高考物理大一轮复习 第13章 热学教学案(1).doc

第13章 热学第1节分子动理论内能一、分子动理论1物体是由大量分子组成的(1)分子模型：主要有两种模型，固体与液体分子通常用球体模型，气体分子通常用立方体模型(2)分子的大小分子直径：数量级是1010 m；分子质量：数量级是1026 kg；测量方法：油膜法(3)阿伏加德罗常数1 mol任何物质所含有的粒子数，na6.021023 mol1.2分子热运动分子永不停息的无规则运动(1)扩散现象相互接触的不同物质彼此进入对方的现象温度越高，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行(2)布朗运动悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动，微粒越小，温度越高，布朗运动越显著3分子力分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快二、内能1分子平均动能(1)所有分子动能的平均值(2)温度是分子平均动能的标志2分子势能由分子间相对位置决定的能，在宏观上分子势能与物体体积有关，在微观上与分子间的距离有关3物体的内能(1)内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和(2)决定因素：温度、体积和物质的量三、温度1意义：宏观上表示物体的冷热程度(微观上标志物体中分子平均动能的大小)2两种温标(1)摄氏温标t：单位，在1个标准大气压下，水的冰点作为0 ，沸点作为100 ，在0 100 之间等分100份，每一份表示1 .(2)热力学温标t：单位k，把273.15 作为0 k.(3)就每一度表示的冷热差别来说，两种温度是相同的，即tt.只是零值的起点不同，所以二者关系式为tt273.15.(4)绝对零度(0 k)，是低温极限，只能接近不能达到，所以热力学温度无负值自我诊断1判断正误(1)质量相等的物体含有的分子个数不一定相等()(2)组成物体的每一个分子运动是有规律的()(3)布朗运动是液体分子的运动()(4)分子间斥力随分子间距离的减小而增大，但分子间引力却随分子间距离的减小而减小()(5)内能相同的物体，温度不一定相同()(6)分子间无空隙，分子紧密排列()2(多选)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀关于该现象的分析正确的是()a混合均匀主要是由于碳粒受重力作用b混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动c使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速d墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的解析：选bc.根据分子动理论的知识可知，最后混合均匀是扩散现象，水分子做无规则运动，碳粒做布朗运动，由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关，所以使用碳粒更小的墨汁，布朗运动会更明显，则混合均匀的过程进行得更迅速，故选b、c.3关于物体的内能，以下说法正确的是()a不同物体，温度相等，内能也相等b所有分子的势能增大，物体内能也增大c温度升高，分子平均动能增大，但内能不一定增大d只要两物体的质量、温度、体积相等，两物体的内能一定相等解析：选c.不同物体，温度相等，分子平均动能相等，分子动能不一定相等，不能说明内能也相等，a错误；所有分子的势能增大，不能反映分子动能如何变化，不能确定内能也增大，b错误；两物体的质量、温度、体积相等，但其物质的量不一定相等，不能得出内能相等，d错误，c正确考点一宏观量与微观量的计算1微观量：分子体积v0、分子直径d、分子质量m0.2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.3关系(1)分子的质量：m0.(2)分子的体积：v0.(3)物体所含的分子数：nnana或nnana.4分子的两种模型(1)球体模型直径d .(常用于固体和液体)(2)立方体模型边长d.(常用于气体)对于气体分子，d的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离1(多选)若以表示水的摩尔质量，v表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，表示在标准状态下水蒸气的密度，na表示阿伏加德罗常数，m、v分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系正确的是()anabc dm解析：选acd.由于v，则na，变形得m，故a、d正确；由于分子之间有空隙，所以navv，水的密度为，故c正确，b错误2(多选)已知铜的摩尔质量为m(kg/mol)，铜的密度为(kg/m3)，阿伏加德罗常数为na(mol1)下列判断正确的是()a1 kg铜所含的原子数为b1 m3铜所含的原子数为c1个铜原子的质量为(kg)d1个铜原子的体积为(m3)解析：选acd.1 kg铜所含的原子数nna，a正确；同理，1 m3铜所含的原子数nna，b错误；1个铜原子的质量m0(kg)，c正确；1个铜原子的体积v0(m3)，d正确3(2016陕西西安二模)目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术实验发现，在水深300 m处，二氧化碳将变成凝胶状态，当水深超过2 500 m时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体设在某状态下二氧化碳气体的密度为，摩尔质量为m，阿伏加德罗常数为na，将二氧化碳分子看成直径为d的球，则在该状态下体积为v的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为_解析：二氧化碳气体变成硬胶体后，可以看成是分子一个个紧密排列在一起的，故体积为v的二氧化碳气体质量为mv；所含分子数为nnana；变成硬胶体后体积为vnd3.答案：在进行微观量与宏观量之间的换算的两点技巧(1)正确建立分子模型：固体和液体一般建立球体模型，气体一般建立立方体模型(2)计算出宏观量所含物质的量，通过阿伏加德罗常数进行宏观量与微观量的转换与计算考点二布朗运动与分子热运动布朗运动热运动活动主体固体小颗粒分子区别是固体小颗粒的运动，是比分子大得多的分子团的运动，较大的颗粒不做布朗运动，但它本身的以及周围的分子仍在做热运动是指分子的运动，分子无论大小都做热运动，热运动不能通过光学显微镜直接观察到共同点都是永不停息的无规则运动，都随温度的升高而变得更加激烈，都是肉眼所不能看见的联系布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力不均衡而引起的，它是分子做无规则运动的反映1(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是()a温度越高，扩散进行得越快b扩散现象是不同物质间的一种化学反应c扩散现象是由物质分子无规则运动产生的d扩散现象在气体、液体和固体中都能发生e液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的解析：选acd.扩散现象与温度有关，温度越高，扩散进行得越快，选项a正确扩散现象是由于分子的无规则运动引起的，不是一种化学反应，选项b错误、选项c正确、选项e错误扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，选项d正确2关于布朗运动，下列说法正确的是()a布朗运动就是液体分子的无规则运动b布朗运动就是悬浮微粒的固体分子的无规则运动c气体分子的运动是布朗运动d液体中的悬浮微粒越大，布朗运动就越不明显解析：选d.布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的表现，a、b错误气体分子的运动不是布朗运动，c错误布朗运动的剧烈程度与液体的温度以及颗粒的大小有关，液体中的悬浮微粒越大，布朗运动就越不明显，d正确3(多选)下列哪些现象属于热运动()a把一块平滑的铅板叠放在平滑的铝板上，经相当长的一段时间再把它们分开，会看到与它们相接触的面都变得灰蒙蒙的b把胡椒粉末放入菜汤中，最后胡椒粉末会沉在汤碗底，但我们喝汤时尝到了胡椒的味道c含有泥沙的水经一定时间会变澄清d用砂轮打磨而使零件温度升高解析：选abd.热运动在微观上是指分子的运动，如扩散现象，在宏观上表现为温度的变化，如“摩擦生热”、物体的热传递等，而水变澄清的过程是泥沙在重力作用下的沉淀，不是热运动，c错误区别布朗运动与热运动应注意以下两点(1)布朗运动并不是分子的热运动(2)布朗运动可通过显微镜观察，分子热运动不能用显微镜直接观察考点三分子力、分子力做功和分子势能分子力和分子势能随分子间距变化的规律如下：分子力f分子势能ep随分子间距的变化图象随分子间距的变化情况rr0f引和f斥都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，f引f斥，f表现为斥力r增大，分子力做正功，分子势能减小；r减小，分子力做负功，分子势能增加rr0f引和f斥都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，f引f斥，f表现为引力r增大，分子力做负功，分子势能增加；r减小，分子力做正功，分子势能减小rr0f引f斥，f0分子势能最小，但不为零r10r0 (109m)f引和f斥都已十分微弱，可以认为f0分子势能为零典例(2016东北三省三市联考)(多选)分子力比重力、引力等要复杂得多，分子势能跟分子间的距离的关系也比较复杂图示为分子势能与分子间距离的关系图象，用r0表示分子引力与分子斥力平衡时的分子间距，设r时，ep0，则下列说法正确的是()a当rr0时，分子力为零，ep0b当rr0时，分子力为零，ep为最小c当r0r10r0时，ep随着r的增大而增大d当r0r10r0时，ep随着r的增大而减小e当rr0时，ep随着r的减小而增大解析由epr图象可知，rr0时，ep最小，再结合fr图象知此时分子力为0，则a项错误，b项正确；结合fr图象可知，在r0r10r0内分子力表现为引力，在间距增大过程中，分子引力做负功分子势能增大，则c项正确，d项错误；结合fr图象可知，在rr0时分子力表现为斥力，在间距减小过程中，分子斥力做负功，分子势能增大，则e项正确答案bce判断分子势能变化的两种方法(1)利用分子力做功判断分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加(2)利用分子势能ep与分子间距离r的关系图线判断如图所示，仅受分子力作用，分子动能和势能之和不变，根据ep变化可判知ek变化而ep变化根据图线判断但要注意此图线和分子力与分子间距离的关系图线形状虽然相似，但意义不同，不要混淆1(2016海口模拟)(多选)两分子间的斥力和引力的合力f与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是()a在rr0阶段，f做正功，分子动能增加，势能减小b在rr0阶段，f做负功，分子动能减小，势能也减小c在rr0时，分子势能最小，动能最大d在rr0时，分子势能为零e分子动能和势能之和在整个过程中不变解析：选ace.由epr图可知：在rr0阶段，当r减小时f做正功，分子势能减小，分子动能增加，故a正确；在rr0阶段，当r减小时f做负功，分子势能增加，分子动能减小，故b错误；在rr0时，分子势能最小，但不为零，动能最大，故c正确，d错误；在整个相互接近的过程中，分子动能和势能之和保持不变，故e正确2(2016山东烟台二模)(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近在此过程中，下列说法正确的是()a分子力先增大，后一直减小b分子力先做正功，后做负功c分子动能先增大，后减小d分子势能先增大，后减小e分子势能和动能之和不变解析：选bce.两分子从较远靠近的过程分子力先表现为引力且先增大后减小，到平衡位置时，分子力为零，之后再靠近分子力表现为斥力且越来越大，a选项错误；分子力先做正功后做负功，b选项正确；分子势能先减小后增大，动能先增大后减小，c选项正确、d选项错误；只有分子力做功，分子势能和分子动能相互转化，总和不变，e选项正确考点四实验：用油膜法估测分子大小1. 实验原理：利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看作球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d计算出油膜的厚度，其中v为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，s为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径2实验器材：盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔3实验步骤：(1)取1 ml(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成200 ml的油酸酒精溶液(2)往边长为3040 cm的浅盘中倒入约2 cm深的水，然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上(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，使这些溶液的体积恰好为1 ml，算出每滴油酸酒精溶液的体积v0 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，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜(5)待油酸薄膜形状稳定后，将一块较大的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上(6)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(7)据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积v，据一滴油酸的体积v和薄膜的面积s，算出油酸薄膜的厚度d，即为油酸分子的直径比较算出的分子直径，看其数量级(单位为m)是否为1010m，若不是1010m需重做实验4实验时应注意的事项：(1)油酸酒精溶液的浓度应小于.(2)痱子粉的用量不要太大，并从盘中央加入，使粉自动扩散至均匀(3)测1滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对应的滴数，这样求平均值误差较小(4)浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直(5)要待油膜形状稳定后，再画轮廓. (6)利用坐标纸求油膜面积时，以边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去大于半个的算一个5可能引起误差的几种原因：(1)纯油酸体积的计算引起误差(2)油膜面积的测量引起的误差主要有两个方面：油膜形状的画线误差；数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差1(2016湖北三校联考)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是_(填写步骤前面的数字)(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液，测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为_ m(结果保留1位有效数字)解析：(1)依据实验顺序，首先配置混合溶液，然后在浅盘中放水和痱子粉，将一滴溶液滴入浅盘中，将玻璃板放在浅盘上获取油膜形状，最后用已知边长的坐标纸上的油膜形状来计算油膜的总面积，故正确的操作顺序为；(2)一滴油酸酒精溶液的体积为vsd，其中s0.13 m2，故油酸分子直径d51010m.答案：(1)(2)510102(1)现有按酒精与油酸的体积比为mn配制好的油酸酒精溶液，用滴管从量筒中取体积为v的该种溶液，让其自由滴出，全部滴完共n滴把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面上展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示，已知坐标纸上每个小方格面积为s.根据以上数据可估算出油酸分子直径为d_；(2)若已知油酸的密度为，阿伏加德罗常数为na，油酸的分子直径为d，则油酸的摩尔质量为_解析：(1)一滴油酸酒精溶液里含油酸的体积为：v1，油膜的总面积为8s；则油膜的厚度即为油酸分子直径，即d(2)一个油酸分子的体积：vd3，则油酸的摩尔质量为mnavnad3.答案：(1)(2)3在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104 ml溶液中有纯油酸6 ml，用注射器测得1 ml上述溶液为75滴把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm.则(1)油酸薄膜的面积是_cm2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_ml.(取一位有效数字)(3)按以上实验数据估测出油酸分子直径约为_m(取一位有效数字)解析：(1)根据数方格数的原则“多于半个的算一个，不足半个的舍去”可查出共有115个方格，故油膜的面积：s1151 cm2115 cm2.(2)一滴油酸酒精溶液的体积：v ml，一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积：vv8106 ml.(3)油酸分子的直径：d m71010 m.答案：(1)1153(2)8106(3)71010课时规范训练基础巩固题组1(多选)以下关于分子动理论的说法中正确的是()a物质是由大量分子组成的b2 时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动c随分子间距离的增大，分子势能可能先减小后增大d分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小解析：选acd.物质是由大量分子组成的，a正确；分子是永不停息地做无规则运动的，b错误；在分子间距离增大时，如果先是分子力做正功，后是分子力做负功，则分子势能是先减小后增大的，c正确；分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力变化得快，d正确2下列叙述正确的是()a只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数b只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积c悬浮在液体中的固体颗粒越大，布朗运动就越明显d当分子间的距离增大时，分子间的引力变大而斥力减小解析：选a.水的摩尔质量除以水分子的质量就等于阿伏加德罗常数，选项a正确；气体分子间的距离很大，气体的摩尔体积除以阿伏加德罗常数得到的不是气体分子的体积，选项b错误；布朗运动与固体颗粒大小有关，颗粒越大，布朗运动越不明显，选项c错误；当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，选项d错误3(多选)1 g 100 的水和1 g 100 的水蒸气相比较，下列说法正确的是()a分子的平均动能和分子的总动能都相同b分子的平均动能相同，分子的总动能不同c内能相同d1 g 100 的水的内能小于1 g 100 的水蒸气的内能解析：选ad.温度相同则它们的分子平均动能相同；又因为1 g水和1 g水蒸气的分子数相同，因而它们的分子总动能相同，a正确、b错误；当100 的水变成100 的水蒸气时，分子间距离变大，分子力做负功、分子势能增加，该过程吸收热量，所以1 g 100 的水的内能小于1 g 100 的水蒸气的内能，c错误、d正确4(多选)下列关于布朗运动的说法，正确的是()a布朗运动是液体分子的无规则运动b液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈c布朗运动是由于液体各个部分的温度不同而引起的d布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的解析：选bd.布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，a错误温度越高、颗粒越小，布朗运动越剧烈，b正确布朗运动是由液体分子撞击的不平衡引起的，间接反映了液体分子的无规则运动，c错误、d正确5(多选)下列说法正确的是()a显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性b分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大c分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大d在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素e当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大解析：选acd.根据布朗运动的定义，显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，不是分子运动，是小炭粒的无规则运动但却反映了小炭粒周围的液体分子运动的无规则性，a正确分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，可能先增大后减小，也可能一直减小，b错误由于分子间的距离不确定，故分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大，也可能一直增大，c正确由扩散现象可知，在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素，d正确当温度升高时，分子的热运动加剧，但不是物体内每一个分子热运动的速率都增大，e错误6如图所示是分子间作用力和分子间距离的关系图线，关于图线下面说法正确的是()a曲线a是分子间引力和分子间距离的关系曲线b曲线b是分子间作用力的合力和分子间距离的关系曲线c曲线c是分子间斥力和分子间距离的关系曲线d当分子间距离rr0时，曲线b对应的力先减小，后增大解析：选b.在fr图象中，随着距离的增大，斥力比引力变化得快，所以a为斥力曲线，c为引力曲线，b为合力曲线，故a、c错误，b正确；当分子间距离rr0时，曲线b对应的力先增大，后减小，故d错误7(多选)当两分子间距为r0时，它们之间的引力和斥力大小相等关于分子之间的相互作用，下列说法正确的是()a当两个分子间的距离等于r0时，分子势能最小b当两个分子间的距离小于r0时，分子间只存在斥力c在两个分子间的距离由很远逐渐减小到rr0的过程中，分子间作用力的合力先增大后减小d在两个分子间的距离由很远逐渐减小到rr0的过程中，分子间作用力的合力一直增大e在两个分子间的距离由rr0逐渐减小的过程中，分子间作用力的合力一直增大解析：选ace.两个分子间的距离等于r0时，分子力为零，分子势能最小，选项a正确；两分子之间的距离小于r0时，它们之间既有引力又有斥力的作用，而且斥力大于引力，作用力表现为斥力，选项b错误；当分子间距离等于r0时，它们之间引力和斥力的大小相等、方向相反，合力为零，当两个分子间的距离由较远逐渐减小到rr0的过程中，分子间作用力的合力先增大后减小，表现为引力，选项c正确，d错误；两个分子间的距离由rr0开始减小的过程中，分子间作用力的合力一直增大，表现为斥力，选项e正确8在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中：(1)关于油膜面积的测量方法，下列说法中正确的是()a油酸酒精溶液滴入水中后，要立刻用刻度尺去量油膜的面积b油酸酒精溶液滴入水中后，要让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量油膜的面积c油酸酒精溶液滴入水中后，要立即将油膜的轮廓画在玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的面积d油酸酒精溶液滴入水中后，要让油膜尽可能散开，等到状态稳定后，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，用坐标纸去计算油膜的面积(2)实验中，将1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液，又测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴，现将1滴溶液滴到水面上，水面上形成0.2 m2的单分子薄层，由此可估算油酸分子的直径d_ m.解析：(1)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸酒精溶液滴在水面上，油膜会散开，待稳定后，再在玻璃板上画下油膜的轮廓，用坐标纸计算油膜面积，故选d.(2)一滴油酸酒精溶液里含纯油酸的体积v cm31010 m3.油酸分子的直径d m51010 m.答案：(1)d(2)51010综合应用题组9(多选)如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法中正确的是()aab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为1010 mbab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为1010 mc若两个分子间距离增大，则分子势能也增大d由分子动理论可知，温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同e质量和温度都相同的氢气和氧气(视为理想气体)，氢气的内能大解析：选bde.分子引力和分子斥力都会随着分子间距离的增大而减小，只是斥力减小得更快，所以当分子间距离一直增大，最终分子力表现为引力，即ab为引力曲线，cd为斥力曲线，二者相等即平衡时分子距离数量级为1010 m，a错误，b正确若两个分子间距离增大，如果分子力表现为引力，则分子力做负功，分子势能增大，若分子力表现为斥力，分子力做正功，分子势能减小，c错误分子平均动能只与温度有关，即温度相等时，氢气和氧气分子平均动能相等，d正确，若此时质量相同，则氢气分子数较多，因此氢气内能大，e正确10近期我国多个城市的pm2.5数值突破警戒线，受影响最严重的是京津冀地区，雾霾笼罩，大气污染严重pm2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，其漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害矿物燃料燃烧的排放是形成pm2.5的主要原因下列关于pm2.5的说法中正确的是()apm2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当bpm2.5在空气中的运动属于布朗运动c温度越低pm2.5活动越剧烈d倡导低碳生活减少煤和石油等燃料的使用能有效减小pm2.5在空气中的浓度epm2.5中颗粒小一些的，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈解析：选bde.“pm2.5”是指直径小于或等于2.5微米的颗粒物，pm2.5的尺度远大于空气中氧分子的尺寸的数量级，a错误pm2.5在空气中的运动是固体颗粒的运动，属于布朗运动，b正确大量空气分子对pm2.5无规则碰撞，温度越高，空气分子对颗粒的撞击越剧烈，则pm2.5的运动越激烈，c错误导致pm2.5增多的主要原因是环境污染，故应该提倡低碳生活，有效减小pm2.5在空气中的浓度，d正确pm2.5中颗粒小一些的，空气分子对颗粒的撞击越不均衡，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈，e正确11如图所示，甲分子固定在坐标原点o，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示f0为斥力，f0为引力a、b、c、d为x轴上四个特定的位置现把乙分子从a处由静止释放，下列a、b、c、d四个图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是()解析：选b.速度方向始终不变，a项错误；加速度与力成正比，方向相同，故b项正确；分子势能不可能增大到正值，故c项错误；乙分子动能不可能为负值，故d项错误12已知地球大气层的厚度h远小于地球半径r，空气平均摩尔质量为m，阿伏加德罗常数为na，地面大气压强为p0，重力加速度大小为g.由此可估算得，地球大气层空气分子总数为_，空气分子之间的平均距离为_解析：地球大气层空气的质量m，总分子数nnana；气体总体积vsh4r2h，分子平均距离d.答案：413空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥某空调工作一段时间后，排出液化水的体积v1.0103 cm3.已知水的密度1.0103 kg/m3、摩尔质量m1.8102 kg/mol，阿伏加德罗常数na6.01023 mol1.试求：(结果均保留一位有效数字)(1)该液化水中含有水分子的总数n；(2)一个水分子的直径d.解析：(1)水的摩尔体积为vm m3/mol1.8105 m3/mol水分子总数为n 个31025个(2)建立水分子的球体模型，有d3，可得水分子直径：d m41010 m.答案：(1)31025个(2)41010m第2节固体、液体和气体一、固体1分类：固体分为晶体和非晶体两类晶体又分为单晶体和多晶体2晶体与非晶体的比较单晶体多晶体非晶体外形规则不规则不规则熔点确定确定不确定物理性质各向异性各向同性各向同性典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香形成与转化有的物质在不同条件下能够形成不同的形态同一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体二、液体1液体的表面张力(1)作用：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势(2)方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直(3)大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大2液晶的物理性质(1)具有液体的流动性(2)具有晶体的光学各向异性(3)在某个方向上看，其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的三、饱和汽湿度1饱和汽与未饱和汽(1)饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽(2)未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽2饱和汽压(1)定义：饱和汽所具有的压强(2)特点：液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关3湿度(1)绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强(2)相对湿度：空气的绝对湿度与同一温度下水的饱和汽压之比(3)相对湿度公式相对湿度.四、气体分子运动速率的统计分布气体实验定律理想气体1气体分子运动的特点(1)分子很小，间距很大，除碰撞外不受力(2)气体分子向各个方向运动的气体分子数目都相等(3)分子做无规则运动，大量分子的速率按“中间多，两头少”的规律分布(4)温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，温度升高时，速率小的分子数减少，速率大的分子数增多，分子的平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大2气体的三个状态参量(1)体积；(2)压强；(3)温度3气体的压强(1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力(2)大小：气体的压强在数值上等于气体作用在单位面积上的压力公式：p.(3)常用单位及换算关系：国际单位：帕斯卡，符号：pa,1 pa1 n/m2.常用单位：标准大气压(atm)；厘米汞柱(cmhg)换算关系：1 atm76 cmhg1.013105 pa1.0105 pa.4气体实验定律(1)等温变化玻意耳定律：内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积v成反比公式：p1v1p2v2或pvc(常量)(2)等容变化查理定律：内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度t成正比公式：或c(常量)推论式：pt.(3)等压变化盖吕萨克定律：内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积v与热力学温度t成正比公式：或c(常量)推论式：vt.5理想气体状态方程(1)理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体理想气体是一种经科学的抽象而建立的理想化模型，实际上不存在理想气体不考虑分子间相互作用的分子力，不存在分子势能，内能取决于温度，与体积无关实际气体特别是那些不易液化的气体在压强不太大，温度不太低时都可看作理想气体(2)一定质量的理想气体状态方程：或c(常量)自我诊断1判断正误(1)晶体一定有规则的外形()(2)晶体不一定各向异性，单晶体一定各向异性()(3)液体的表面张力其实质是液体表面分子间的引力()(4)温度升高，物体内每一个分子运动的速率都增大()(5)理想气体的内能是所有气体分子的动能()(6)蒸汽处于饱和状态时没有了液体分子与蒸汽分子间的交换()(7)饱和汽压是指饱和汽的压强()2(多选)下列说法正确的是()a液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部b单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点c单晶体中原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性d通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体e液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征解析：选ce.液体的表面张力与液体表面相切，垂直于液面上的各条分界线，选项a错误；无论是单晶体还是多晶体，都有固定的熔点，选项b错误；根据固体特性的微观解释可知，选项c正确；金属是由大量细微的小晶粒杂乱无章地排列起来的，在各个方向上的物理性质都相同，但有固定的熔点，金属属于多晶体，选项d错误；液晶既具有液体的流动性，同时也具有单晶体的各向异性，选项e正确3如右图所示，只有一端开口的u形玻璃管，竖直放置，用水银封住两段空气柱和，大气压为p0，水银柱高为压强单位，那么空气柱的压强p1为()ap1p0hbp1p0hcp1p02h dp1p0解析：选d.由图可知，p1hp2p0h，故p1p0，选项d正确4如图所示，一个横截面积为s的圆筒形容器竖直放置，金属圆块a的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为，圆块的质量为m，不计圆块与容器内壁之间的摩擦，若大气压强为p0，则被圆块封闭在容器中的气体的压强p为_解析：对圆块进行受力分析：重力mg，大气压的作用力p0s，封闭气体对它的作用力，容器侧壁的作用力f1和f2，如图所示由于不需要求出侧壁的作用力，所以只考虑竖直方向合力为零，就可以求被封闭的气体压强圆块在竖直方向上受力平衡，故p0smgcos ，即pp0.答案：p05一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内汽缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动开始时气体压强为p，活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h，外界的温度为t0.现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了.若此后外界的温度变为t，求重新达到平衡后气体的体积已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g.解析：设汽缸的横截面积为s，沙子倒在活塞上后，对气体产生的压强为p，由玻意耳定律得phs(pp)s解得pp外界的温度变为t后，设活塞距底面的高度为h.根据盖吕萨克定律，得解得hh据题意可得p气体最后的体积为vsh联立式得v 答案：考点一固体和液体的性质1晶体和非晶体(1)单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性(2)只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体(3)只要是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化2液体表面张力(1)形成原因：表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力(2)表面特性：表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜(3)表面张力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各条分界线(4)表面张力的效果：表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小(5)表面张力的大小：跟边界线的长度、液体的种类、温度都有关系1(多选)下列说法正确的是()a将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体b固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质c由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体d在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体e在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变解析：选bcd.a.将一晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，故选项a错误b单晶体具有各向异性，有些单晶体沿不同方向上的光学性质不同，故选项b正确c例如金刚石和石墨由同种元素构成，但由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，故选项c正确d晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化如天然水晶是晶体，熔融过的水晶(即石英玻璃)是非晶体，也有些非晶体在一定条件下可转化为晶体，故选项d正确e熔化过程中，晶体的温度不变，但内能增加，故选项e错误2(多选)下列说法正确的是()a把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面这是由于水表面存在表面张力的缘故b水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能这是因为油脂使水的表面张力增大的缘故c在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形这是表面张力作用的结果d在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关e当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开这是由于水膜具有表面张力的缘故解析：选acd.由于液体表面张力的存在，针、硬币等能浮在水面上，a正确水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，这是不浸润的结果，而干净的玻璃板上不能形成水珠，这是浸润的结果，b错误在太空中水滴呈球形，是液体表面张力作用的结果，c正确液体的种类和毛细管的材质决定了液体与管壁的浸润或不浸润，浸润液体液面在细管中向下弯，不浸润液体液面在细管中向上弯，d正确e项中，玻璃板很难被拉开是由于分子引力的作用，e错误3(2017广西柳州铁路第一中学检测)下列说法正确的是()a悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动b空气的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果c彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点d高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故e干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果解析：选bce.布朗运动是指水中的花粉在液体分子无规则运动的撞击下发生无规则运动，它间接反映了液体分子的无规则运动，a错误在液体表面张力的作用下，水滴呈球形，b正确液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，c正确水的沸点和气压有关，高原地区水的沸点较低，是因为高原地区大气压较低，d错误湿泡下端包有湿纱布，湿纱布上的水分要蒸发，蒸发是一种汽化现象，汽化要吸热，所以温度计的示数较低，e正确4在图甲、乙、丙三种固体薄片上涂蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示，而甲、乙、丙三种固体在熔解过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，以下说法正确的是()a甲、乙为非晶体，丙是晶体b甲、乙为晶体，丙是非晶体c甲、丙为非晶体，乙是晶体d甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体解析：选d.由图甲、乙、丙可知：甲、乙各向同性，丙各向异性；由图丁可知，甲、丙有固定熔点，乙无固定熔点，所以甲、丙为晶体，乙是非晶体，其中甲为多晶体，丙为单晶体，d正确考点二气体压强的产生与计算1产生的原因：由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强2决定因素(1)宏观上：决定于气体的温度和体积(2)微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度3平衡状态下气体压强的求法(1)液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程求得气体的压强(2)力平衡法：选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强(3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等4加速运动系统中封闭气体压强的求法选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解1如图中两个汽缸质量均为m，内部横截面积均为s，两个活塞的质量均为m，左边的汽缸静止在水平面上，右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气a、b，大气压为p0，求封闭气体a、b的压强各多大？解析：题图甲中选m为研究对象pasp0smg得pap0题图乙中选m为研究对象得pbp0.答案：p0p02若已知大气压强为p0，在下图中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为，求被封闭气体的压强解析：在甲图中，以高为h的液柱为研究对象，由二力平衡知p气sghsp0s所以p气p0gh在图乙中，以b液面为研究对象，由平衡方程f上f下有：pasphsp0sp气