資源簡介

(共48張PPT)
第1講　分子動理論、內能
核心素養 重要考點
物理觀念 （1）理解布朗運動、內能、分子力、晶體、表面張力、分子勢能等概念；（2）理解氣體實驗定律、理想氣體狀態方程和熱力學定律等物理規律 1.分子動理論、內能
2.晶體和非晶體的特點、液體的表面張力
3.氣體實驗定律和理想氣體狀態方程
4.熱力學定律和能量守恒定律
5.用油膜法估測分子的大小
科學思維 （1）分別構建兩種物理模型進行估算；（2）掌握“油膜法”“放大法”“圖像法”“概率統計的方法”“控制變量法”；（3）氣體實驗定律、理想氣體狀態方程、熱力學定律的應用
科學探究 （1）探究用油膜法估測分子的大??；（2）探究氣體等溫、等壓、等容變化的規律
科學態度
與責任 能量守恒定律、熱機等在生產、生活中的應用，思考能源開發和環境保護等人類面臨的問題
一、分子動理論
1.物體是由大量分子組成的.
（1）分子的大小.
①分子直徑：數量級是　　　　m.
②分子質量：數量級是10-26 kg.
③測量方法：油膜法.
（2）阿伏加德羅常數：1 mol的任何物質都含有相同的粒子數即阿伏加德羅常數，NA=　　　　　　mol-1.
10-10
6.02×1023
2.分子熱運動.
一切物質的分子都在永不停息地做無規則運動.
（1）擴散現象：相互接觸的不同物質彼此進入對方的現象.溫度　　　　，擴散越快，可在固體、液體、氣體中進行.
（2）布朗運動：懸浮在液體（或氣體）中的微粒的無規則運動，微?！　　　?，溫度　　　　，布朗運動越顯著.
3.分子力.
分子間同時存在引力和斥力，且都隨分子間距離的增大而　　　　，隨分子間距離的減小而增大，但總是斥力變化得較快.
越高
越小
越高
減小
二、溫度
1.意義.
宏觀上表示物體的冷熱程度（微觀上標志物體的分子平均動能的大小）.
2.兩種溫標.
（1）攝氏溫標和熱力學溫標的關系：T= 　　 　　.
（2）絕對零度（0 K）：是低溫極限，只能接近不能達到，所以熱力學溫度無負值.
t+273.15 K
三、內能
1.分子動能.
（1）意義：分子動能是　　　　　　所具有的動能.
（2）分子平均動能.
所有分子動能的平均值.　　　　是分子平均動能的標志.
2.分子勢能.
由分子間　　　　決定的能，在宏觀上分子勢能與物體　　　　有關，在微觀上與分子間的　　　　有關.
分子熱運動
溫度
相對位置
體積
距離
3.物體的內能.
（1）內能：物體中所有分子熱運動的　　　　與　　　　的總和.
（2）決定因素：　　　　、　　　　和物質的量.
（1）布朗運動是液體分子無規則運動的反映.
（2）分子力是短程力，在大于10-9 m時，分子力很弱，可以忽略不計.
（3）當分子力表現為引力時，分子勢能隨分子間距離的增大而增大.
（4）阿伏加德羅常數是聯系宏觀量與微觀量的“橋梁”.
動能
　分子勢能　
　溫度
　體積
1.［布朗運動的理解］（多選）關于布朗運動，下列說法正確的是 （　?。?br/>A.布朗運動是液體中懸浮微粒的無規則運動
B.液體溫度越高，液體中懸浮微粒的布朗運動越劇烈
C.在液體中的懸浮顆粒只要大于某一尺寸，都會發生布朗運動
D.液體中懸浮微粒的布朗運動是液體分子永不停息地做無規則運動
AB
2.［分子力］（多選）下列關于分子間相互作用力的說法正確的是 （　?。?br/>A.當分子間的距離r=r0時，分子力為零，
說明此時分子間既不存在引力，也不存在斥力
B.分子力隨分子間距離的變化而變化，當r>r0時，
隨著距離的增大，分子間的引力和斥力都增大，
但引力比斥力增大得快，故分子力表現為引力
C.當分子間的距離rD.當分子間的距離大于r=10-9 m時，分子間的作用力可以忽略不計
CD　
【解析】分子間的引力和斥力同時存在，當分子間的距離r=r0時，引力等于斥力，分子力為零，故A錯誤；分子力隨分子間距離的變化而變化，當r>r0時，分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，斥力減小得更快，分子力表現為引力，故B錯誤；當分子間的距離r3.［內能］對內能的理解，下列說法正確的是 （　?。?br/>A.系統的內能是由系統的狀態決定的
B.溫度高的系統比溫度低的系統的內能大
C.不計分子之間的分子勢能，質量和溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內能
D.做功可以改變系統的內能，但是單純地對系統傳熱不能改變系統的內能
A
4.［分子動理論］根據分子動理論，下列說法正確的是 （　?。?br/>A.一個氣體分子的體積等于氣體的摩爾體積與阿伏加德羅常數之比
B.顯微鏡下觀察到的墨水中的小炭粒所做的不停地無規則運動，就是分子的運動
C.分子間的相互作用力一定隨分子間的距離增大而減小
D.分子勢能隨著分子間的距離增大，可能先減小后增大
D
考點1　分子直徑、質量、數目等微觀量的估算　［基礎考點］
1.微觀量
分子體積V0，分子直徑d，分子質量m0.
2.宏觀量
物體的體積V，摩爾體積Vm，物體的質量m，摩爾質量M，物體的密度ρ.
1.科學家已創造出一種利用細菌將太陽能轉化為液體燃料的“人造樹葉”系統，使太陽能取代石油成為可能.假設該“人造樹葉”工作一段時間后，能將10-6 g的水分解為氫氣和氧氣.已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m3，摩爾質量M=1.8×10-2 kg/mol，阿伏加德羅常數NA=6.0×1023 mol-1.試求（結果均保留1位有效數字）：
（1）被分解的水中含有水分子的總數N；
（2）一個水分子的體積V.
BC
考點2　布朗運動的理解　［基礎考點］
1.布朗運動與擴散現象的異同點
異同點 擴散現象 布朗運動
不同點 ①擴散現象是兩種不同的物質相互接觸時彼此進入對方的現象
②擴散快慢除和溫度有關外，還受到多種因素的限制 ①布朗運動是懸浮在液體或氣體中的微粒所做的無規則運動，而不是液體或氣體分子的運動
②布朗運動的激烈程度與液體（或氣體）分子撞擊的不平衡性有關
相同點 ①產生的根本原因相同，都是分子永不停息地做無規則運動的反映
②它們都隨溫度的升高而表現得更激烈
2.布朗運動與熱運動的關系
關系 布朗運動 熱運動
區別 研究對象是固體顆粒，顆粒越小，布朗運動越明顯，在液體、氣體中發生 研究對象是分子，任何物體的分子都做無規則運動
相同點 ①無規則運動；②永不停息；③與溫度有關
聯系 周圍液體（或氣體）分子的熱運動是布朗運動產生的原因，布朗運動是熱運動的宏觀表現
1.（2024年深圳實驗學校模擬）（多選）某實驗小組進行布朗運動實驗：使用聚苯乙烯顆粒與純凈水制成懸濁液，通過顯微鏡、計算機、投影儀、投影幕布觀察聚苯乙烯顆粒在水中的運動.利用控制變量思想，進行了兩次實驗，得到兩張記錄聚苯乙烯顆粒運動位置連線的圖片，記錄聚苯乙烯顆粒位置的時間間隔相同，幕布上的方格背景紋理相同.下列說法正確的是 （　?。?br/>BD
【解析】連線圖描述的是某時刻出現的位置，在兩個時刻之間的時間內的運動情形不能描述，因此不是軌跡，A錯誤；若兩次實驗使用的聚苯乙烯顆粒直徑相同，溫度越高，分子熱運動越劇烈，布朗運動越明顯，兩位置連線間距越大，則圖甲中懸濁液溫度高于圖乙中懸濁液溫度，B正確；若兩次實驗中懸濁液的溫度相同，圖甲中布朗運動更明顯，是由于聚苯乙烯顆粒直徑較小，同一時刻受到的水分子撞擊個數就更少，聚苯乙烯顆粒受到的碰撞作用力合力越不均衡，C錯誤；布朗運動是由于分子熱運動引起的，則宏觀層面的聚苯乙烯顆粒的運動反映了微觀層面的水分子運動的無規則性，D正確.
2.（2024年江門第一中學模擬）（多選）關于分子動理論，下列說法中正確的是 （　?。?br/>A.壓緊的鉛塊會“粘”在一起，說明了分子間有引力
B.氣體難壓縮，說明氣體分子間存在斥力
C.擴散現象在液體、氣體、固體中均能發生
D.布朗運動是懸浮在液體中的固體微粒所做的無規則運動
ACD
【解析】壓緊的鉛塊會“粘”在一起，說明了分子間有引力，A正確；氣體難壓縮，是因為氣體壓強太大，此時氣體分子距離仍相當大，分子間作用力表現為引力，B錯誤；擴散現象是不同物質相互接觸，彼此進入對方的現象，在液體、氣體、固體中均能發生，C正確；布朗運動是懸浮在液體中的固體微粒所做的無規則運動，D正確.
3.（2024年中山模擬）（多選）研究表明，大量氣體分子整體的速率分布遵從一定的統計規律.下圖為氧氣分子在0 ℃和100 ℃兩種溫度下速率分布情況，下列說法正確的是 （　?。?br/>A.在0 ℃和100 ℃下，氧氣分子平均動能一樣大
B.圖中實線對應于氧氣分子在100 ℃時的情形
C.0 ℃和100 ℃對應的曲線與橫軸圍成的面積不相等
D.各溫度下，氧氣分子的速率分布都呈現“中間多、兩頭少”的分布規律，且溫度升高使得速率較小的氧氣分子數所占的比例變小
BD
【解析】溫度是分子平均動能的標志，在0 ℃和100 ℃下，溫度不同，氧氣分子平均動能不同，A錯誤；由圖可知，實線占百分比較大的分子速率較大，分子平均速率較大，則圖中實線對應于氧氣分子在100 ℃時的情形，B正確；由題圖可知，在0 ℃和100 ℃兩種不同情況下各速率區間的分子數占總分子數的百分比與分子速率間的關系圖線與橫軸所圍面積都應該等于1，即圖中兩條曲線與橫軸圍成的面積相等，C錯誤；由圖可知，在0 ℃和100 ℃下，氣體分子的速率分布都呈現“中間多、兩頭少”的分布規律，且溫度升高使得速率較小的氧氣分子數所占的比例變小，D正確.
考點3　分子力與分子勢能的關系?。刍A考點］
關系 分子間的相
互作用力F 分子勢能Ep
與分子間距
的關系圖像

rr>r0 F引>F斥，F表現為引力 r增大，引力做負功，分子勢能增加；r減小，引力做正功，分子勢能減少
r=r0 F引=F斥，F=0 分子勢能最小，但不為零
r>10r0
（10-9 m） F引和F斥都已十分微弱，可以認為分子間沒有相互作用力 分子勢能為零
1.（2023年海南卷）下列關于分子力和分子勢能的說法正確的是 （　　）
A.分子間距離大于r0時，分子間表現為斥力
B.分子從無限遠靠近到距離r0處過程中分子勢能變大
C.分子勢能在r0處最小
D.分子間距離小于r0且減小時，分子勢能在減小
C
【解析】分子間距離大于r0，分子間表現為引力，分子從無限遠靠近到距離r0處過程中，引力做正功，分子勢能減小，則在r0處分子勢能最小；繼續減小距離，分子間表現為斥力，分子力做負功，分子勢能增大.C正確.
2.如圖甲、乙中曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別描述了某物理量隨分子之間的距離變化的規律，r0為平衡位置.現有如下物理量：①分子勢能，②分子間引力，③分子間斥力，④分子間引力和斥力的合力，則曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ對應的物理量分別是 （　　）
A.①③② B.②④③
C.④①③ D.①④③
D
【解析】根據分子之間距離為r0時分子勢能最小可知，曲線Ⅰ為分子勢能隨分子之間距離r變化的圖像；根據分子之間距離為r0時分子力為零，可知曲線Ⅱ為分子間引力和斥力的合力隨分子之間距離r變化的圖像；根據分子間斥力隨分子間距離的增大而減小，且分子間距離r考點4　物體的內能?。刍A考點］
1.物體內能的四個特點
（1）內能是對物體的大量分子而言的，不存在某個分子內能的說法.
（2）內能的大小與溫度、體積、分子數和物態等因素有關.
（3）通過做功或傳熱可以改變物體的內能.
（4）溫度是分子平均動能的標志，相同溫度的任何物體，分子的平均動能相同.
2.內能和熱量的比較
比較 內能 熱量
區別 是狀態量.狀態確定，系統的內能隨之確定.一個物體在不同的狀態下有不同的內能 是過程量.它表示由于傳熱而引起的內能變化過程中轉移的能量
聯系 在只有傳熱改變物體內能的情況下，物體內能的改變量在數值上等于物體吸收或放出的熱量
3.物體的內能與機械能的比較
比較 內能 機械能
定義 物體中所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和 物體的動能、重力勢能和彈性勢能的統稱
決定
因素 與物體的溫度、體積、物態和分子數有關 跟宏觀運動狀態、參考系和零勢能點的選取有關
運動
形式 熱運動 機械運動
聯系 在一定條件下可以相互轉化，能的總量守恒
1.（多選）關于內能，下列說法正確的是 （　　）
A.若把氫氣和氧氣看成理想氣體，則具有相同體積、相同質量和相同溫度的氫氣和氧氣的內能不相等
B.相同質量的0 ℃水的分子勢能比0 ℃冰的分子勢能大
C.物體吸收熱量后，內能一定增加
D.一定質量的100 ℃的水吸收熱量后變成100 ℃的水蒸氣，則吸收的熱量大于增加的內能
ABD
2.有關分子的熱運動和內能，下列說法正確的是 （　?。?br/>A.某種物體的溫度是0 ℃，說明物體中分子的平均動能為零
B.物體溫度升高時，速率小的分子數目減少，速率大的分子數目增多
C.分子的動能與分子的勢能之和叫作這個分子的內能
D.物體做加速運動時，其內能一定增加
B
【解析】某種物體的溫度是0 ℃，不是物體中分子的平均動能為零，A錯誤；溫度從微觀角度看表示了大量分子無規則運動的劇烈程度，物體溫度升高時，速率小的分子數目減少，速率大的分子數目增多，B正確；內能是物體的內能，不能說是分子的內能，C錯誤；內能與物體的宏觀運動速度無關，D錯誤.
3.（多選）我國古代歷法中的“二十四節氣”反映了古人的智慧，有人還將其寫成了一首節氣歌：春雨驚春清谷天，夏滿芒夏暑相連，秋處露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒.下列與節氣有關的物理現象，解釋正確的是 （　?。?br/>A.夏天氣溫比春天高，忽略分子間作用力，則一定質量的大氣的內能在夏天比春天大
B.秋天夜晚溫度降低，大氣的飽和汽壓減小，水蒸氣容易在草上形成露水
C.冬天里，一定質量的冰熔化為同溫度水的過程中，分子勢能增加
D.夏天氣溫比春天高，則夏天大氣中分子的熱運動速率全部比春天大
ABC　
【解析】忽略分子間作用力，氣體內能只有氣體分子的總動能，溫度越高，分子平均動能越大，一定質量大氣的內能越大，A正確；飽和汽壓與溫度有關，溫度越低，飽和汽壓越小，則水蒸氣容易在草上形成露水，B正確；一定質量的冰熔化為同溫度水的過程中，分子動能不變，此過程要吸收熱量，內能增加則分子勢能增加，C正確；溫度是分子平均動能的標志，但溫度高不能說明每個分子的速率都更大，D錯誤.
知識鞏固練
1.從下列哪一組物理量可以算出氧氣的摩爾質量 （　　）
A.氧氣的密度和阿伏加德羅常數
B.氧氣分子的體積和阿伏加德羅常數
C.氧氣分子的質量和阿伏加德羅常數
D.氧氣分子的體積和氧氣分子的質量
（本欄目對應學生用書P442）
C
2.（多選）關于分子動理論，下列說法正確的是 （　?。?br/>A.若已知氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數，可求出一個氣體分子的體積
B.氣體溫度升高時，速率較大的分子占總分子數的比例升高
C.布朗運動不是分子運動，但它能間接反映液體分子在做無規則的運動
D.分子間的引力總是隨分子間距增大而增大
BC
3.（多選）關于物體的內能，下列說法正確的是 （　?。?br/>A.若把氫氣和氧氣看作理想氣體，則具有相同質量和相同溫度的氫氣和氧氣具有相等的內能
B.相同質量0 ℃水的分子勢能比0 ℃冰的分子勢能小
C.物體吸收熱量后，內能不一定增加
D.一定量的某種理想氣體的內能只與溫度有關
CD　
【解析】氫氣和氧氣的摩爾質量不同，故相同質量的氫氣和氧氣的分子數不同；溫度相同，故分子熱運動平均動能相同，故相同質量和相同溫度的氫氣的內能大于氧氣具有的內能，故A錯誤.冰融化為水要吸收熱量，故相同質量的0 ℃的水的分子勢能比0 ℃的冰的分子勢能大，故B錯誤.物體吸收熱量后，可能對外做功，內能不一定增加，故C正確.溫度是分子平均動能的標志，一定量的某種理想氣體，分子勢能忽略不計，其內能只與溫度有關，故D正確.
4.（多選）關于分子動理論的基本觀點和實驗依據，下列說法正確的是 （　?。?br/>A.多數分子大小的數量級為10-10 m
B.擴散現象證明，物質分子永不停息地做無規則運動
C.懸浮在液體中的微粒越大，布朗運動就越明顯
D.分子之間同時存在著引力和斥力
ABD
綜合提升練
5.（多選）兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間的距離r的關系如圖中曲線所示，曲線與r軸交點的橫坐標為r0.相距很遠的兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近.若兩分子相距無窮遠處時分子勢能為零，則下列說法正確的是 （　?。?br/>A.在r>r0階段，F做正功，分子動能增加，勢能減小
B.在rC.在r=r0時，分子勢能最小，動能最大
D.在r=r0時，分子勢能為零
AC
【解析】在r>r0階段，兩分子間的斥力和引力的合力F表現為引力，兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近，F做正功，分子動能增加，勢能減小，A正確；在r6.很多轎車為了改善夜間行駛時的照明問題，在車燈的設計上選擇了氙氣燈，因為氙氣燈的亮度是普通燈亮度的3倍，但是耗電量僅是普通燈的一半，氙氣燈使用壽命則是普通燈的5倍，很多車主會選擇配備氙氣燈的汽車，若氙氣充入燈頭后的容積V=1.6 L，氙氣密度ρ=6.0 kg/m3.已知氙氣摩爾質量M=0.131 kg/mol，阿伏加德羅常數NA=6×1023 mol-1.試估算（結果保留1位有效數字）：
（1）燈頭中氙氣分子的總個數N；
（2）燈頭中氙氣分子間的平均距離.

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