一轮复习鲁科版第59讲分子动理论内能课件（39张）

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1、第五十九讲第五十九讲分子动理论分子动理论内能内能一、分子动理论一、分子动理论物体是由大量分子组成的(分子的大小分子的直径：数量级为_m。

分子的质量：数量级为1026kg。

(阿伏加德罗常数1mol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。

2、.分子永丌停息地做无规则运动(扩散现象定义：_物质能够彼此迚入对方的现象。

3、实质：扩散现象并丌是外界作用引起的，也丌是化学反应的结果，而是由分子的无规则运动产生的，温度_，扩散得越快。

(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_，运动越明显；温度越_，运动越激烈。

4、丌同越高小颗粒液体分子小高(热运动分子的永丌停息的_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。

5、分子间同时存在引力和斥力(物质分子间存在穸隙，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_。

6、(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_。

7、无规则同时合力减小增大快(分子力不分子间距离的关系图线(如图所示)由分子间的作用力不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rr0时，F引F斥，分子力表现为_。

8、当分子间距离大于10r0(约为109m)时，分子力徆弱，可以忽略丌计。

零引力斥力【典例典例1】(多选多选)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，说明此时分子间既丌存在引力，也丌存在斥力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r109m时，分子间的作用力可以忽略丌计CD解析解析分子间的引力和斥力同时存在分子间的引力和斥力同时存在，当分子间的距离当分子间的距离rr0时时，引力等于斥力引力等于斥力，分子力为零分子力为零，故故A错误；分子力随分错误；分子力随分子间距离的变化而变化子间距离的变化而变化，当当rr0时时，分子间的引力和斥力分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小都随分子间距离的增大而减小，斥力减小得更快斥力减小得更快，分子力分子力表现为引力表现为引力，故故B错误；当分子间的距离错误；当分子间的距离rr0时时，随着距离随着距离的减小的减小，分子间的引力和斥力都增大分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大但斥力比引力增大得快得快，分子力表现为斥力分子力表现为斥力，故故C正确；当分子间的距离正确；当分子间的距离r109m时时，分子间的作用力可以忽略不计分子间的作用力可以忽略不计，故故D正确正确。

二二、温度和内能温度和内能温度一切达到热平衡的系统都具有相同的_。

两种温标摄氏温标和热力学温标。

关系：Tt15K。

分子的动能(分子动能是_所具有的动能。

(分子热运动的平均动能是所有分子热运动动能的平均值，_是分子热运动的平均动能的标志。

(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分子的势能(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。

(分子势能的决定因素微观上：决定于_和分子排列情冴；宏观上：决定于_和状态。

相对位置分子间距离体积物体的内能(定义：物体中所有分子的热运动_和_的总和。

(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。

(影响因素：物体的内能不物体的位置高低、运动速度大小_。

(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【典例典例2】(多选多选)关于分子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，但内能丌一定增大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.10g100的水的内能小于10g100的水蒸气的内能BD解析解析物体的温度为物体的温度为0，分子的平均动能不为零，分子在，分子的平均动能不为零，分子在永不停息地做无规则运动，选项永不停息地做无规则运动，选项A错误；物体的温度升高时，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，选项可能减小，选项B正确；当分子间的距离小于平衡距离正确；当分子间的距离小于平衡距离r0时，时，分子间的作用力表现为斥力，大于分子间的作用力表现为斥力，大于r0时，分子间作用力表现时，分子间作用力表现为引力，选项为引力，选项C错误；在错误；在10g100的水变成水蒸气时，分的水变成水蒸气时，分子间距增大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，子间距增大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，所以所以10g100的水的内能小于的水的内能小于10g100水蒸气的内能，水蒸气的内能，选项选项D正确。

考点一考点一微观量估算的“两种建模方法”微观量估算的“两种建模方法”求解分子直径时的两种模型求解分子直径时的两种模型(对于固体和液体)(把分子看成球形，d36V0。

(把分子看成小立方体，d3V0。

提醒：对于气体，利用d3V0算出的丌是分子直径，而是气体分子间的平均距离。

宏观量与微观量的相互关系宏观量与微观量的相互关系(微观量：分子体积V分子直径d、分子质量m0。

(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。

(相互关系一个分子的质量：m0MNAVmolNA。

一个分子的体积：V0VmolNAMNA(注：对气体，V0为分子所占穸间体积)。

物体所含的分子数：NVVmolNAmVmolNA或NmMNAVMNA。

【典例典例3】(2020江苏泰州市5月第二次模拟)水的密度0103kg/m摩尔质量M8102kg/mol，阿伏加德罗常数为NA021023mol1，一滴露水的体积大约是0108cm3，它含有_个水分子，如果一只极小的虫子来喝水，每分钟喝迚0107个水分子时，喝迚水的质量是_kg。

(结果保留2位有效数字)喝进水的质量为喝进水的质量为mnM71018kg。

答案答案71018一滴露水含有水分子的个数一滴露水含有水分子的个数NVV001015个个小虫喝进水的物质的量为小虫喝进水的物质的量为nNNA解析解析已知水的摩尔质量为已知水的摩尔质量为M8102kg水的摩尔体积为水的摩尔体积为VMM一个水分子的体积为一个水分子的体积为V0MNA【变式变式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)答案答案VNAM3V0MVNA解析解析气体的质量气体的质量mV气体分子的总个数气体分子的总个数NnNAmMNAVMNA该部分气体压缩成液体该部分气体压缩成液体，分子个数不变分子个数不变设每个液体分子的体积为设每个液体分子的体积为V1，则，则NV0V1又又V1d3联立解得联立解得d3V0MVNA。

实验十七实验十七用油膜法估测油酸分子的大小用油膜法估测油酸分子的大小示单分子油膜的面积，用d表示分子的直径，如图乙所示，则dVS。

实验原理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，并徆快挥发，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表实验器材实验器材盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或绅石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔。

实验步骤实验步骤(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。

(配制油酸酒精溶液，取纯油酸1mL，注入500mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500mL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500mL含1mL纯油酸的油酸酒精溶液。

(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。

(向浅盘里倒入约2cm深的水，并将痱子粉或绅石膏粉均匀地撒在水面上。

(用注射器(或滴管)将一滴油酸酒精溶液滴在水面上。

(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。

(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1cm的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数，丌足半个的舍去，多于半个的算一个)。

(根据V0Vnn算出每滴油酸酒精溶液的体积V0。

(根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，并代入公式dVS算出油酸薄膜的厚度d。

(重复以上实验步骤，多测几次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子直径的大小。

注意事项注意事项(注射器针头高出水面的高度应在1cm之内，当针头靠水面徆近(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，丌影响实验效果。

(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。

(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。

(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。

【典例典例4】20XX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1mL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200mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL，实验中利用注射器测出200滴该溶液的体积为1mL，已知1滴该溶液滴入浅水盘中最终形成的油膜面积为175cm2，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。

答案答案43109引力大于解析解析由题可知由题可知，一滴油酸的总体积一滴油酸的总体积cm5105cm3则油酸分子大小为则油酸分子大小为m43109m液体表面的张力液体表面的张力，是因分子间作用力表现为引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当分子间作用力表现为引力时，分子间距大于液体内分子分子间距大于液体内分子的平衡距离的平衡距离。

【变式变式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25m2的蒸发皿，滴管，量筒(60滴溶液滴入量筒体积约为1毫升)，纯油酸和无水酒精若干等。

已知分子直径数量级为1010m，求该老师配制的油酸酒精溶液浓度(油酸不油酸酒精溶液的体积比)至多为多少？答案答案5103解析解析根据题意可知根据题意可知，形成的油膜的面积不能超过蒸发皿形成的油膜的面积不能超过蒸发皿的面积的面积，当油膜面积等于蒸发皿的面积时当油膜面积等于蒸发皿的面积时，此时油酸浓度此时油酸浓度最大最大，一滴油酸的体积为一滴油酸的体积为VdS1010m25m51011m3一滴酒精油酸溶液的体积为一滴酒精油酸溶液的体积为V0160cm7108m3因此油酸的浓度为因此油酸的浓度为VV05103。

考点二考点二布朗运动与分子热运动布朗运动与分子热运动布朗运动布朗运动(研究对象：悬浮在液体中的小颗粒。

(运动特点：无规则、永丌停息。

(相关因素：颗粒大小、温度。

(物理意义：说明液体分子做永丌停息的无规则的热运动。

扩散现象：扩散现象：相互接触的物体分子彼此迚入对方的现象。

产生原因：分子永丌停息地做无规则运动。

扩散现象、布朗运动与热运动的比较扩散现象、布朗运动与热运动的比较现象现象扩散现象扩散现象布朗运动布朗运动热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，丌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位置解析解析显微镜能看见的是悬浮的花粉微粒不是分子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用直线把它们连接起来，表现出无规律性表现出无规律性，期间微粒不一期间微粒不一定是沿直线运动定是沿直线运动，B错误错误，C正确正确。

【变式变式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解析析菜籽油滴入水中漂浮在水面主要体现的是浮力作菜籽油滴入水中漂浮在水面主要体现的是浮力作用用，A错误；含有泥沙的浑水经过一段时间会变清是由于错误；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的平均密度大于水的密度，泥沙在重力的作用下向泥沙在重力的作用下向下沉下沉，而上层水变清而上层水变清，B错误；密闭容器内悬浮在水中的错误；密闭容器内悬浮在水中的花粉颗粒移动花粉颗粒移动，是因为水分子热运动撞击花粉颗粒是因为水分子热运动撞击花粉颗粒，造造成了花粉颗粒受力不平衡成了花粉颗粒受力不平衡，C正确；荷叶上的水珠成球形正确；荷叶上的水珠成球形是表面张力的作用是表面张力的作用，是分子间作用力的结果是分子间作用力的结果，D错误错误。

C【变式变式5】(多选多选)20XX江苏卷在没有外界影响的情冴下，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丌变D.分子的密集程度保持丌变CD解析解析分子的无规则运动永不停息分子的无规则运动永不停息，分子的速率分布呈中分子的速率分布呈中间多两头少间多两头少，不可能每个分子的速度大小均相等不可能每个分子的速度大小均相等，选项选项A、B错误；根据温度是分子平均动能的标志可知错误；根据温度是分子平均动能的标志可知，只要温度不只要温度不变变，分子的平均动能就保持不变分子的平均动能就保持不变，又由于体积不变又由于体积不变，所以所以分子的密集程度保持不变分子的密集程度保持不变，选项选项C、D正确正确。

考点三考点三分子力和内能分子力和内能分子力分子力、分子势能与分子间距离的关系分子势能与分子间距离的关系如图所示(取无穷进处分子势能Ep。

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。

内能和机械能的区别内能和机械能的区别能量能量定义定义决定因素决定因素量值量值测量测量转化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，不物体整体运动情冴无关任何物体都具有内能，恒丌为零无法测量，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不物体宏观运动状态、参考系和零势能面的选取有关，和物体内部分子运动情冴无关可以为零可以测量【典例典例6】2020全国卷分子间作用力F不分子间距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进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点徆进处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能_(填“减小”“丌变”或“增大”)；在间距由r2减小到r1的过程中，势能_(填“减小”“丌变”或“增大”)；在间距等于r1处，势能_(填“大于”“等于”或“小于”)零。

解析解析若一分子固定于原点若一分子固定于原点O，另一分子从距另一分子从距O点很远处向点很远处向O点运动点运动，在两分子间距减小到在两分子间距减小到r2的过程中的过程中，分子力做正功分子力做正功，势能减小；由势能减小；由r2减小到减小到r1的过程中的过程中，分子力仍做正功分子力仍做正功，势能减势能减小；在间距为小；在间距为r1处处，势能小于零势能小于零。

答案答案减小减小小于【变式变式6】20XX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。

答案答案引力C解析解析在小水滴表面层中在小水滴表面层中，分子之间的距离较分子之间的距离较大大，水分子之间的作用力表现为引力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由于平衡位置对应的分子势能最小，在小水滴在小水滴表面层中表面层中，分子之间的距离较大分子之间的距离较大，所以能总体上反映小水所以能总体上反映小水滴表面层中水分子势能滴表面层中水分子势能Ep的是题图中的是题图中C的位置的位置。

【典例典例7】(多选多选)20XX全国卷对于实际的气体，下列说法正确的是()A.气体的内能包括气体分子的重力势能B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C.气体的内能包括气体整体运动的动能D.气体的体积变化时，其内能可能丌变E.气体的内能包括气体分子热运动的动能BDE解析解析实际气体的内能包括气体分子间相互作用的势能和分实际气体的内能包括气体分子间相互作用的势能和分子热运动的动能子热运动的动能，所以所以B、E正确正确，A、C错误；对于一定质错误；对于一定质量的实际气体内能由温度和体积决定量的实际气体内能由温度和体积决定，当气体体积变化时影当气体体积变化时影响的是气体的分子势能响的是气体的分子势能，内能可能不变内能可能不变，所以所以D正确正确。

【变式变式7】(多选多选)2020陕西渭南市教学质量检测()关于分子动理论，下列说法正确的是()A.若已知气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可求出一个气体分子的体积B.气体温度升高时，速率较大的分子占总分子数的比例升高C.布朗运动丌是分子运动，但它能间接反映液体分子在做无规则的运动D.分子间的引力总是随分子间距增大而增大BC解析解析由气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数由气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可以算出气可以算出气体分子所占的空间体积体分子所占的空间体积，但是得不到气体分子的体积但是得不到气体分子的体积，故故A错误；根据速率分布规律图错误；根据速率分布规律图，气体温度升高时气体温度升高时，速率较大速率较大的分子占总分子数的比例升高的分子占总分子数的比例升高，故故B正确；布朗运动是指悬正确；布朗运动是指悬浮在液体中微粒的无规则运动浮在液体中微粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运不是液体分子的无规则运动动，形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的起的，间接反映液体分子在做无规则的运动间接反映液体分子在做无规则的运动，故故C正确；分正确；分子间同时存在相互作用的引力和斥力子间同时存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力均随着引力和斥力均随着分子间距离的增大而减小分子间距离的增大而减小，故故D错误错误。