一轮复习鲁科版 第59讲 分子动理论 内能 课件（39张）

1、第五十九讲 分子动理论 内能一、分子动理论1.物体是由大量分子组成的(1)分子的大小分子的直径：数量级为_ m。分子的质量：数量级为1026 kg。(2)阿伏加德罗常数 1 mol的任何物质都含有相同的粒子数。通常可取NA_ mol1。阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁。10106.0210232.分子永不停息地做无规则运动(1)扩散现象定义：_物质能够彼此进入对方的现象。实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由分子的无规则运动产生的，温度_，扩散得越快。(2)布朗运动定义：悬浮在液体中的_的无规则运动。实质：布朗运动反映了_的无规则运动。特点：颗粒越_，

2、运动越明显；温度越_，运动越激烈。不同越高小颗粒液体分子小高(3)热运动分子的永不停息的_运动叫做热运动。特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越剧烈。3.分子间同时存在引力和斥力(1)物质分子间存在空隙，分子间的引力和斥力是_存在的，实际表现出的分子力是引力和斥力的_。(2)分子力随分子间距离变化的关系：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而_，随分子间距离的减小而_，但斥力比引力变化得_。无规则同时合力减小增大快(3)分子力与分子间距离的关系图线(如图所示)由分子间的作用力与分子间距离的关系图线可知：当rr0时，F引F斥，分子力为_。当rr0时，F引F斥，分子力表现为_。当

3、rr0时，F引F斥，分子力表现为_。当分子间距离大于10r0(约为109 m)时，分子力很弱，可以忽略不计。零引力斥力【典例1】 (多选)关于分子间相互作用力的以下说法中正确的是()A.当分子间的距离rr0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力B.分子力随分子间距离的变化而变化，当rr0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表现为引力C.当分子间的距离rr0时，随着距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得快，故分子力表现为斥力D.当分子间的距离r109 m时，分子间的作用力可以忽略不计CD解析分子间的引力和斥力同时存在，当

4、分子间的距离rr0时，引力等于斥力，分子力为零，故A错误；分子力随分子间距离的变化而变化，当rr0时，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，斥力减小得更快，分子力表现为引力，故B错误；当分子间的距离rr0时，随着距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得快，分子力表现为斥力，故C正确；当分子间的距离r109m时，分子间的作用力可以忽略不计，故D正确。二、温度和内能1.温度一切达到热平衡的系统都具有相同的_。2.两种温标摄氏温标和热力学温标。关系：Tt273.15 K。3.分子的动能(1)分子动能是_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动能的平均值，_是

5、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_。温度分子热运动温度总和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_决定的能。(2)分子势能的决定因素微观上：决定于_和分子排列情况；宏观上：决定于_和状态。相对位置分子间距离体积5.物体的内能(1)定义：物体中所有分子的热运动_和_的总和。(2)决定因素：对于给定的物体，其内能大小由物体的_和_决定，即由物体内部状态决定。(3)影响因素：物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小_。(4)改变物体内能的两种方式：_和_。动能分子势能温度体积无关做功热传递【典例2】 (多选)关于分子

6、动理论和物体的内能，下列说法正确的是()A.某种物体的温度为0 ，说明该物体中分子的平均动能为零B.物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大 C.当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，但斥力减小得更快，所以分子间作用力总表现为引力D.10 g 100 的水的内能小于10 g 100 的水蒸气的内能BD解析物体的温度为0 ，分子的平均动能不为零，分子在永不停息地做无规则运动，选项A错误；物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能还与势能有关，内能有可能减小，选项B正确；当分子间的距离小于平衡距离r0时，分子间的作用力表现为斥力，大于r0时，分子间作用力表现为引力

7、，选项C错误；在10 g 100 的水变成水蒸气时，分子间距增大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，所以10 g 100 的水的内能小于10 g 100 水蒸气的内能，选项D正确。考点一微观量估算的“两种建模方法”1.求解分子直径时的两种模型(对于固体和液体)2.宏观量与微观量的相互关系(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Vmol、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度。(3)相互关系【典例3】 (2020江苏泰州市5月第二次模拟)水的密度1.0103 kg/m3、摩尔质量M1.8102 kg/mol，阿伏加德罗常数为NA6.021023

8、 mol1，一滴露水的体积大约是9.0108 cm3，它含有_个水分子，如果一只极小的虫子来喝水，每分钟喝进9.0107个水分子时，喝进水的质量是_ kg。(结果保留2位有效数字)喝进水的质量为mnM2.71018 kg。答案3.010152.71018解析已知水的摩尔质量为M1.8102 kg【变式1】 某一体积为V的密封容器，充入密度为、摩尔质量为M的理想气体，阿伏加德罗常数为NA。则该容器中气体分子的总个数N_。现将这部分气体压缩成液体，体积变为V0，此时分子中心间的平均距离d_。(将液体分子视为立方体模型)解析气体的质量mV该部分气体压缩成液体，分子个数不变又V1d3实验十七用油膜法估

9、测油酸分子的大小1.实验原理实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小。当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸酒精溶液就在水面上散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如图甲所示形状的一层纯油酸薄膜。如果算出一定体积的油酸酒精溶液在水面上形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分子的大小。用V表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积，用S表2.实验器材 盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔。3.实验步骤(1)用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差。(2)配制油酸酒精溶液，取纯油酸

10、1 mL，注入500 mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500 mL刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中，这样就得到了500 mL含1 mL纯油酸的油酸酒精溶液。(3)用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积Vn时的滴数n。(5)向浅盘里倒入约2 cm深的水，并将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上。(6)用注射器(或滴管)将一滴油酸酒精溶液滴在水面上。(7)待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上。(8)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S(求面积时以坐标纸上边长为1

11、cm的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)。4.注意事项(1)注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内，当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是针头中酒精挥发所致，不影响实验效果。(2)待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再画轮廓。扩散后又收缩有两个原因：水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；酒精挥发后液面收缩。(3)当重做实验时，将水从浅盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗，这样做可保持浅盘的清洁。(4)本实验只要求估测分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可。【典例

12、4】 2019全国卷用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是_。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以_。为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是_。答案使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1 mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积【变式2】 (2020安徽蚌埠市第二次质检)在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，在每200 mL油酸酒精溶液中有纯油酸1 mL，实验中利用注射器测出200滴该溶液的体积为1 mL，已知1滴该溶液滴入浅水盘中最终形成的

13、油膜面积为175 cm2，则油酸分子大小约为_ m(保留3位有效数字)。在该实验中，液体表面的张力使液滴从针头滴落时呈现球状，则液体表层分子间作用力表现为_(填“引力”或“斥力”)，分子间距离_(填“大于”“等于”或“小于”)液体内分子的平衡距离。答案1.43109引力大于解析由题可知，一滴油酸的总体积液体表面的张力，是因分子间作用力表现为引力。当分子间作用力表现为引力时，分子间距大于液体内分子的平衡距离。【变式3】 (2020江苏南京市六校联合体5月联考)在“油膜法估测分子直径”的实验中，某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.25 m2的蒸发皿，滴管，量筒(60滴溶液

14、滴入量筒体积约为1毫升)，纯油酸和无水酒精若干等。已知分子直径数量级为1010 m，求该老师配制的油酸酒精溶液浓度(油酸与油酸酒精溶液的体积比)至多为多少？答案1.5103解析根据题意可知，形成的油膜的面积不能超过蒸发皿的面积，当油膜面积等于蒸发皿的面积时，此时油酸浓度最大，一滴油酸的体积为VdS1010 m0.25 m22.51011 m3考点二布朗运动与分子热运动1.布朗运动(1)研究对象：悬浮在液体中的小颗粒。(2)运动特点：无规则、永不停息。(3)相关因素：颗粒大小、温度。(4)物理意义：说明液体分子做永不停息的无规则的热运动。2.扩散现象：相互接触的物体分子彼此进入对方的现象。产生原

15、因：分子永不停息地做无规则运动。3.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区别分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间比分子大得多的微粒的运动分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到共同点都是无规则运动；都随温度的升高而更加激烈联系扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动【典例5】 (2020北京市昌平区二模练习)某同学在显微镜下观察水中悬浮的花粉微粒的运动。他把小微粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上，如图所示。则该图反映了()CA.液体分子的运动轨迹 B.花粉微粒的运动轨迹C.每隔一定时间花粉微粒的位置 D.每隔一定时间液体分子的

16、位置解析显微镜能看见的是悬浮的花粉微粒不是分子，A、D错误；如图所示是小微粒每隔一定时间在坐标纸上的位置，用直线把它们连接起来，表现出无规律性，期间微粒不一定是沿直线运动，B错误，C正确。【变式4】 20211月重庆市学业水平选择性考试适应性测试以下现象中，主要是由分子热运动引起的是()A.菜籽油滴入水中后会漂浮在水面B.含有泥沙的浑水经过一段时间会变清C.密闭容器内悬浮在水中的花粉颗粒移动D.荷叶上水珠成球形解析菜籽油滴入水中漂浮在水面主要体现的是浮力作用，A错误；含有泥沙的浑水经过一段时间会变清是由于泥沙的平均密度大于水的密度，泥沙在重力的作用下向下沉，而上层水变清，B错误；密闭容器内悬浮

17、在水中的花粉颗粒移动，是因为水分子热运动撞击花粉颗粒，造成了花粉颗粒受力不平衡，C正确；荷叶上的水珠成球形是表面张力的作用，是分子间作用力的结果，D错误。 C【变式5】 (多选)2019江苏卷在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长的时间后，该气体()A.分子的无规则运动停息下来 B.每个分子的速度大小均相等C.分子的平均动能保持不变 D.分子的密集程度保持不变CD解析分子的无规则运动永不停息，分子的速率分布呈中间多两头少，不可能每个分子的速度大小均相等，选项A、B错误；根据温度是分子平均动能的标志可知，只要温度不变，分子的平均动能就保持不变，又由于体积不变，所以分子的密集程度保

18、持不变，选项C、D正确。考点三分子力和内能1.分子力、分子势能与分子间距离的关系如图所示(取无穷远处分子势能Ep0)。当rr0时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加。当rr0时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加。当rr0时，分子势能最小。2.内能和机械能的区别能量定义决定因素量值测量转化内能物体内所有分子的动能和势能的总和由物体内部分子微观运动状态决定，与物体整体运动情况无关任何物体都具有内能，恒不为零无法测量，其变化量可由做功和热传递来量度在一定条件下可相互转化机械能物体的动能及重力势能和弹性势能的总和与物体宏观运动状态、参考系和零势能面的选取有

19、关，和物体内部分子运动情况无关可以为零可以测量【典例6】 2020全国卷分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，rr1时，F0。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能_(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距由r2减小到r1的过程中，势能_(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距等于r1处，势能_(填“大于”“等于”或“小于”)零。解析若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，分子力做正功，势能减小；由r2减小到r1的过程中，分子力仍做正功，势能减小；在间距为r1处，势能小于零。答案减小减小小于【变式6】 2019江苏卷由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的。在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为_(选填“引力”或“斥力”)。分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图7所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子势能Ep的是图中_(选填“A”“B”或“C”)的位置。答案引力C解析在小水滴表面层中，分子之间的距离较大，水分子之间的作用力表现为引力。由于平衡位置对应的分子势能最小，在小水滴表面