的面積為S1，圖線2下方的面積為S2。則溫度T和面積S的大小關(guān)系為（

）

A．T1>T2 B．T1<T2C．S1>S2 D．S1<S2【答案】B【詳解】AB．氣體的溫度越高，速率較大的分子所占的比例越大，所以，故A錯(cuò)誤、B正確；CD．曲線下的面積表示分子速率從區(qū)間內(nèi)分子數(shù)比率之和，所以兩條曲線與橫坐標(biāo)圍成的面積相等，故CD錯(cuò)誤。故選B。4．根據(jù)分子動(dòng)理論，氣體分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與溫度有關(guān)，氧氣分子在和溫度下分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像如圖，下列說(shuō)法正確的是（）

A．不論溫度有多高，速率很大和很小的分子總是多數(shù)分子B．溫度升高時(shí)，速率大的分子數(shù)增多C．溫度升高時(shí)，每一個(gè)分子的速率都會(huì)增大D．溫度變化時(shí)，“中間多、兩頭少”的分子分布規(guī)律不會(huì)發(fā)生改變【答案】BD【詳解】A．根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，不論溫度有多高，速率很大和很小的分子總是少數(shù)分子，故A錯(cuò)誤；B．從圖像可看出，溫度升高時(shí)，速率大的分子數(shù)增多，故B正確；C．溫度升高時(shí)，分子的平均速率會(huì)增大，但不能保證所有分子的速率都增大，故C錯(cuò)誤；D．溫度變化時(shí)，“中間多、兩頭少”的分子分布規(guī)律不會(huì)發(fā)生改變，故D正確。故選BD。考點(diǎn)三分子力和分子勢(shì)能內(nèi)能知識(shí)點(diǎn)1分子力和分子勢(shì)能比較分子力變化分子勢(shì)能變化①分子斥力、引力同時(shí)存在；②當(dāng)r>r0時(shí)，r增大，斥力引力都減小，斥力減小更快，分子力變現(xiàn)為引力；③當(dāng)r<r0當(dāng)，r減小，斥力引力都增加，斥力增加更快，分子力變現(xiàn)為斥力；④當(dāng)r=r0時(shí)，斥力等于引力，分子力為零。①當(dāng)r=r0時(shí)，分子勢(shì)能最小；②當(dāng)r>r0時(shí)，r逐漸減小，分子勢(shì)能逐漸減??；③當(dāng)r<r0當(dāng)，r逐漸減小，分子勢(shì)能逐漸增加。知識(shí)點(diǎn)2內(nèi)能(1)內(nèi)能是對(duì)物體的大量分子而言的，對(duì)于單個(gè)分子的內(nèi)能沒(méi)有意義。(2)決定內(nèi)能大小的因素為物質(zhì)的量、溫度、體積以及物質(zhì)狀態(tài)。(3)通過(guò)做功或熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。(4)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，相同溫度的任何物體，分子的平均動(dòng)能相同。(5)物體的內(nèi)能與機(jī)械能的比較項(xiàng)目?jī)?nèi)能機(jī)械能定義物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能的總和物體的動(dòng)能及重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的總和決定由物體內(nèi)部分子微觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定,與物體整體運(yùn)動(dòng)情況無(wú)關(guān)與物體宏觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、參考系和零勢(shì)能面選取有關(guān),和物體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)情況無(wú)關(guān)量值任何物體都具有內(nèi)能,恒不為零可以為零測(cè)量無(wú)法測(cè)量。其變化量可由做功和熱傳遞來(lái)量度可以測(cè)量轉(zhuǎn)化在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化考向1分子力和分子勢(shì)能1．如圖所示為兩分子間的作用力F與分子間距離r的關(guān)系曲線，下列說(shuō)法正確的是（）

A．當(dāng)r>r0時(shí)，分子間只存在引力B．當(dāng)r>r0時(shí)，隨著分子間距離的增大，分子力先減小后增大C．當(dāng)r<r0時(shí)，隨著分子間距離的增大，分子力逐漸減小D．當(dāng)r>r0時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大【答案】CD【詳解】A．分子間同時(shí)存在引力和斥力，故A錯(cuò)誤；B．由圖可知，當(dāng)時(shí)，隨著分子間距離的增大，分子力先增大后減小，故B錯(cuò)誤；C．由圖可知，當(dāng)時(shí)，隨著分子間距離的增大，分子力逐漸減小，故C正確；D．當(dāng)時(shí)，分子間的作用力為引力，當(dāng)分子間距離增大時(shí)，引力一直做負(fù)功，所以分子勢(shì)能也增大，故D正確。故選CD。2．如圖所示的甲、乙兩幅圖像分別表示兩分子間作用力F、分子勢(shì)能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系圖，假定兩個(gè)分子的距離為無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)它們的分子勢(shì)能為0。下列正確的是（）

A．當(dāng)分子間距時(shí)，分子間作用力最大B．當(dāng)分子間距時(shí)，分子勢(shì)能最大C．當(dāng)分子間距，隨著r的增大，F(xiàn)減小，Ep增大D．當(dāng)分子間距，隨著r的減小，F(xiàn)增大，Ep增大【答案】D【詳解】AB．由圖像可知，當(dāng)分子間距時(shí)，分子力為0達(dá)到最小值、分子勢(shì)能為負(fù)的最小值，故AB錯(cuò)誤；C．當(dāng)分子間距，隨著r的增大，F(xiàn)先增大后減小，一直增大，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)分子間距，隨著r的減小，F(xiàn)增大，增大，故D正確。故選D?？枷?物質(zhì)的內(nèi)能3．關(guān)于熱學(xué)中的一些基本概念，下列說(shuō)法正確的是（

）A．0℃的水變成0℃的冰時(shí)，體積增大，分子勢(shì)能減小B．懸浮微粒越大，在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)就越多，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯C．在使兩個(gè)分子間的距離由很遠(yuǎn)（）減小到很難再靠近的過(guò)程中，分子間作用力先減小后增大，分子勢(shì)能不斷增大D．內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能的總和【答案】A【詳解】A．0℃的水變成0℃的冰時(shí)，體積增大，并且放熱，內(nèi)能減小，因溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，則分子勢(shì)能減小，故A正確；B．懸浮微粒越大，在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)就越多，受力越趨于平衡，布朗運(yùn)動(dòng)越不明顯，故B錯(cuò)誤；C．將一個(gè)分子從無(wú)窮遠(yuǎn)處（）無(wú)限靠近另外一個(gè)分子，分子力先增加后減小再增加，分子力先表現(xiàn)為引力，做正功，后表現(xiàn)為斥力做負(fù)功，分子勢(shì)能先減小后增大，故C錯(cuò)誤；D．內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，故D錯(cuò)誤。故選A。4．生活中常用乙醇噴霧消毒液給房間消毒，其主要成分是酒精，則下列說(shuō)法正確的是（

）

A．噴灑消毒液后，會(huì)聞到淡淡的酒精味，這是酒精分子做布朗運(yùn)動(dòng)的結(jié)果B．酒精由液態(tài)揮發(fā)成同溫度的氣態(tài)的過(guò)程中，其分子的平均動(dòng)能不變C．酒精由液態(tài)揮發(fā)成同溫度的氣態(tài)的過(guò)程中，內(nèi)能不變D．酒精由液態(tài)揮發(fā)成同溫度的氣態(tài)的過(guò)程中，熱運(yùn)動(dòng)速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)百分比減小【答案】B【詳解】A．噴灑乙醇消毒液后，會(huì)聞到淡淡的酒味，這是擴(kuò)散現(xiàn)象，是酒精分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，而布朗運(yùn)動(dòng)懸浮顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，則酒精由液態(tài)揮發(fā)成同溫度的氣態(tài)的過(guò)程中，其分子的平均動(dòng)能不變，故B正確；C．酒精由液態(tài)揮發(fā)成同溫度的氣態(tài)的過(guò)程中，分子平均動(dòng)能不變，但是分子勢(shì)能變大，則內(nèi)能發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤；D．酒精由液態(tài)揮發(fā)成同溫度