物理人教版選修3-3課件第七章氣體動(dòng)理論章末總結(jié)

第七章

章末總結(jié)內(nèi)容索引知識(shí)網(wǎng)絡(luò)題型探究達(dá)標(biāo)檢測(cè)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)分子動(dòng)理論分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)物體是由大量分子組成的直徑：

質(zhì)量：一般為10－26kg分子的大小油膜法測(cè)定分子直徑d＝__數(shù)量級(jí)阿伏加德羅常數(shù)NA＝

NA＝

＝分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)依據(jù)：

運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)永不停息且_______溫度越高，運(yùn)動(dòng)越_____10－10m6.02×1023mol－1擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)無規(guī)則激烈分子動(dòng)理論分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)分子間存在著相互作用力溫度和溫標(biāo)熱平衡的特點(diǎn)：一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的_____熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系：T＝

和

同時(shí)存在，分子力指引力和斥力的合力r＝r0時(shí)，F(xiàn)引＝F斥，分子力為___r<r0時(shí)，F(xiàn)引<F斥，分子力表現(xiàn)為_____r>r0時(shí)，F(xiàn)引>F斥，分子力表現(xiàn)為_____r≥10r0時(shí)，分子力幾乎為零，可以忽略引力斥力零斥力引力溫度t＋273.15K分子動(dòng)理論物體的內(nèi)能分子平均動(dòng)能：由

決定分子勢(shì)能：由分子間

決定物體內(nèi)能所有分子的熱運(yùn)動(dòng)

和分子

的總和決定因素：

、

、物質(zhì)的量及物態(tài)溫度相互位置動(dòng)能勢(shì)能溫度體積題型探究一、阿伏加德羅常數(shù)的相關(guān)計(jì)算例1

一個(gè)房間的地面面積是15m2，房間高3m．已知標(biāo)準(zhǔn)狀況下，空氣的平均摩爾質(zhì)量是2.9×10－2kg/mol.通常用空氣濕度表示空氣中含有的水蒸氣的情況，若房間內(nèi)所有水蒸氣凝結(jié)成水后的體積為103cm3，已知水的密度為ρ＝1.0×103kg/m3，水的摩爾質(zhì)量Mmol＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1，求：(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(1)房間內(nèi)空氣的質(zhì)量為____kg；58解析答案解析將房間內(nèi)狀態(tài)看成標(biāo)準(zhǔn)狀況，此時(shí)每摩爾空氣占有體積V0＝22.4L，由已知條件可知房間內(nèi)空氣的物質(zhì)的量為：n1＝

mol≈2×103mol所以房間內(nèi)空氣的質(zhì)量為：m＝n1M＝2×103×2.9×10－2kg＝58kg即房間內(nèi)空氣質(zhì)量為58kg.(2)房間中有_________個(gè)水分子；解析答案即房間內(nèi)水分子的個(gè)數(shù)為3.3×1025個(gè)．3.3×1025(3)估算一個(gè)水分子的直徑為__________m.解析答案即一個(gè)水分子的直徑約為3.9×10－10m.3.9×10－10二、對(duì)用油膜法估測(cè)分子的大小的理解用油膜法估測(cè)分子的大小的實(shí)驗(yàn)原理是：把一滴酒精稀釋過的油酸溶液滴在水面上，酒精溶于水或揮發(fā)，在水面上形成一層油酸薄膜，薄膜可認(rèn)為是單分子層膜，如圖1所示．將水面上形成的油膜形狀畫到玻璃板上，計(jì)算出油膜的面積，根據(jù)純油酸的體積V和油膜的面積S，計(jì)算出油膜的厚度d＝

，即油酸分子的直徑．圖1例2

在“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，有下列實(shí)驗(yàn)步驟：①往邊長(zhǎng)約為40cm的淺盤里倒入約2cm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(jì)算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計(jì)算出油酸分子直徑的大?。苡米⑸淦鲗⑹孪扰浜玫挠退峋凭芤阂坏我坏蔚氐稳肓客仓?，記下量筒內(nèi)增加一定體積時(shí)的滴數(shù)，由此計(jì)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．完成下列填空：(1)上述步驟中，正確的順序是____________．(填寫步驟前面的序號(hào))(2)將1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液，測(cè)得1cm3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(cè)得所形成的油膜的面積是0.13m2.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)解析答案④①②⑤③5×10－10解析每滴油酸酒精溶液中所含純油酸的體積為：三、分子力曲線和分子勢(shì)能曲線的比較和應(yīng)用分子力隨分子間距離的變化圖象與分子勢(shì)能隨分子間距離的變化圖象非常相似，但卻有著本質(zhì)的區(qū)別．(1)分子力曲線分子間作用力與分子間距離的關(guān)系曲線如圖2甲所示，縱軸表示分子力F；斥力為正，引力為負(fù)，正負(fù)表示力的方向；橫軸表示分子間距離r，其中r0為分子間的平衡距離，此時(shí)引力與斥力大小相等．圖2(2)分子勢(shì)能曲線分子勢(shì)能隨分子間距離變化的關(guān)系曲線如圖乙所示，縱軸表示分子勢(shì)能Ep；分子勢(shì)能有正負(fù)，但正負(fù)反映其大小，正值一定大于負(fù)值；橫軸表示分子間距離r，其中r0為分子間的平衡距離，此時(shí)分子勢(shì)能最小．(3)曲線的比較圖甲中分子間距離r＝r0處，對(duì)應(yīng)的是分子力為零，而在圖乙中分子間距離r＝r0處，對(duì)應(yīng)的是分子勢(shì)能最小，但不為零．若取r≥10r0處，分子力為零，則該處分子勢(shì)能為零．例3

(多選)圖3甲、乙兩圖分別表示兩個(gè)分子之間分子力和分子勢(shì)能隨分子間距離變化的圖象．由圖象判斷以下說法中正確的是圖3A.當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，分子力和分子勢(shì)能均最小

且為零B.當(dāng)分子間距離r>r0時(shí)，分子力隨分子間距離的增

大而增大C.當(dāng)分子間距離r>r0時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的

增大而增大D.當(dāng)分子間距離r<r0時(shí)，隨著分子間距離逐漸減小，

分子力和分子勢(shì)能都逐漸增大

√解析答案√解析由題圖可知，當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，分子力和分子勢(shì)能均達(dá)到最小，但此時(shí)分子力為零，而分子勢(shì)能不為零，為負(fù)值；當(dāng)分子間距離r>r0時(shí)，分子力隨分子間距離的增大先增大后減小，此時(shí)分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大；當(dāng)分子間距離r<r0時(shí)，隨著分子間距離逐漸減小，分子力逐漸增大，而此過程中分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大，由此知選項(xiàng)C、D正確.四、分子熱運(yùn)動(dòng)和物體的內(nèi)能1.分子熱運(yùn)動(dòng)：分子熱運(yùn)動(dòng)是永不停息且無規(guī)則的，溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越激烈.大量分子的運(yùn)動(dòng)符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律.擴(kuò)散現(xiàn)象能直接說明分子在做熱運(yùn)動(dòng)，而布朗運(yùn)動(dòng)能間接說明分子在做熱運(yùn)動(dòng).2.物體的內(nèi)能是指組成物體的所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和.(1)由于溫度越高，分子平均動(dòng)能越大，所以物體的內(nèi)能與溫度有關(guān).(2)由于分子勢(shì)能與分子間距離有關(guān)，而分子間距離與物體體積有關(guān)，因此物體的內(nèi)能與物體的體積有關(guān).(3)由于物體所含物質(zhì)的量不同，分子數(shù)目不同，分子勢(shì)能與分子動(dòng)能的總和不同，所以物體的內(nèi)能與物質(zhì)的量也有關(guān)系.總之，物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積和物質(zhì)的量都有關(guān)系.例4

下列關(guān)于分子熱運(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象的說法正確的是

A.氣體如果失去了容器的約束就會(huì)散開，這是因?yàn)闅怏w分子之間存在勢(shì)

能的緣故B.一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，其分子平均動(dòng)能增加C.一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和D.如果氣體溫度升高，那么每一個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的速率都增加解析答案√解析氣體分子間的距離比較大，甚至可以忽略分子間的作用力，分子勢(shì)能也就不存在了，所以氣體在沒有容器的約束下散開是分子熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，選項(xiàng)A錯(cuò)；100℃的水變成同溫度的水蒸氣，分子的平均動(dòng)能不變，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)內(nèi)能的定義可知選項(xiàng)C正確；如果氣體的溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，熱運(yùn)動(dòng)的平均速率也增大，這是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，但就每一個(gè)分子來講，速率不一定都增加，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.(多選)1g100℃的水和1g100℃的水蒸氣相比較，下述說法中正確的是

A.分子的平均動(dòng)能與分子的總動(dòng)能都相同B.分子的平均動(dòng)能相同，分子的總動(dòng)能不同C.內(nèi)能相同D.1g100℃的水的內(nèi)能小于1g100℃的水蒸氣的內(nèi)能√解析答案√123解析在相同的溫度下，分子的平均動(dòng)能相同，又1g水與1g水蒸氣的分子數(shù)相同，因而分子總動(dòng)能相同，A正確，B錯(cuò)誤；100℃的水變成100℃的水蒸氣的過程中，分子間距離變大，要克服分子引力做功，因而分子勢(shì)能增加，所以1g100℃的水的內(nèi)能小于1g100℃水蒸氣的內(nèi)能，C錯(cuò)誤，D正確.1232.如圖4所示為兩分子間距離與分子勢(shì)能之間的關(guān)系圖象，則下列說法中正確的是

A.當(dāng)兩分子間距離r＝r1時(shí)，分子勢(shì)能為零，分子間相互作用的引力和斥

力也均為零B.當(dāng)兩分子間距離r＝r2時(shí)，分子勢(shì)能最小，分子間相互作用的引力和斥

力也最小C.當(dāng)兩分子間距離r<r1時(shí)，隨著r的減小，分子勢(shì)能增大，

分子間相互作用的引力和斥力也增大D.當(dāng)兩分子間距離r>r2時(shí)，隨著r的增大，分子勢(shì)能增大，

分子間相互作用的引力和斥力也增大圖4答案解析123√解析當(dāng)兩分子間距離r＝r1時(shí)，分子勢(shì)能為零，但r<r0，分子力表現(xiàn)為斥力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于r2＝r0，分子勢(shì)能最小，分子間相互作用的引力和斥力相等但不是最小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)r>r2時(shí)，由圖象可以看出分子勢(shì)能隨著r的增大而增大，而分子間相互作用的引力和斥力逐漸減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.1233.已知氧氣分子的質(zhì)量m＝5.3×10－26kg，標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的密度ρ＝1.43kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1，求：(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(1)氧氣的摩爾質(zhì)量；答案解析123答案

3.2×10－2kg/mol

解析氧氣的摩爾質(zhì)量為M＝NAm＝6.02×1023×5.3×10－26

kg/mol≈3.2×10－2