第66讲分子动理论内能（讲义）

第66讲分子动理论内能目录复习目标网络构建考点一分子的大小【夯基·必备基础知识梳理】知识点1两种分子模型分子大小知识点2微观量与宏观量间的关系【提升·必考题型归纳】考向1固体液体分子大小考向2气体分子所占空间大小考点二扩散现象、布朗运动和热运动【夯基·必备基础知识梳理】知识点1扩散现象、布朗运动与热运动的比较知识点2气体的分子动理论【提升·必考题型归纳】考向1布朗运动考向2分子热运动速率分布考点三分子力和分子势能内能【夯基·必备基础知识梳理】知识点1分子力和分子势能比较知识点2内能【提升·必考题型归纳】考向1分子力和分子势能考向2物质的内能真题感悟理解和掌握分子动理论的内容。能够利用分子动理论的内容解释有关物理现象。考点要求考题统计考情分析分子动理论2023年北京卷第1题2023年海南卷第5题高考对分子动理论的考查较少，大多以选择题中出现，题目难度较为基础。考点一分子的大小知识点1两种分子模型分子大小两种分子模型物质有固态、液态和气态三种情况,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,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=36Vπ(球体模型)或(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,所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间,如图所示,此时每个分子占有的空间视为棱长为d的立方体,所以d=3V提醒:对于气体,利用d=3V知识点2微观量与宏观量间的关系微观量:分子体积V0、分子直径d、分子质量m0。宏观量:物体的体积V、摩尔体积Vm、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ。(1)分子的质量:m0=MN(2)分子的体积:V0=Vm(3)物体所含的分子数:N=VVm·NA=mρVm·NA或N=mM·NA考向1固体液体分子大小1．若阿伏伽德罗常数为，某液体的摩尔质量为，密度为。则下列说法正确的是（）A．该液体所含有分子数为B．该液体所含分子数为C．1个液体分子的质量为D．液体分子的直径约为【答案】B【详解】A．该液体所含有分子数为故A错误；B．该液体所含分子数为故B正确；C．1个液体分子的质量为故C错误；D．设液体分子的直径为，则有解得故D错误。故选B。2．钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为（单位为），摩尔质量为M（单位为），阿伏加德罗常数为，已知1克拉=0.2g，则下列说法正确的是（）A．a克拉钻石所含有的分子数为B．每个钻石分子的质量为C．每个钻石分子直径的表达式为D．含有的钻石分子个数为【答案】C【详解】A．a克拉钻石物质的量所含分子数，A错误；B．每个钻石分子的质量，B错误；C．每个钻石分子的体积设分子直径为d，则解得，C正确；D．含有的钻石物质的量所含分子数，D错误。故选C。考向2气体分子所占空间大小3．若已知某种气体的摩尔体积，摩尔质量，阿伏加德罗常数，则可估算出这种气体的（）A．每个分子的质量 B．每个分子的体积C．每个分子占据的空间 D．分子之间的平均距离【答案】ACD【详解】A．根据可求解分子的质量，A正确；BCD．由公式可求解每个分子占据的空间和分子之间的平均距离，由于气体分子间距很大，故无法求出分子的体积，B错误，CD正确。故选ACD。4．若以M表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，为在标准状态下水蒸气的密度，为阿伏加德罗常数，分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：①；②；③；④，其中正确的是（）A．① B．② C．③ D．④【答案】AC【详解】A．摩尔质量=分子质量×阿伏加德罗常数，故故故A正确；B．平均每个水蒸气分子占据的空间大于单个水分子的体积，故故故B错误；C．摩尔质量=分子质量×阿伏加德罗常数，故故C正确；D．由于气体分子间距远大于分子直径，气体分子所占体积远大于分子体积，故故D错误。故选AC。考点二扩散现象、布朗运动和热运动知识点1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固体微小颗粒分子区别是分子的运动,发生在任何两种物质之间是比分子大得多的颗粒的运动,只能在液体、气体中发生是分子的运动,不能通过光学显微镜直接观察到共同点(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规则的热运动知识点2气体的分子动理论(1)气体分子间的作用力:气体分子之间的距离远大于分子直径,气体分子之间的作用力十分微弱,可以忽略不计,气体分子间除碰撞外无相互作用力。(2)气体分子的速率分布:表现出“中间多,两头少”的统计分布规律。(3)气体分子的运动方向:气体分子的运动是杂乱无章的,但向各个方向运动的机会均等。(4)气体分子的运动与温度的关系:温度一定时,某种气体分子的速率分布是确定的,速率的平均值也是确定的,温度升高,气体分子的平均速率增大,但不是每个分子的速率都增大。考向1布朗运动1．气溶胶微粒是悬浮在大气中的肉眼不可见的微波颗粒，关于封闭环境中的气溶胶微粒，下列说法下列说法正确的是（）A．气溶胶微粒越大，运动越明显B．温度升高，每个气溶胶微粒运动都会变快C．肉眼不可见的气溶胶微粒运动实质上就是分子的运动D．气溶胶微粒在空气中的无规则运动可以看作布朗运动【答案】D【详解】A．气溶胶微粒越大，撞击的分子数多，不平衡性越不明显，运动越不明显，A错误；B．温度升高，平均速度变快，不是每个微粒都变快，B错误；CD．气溶胶微粒的运动属于布朗运动，与可见或不可见无关，C错误，D正确。故选D。2．如图描绘了一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景，以下关于布朗运动的说法正确的是（）

A．布朗运动就是液体分子的无规则运动B．液体温度越高，布朗运动越剧烈C．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D．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【答案】BD【详解】A．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的表现，故A错误；B．液体温度越高，布朗运动越剧烈，故B正确；C．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，故C错误；D．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，故D正确。故选BD。考向2分子热运动速率分布3．如图所示为气体分子的速率分布图线。纵坐标表示速率分子占总体的百分比，图线1下方的面积为S1，图线2下方的面积为S2。则温度T和面积S的大小关系为（

）

A．T1>T2 B．T1<T2C．S1>S2 D．S1<S2【答案】B【详解】AB．气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，所以，故A错误、B正确；CD．曲线下的面积表示分子速率从区间内分子数比率之和，所以两条曲线与横坐标围成的面积相等，故CD错误。故选B。4．根据分子动理论，气体分子运动的剧烈程度与温度有关，氧气分子在和温度下分子运动速率分布图像如图，下列说法正确的是（）

A．不论温度有多高，速率很大和很小的分子总是多数分子B．温度升高时，速率大的分子数增多C．温度升高时，每一个分子的速率都会增大D．温度变化时，“中间多、两头少”的分子分布规律不会发生改变【答案】BD【详解】A．根据分子运动的特点，不论温度有多高，速率很大和很小的分子总是少数分子，故A错误；B．从图像可看出，温度升高时，速率大的分子数增多，故B正确；C．温度升高时，分子的平均速率会增大，但不能保证所有分子的速率都增大，故C错误；D．温度变化时，“中间多、两头少”的分子分布规律不会发生改变，故D正确。故选BD。考点三分子力和分子势能内能知识点1分子力和分子势能比较分子力变化分子势能变化①分子斥力、引力同时存在；②当r>r0时，r增大，斥力引力都减小，斥力减小更快，分子力变现为引力；③当r<r0当，r减小，斥力引力都增加，斥力增加更快，分子力变现为斥力；④当r=r0时，斥力等于引力，分子力为零。①当r=r0时，分子势能最小；②当r>r0时，r逐渐减小，分子势能逐渐减小；③当r<r0当，r逐渐减小，分子势能逐渐增加。知识点2内能(1)内能是对物体的大量分子而言的，对于单个分子的内能没有意义。(2)决定内能大小的因素为物质的量、温度、体积以及物质状态。(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。(5)物体的内能与机械能的比较项目内能机械能定义物体内所有分子的动能和势能的总和物体的动能及重力势能和弹性势能的总和决定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与物体宏观运动状态、参考系和零势能面选取有关,和物体内部分子运动情况无关量值任何物体都具有内能,恒不为零可以为零测量无法测量。其变化量可由做功和热传递来量度可以测量转化在一定条件下可相互转化考向1分子力和分子势能1．如图所示为两分子间的作用力F与分子间距离r的关系曲线，下列说法正确的是（）

A．当r>r0时，分子间只存在引力B．当r>r0时，随着分子间距离的增大，分子力先减小后增大C．当r<r0时，随着分子间距离的增大，分子力逐渐减小D．当r>r0时，分子势能随分子间距离的增大而增大【答案】CD【详解】A．分子间同时存在引力和斥力，故A错误；B．由图可知，当时，随着分子间距离的增大，分子力先增大后减小，故B错误；C．由图可知，当时，随着分子间距离的增大，分子力逐渐减小，故C正确；D．当时，分子间的作用力为引力，当分子间距离增大时，引力一直做负功，所以分子势能也增大，故D正确。故选CD。2．如图所示的甲、乙两幅图像分别表示两分子间作用力F、分子势能Ep与两分子间距离r的关系图，假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0。下列正确的是（）

A．当分子间距时，分子间作用力最大B．当分子间距时，分子势能最大C．当分子间距，随着r的增大，F减小，Ep增大D．当分子间距，随着r的减小，F增大，Ep增大【答案】D【详解】AB．由图像可知，当分子间距时，分子力为0达到最小值、分子势能为负的最小值，故AB错误；C．当分子间距，随着r的增大，F先增大后减小，一直增大，故C错误；D．当分子间距，随着r的减小，F增大，增大，故D正确。故选D。考向2物质的内能3．关于热学中的一些基本概念，下列说法正确的是（

）A．0℃的水变成0℃的冰时，体积增大，分子势能减小B．悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越明显C．在使两个分子间的距离由很远（）减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大D．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和【答案】A【详解】A．0℃的水变成0℃的冰时，体积增大，并且放热，内能减小，因温度不变，分子平均动能不变，则分子势能减小，故A正确；B．悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，受力越趋于平衡，布朗运动越不明显，故B错误；C．将一个分子从无穷远处（）无限靠近另外一个分子，分子力先增加后减小再增加，分子力先表现为引力，做正功，后表现为斥力做负功，分子势能先减小后增大，故C错误；D．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能的总和，故D错误。故选A。4．生活中常用乙醇喷雾消毒液给房间消毒，其主要成分是酒精，则下列说法正确的是（

）

A．喷洒消毒液后，会闻到淡淡的酒精味，这是酒精分子做布朗运动的结果B．酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，其分子的平均动能不变C．酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，内能不变D．酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，热运动速率大的分子数占总分子数百分比减小【答案】B【详解】A．喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是扩散现象，是酒精分子做无规则运动的结果，而布朗运动悬浮颗粒的无规则运动，故A错误；B．温度是分子平均动能的标志，则酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，其分子的平均动能不变，故B正确；C．酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，分子平均动能不变，但是分子势能变大，则内能发生变化，故C错误；D．酒精由液态挥发成同温度