2010届一轮复习3-3热学复习学案众中学.doc

高三导学案 3-3 热学第1课时物质是由大量分子组成的【考纲要求】63 物体是由大量分子构成的 阿伏伽德罗常数64 用油膜法估测分子的大小（实验探究）【知识梳理】1分子动理论与温度有关的现象都叫做热现象。分子动理论的基本内容是：物体是由大量_组成的；分子永不停息地做_；分子间存在着_。2 物体是由大量分子组成的：这里的分子是指构成物质的单元，可以是原子、离子，也可以是分子。在热运动中它们遵从相同的规律，所以统称为分子。3.阿伏加德罗常数NA=6.021023mol-1，是联系微观世界和宏观世界的_。4.分子大小、质量和数量的估算设微观量为分子体积V0、分子直径d、分子质量m；宏观量为物质体积V、摩尔体积V1、物质质量n、摩尔质量M、物质密度（1）分子质量：（2）分子体积：（对气体，V0应为气体分子占据的空间大小）（3）分子直径： 球体模型： （固体、液体一般用此模型）立方体模型： （气体一般用此模型）（对气体，d理解为相邻分子间的平均距离）（4）分子的数量：5.单分子油膜实验（1）用油膜法估测分子的大小时，若滴入油酸的总体积为V，散开的单分子油膜的面积为S，则分子的直径为_若酒精油酸溶液的浓度为1/200，用滴管向量筒中滴n滴溶液恰为1mL，则每滴酒精油酸溶液所含有的油酸的体积为_mL（2）在浅盘内的水面上滴入一滴酒精油酸溶液，待油酸充分散开后，将事先准备好的_的玻璃板盖在浅盘上，然后将用彩笔将_画在玻璃板上，算出油酸的面积S求面积时，以cm2为单位，计算_的个数，_的舍去，_的算一格【方法提示】1.微观量的估算，一般要以_为联系桥梁对分子、原子或原子核进行有关量的计算。2.这里建立了一个理想化模型：把分子看作是小球，所以求出的数据只在数量级上是有意义的。固体、液体被理想化地认为各分子是一个挨一个紧密排列的，每个分子的体积就是每个分子平均占有的空间。气体分子仍视为小球，但分子间距离较大，所以气体分子的体积远小于每个分子平均占有的空间。每个气体分子平均占有的空间看作以相邻分子间距离为边长的正立方体。3数格数求面积是求不规则形状的面积的常用方法。【典型例题】例1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（mol-1）.下列说法不正确的是（ ）A.1 kg铜所含的原子数为 B.1 m3铜所含的原子数为C.1个铜原子的质量为 kg D.1个铜原子所占的体积为 m3例2.某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为，每个分子的质量和体积分别为m和Vo，则阿伏加德罗常数NA可表示为 ( )A B C D 例3在标准状总值下，有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气，已知水的密度为，求阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为MA，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为VA，求： （1）它们中各有多少水分子？ （2）它们中相邻两个水分子之间的平均距离？ （3）分析可否求出每个分子的体积，如可以求出，写出表达式。例4已知气泡内气体的密度为1.29kg/，平均摩尔质量为0.29kg/mol。阿伏加德罗常数 ，取气体分子的平均直径为，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值。（结果保留一位有效数字）例5将1摩尔的油酸溶于酒精，制成200毫升的溶液。已知1毫升的溶液有50滴，取1滴滴在水面上，在水面上形成0.2平方米的油膜，估算油酸分子的直径。 例6在做“用油膜法估测分在大小”的实验中，有以下器材，油酸的酒精溶液、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩色笔，还缺少的器材有_实验的简要步骤如下：A将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多余半个的算一个），再根据方格的边长丘出油膜的面积S。B将一滴酒精油酸溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上C用浅盘装入约2cm深的水，然后用痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上D用公式求出薄膜厚度，即油酸分子的直径E根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积VF用注射器或滴管将事先配置好的酒精油酸溶液一滴滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数上述实验步骤的合理顺序为_例7在做“用油膜法估测分在大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每104ml溶液中有纯油酸6ml，用注射器测得1ml上述溶液为50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，用笔在玻璃板上描出油酸膜的轮廓形状，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为2cm，则：油酸膜的面积是_cm2 每滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是_ml（答案取两位有效数字） 按以上实验数据估算出油酸分子的直径约为_m （答案取两位有效数字）【同步训练】1只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体分子间的平均距离（ ）A阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和质量B阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和密度C阿伏加德罗常数，该气体的质量和体积D该气体的密度、体积和摩尔质量2假如全世界60亿人同时数1 g水的分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取61023 mol1)（ ）A10年B1千年 C10万年D1千万年3在标准状况下，任何气体的摩尔体积均为22.4L /mol，水的摩尔体积为18mL/mol，则水蒸汽分子间的距离约是水分子直径的（ ）A1倍 B10倍 C100倍 D1000倍4. 已知某种物质的密度为、摩尔质量为、阿伏加德罗常数为NA，求该物质分子的质量？分子的直径（将分子看成球形）？质量为M的该物质所含的分子数目？5在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，已经准备的器材有： 油酸酒精溶液、滴管、浅盘、水、玻璃板、彩笔和坐标纸，要完成本实验，还缺少的器材有 已知油酸酒精溶液中，油酸的体积比浓度为0.05%，1mL这样的溶液含80滴，现将1滴溶液滴在水面上，这滴溶液中纯油酸的体积是 m3.用彩笔描绘出油膜的轮廓线后，印在坐标纸上，如图1所示. 已知坐标纸每一小格的边长为1cm，则油膜的面积为 m2根据上面的数据，估算油酸分子的直径是 m（结果取一位有效数字） 6一个房间的地面面积是15m2，高3m已知空气平均摩尔质量是2.910-2kg/mol通常用空气湿度表示空气中含有的水蒸气的情况若房间内所有水蒸气凝结成水后的体积为10cm3，已知水的密度为=1.0103kg/m3，水的摩尔质量Mmol=1.810-2kg/mol（标准状况）求：（1）房间内空气的质量；（2）房间内有多少个水分子？（3）估算一个水分子的线度是多大？(保留两位有效数字)7用放大600倍的显微镜观察布朗运动，在显微镜下测得小碳粒的体积为V=0.110-9m3，碳的密度为=2.25103kg/m3，摩尔质量为=1.210-2kg/mol求该小碳粒含有的碳原子的数目（阿伏加德罗常数取6.01023mol-1）第2课时分子的热运动 分子的作用力 内能【考纲要求】65 分子热运动 布朗运动66 分子见的作用力67 温度和内能【知识梳理】1分子的热运动物体里的分子永不停息地做无规则运动，这种运动叫做_。扩散现象和布朗运动都可以很好地证明_。布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动。形成条件是：微粒足够小。（微粒越小，布朗运动越_）温度越高，布朗运动越_。观察到的是固体微粒（不是液体，不是固体分子）的无规则运动，反映的是_运动的无规则性。实验中描绘出的是某固体微粒每隔30秒的位置的连线，不是该微粒的运动轨迹。2分子间的相互作用力（1）特点：分子间同时存在_和_；引力和斥力都随着距离的增大而_；斥力比引力变化得_；实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的_ (其变化规律如图所示)（2） 随分子间距离而变的规律是：（3） rr0时表现为_力； r10r0以后，可以_。（3）从本质上来说，分子力是电场力的表现。因为分子是由原子组成的，原子内有带正电的原子核和带负电的电子，分子间的作用力就是由这些带电粒子间的相互作用引起的。3物体的内能rEpr0o（1）做热运动的分子具有的动能叫_。_是物体分子热运动的平均动能的标志。（2）由分子间相对位置决定的势能叫_。分子力做正功时分子势能_；分子力做负功时分子势能_。当r=r0即分子处于平衡位置时分子势能最_。不论r从r0增大还是减小，分子势能都将_。如果以分子间距离为无穷远 时分子势能为零，则分子势能随分子间距离而变的图象如右。（3）物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的_叫做_的_。物体的内能跟物体的_和_及_都有关系.（微观解释）（4） 内能与机械能： 运动形式不同：内能对应分子的热运动，机械能对应物体的机械运动。物体的内能和机械能在一定条件下可以相互转化。【方法提示】1布朗运动不是分子的运动，但研究布朗运动可以说明分子的永不停息的无规则运动这是科学研究的常用方法：逻辑推理。2可以把“分子分子”系统与“球弹簧球”系统作类比，它们的受力图景、运动图景、能量图景是一致的【典型例题】例下列关于布朗运动的说法中正确的是（ ）A布朗运动就是分子的无规则运动B布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动C一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚这说明温度越高布朗运动越激烈D在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动 例2下列关于分子间作用力的说法正确的是（ ）A当两个分子相互吸引时，分子间没有斥力B当两个分子间距离大于分子直径的10倍以上时，分子间相互作用力就小到可以忽略C分子间距离越小，引力越大，斥力越小D两个分子从相距很远处逐渐靠近，过程中分子力逐渐变大例3下列现象中，能说明分子间存在斥力的是（ ）A水和酒精混合后体积变小B滴进水中的红墨水迅速散开C铁棒很难弯曲D给自行车打气时，气筒压到后来觉得很费劲例4. 当氢气和氧气温度相同时，下述说法中正确的是（ ）A两种气体分子的平均动能相等B氢气分子的平均速率等于氧气分子的平均速率C两种气体分子热运动的总动能相等D两种气体中每个分子热运动的速率相等例5关于分子势能，下列说法中正确的是(设两分子相距无穷远时分子势能为0)( )A体积增大，分子势能增大，体积缩小，分子势能减小B当分子间距离r=r 0时，分子间合力为0，所以分子势能为0C当分子间作用力为引力时，体积越大，分子势能越大D当分子间作用力为斥力时，体积越大，分子势能越大例6(2005北京海淀高三质量检测)如下图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上距原点为r3的位置.虚线分别表示分子间斥力f斥和引力f引的变化情况，实线表示分子间的斥力与引力的合力f的变化情况.若把乙分子由静止释放，则乙分子（ ）A.从r3到r1做加速运动，从r1向O做减速运动B.从r3到r2做加速运动，从r2到r1做减速运动C.从r3到r1，分子势能先减少后增加D.从r3到r1，分子势能先增加后减少例7关于内能，下列说法正确的是（ ）A、温度高的物体具有内能，温度低的物体没有内能 B、温度高的物体具有的内能一定比温度低的物体具有的内能多C、 的物体内能为零 D、同一个物体的温度降低时，其内能减小例8下列说法正确的是 （ ）A、物体平均速度大的物体的温度高B、20的水的分子和20的铜的分子的平均动能相同C、体积变大，内能变大D、温度升高，所有的分子的平均动能都变大例9下列说法都是错误的，试分析错在哪里（1）大风天里，风沙弥漫，尘土飞扬，这就是布朗运动（2）布朗运动是由于液体分子对固体小微粒撞击引起的，固体小微粒体积越大，受到撞击就越多，布朗运动就越显著（3）在较暗的房间里，从射进来的一束阳光中，可以看到似乎有灰尘在飞舞，这就是布朗运动 【同步训练】1(2005河南郑州重点高中高三质检)下列说法正确的是（ ）A.用打气筒打气很费劲，这是气体分子间存在斥力的宏观表现B.水的体积很难被压缩，这是水分子间存在斥力的宏观表现C.气缸中的气体膨胀推动活塞，这是分子间的斥力对外做功的宏观表现D.夏天轮胎容易爆裂，说明温度越高，气体分子间的斥力越大2（广东高考）下列说法中正确的是（ ） A水的体积很难被压缩，这是分子间斥力的宏观表现 B气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现 C两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空（马德堡半球），用力很难拉开，这是分子间存在吸引力的宏观表现 D用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在吸引力的宏观表现3. 分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质。据此可判断下列说法中错误的( )A显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动，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它元素4如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能EP与两分子间距离的关系如图曲线所示，图中分子势能的最小值为E0。若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是（ ）A乙分子在p点（xx2）时，速度最大B乙分子在p点（xx2）时，其动能为E0C乙分子在Q点（xx1）时，速度为零D乙分子的运动范围为xx15关于温度的概念下列说法正确的是（ ）A某物体的温度为0，则其中每个分子的温度都为0B温度是物体分子热运动的平均速率的标志C温度是物体分子热运动平均动能的标志D温度可从高温物体传递到低温物体，达到热平衡时，两物体温度相等第3课时气 体【考纲要求】71 气体实验规律 理想气体气体实验的定量计算不作要求【知识梳理】1气体的状态参量:(p、V、T）(1)压强(p)：气体的压强是大量分子对器壁碰撞的宏观表现。 微观决定因素：一个是气体分子的_；另一个是分子的密集程度。 宏观决定因素：一个是单位体积内的分子数；另一个是温度T(2)体积(V)：气体的体积，通常就是容器的容积(不是指分子本身的体积)(3)温度(T)：物体内部分子热运动的_的标志2玻意耳定律的表达式为_，在p-V图象中等温线是一条_3查理定律的表达式为_，在p-T图象中等容线是一条_4盖吕萨克定律的表达式为_，在V-T图象中等压线是一条_5理想气体状态方程的表达式为_，适用条件是_6气体分子运动的特点 分子之间碰撞频繁，作杂乱无章的热运动；大量分子任一时刻向各方向运动的机会均等，分子速率按“中间多、两头少”的统计规律分布(见教材)7理想气体（重点）（1）分子间无相互作用力，分子势能为零；（2）一定质量的理想气体的内能只与温度有关。（3）在温度不太低、压强不太大（常温常压）的条件下，实际气体可以近似为理想气体。【方法提示】1 理想气体的内能仅由温度决定，体积无关。2 气体的压强可结合微观定义与宏观的的状态方程统筹考虑。【典型例题】例1、已知地球半径约为6.4106 m，空气的摩尔质量约为2910-3 kg/mol,一个标准大气压约为1.0105 Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为（ ）A.41016 m3 B.41018 m3 C. 41030 m3 D. 41022 m3例2、（2008年全国II卷理综） 对一定量的气体， 下列说法正确的是（ ） A气体的体积是所有气体分子的体积之和B气体分子的热运动越剧烈， 气体温度就越高C气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的D当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少例3、（2008年四川延考卷理综）下列说法正确的是A大量分子能聚集在一起形成液体或固体，说明分子之间存在引力B被活塞封闭在气缸中的气体体积增大时压强一定减小C被活塞封闭在气缸中的气体温度升高时压强一定增大D气体压强的大小只与温度和气体分子的总数有关例4、一定质量的理想气体，下列过程可能实现的是（ ）A若压强变大、温度降低，则体积减小B若压强变大、体积变大，则内能增大C若体积减小、温度减小，则压强一定减小D若压强变大、体积减小，则温度可能升高，也可能降低例5、 下列各图中，P表示压强，V表示体积，T表示热力学温度，t表示摄氏温度，在下面四幅图中：（1）表示等压变化的是（ ），（2）表示等容变化的是（ ），（3）表示等温变化的是（ ） 例6如图气缸静止在水平面上，缸内用活塞封闭一定质量的空气活塞的的质量为m，横截面积为S，下表面与水平方向成角，若大气压为p0，求封闭气体的压强ph1h3h2ab例7竖直平面内有如图所示的均匀玻璃管，内用两段水银柱封闭两段空气柱a、b，各段水银柱高度如图所示大气压为p0，求空气柱a、b的压强各多大？例8用微观解释下列现象1一定质量的气体在体积保持不变的情况下，温度越高压强越大2一定质量的气体在压强保持不变的情况下，体积越大，说明温度越高3一定质量的气体，在温度保持不变的情况下，体积越大，压强越小4在压强相同的情况下，温度越高的气体，说明分子密度越小例9.（09山东） 一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中AB过程为等压变化，BC过程为等容变化。已知VA=0.3m3，TA=TB=300K、TB=400K。（1）求气体在状态B时的体积。（2）说明BC过程压强变化的微观原因（3）没AB过程气体吸收热量为Q，BC过 气体 放出热量为Q2，比较Q1、Q2的大小说明原因。【同步训练】1. 一定量的理想气体,处在某一初始状态.现在要使它的温度经过状态变化后回到初始状态的温度,用下列哪些过程可能实现（ ）A先保持压强不变而使它的体积膨胀，接着保持体积不变而减小压强B先保持压强不变而使它的体积减小，接着保持体积不变而减小压强C先保持体积不变而增大压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀D先保持体积不变而减小压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀2关于密封在容器中的气体到压强，下列说法中正确的是（ ）A气体的压强是由于气体受到重力作用而产生的B气体的压强是由于气体分子间的相互作用的分子斥力而产生的C气体的压强是由于容器器壁对气体分子的排斥作用而产生的D气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击容器壁而产生的3关于气体的体积和气体的压强，下列说法中正确的是（ ）A气体的体积是所有气体分子体积的总和B气体的体积与气体的质量和分子体积无关，只取决于容器的容积C气体的压强取决于气体的质量和温度D气体的压强取决于气体的密度和温度4一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，体积增大、压强减小，体积减小、压强增大的原因是（ ）A体积增大后，气体分子运动的速率变小了B体积减小后，气体分子运动的速率变大了C体积增大后，单位体积内的分子数变少了D体积减小后，在单位时间内，撞击到单位面积上的分子数变多了5封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是（ ）A、气体的密度增大 B、气体的压强增大C、气体分子的平均动能减小 D、每秒撞击单位面积器壁的气体分子增多6如图所示，容器A、B各有一个可以自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压强恒定A、B的底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热起初，A中水面比B中的高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡在这个过程中（ ）A、大气压力对水做功，水的内能减小B、水克服大气压力做功，水的内能减小C、大气压力对水不做功，水的内能不变D、大气压力对水不做功，水的内能增加第4课时 热力学定律【考纲要求】72 改变物体内能的两种方式73 热力学第一定律 能量守恒定律【知识梳理】 1 热力学第一定律 _和_对改变物体的内能是等效的。 但从能量转化和守恒的观点看又是有区别的：做功是其他形式的能和内能之间的_，功是能量转化的量度；而热传递是内能间的_，热量是内能转移的量度。 热力学第一定律:U =Q + W 符号的正负：当外界对物体做功时W取正，物体克服外力做功时W取负；当物体从外界吸热时Q取正，物体向外界放热时Q取负；U为正表示物体内能增加，U为负表示物体内能减小。2能量守恒定律能量:能量即不会凭空_，也不会凭空_，它只能从一种形式_为别的形式，或者从一个物体_到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。 能量守恒定律说明第一类永动机_制成。3热力学第二定律（1）热传导的方向性。热量会自发地从高温物体传给低温物体，但是向相反的方向却不能自发地进行。（2）第二类永动机不可能制成。我们把没有冷凝器，只有单一热源，从单一热源吸收热量全部用来做功，而不引起其它变化的热机称为第二类永动机。这表明机械能和内能的转化过程具有方向性：机械能可以全部转化成内能，内能却不能全部转化成机械能而不产生其它的变化。（3）热力学第二定律表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。第二类永动机是不可能制成的。自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。它揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性，使得它成为独立于热力学第一定律的一个重要的自然规律。（4）能量耗散。我们无法把流散的内能重新收集起来加以利用。这种现象叫做能量的耗散。它从能量转化的角度反映出自然界中的宏观现象具有方向性。在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵_绝对零度是_达到的【方法提示】1讨论理想气体状态变化过程中做功与热传递的情况，一般将热力学第一定律与气体的状态方程相结合进行分析。理想气体的内能仅由_决定。2运用热力学第一定律时，特别