2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第十四章選修3-3第60講分子動(dòng)理論內(nèi)能教學(xué)案新人教版

PAGE20-第60講分子動(dòng)理論內(nèi)能[研讀考綱明方向]考綱要求復(fù)習(xí)指南主題內(nèi)容要求考情分析：本章在高考中屬于選考內(nèi)容，總分值為15分，一般分為兩小題。第一個(gè)小題?？疾榉肿觿?dòng)理論、固體、液體、熱力學(xué)定律等基本內(nèi)容，總計(jì)5分，多以選擇或填空的形式呈現(xiàn)；其次個(gè)小題重點(diǎn)考查氣體試驗(yàn)定律、熱力學(xué)第肯定律等，總計(jì)10分，以計(jì)算題形式呈現(xiàn)，要求稍高。命題趨勢(shì)：接著做為高考中的選考部分，總分值15分，分兩小題，第一個(gè)小題接著以選擇或填空的形式呈現(xiàn)，考查分子動(dòng)理論、固體、液體、熱力學(xué)定律等基礎(chǔ)學(xué)問(wèn)，題目中可能會(huì)以圖象來(lái)供應(yīng)解題信息；其次個(gè)小題仍會(huì)以計(jì)算題的形式考查氣體試驗(yàn)定律、熱力學(xué)第肯定律等，此題情景往往來(lái)源于生產(chǎn)、生活或較新的科技成果，比如潛水器、太空艙等。分子動(dòng)理論與統(tǒng)計(jì)觀(guān)點(diǎn)分子動(dòng)理論的基本觀(guān)點(diǎn)和試驗(yàn)依據(jù)Ⅰ阿伏加德羅常數(shù)Ⅰ氣體分子運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布Ⅰ溫度、內(nèi)能Ⅰ固體、液體與氣體固體的微觀(guān)結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體Ⅰ液晶的微觀(guān)結(jié)構(gòu)Ⅰ液體的表面張力現(xiàn)象Ⅰ氣體試驗(yàn)定律Ⅱ志向氣體Ⅰ飽和蒸氣、未飽和蒸氣、飽和蒸氣壓Ⅰ相對(duì)濕度Ⅰ熱力學(xué)定律與能量守恒熱力學(xué)第肯定律Ⅰ能量守恒定律Ⅰ熱力學(xué)其次定律Ⅰ試驗(yàn)試驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子的大小(說(shuō)明：要求會(huì)正確運(yùn)用溫度計(jì))[重讀教材定方法](對(duì)應(yīng)人教版選修3－3的頁(yè)碼及相關(guān)問(wèn)題)1.P4[問(wèn)題與練習(xí)]T4，從題中數(shù)據(jù)能求出氧氣分子的大小嗎？提示：氧氣分子間相距很大，所以由題給數(shù)據(jù)只能得出氧氣分子占據(jù)的空間體積的平均值，不能求出氧氣分子的體積。2．P6閱讀“布朗運(yùn)動(dòng)”部分，布朗運(yùn)動(dòng)說(shuō)明固體小顆粒的分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這種說(shuō)法對(duì)嗎？提示：不對(duì)，布朗運(yùn)動(dòng)只能說(shuō)明固體小顆粒四周的液體分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。3．P14圖7.5－1，兩分子由相距無(wú)窮遠(yuǎn)漸漸靠近直到不行再靠近，它們之間的分子勢(shì)能怎樣變更？提示：起先分子力做正功，然后分子力做負(fù)功，所以分子勢(shì)能先減小再增大。4．P25圖8.3－2，A和B狀態(tài)的壓強(qiáng)哪個(gè)大？提示：eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pBVB,TB)，而VA＝VB，TA<TB，所以pA<pB，B狀態(tài)壓強(qiáng)大。5．P28圖8.4－3，由圖中雨滴類(lèi)比氣體分子，分析氣體分子產(chǎn)生的壓強(qiáng)與什么有關(guān)？提示：雨滴動(dòng)能越大，撞擊力越大，壓強(qiáng)越大；雨滴越密集，壓強(qiáng)越大，所以氣體分子碰撞引起的壓強(qiáng)與氣體分子的平均動(dòng)能和分子的密集程度有關(guān)。6．P33[試驗(yàn)]，圖乙中現(xiàn)象說(shuō)明蜂蠟是晶體，這種說(shuō)法對(duì)嗎？提示：不對(duì)，圖乙說(shuō)明云母的導(dǎo)熱性質(zhì)為各向異性，是晶體。7．P41圖9.2－12，玻璃管斷口燒熔后為什么變鈍？提示：液體存在表面張力。8．P45[問(wèn)題與練習(xí)]T1，在潮濕的天氣里，為什么洗了的衣服不簡(jiǎn)單晾干？提示：相對(duì)濕度大，水分蒸發(fā)慢。9．P60圖10.4－6，假設(shè)盒子絕熱，撤去擋板后，氣體溫度如何變更？氣體能自動(dòng)回到右側(cè)嗎？提示：撤去擋板，氣體不對(duì)外做功，而Q＝0，由熱力學(xué)第肯定律，ΔU＝0，故溫度不變，由熱力學(xué)其次定律，氣體不能自動(dòng)回到右側(cè)。第60講分子動(dòng)理論內(nèi)能基礎(chǔ)命題點(diǎn)一分子的大小、微觀(guān)量的估算1．分子的大小除了一些有機(jī)物質(zhì)的大分子外，多數(shù)分子直徑的數(shù)量級(jí)為eq\x(\s\up1(01))10－10m。2．兩種分子模型物質(zhì)有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種物態(tài)，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＝eq\x(\s\up1(02))eq\r(3,\f(6V,π))(球體模型)或d＝eq\x(\s\up1(03))eq\r(3,V)(立方體模型)。(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，所以利用d＝eq\r(3,V)算出的不是分子直徑，而是氣體分子間的平均距離。3．宏觀(guān)量和微觀(guān)量的聯(lián)系—阿伏加德羅常數(shù)(1)物體是由大量分子組成的，1mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)，這個(gè)數(shù)量用阿伏加德羅常數(shù)NA表示。NA＝eq\x(\s\up1(04))6.02×1023mol－1。(2)作為宏觀(guān)量的摩爾質(zhì)量Mmol、摩爾體積Vmol、密度ρ與作為微觀(guān)量的分子質(zhì)量m0、單個(gè)分子的體積(固體、液體)或所占的體積(氣體)V0、分子直徑d都可通過(guò)阿伏加德羅常數(shù)聯(lián)系起來(lái)。如下所示。(3)重要關(guān)系①一個(gè)分子的質(zhì)量：m0＝eq\f(Mmol,NA)＝eq\f(ρVmol,NA)。②一個(gè)分子的體積：V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(Mmol,ρNA)(注：對(duì)氣體，V0為一個(gè)分子平均所占空間體積)；③物體所含的分子數(shù)：N＝eq\f(V,Vmol)·NA＝eq\f(m,ρVmol)·NA或N＝eq\f(m,Mmol)·NA＝eq\f(\a\vs4\al(ρV),Mmol)·NA。1．(多選)某氣體的摩爾質(zhì)量為Mmol，摩爾體積為Vmol，密度為ρ，每個(gè)分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0，則阿伏加德羅常數(shù)NA不行表示為()A．NA＝eq\f(Mmol,m) B．NA＝eq\f(ρVmol,m)C．NA＝eq\f(Vmol,V0) D．NA＝eq\f(Mmol,ρV0)答案CD解析阿伏加德羅常數(shù)NA＝eq\f(Mmol,m)＝eq\f(ρVmol,m)＝eq\f(Vmol,V)，其中V為每個(gè)氣體分子所占有的體積，而V0是氣體分子的體積，故A、B正確，C錯(cuò)誤；D中ρV0不是氣體分子的質(zhì)量，因而也是錯(cuò)誤的。故選C、D。2．[教材母題](人教版選修3－3P4·T4)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氧氣分子之間的平均距離是多少？已知氧氣的摩爾質(zhì)量為3.2×10－2kg/mol,1mol氣體處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的體積是2.24×10－2[變式子題](2024·江蘇南京師大附中高三開(kāi)學(xué)考試)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，體積為V的水蒸氣可視為志向氣體，已知水蒸氣的密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，水的摩爾質(zhì)量為M，水分子的直徑為d。(1)計(jì)算體積為V的水蒸氣含有的分子數(shù)；(2)估算體積為V的水蒸氣完全變成液態(tài)水時(shí)，液態(tài)水的體積(將液態(tài)水分子看成球形，忽視液態(tài)水分子間的間隙)。答案(1)eq\f(\a\vs4\al(ρV),M)NA(2)eq\f(πρVd3NA,6M)解析(1)體積為V的水蒸氣的質(zhì)量為：m＝ρV體積為V的水蒸氣含有的分子數(shù)為：N＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(\a\vs4\al(ρV),M)NA。(2)將液態(tài)水分子看成球形，水分子的直徑為d。則一個(gè)水分子的體積為：V0＝eq\f(4π,3)eq\f(d,2)3則液態(tài)水的體積為：V′＝NV0＝eq\f(\a\vs4\al(ρV),M)NA·eq\f(4π,3)eq\f(d,2)3＝eq\f(πρVd3NA,6M)?；A(chǔ)命題點(diǎn)二分子熱運(yùn)動(dòng)1．?dāng)U散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)和熱運(yùn)動(dòng)(1)擴(kuò)散現(xiàn)象并不是外界作用引起的，也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，而是由物質(zhì)分子的eq\x(\s\up1(01))無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。溫度越eq\x(\s\up1(02))高，擴(kuò)散越快。(2)布朗運(yùn)動(dòng)①定義：是懸浮在液體或氣體中的eq\x(\s\up1(03))微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)用肉眼不能干脆看到，只能在顯微鏡下視察到。②成因：布朗運(yùn)動(dòng)是由于微粒四周的液體或氣體分子的無(wú)規(guī)則撞擊形成的。布朗運(yùn)動(dòng)雖然不是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，但是卻反映了四周的eq\x(\s\up1(04))液體或氣體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。③影響因素：微粒越eq\x(\s\up1(05))小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯；溫度越eq\x(\s\up1(06))高，布朗運(yùn)動(dòng)越猛烈。(3)熱運(yùn)動(dòng)：分子eq\x(\s\up1(07))永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)。分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)和溫度有關(guān)，溫度越eq\x(\s\up1(08))高，分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越激烈。2．?dāng)U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)主體分子微小固體顆粒分子區(qū)分分子的運(yùn)動(dòng)，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間比分子大得多的微粒的運(yùn)動(dòng)，只能在液體、氣體中發(fā)生分子的運(yùn)動(dòng)，不能通過(guò)光學(xué)顯微鏡干脆視察到共同點(diǎn)①都是無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)；②都隨溫度的上升而更加激烈聯(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)1．[教材母題](人教版選修3－3P7·T2)以下關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法是否正確？說(shuō)明道理。(1)布朗運(yùn)動(dòng)就是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。(2)布朗運(yùn)動(dòng)證明，組成固體小顆粒的分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。(3)一鍋水中撒一點(diǎn)胡椒粉，加熱時(shí)發(fā)覺(jué)水中的胡椒粉在翻滾。這說(shuō)明溫度越高布朗運(yùn)動(dòng)越激烈。(4)在顯微鏡下可以視察到煤油中小?；覊m的布朗運(yùn)動(dòng)，這說(shuō)明煤油分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。[變式子題](2024·北京高考模擬)如圖描繪了一顆懸浮微粒受到四周液體分子撞擊的情景，下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是()A．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B．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．液體溫度越低，布朗運(yùn)動(dòng)越猛烈D．懸浮微粒越大，液體分子撞擊作用的不平衡性表現(xiàn)得越明顯答案A解析懸浮微粒做布朗運(yùn)動(dòng)，是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)撞擊造成的，A正確；布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮微粒的運(yùn)動(dòng)，是液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)，B錯(cuò)誤；液體溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越猛烈，C錯(cuò)誤；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，D錯(cuò)誤。2．(2024·甘肅敦煌中學(xué)高考模擬)(多選)對(duì)以下物理現(xiàn)象分析正確的是()①?gòu)纳鋪?lái)的陽(yáng)光中，可以看到空氣中的微粒在上下飄舞②上升的水蒸氣的運(yùn)動(dòng)③用顯微鏡視察懸浮在水中的小炭粒，小炭粒不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)④向一杯清水中滴入幾滴紅墨水，紅墨水向四周運(yùn)動(dòng)A．①②③屬于布朗運(yùn)動(dòng)B．④屬于擴(kuò)散現(xiàn)象C．只有③屬于布朗運(yùn)動(dòng)D．①②④都說(shuō)明分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)答案BC解析①?gòu)纳鋪?lái)的陽(yáng)光中，可以看到空氣中的微粒在上下飄舞，是固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，是由于空氣的流淌形成的，不屬于布朗運(yùn)動(dòng)；②上升的水蒸氣的運(yùn)動(dòng)，是由大氣壓力的作用引起的，不是布朗運(yùn)動(dòng)；③用顯微鏡視察懸浮在水中的小炭粒，小炭粒不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是布朗運(yùn)動(dòng)；④向一杯清水中滴入幾滴紅墨水，紅墨水向四周運(yùn)動(dòng)，屬于擴(kuò)散現(xiàn)象。擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)說(shuō)明分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。故選B、C。3．(2024·上海高考模擬)布朗運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)，得到某個(gè)視察記錄如圖，該圖反映了()A．液體分子的運(yùn)動(dòng)軌跡B．懸浮顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡C．每隔肯定時(shí)間液體分子的位置D．每隔肯定時(shí)間懸浮顆粒的位置答案D解析布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而非分子的運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，微粒沒(méi)有固定的運(yùn)動(dòng)軌跡，故B錯(cuò)誤；該圖記錄的是按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)懸浮微粒運(yùn)動(dòng)位置的連線(xiàn)，故C錯(cuò)誤，D正確。4．把蘿卜腌成咸菜須要幾天，而把蘿卜炒成熟菜，使之有相同的咸味，只需幾分鐘，造成這種差別的緣由是()A．鹽的分子很小，簡(jiǎn)單進(jìn)入蘿卜中B．鹽分子間有相互作用的斥力C．蘿卜分子間有空隙，易擴(kuò)散D．炒菜時(shí)溫度高，分子熱運(yùn)動(dòng)激烈答案D解析蘿卜變咸的緣由是鹽分子擴(kuò)散到蘿卜中去，炒菜時(shí)溫度高，分子熱運(yùn)動(dòng)激烈，擴(kuò)散現(xiàn)象顯著，蘿卜變咸得較快，D正確，A、B、C錯(cuò)誤。基礎(chǔ)命題點(diǎn)三分子力和內(nèi)能1．分子間的相互作用力(1)分子間同時(shí)存在相互作用的eq\x(\s\up1(01))引力和eq\x(\s\up1(02))斥力。實(shí)際表現(xiàn)出的分子力是eq\x(\s\up1(03))引力和eq\x(\s\up1(04))斥力的合力。(2)引力和斥力都隨分子間距離的減小而eq\x(\s\up1(05))增大，隨分子間距離的增大而eq\x(\s\up1(06))減小；但斥力比引力變更得快。(3)分子力F與分子間距離r的關(guān)系(r0的數(shù)量級(jí)為10－10m距離引力和斥力分子力FF-r圖象r＝r0F引eq\x(\s\up1(07))＝F斥F＝0r<r0F引eq\x(\s\up1(08))<F斥F為斥力r>r0F引eq\x(\s\up1(09))>F斥F為引力r>10r0F引＝F斥＝0F＝02．分子動(dòng)能(1)分子動(dòng)能是eq\x(\s\up1(10))分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能。(2)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能是全部分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的平均值，溫度是eq\x(\s\up1(11))分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)記。(3)分子熱運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能是物體內(nèi)全部分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的eq\x(\s\up1(12))總和。3．分子勢(shì)能(1)由于分子間存在著引力和斥力，所以分子具有由它們的eq\x(\s\up1(13))相互位置確定的能，即分子勢(shì)能。(2)分子勢(shì)能的確定因素①微觀(guān)上——確定于eq\x(\s\up1(14))分子間距離和分子排列狀況；取r→∞處為零勢(shì)能處，分子勢(shì)能Ep與分子間距離r的關(guān)系如圖所示，當(dāng)r＝r0時(shí)分子勢(shì)能最eq\x(\s\up1(15))小。②宏觀(guān)上——確定于eq\x(\s\up1(16))體積和狀態(tài)。4．物體的內(nèi)能(1)定義：物體中eq\x(\s\up1(17))全部分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與eq\x(\s\up1(18))分子勢(shì)能的總和，是狀態(tài)量。對(duì)于給定的物體，其內(nèi)能大小由物體的eq\x(\s\up1(19))溫度和eq\x(\s\up1(20))體積確定。(2)變更物體內(nèi)能有兩種方式：eq\x(\s\up1(21))做功和eq\x(\s\up1(22))熱傳遞。5．溫度：兩個(gè)系統(tǒng)處于eq\x(\s\up1(23))熱平衡時(shí)，它們必定具有某個(gè)共同的熱學(xué)性質(zhì)，把表征這一“共同熱學(xué)性質(zhì)”的物理量叫做溫度。一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。溫度標(biāo)記物體內(nèi)部大量分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的eq\x(\s\up1(24))猛烈程度。6．?dāng)z氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)單位規(guī)定關(guān)系攝氏溫標(biāo)(t)℃在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔點(diǎn)是eq\x(\s\up1(25))0_℃，水的沸點(diǎn)是eq\x(\s\up1(26))100_℃T＝eq\x(\s\up1(28))t＋273.15KΔT＝Δt熱力學(xué)溫標(biāo)(T)K零下eq\x(\s\up1(27))273.15_℃即為0K1．下列關(guān)于溫度及內(nèi)能的說(shuō)法中正確的是()A．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)記，所以?xún)蓚€(gè)動(dòng)能不同的分子相比，動(dòng)能大的溫度高B．兩個(gè)不同的物體，只要溫度和體積相同，內(nèi)能就相同C．質(zhì)量和溫度相同的冰和水，內(nèi)能是相同的D．肯定質(zhì)量的某種物質(zhì)，即使溫度不變，內(nèi)能也可能發(fā)生變更答案D解析溫度是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的客觀(guān)體現(xiàn)，單個(gè)分子不能比較溫度大小，A錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能由溫度、體積、物質(zhì)的量共同確定，故B、C均錯(cuò)誤；肯定質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度不變而體積發(fā)生變更時(shí)，內(nèi)能也可能發(fā)生變更，D正確。2．(2024·長(zhǎng)沙市長(zhǎng)郡中學(xué)高考模擬)(多選)如圖所示是兩個(gè)分子間的引力和斥力的合力F與兩分子間的距離r的關(guān)系曲線(xiàn)，曲線(xiàn)與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為r0。若取兩分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為零，現(xiàn)有兩個(gè)靜止的相距較遠(yuǎn)的分子，假設(shè)只在分子力作用下相互接近，在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中分子勢(shì)能和動(dòng)能之和不變B．在r＝r0時(shí)，分子動(dòng)能最大C．在r>r0時(shí)，分子的加速度始終在增大D．在r>r0的過(guò)程中，F(xiàn)做正功，勢(shì)能減小，分子動(dòng)能增加E．在r<r0的過(guò)程中，F(xiàn)做負(fù)功，勢(shì)能減小，分子動(dòng)能也減小答案ABD解析依據(jù)能量守恒定律，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中分子勢(shì)能和動(dòng)能之和不變，故A正確；在r＝r0時(shí)，分子力為零，分子勢(shì)能最小，分子動(dòng)能最大，故B正確；在r＞r0時(shí)，分子的加速度先增大后減小，故C錯(cuò)誤；在r＞r0的過(guò)程中，分子力表現(xiàn)為引力，兩分子相互接近，依據(jù)動(dòng)能定理和能量守恒定律，F(xiàn)做正功，分子動(dòng)能增加，勢(shì)能減小，故D正確；在r＜r0的過(guò)程中，分子力表現(xiàn)為斥力，兩分子相互接近，依據(jù)動(dòng)能定理和能量守恒定律，F(xiàn)做負(fù)功，分子動(dòng)能減小，分子勢(shì)能增加，故E錯(cuò)誤。3．(2024·山東濰坊期末)如圖所示為兩分子勢(shì)能與分子間距離之間的關(guān)系圖象，則下列說(shuō)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，分子力也為零B．當(dāng)兩分子間距離r＝r1時(shí)，分子勢(shì)能最小，分子力表現(xiàn)為引力C．當(dāng)兩分子間距離r>r2時(shí)，隨著r的增大，分子力做負(fù)功D．當(dāng)兩分子間距離r>r2時(shí)，隨著r的增大，分子勢(shì)能減小答案C解析由圖可知r＝r2時(shí)，分子勢(shì)能最小，故r2＝r0，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，故A錯(cuò)誤；由于r2＝r0，分子勢(shì)能最小，故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，分子力做負(fù)功，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C?；A(chǔ)命題點(diǎn)四試驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子的大小1．試驗(yàn)原理如圖所示，利用油酸酒精溶液在安靜的水面上形成eq\x(\s\up1(01))單分子油膜，將油酸分子看做球形，測(cè)出一滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面積，用d＝eq\x(\s\up1(02))eq\f(V,S)計(jì)算出油膜的厚度，其中V為一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積，S為油膜面積，這個(gè)厚度就近似等于油酸分子的直徑。2．試驗(yàn)器材：盛水淺盤(pán)、滴管(或注射器)、試劑瓶、eq\x(\s\up1(03))坐標(biāo)紙、玻璃板、eq\x(\s\up1(04))痱子粉(或細(xì)石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩筆。3．試驗(yàn)步驟(1)取1mL(1cm3)的油酸溶于酒精中，制成200mL的eq\x(\s\up1(05))油酸酒精溶液。(2)往邊長(zhǎng)為30～40cm的淺盤(pán)中倒入約2cm深的水，然后將eq\x(\s\up1(06))痱子粉(或細(xì)石膏粉)勻稱(chēng)地撒在水面上。(3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液，使這些溶液的體積恰好為1mL，算出每滴油酸酒精溶液的體積V0＝eq\f(1,n)mL。(4)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上漸漸散開(kāi)，形成eq\x(\s\up1(07))單分子油膜。(5)待油酸薄膜形態(tài)eq\x(\s\up1(08))穩(wěn)定后，將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤(pán)上，用彩筆將油酸薄膜的形態(tài)畫(huà)在玻璃板上。(6)將畫(huà)有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在eq\x(\s\up1(09))坐標(biāo)紙上，坐標(biāo)紙上一個(gè)小格的面積乘以油膜輪廓圍起的總的小格個(gè)數(shù)即為油膜面積。(7)依據(jù)油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V，依據(jù)一滴油酸的體積V和薄膜的面積S，算出油酸薄膜的厚度d＝eq\x(\s\up1(10))eq\f(V,S)，即為油酸分子的直徑。4．留意事項(xiàng)數(shù)油膜輪廓所圍坐標(biāo)紙上小格的個(gè)數(shù)時(shí)，邊緣部分大于半個(gè)的算一個(gè)，小于半個(gè)的舍去。此方法也是測(cè)不規(guī)則平面圖形面積的常用方法。1．(多選)油膜法粗略測(cè)定分子直徑的試驗(yàn)基礎(chǔ)是()A．把油酸分子視為球形，其直徑即為油膜的厚度B．讓油酸在水面上充分散開(kāi)，形成單分子油膜C．油酸分子的直徑等于滴到水面上的油酸酒精溶液的體積除以油膜的面積D．油酸分子直徑的數(shù)量級(jí)是10－15答案AB解析油酸在水面上形成單分子油膜，將油酸分子視為球形，其分子直徑即為膜的厚度，它等于滴在水面上的油酸體積除以油膜的面積，因酒精易溶于水和易揮發(fā)，所以制成油酸酒精溶液，A、B正確，C錯(cuò)誤；油酸分子直徑的數(shù)量級(jí)是10－10m2．[教材母題](人教版選修3－3P4·T1)把一片很薄的勻稱(chēng)塑料薄膜放在鹽水中，把鹽水密度調(diào)整為1.2×103kg/m3時(shí)薄膜能在鹽水中懸浮。用天平測(cè)出尺寸為10cm×20cm的這種薄膜的質(zhì)量是[變式子題]在“用油膜法估測(cè)分子的大小”試驗(yàn)中，(1)某同學(xué)操作步驟如下：①取肯定量的無(wú)水酒精和油酸，制成肯定濃度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴該溶液，測(cè)出它的體積；③在淺盤(pán)內(nèi)盛肯定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開(kāi)穩(wěn)定；④在淺盤(pán)上覆蓋透亮玻璃，描出油膜形態(tài)，用透亮方格紙測(cè)量油膜的面積。改正其中的錯(cuò)誤：___________________________________________________________________________________________________________________。(2)若油酸酒精溶液的體積濃度為0.10%，一滴溶液的體積為4.8×10－3mL，其形成的油膜面積為80cm2，則估測(cè)出油酸分子的直徑為_(kāi)_______m。答案(1)②在量筒中滴入n滴該溶液，測(cè)出它的體積；③在水面上先撒上痱子粉(或細(xì)石膏粉)，再滴入滴油酸酒精溶液，待其散開(kāi)穩(wěn)定(2)6.0×10－10解析(1)②由于一滴溶液的體積太小，干脆測(cè)量時(shí)相對(duì)誤差太大，應(yīng)用微小量累積法減小測(cè)量誤差。③液面上不撒痱子粉時(shí)，滴入的油酸酒精溶液在酒精揮發(fā)后剩余的油酸不能形成一塊完整的油膜，油膜間的縫隙會(huì)造成測(cè)量誤差增大，甚至使試驗(yàn)失敗。(2)由油膜的體積等于一滴油酸酒精溶液內(nèi)純油酸的體積可得：d＝eq\f(V,S)＝eq\f(4.8×10－3×10－6×0.10%,80×10－4)m＝6.0×10－10m。3.在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”的試驗(yàn)中，油酸酒精的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL，用注射器測(cè)得1mL上述溶液為75滴。在淺盤(pán)內(nèi)盛肯定量的水，在水面上先撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤(pán)上，用筆在玻璃板上描出油酸膜的輪廓，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形態(tài)和尺寸如圖所示，坐標(biāo)中正方形方格的邊長(zhǎng)為1cm，試求：(1)油酸膜的面積是多少cm2?(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積？(3)按以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子的直徑。答案(1)115cm2(113～117cm2均可)(2)8×10－6mL(3)7.0×10－10解析(1)由圖形態(tài)，油膜所占方格數(shù)約115個(gè)，則油膜面積S＝115×1cm2＝115cm2。(2)由1mL溶液中有75滴，可知1滴溶液的體積為eq\f(1,75)mL，又因?yàn)槊?04mL溶液中含有純油酸6mL，eq\f(1,75)mL溶液中含有純油酸的體積V＝eq\f(6,104)×eq\f(1,75)mL＝8×10－6mL。(3)油酸分子直徑D＝eq\f(V,S)＝eq\f(8×10－6,115)cm≈7.0×10－10m。課時(shí)作業(yè)1．(多選)墨滴入水，擴(kuò)而散之，緩緩混勻，關(guān)于該現(xiàn)象的分析正確的是()A．混合勻稱(chēng)主要是由于碳粒受重力作用B．混合勻稱(chēng)的過(guò)程中，水分子和碳粒都做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．運(yùn)用碳粒更小的墨汁，混合勻稱(chēng)的過(guò)程進(jìn)行得更快速D．墨汁的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是由于碳粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的答案BC解析依據(jù)分子動(dòng)理論的學(xué)問(wèn)可知，最終混合勻稱(chēng)，是擴(kuò)散現(xiàn)象，水分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，碳粒做布朗運(yùn)動(dòng)，由于布朗運(yùn)動(dòng)的猛烈程度與顆粒的大小和溫度有關(guān)，所以運(yùn)用碳粒更小的墨汁，布朗運(yùn)動(dòng)會(huì)更明顯，則混合勻稱(chēng)的過(guò)程進(jìn)行得更快速，故選B、C。2．若以μ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，ρ表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，m0、V0分別表示每個(gè)水分子的質(zhì)量和體積，下面關(guān)系錯(cuò)誤的是()A．NA＝eq\f(\a\vs4\al(ρV),m0) B．ρ＝eq\f(\a\vs4\al(μ),NAV0)C．ρ<eq\f(\a\vs4\al(μ),NAV0) D．m0＝eq\f(\a\vs4\al(μ),NA)答案B解析由于μ＝ρV，則NA＝eq\f(\a\vs4\al(μ),m0)＝eq\f(\a\vs4\al(ρV),m0)，變形得m0＝eq\f(\a\vs4\al(μ),NA)，A、D正確；由于分子之間有空隙，所以NAV0<V，水蒸氣的密度為ρ＝eq\f(\a\vs4\al(μ),V)<eq\f(\a\vs4\al(μ),NAV0)，B錯(cuò)誤，C正確。本題選錯(cuò)誤的，故選B。3．(多選)1g100℃的水與1g100℃的水蒸氣相比較，下述說(shuō)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．分子的總動(dòng)能相同，但分子的勢(shì)能總和不同D．內(nèi)能相同答案AC解析1g100℃的水與1g100℃的水蒸氣溫度相同，則它們的分子平均動(dòng)能相同，又因?yàn)?g水和1g水蒸氣的分子數(shù)相同，因而它們的分子總動(dòng)能相同，A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)100℃的水變成100℃的水蒸氣時(shí)，要汲取熱量，內(nèi)能增加，由于分子的總動(dòng)能相同，所以分子的勢(shì)能總和變大，C正確，D錯(cuò)誤。4．(多選)如圖所示為兩分子系統(tǒng)的勢(shì)能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線(xiàn)。下列說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)r大于r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力B．當(dāng)r小于r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力C．當(dāng)r等于r2時(shí)，分子勢(shì)能Ep最小D．在r由r1增大的過(guò)程中，分子間的作用力做正功E．在r由r2增大的過(guò)程中，分子間的作用力做負(fù)功答案BCE解析兩分子系統(tǒng)的勢(shì)能Ep最小值對(duì)應(yīng)分子平衡位置，即r2處為平衡位置，當(dāng)r>r2時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，當(dāng)r<r2時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，B正確，A錯(cuò)誤；當(dāng)r＝r2時(shí)，分子勢(shì)能Ep最小，C正確；在r由r1增大到r2的過(guò)程中，分子間的作用力做正功，分子勢(shì)能減小，在r由r2接著增大的過(guò)程中，分子間的作用力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大，D錯(cuò)誤，E正確。5.(多選)兩個(gè)相鄰的分子之間同時(shí)存在著引力和斥力，它們隨分子之間距離r的變更關(guān)系如圖所示。圖中虛線(xiàn)是分子斥力和分子引力曲線(xiàn)，實(shí)線(xiàn)是分子合力曲線(xiàn)。當(dāng)分子間距為r＝r0時(shí)，分子之間合力為零，則選項(xiàng)圖中關(guān)于該兩分子組成系統(tǒng)的分子勢(shì)能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線(xiàn)，可能正確的是()答案BCE解析當(dāng)分子間距r>r0時(shí)，分子間表現(xiàn)為引力，當(dāng)分子間距r減小時(shí)，分子力做正功，分子勢(shì)能減小；當(dāng)r<r0時(shí)，分子間表現(xiàn)為斥力，當(dāng)分子間距r減小時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大；當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小?？紤]取不同位置作為分子勢(shì)能為零的點(diǎn)，B、C、E三個(gè)圖象可能是正確的。6．測(cè)量分子大小的方法有許多，如油膜法、顯微法。在“用油膜法估測(cè)分子大小”的試驗(yàn)中，用移液管量取0.25mL油酸，倒入標(biāo)注250mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的溶液，然后用滴管吸取這種溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面達(dá)到量筒中1mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水淺盤(pán)中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜穩(wěn)定后，放在帶有正方形坐標(biāo)格的玻璃板下視察油膜，如圖所示。每個(gè)小正方形方格的大小為2cm×2cm。由圖可以估算出油膜的面積是________cm2，由此估算出油酸分子的直徑是________m(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。答案2568×10－10解析數(shù)油膜的正方形格數(shù)，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得到油膜的面積S＝64×2cm×2cm＝256cm2。溶液的濃度為eq\f(1,1000)，每滴溶液的體積為eq\f(1,100)mL，2滴溶液中所含油酸的體積為V＝2×10－5cm3。油膜的厚度即油酸分子的直徑，d＝eq\f(V,S)≈8×10－10m。7．(2024·全國(guó)卷Ⅱ)(多選)關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是()A．溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快B．?dāng)U散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)C．?dāng)U散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的D．?dāng)U散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生E．液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由液體的對(duì)流形成的答案ACD解析擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越猛烈，擴(kuò)散進(jìn)行得越快，選項(xiàng)A、C正確；擴(kuò)散現(xiàn)象是一種物理現(xiàn)象，不是化學(xué)反應(yīng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生，選項(xiàng)D正確；液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。8．(2024·北京高考)關(guān)于分子動(dòng)理論，下列說(shuō)法正確的是()A．氣體擴(kuò)散的快慢與溫度無(wú)關(guān)B．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．分子間同時(shí)存在著引力和斥力D．分子間的引力總是隨分子間距增大而增大答案C解析擴(kuò)散的快慢與溫度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散的越快，故A錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)為懸浮在液體中固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，不是液體分子的熱運(yùn)動(dòng)，固體小顆粒運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性，是液體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性的間接反映，故B錯(cuò)誤；分子間斥力與引力同時(shí)存在，而分子力是斥力與引力的合力，分子間的引力和斥力都是隨分子間距增大而減小，當(dāng)分子間距小于平衡位置時(shí)，表現(xiàn)為斥力，即引力小于斥力，而分子間距大于平衡位置時(shí)，表現(xiàn)為引力，即斥力小于引力，但總是同時(shí)存在的，故C正確，D錯(cuò)誤。9．(2024·全國(guó)卷Ⅱ)(多選)對(duì)于實(shí)際的氣體，下列說(shuō)法正確的是()A．氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢(shì)能B．氣體的內(nèi)能包括分子之間相互作用的勢(shì)能C．氣體的內(nèi)能包括氣體整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能D．氣體體積變更時(shí)，其內(nèi)能可能不變E．氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能答案BDE解析氣體的內(nèi)能等于全部分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子之間勢(shì)能的總和，故A、C錯(cuò)誤，B、E正確；依據(jù)熱力學(xué)第肯定律ΔU＝W＋Q知道，變更內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞，所以體積發(fā)生變更對(duì)外做功W時(shí)，假如吸熱Q＝W，則內(nèi)能不變，故D正確。10．(2024·玉溪師范學(xué)院附屬中學(xué)高三月考)(多選)我國(guó)已開(kāi)展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測(cè)工作，PM2.5是指空氣中直徑小于2.5微米的懸浮顆粒物，可在顯微鏡下視察到，它漂移在空中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面，吸入后會(huì)進(jìn)入血液對(duì)人體造成危害，礦物燃料燃燒時(shí)廢棄物的排放是形成PM2.5的主要緣由，下列關(guān)于PM2.5的說(shuō)法中正確的是()A．PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng)B．溫度越高，PM2.5的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越猛烈C．PM2.5的質(zhì)量越小，其無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越猛烈D．由于四周大量空氣分子對(duì)PM2.5碰撞的不平衡，使其在空中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)答案BCD解析PM2.5是固體小顆粒，不是分子，故A錯(cuò)誤；溫度越高，PM2.5的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越猛烈，故B正確；PM2.5的質(zhì)量越小，其無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越猛烈，故C正確；由于四周大量空氣分子對(duì)PM2.5碰撞的不平衡，使其在空中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故D正確。11．(2024·江蘇高考)(多選)在沒(méi)有外界影響的狀況下，密閉容器內(nèi)的志向氣體靜置足夠長(zhǎng)時(shí)間后，該氣體()A．分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)停息下來(lái)B．每個(gè)分子的速度大小均相等C．分子的平均動(dòng)能保持不變D．分子的密集程度保持不變答案CD解析分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；氣體分子之間的碰撞是彈性碰撞，氣體分子在常見(jiàn)的碰撞中速度變更，每個(gè)分子的速度不斷變更，速度大小并不都相等，B錯(cuò)誤；志向氣體靜置足夠長(zhǎng)的時(shí)間后達(dá)到熱平衡，氣體的溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變，C正確；氣體體積不變，則分子的密集程度保持不變，D正確。12．(2024·湖北天門(mén)二模)(多選)分子力F、分子勢(shì)能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線(xiàn)如甲、乙兩條曲線(xiàn)所示(取無(wú)窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能Ep＝0)。下列說(shuō)法正確的是()A．乙圖線(xiàn)為分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系圖線(xiàn)B．當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能為零C．隨著分子間距離的增大，分子力先減小后始終增大D．分子間的斥力和引力大小都隨分子間距離的增大而減小，但斥力減小得更快E．在r<r0階段，分子力減小時(shí)，分子勢(shì)能也肯定減小答案ADE解析在r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，但不為零，此時(shí)分子力為零，A正確，B錯(cuò)誤；甲圖為分子間的作用力與分子間距離的關(guān)系圖線(xiàn)，由甲圖可知，分子間的作用力隨分子間距離的增大先減小，然后反向增大，最終又始終減小，C錯(cuò)誤；分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減