第1课时 分子动理论与统计观点(实验 用油膜法估测分子的大小)讲义

1、选修33第1课时分子动理论与统计观点（实验：用油膜法估测分子的大小）课时集训rI对点训练提升素能|一,基础练习。一、物体的内能L（2014郴州模拟）（多选）下列关于物体内能的说法正确的是（AD）A.同一杯水内能越大温度越高B.0以上的物体才有内能C.温度相同的物体内能一定相等D.当物体的内能增加时,其温度可能不变E.物体的温度不变内能一定不变解析:物体内能与温度有关，同一杯水内能越大温度越高，故A正确；物体在任何温度下都具有内能，故B错误;物体的内能与物体质量、温度、体积有关，温度相同的物体内能不一定相等，故C错误;物体内能增加,则可能分子势能增加，分子动能不变,故D正确;物体的温度不变，内能

2、可以发生变化,如晶体的熔化与凝固，故E项错误.2.关于物体的内能，下列说法中正确的是（C）A.水分子的内能比冰分子的内能大B.物体所处的位置越高,分子势能就越大，内能越大C.一定质量的0的水结成0°C的冰，内能一定减少D.相同质量的两个同种物体,运动物体的内能一定大于静止物体的内能解析：内能是指组成物体的所有分子的热运动的动能与分子势能的总和,说单个分子的内能没有意义，故选项A错误.内能与机械能是两种不同性质的能,它们之间无直接联系，内能与“位置”高低、“运动”还是“静止”没有关系，故选项B、D错误.一定质量的0的水结成0的冰，放出热量，使得内能减小，故选项C正确.3.下列关于分子运

3、动和热现象的说法正确的是（C）A.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在势能的缘故B.一定量100的水变成100的水蒸气,其分子平均动能增加C.一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和D.如果气体温度升高,那么每一个分子热运动的速率都增加解析:气体分子间的距离比较大,甚至可以忽略分子间的作用力，分子势能也就不存在了，所以气体在没有容器的约束下散开是分子无规则热运动的结果,选项A错误.100C的水变成同温度的水蒸气,分子的平均动能不变,所以选项B错误.根据内能的定义可知选项C正确.如果气体的温度升高,分子的平均动能增大,热运动的平均速率也增大，这是统计规律，但

4、就每一个分子来讲,速率不一定增加，故选项D错误.二、分子力、分子势能4. （2014吉林模拟）（多选）关于分子间相互作用力的以下说法中正确的是（CD）A.当分子间的距离r=r。时,分子力为零,说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力B.分子力随分子间的距离的变化而变化，当r>r。时,随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大的快,故分子力表现为引力C.当分子间的距离时,随着距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大的快,故分子力表现为斥力D.当分子间的距离r=109m时,分子间的作用力可以忽略不计E.当两个分子间的距离变大时,分子引力增大,分子斥力减小解析:分

5、子间的引力和斥力同时存在，当分子间的距离r=r。时，引力等于斥力，分子力为零,故A错误.分子力随分子间的距离的变化而变化,当r>r。时,分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,斥力减小的更快,分子力表现为引力，故B错误.当分子间的距离时，随着距离的减小，分子间的引力和斥力都增大,但斥力比引力增大的快,分子力表现为斥力，故C正确.当分子间的距离r=109m时,分子间的作用力可以忽略不计,故D正确.当两个分子间的距离变大时,分子引力与分子斥力都减小，只是斥力减小的快而已因此E项错误.5. （2014长春模拟）（多选）下列说法中正确的是（BDE）A.一定量的气体,在压强不变时，分子每秒对

6、器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而减小B.把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起，说明分子间存在引力C.破碎的玻璃不能重新拼接在一起是因为其分子间存在斥力D.分子a从相距较远处由静止开始接近固定不动的分子b,只受分子力作用，当a受到的分子力为0时,a的动能一定最大E.一定质量的理想气体,若体积不变，当分子热运动变得剧烈时,压强一定变大解析:温度降低,分子对器壁的平均撞击力减小,要保证压强不变,分子单位时间内对器壁单位面积平均碰撞次数必增加,所以A错误;把两块纯净的铅压紧,它们会“粘”在一起，说明分子间存在引力,B正确;破碎的玻璃分子间距较大，已经大于10倍的r。,所以分子间不存在作用力,C

7、错误;分子a从相距较远处由静止开始接近固定不动的分子b,只受分子力作用，分子引力做正功,分子动能增大，当分子间距为r0时,a受到的分子力为0,a的动能最大,继续接近时,分子间作用力表现为斥力，做负功,动能减小，故当a受到的分子力为0时,a的动能最大,D正确;一定质量的理想气体,若体积不变，当分子热运动变得剧烈时,温度升高,根据查理定律,知压强一定变大,故E正确.三、油膜法估测分子的大小6.（多选）一滴油酸酒精溶液含质量为m的纯油酸,滴在液面上扩散后形成的最大面积为S.已知纯油酸的摩尔质量为M、密度为P，阿伏加德罗常数为刈,下列表达式中正确的有（BC）A.油酸分子的直径d=WB.油酸分子的直径d

8、=WpsC.油酸所含的分子数n弋NaD.油酸所含的分子数叩汹解析:设油酸分子的直径为d,一滴油酸体积V=E则d,故B正确,A错误;设油酸所含的分子数为n,则有好都心故C正确,D错误.四、微观量的计算7.分子非常微小，人们只能通过放大几亿倍的扫描隧道显微镜才能看到其踪影,那么边长为1nm的立方体,可容纳液态氢分子(其直径约为10.°m)的个数最接近于(B)A.1()2个B.IO,个C.1()6个D.1()9个解析：1nm=109m,则边长为1nm的立方体的体积V=(109)3m-1027m3;将液态氢分子看作边长为1010m的小立方体,则每个氢分子的体积V0=(1(T°)3m

9、3=10-30所以可容纳的液态氢分子的个数N=f103(个)，故选项B正确.8. (2014江苏省江都区高二期中)已知铜的摩尔质量M=6.4X10"kg/mol,铜的密度P=8.9XlOlg/m,阿伏加德罗常数Na.OXIOoI1.试估算：(计算结果保留两位有效数字)(1) 一个铜原子的质量.(2)若每个铜原子可提供两个自由电子,则3.0X105m：'的铜导体中有多少个自由电子？解析：原子的质量1X10，5kg.铜块的物质的量n书，铜导体中含有自由电子数N=2nNa仁5.OXIO?1个.答案：(1)1.lX10-25kg(2)5.OXIO?"个素能提升。9. (20

10、13九江模拟)(多选)对于分子动理论和物体内能的理解,下列说法正确的是(ABE)A.物体的温度升高时分子平均动能一定增大，但内能不一定增大B.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大C.当分子间的距离增大时,分子间的引力和斥力均减小，但斥力减小得更快,所以分子间的作用力总表现为引力D.布朗运动是悬浮在液体中的固体分子的运动,它说明分子永不停息地做无规则运动E.无论分子间距离r与r。有何关系，只要分子力做正功，则分子势能一定减小解析:温度是分子平均动能的标志,温度升高其平均动能增大,但物体内能包括分子动能和分子势能,分子势能可能减小,选项A正确；分子力表现为斥力时,分子

11、间距离减小,斥力增大,且做负功，分子势能增大,选项B正确；分子间距离小于r。时，分子的作用力表现为斥力,距离大于r（）时表现为引力,选项C错误;布朗运动是指悬浮在液体中的微粒的无规则运动,选项D错误；由分子力做功与势能变化关系可知，选项E正确.10. （2013长春模拟）（多选）关于分子动理论的基本观点和实验依据，下列说法正确的是（ABD）A.多数分子大小的数量级为1010mB.扩散现象证明，物质分子在永不停息地做无规则运动C.悬浮在液体中的微粒越大,布朗运动就越明显D.分子之间同时存在着引力和斥力E.随着分子间距离的增大,分子势能一定增大解析：多数分子大小的数量级为IO10m,选项A正确;扩

12、散现象证明，物质分子在永不停息地做无规则运动,选项B正确;悬浮在液体中的微粒越小，布朗运动就越明显，选项C错误;分子之间同时存在着引力和斥力,选项D正确;若分子间的距离小于平衡位置距离，则随着分子间距离的增大,分子势能减小,选项E错误.11. （2014保定摸底）（多选）我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作.PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5um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（DE）A. PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当B. PM2.5在

13、空气中的运动属于分子热运动C. PM2.5的运动轨迹只是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡决定的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E.PM2.5一定有内能解析:PM2.5的尺寸比空气中氧分子的尺寸大得多,A错误.PM2.5在空气中的运动不属于分子热运动,B错误.PM2.5的运动轨迹是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡和气流的运动决定的,C错误.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,PM2.5内分子有动能和势能，因此一定有内能,D、E正确.12.很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全.轿车在

14、发生一定强度的碰撞时,利用叠氮化钠（NaNj爆炸产生气体（假设都是N2）充入气囊.若氮气充入后安全气囊的容积V=56L,囊中氮气密度P=2.5kg/m3,已知氮气摩尔质量M=0.028kg/mol,阿伏加德罗常数M=6X10"mol试估算：（1）囊中氮气分子的总个数N;（2）囊中氮气分子间的平均距离.（结果保留1位有效数字）解析：设N2的物质的量为n,则n书，氮气的分子总数N=Na,代入数据得N=3X1()24个.每个分子所占的空间为喙设分子间平均距离为a,则有V0=a3,即嗯代入数据得aQ3X10"m.答案：(1)3X1024个(2)3X10、m13.某学校物理兴趣小组组

15、织开展一次探究活动,想估算地球周围大气层的分子个数.一学生通过网上搜索,知道大气压强是由大气重力产生的,并查阅得到以下几个物理量数据:地球的半径R=6.4XICTm,地球表面的重力加速度g=9.8m/s2,大气压强po-l.OXIO5Pa,空气的平均摩尔质量M=2.9X102kg/mol,阿伏加德罗常数Na=6.0X1023mol(1)这位同学根据上述几个物理量能估算出地球周围大气层的分子数吗?若能,请说明理由；若不能,也请说明理由.(2)假如地球周围的大气全部液化成液态且均匀分布在地球表面上，估算一下地球半径将会增加多少？(已知液化空气的密度P=L0XIO3kg/m3)解析：(1)能.因为大

16、气压强是由大气重力产生的，由P广詈'舞，得")二手把查阅得到的数据代入上式得mQ5.2X10出kg所以大气层的分子数为NNaL个.（2）可求出液化后的体积为V=2=12xiom:5.2X1015m：!pLOX10s设大气液化后的液体分布在地球表面上时，地球半径增加h,则有打（R+h）3-nR3=V,得3R2h+3Rh2+hV考虑到h«R,忽略h的二次项和三次项，得V_5.2X10154nR24X3.14XC6.4X106)2答案：（1）见解析（2）10m14.（2014连云港摸底）测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法.（1）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，

17、用移液管量取0.25mL油酸，倒入标注250mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的溶液.然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面达到量筒中1mL的刻度,再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有排子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜,如图（甲）所示.坐标格的正方形大小为2cmX2cm.由图可以估算出油膜的面积是cm2,由此估算出油酸分子的直径是m（保留一位有效数字）.（甲）（乙）（2）如图（乙）是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片.这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43X108m的圆周而组成的