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1、分子动理论·典型题剖析例1 已知铜的摩尔质量M=63.5g,铜的密度是=8.9g/cm3,试估算铜原子的质量和铜原子的体积已知NA=6.02×1023mol-1分析 设想铜原子是一个个紧挨着排列的,利用阿伏加德罗常数即得解答 铜原子的质量为铜原子的体积为=1.2×10-23cm3说明 如果要估算铜原子的直径,可把铜原子看作一个个小球,由得例2 在标准状况下,氢气分子间的距离为多大?分析 由1mol氢在标准状况下所占的体积和分子数,可算出每个氢分子所占体积,把它看成一个立方体,其边长就是氢分子的间距解答 1mol氢在标准状况下的体积Vmol=22.4×10

2、-3m3,它含有的氢分子数N=6.02×1023个,所以每个氢分子所占据的空间为=3.72×10-26m3把这个空间看成是一个立方体,它的边长等于相邻两个立方体的中心距离,也就是两个氢分子的距离,即3.34×10-9m说明 由计算可知,通常情况下气体分子的间距比分子直径大一个数量级,所以常可不计分子本身体积例3 从下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数? A水的密度和水的摩尔质量B水的摩尔质量和水分子的体积C水分子的体积和水分子的质量D水分子的质量和水的摩尔质量分析 阿伏加德罗常数表示1mol物质(如水)中含有的分子数,因此由水的摩尔质量(设为M)除以水分子质量(设

3、为m),就可算出其中的分子数,即题中数据A,只能算出摩尔体积;数据C只能算出水分子的密度;数据B的两者之间无法直接建立联系,均无法算出阿伏加德罗常数答 D讨论在油膜法中,通常先将油酸(C17H35COOH)用无水酒精稀释后制成0.5油酸酒精溶液取一小滴滴在水面上,由于油酸分子的酸根COOH对水有很强的亲和力,就使这一滴油酸在水面上散开,形成一层单分子薄膜测量出这一滴油酸所扩散出来的油膜面积,根据它的体积即可求出这一层油膜的厚度,亦即油酸分子直径的近似值实验中,为了较方便地确定油膜的面积,在油滴滴入水面之前,先在水面上撒一薄层松花粉(或滑石粉),油膜面积的大小,可由松花粉(或滑石粉)围成的闭合边

4、界确定待油膜不再扩散时,可用一片玻璃盖在水盘上,用笔按照松花粉的边界描出油膜的边缘,然后将描有油膜范围的玻璃片放在方格纸上,根据每一小方格的面积(l2cm2)和油膜所占的格数n(占大半格的算作1格,不足半格的舍去),即可算出油膜的面积S=nl2cm2分子间的相互作用力·典型题剖析 例1 分子间的相互作用力由引力f引和斥力f斥两部分组成,则 Af引和f斥是同时存在的Bf引总是大于f斥,其合力总表现为引力C分子之间的距离越小,f引,越小,f斥越大D分子之间的距离越小,f引越大,f斥越小分析 分子之间的引力和斥力是同时存在的,它们的大小和合力都与分子间距有关分子间距越小时,引力和斥力都越大

5、当rr0时,斥力的增大更快,合力表现为斥力;反之,当rr0时,斥力的减小更快,合力才表现为引力所以B、C、D都错答 A例2 试从分子动理论的观点,说明物体三态(固态、液态、气态)为什么有不同的宏观特征?分析 可以根据分子间距的不同,使得分子间相互作用力也不同的特点去解释答 固体分子间的距离非常小,分子之间的作用力很大,其分子只能在平衡位置附近作范围很小的无规则振动因此,固体不但具有一定的体积,还具有一定的形状液体分子间的距离比较小,分子之间的作用力也相当大,但与固体分子相比,液体分子可以在平衡位置附近作范围较大的无规则振动,而且液体分子的平衡位置不是固定的,是在不断地移动因而液体虽然具有一定的

6、体积,却没有固定的形状气体分子间距离很大,彼此间的作用力极为微小,其分子除了在与其他分子或器壁碰撞时有相互作用外可以认为不受其他作用力的因而气体分子总是作匀速直线运动,直到碰撞时才改变方向所以气体没有一定的体积,也没有一定的形状,总是充满整个容器讨论分子之间相互作用力,就其本质来说是属于电性的,是由构成分子的带电粒子(电子、质子)的相互作用引起的课本中的弹簧-小球仅是一种简化的模型,是为了便于理解而引入的它与实际分子有质的差别,实际分子间的相互作用比弹簧的作用要复杂得多分子的动能和势能、物体的内能·典型题剖析 例1 甲、乙两个分子相距较远(此时它们的分子力可忽略)设甲固定不动,乙逐渐

7、向甲靠近直到不能再靠近的整个过程中 A分子力总是对乙做正功B乙总是克服分子力做功C先是乙克服分子力做功,然后是分子力对乙做正功D先是分子力对乙做正功,然后是乙克服分子力做功分析 乙逐渐向甲靠近,当间距r10r0时,分子间呈现引力在乙继续向甲靠近过程中,分子力对乙做正功随着乙进一步靠近甲,当间距rr0时,分子间呈现斥力,在乙向甲靠近到不能再近的过程中,分子力对乙做负功,也就是说,乙需克服分子力做功所以,在整个过程中,不是分子力总对乙做功或乙总是克服力做功,也不是乙先克服分子力做功,然后分子力对乙做正功,A、B、C都错答 D例2 质量相等,温度都为100的水和水蒸气,它们的内能 A相等B水的内能比

8、水蒸气的内能大C水蒸气的内能比水的内能大D无法确定分析 质量相等的水和水蒸气的温度都为100时,水和水蒸气的分子数目相等,分子热运动的平均动能是相等的由于水蒸气的体积比相等质量的水的体积来得大,也就是说水蒸气分子间的距离比水分子间的距离来得大,水蒸气分子势能比水分子势能来得大所以,水蒸气的内能比质量相等、温度相同的水的内能大答 C说明 生活经验告诉我们,被水蒸气烫伤比被沸水烫伤严重这正是由于同样质量的100水蒸气和100的水,接触人的皮肤降温后,水蒸气释放出来的内能比水大得多的缘故例3 关于内能和机械能的下列说法中,正确的是 A机械能很大的物体,其内能一定很大B物体的机械能损失时,内能却可能增

9、加C物体的内能损失时,机械能必然会减少D物体的内能为零时,机械能可以不为零E物体的机械能为零时,内能可以不为零分析 内能和机械能是两种不同形式的能对同一物体,不考虑形变时,机械能由其整体的宏观速度和相对地面的高度决定;内能则与其内部分子的无规则运动及其聚集状态有关,它跟物体整体的宏观速度(不计摩擦发热时)和高度一般无直接联系把物体缓缓地举得很高,使它处于很低温度的环境中,物体的机械能很大,但内能却不一定大,A错物体在空中因空气阻力匀速下落时,机械能有了损失,但因与空气摩擦使物体温度升高,内能会增加,B正确使物体保持静止,降低温度,当忽略物体的体积变化时,物体的内能减少,机械能可以认为不变C错由于物体分子永不停息地作无规则运动,物体的内能不可能为零,机械能可以为零D错,E正确答 B、E讨论1分子势能随分子间距的变化可与物体的重力势能相类比,可以统一从系统的功能转换关系考虑若系统的

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