主题三 热现象及能量守恒 第一节 分子动理论（解析版）

主题三热现象及能量守恒第一节分子动理论1．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【答案】ACD【解析】扩散现象不是化学反应，B错误。液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，E错误。2．下列有关热现象和内能的说法中正确的是()A．把物体缓慢举高，其机械能增加，内能不变B．盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必定会随之增大C．电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过“做功”方式实现的D．分子间引力和斥力相等时，分子势能最大E．分子间引力和斥力相等时，分子势能最小【答案】ACE【解析】把物体缓慢举高，外力做功，其机械能增加，由于温度不变，物体内能不变，选项A正确；物体的内能与物体做什么性质的运动没有直接关系，选项B错误；电流通过电阻后电阻发热，是通过电流“做功”的方式改变电阻内能的，选项C正确；根据分子间作用力的特点，当分子间距离等于r0时，引力和斥力相等，不管分子间距离从r0增大还是减小，分子间作用力都做负功，分子势能都增大，故分子间距离等于r0时分子势能最小，选项D错误，E正确。3．当两分子间距为r0时，它们之间的引力和斥力相等。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r＝r0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r＝r0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r＝r0逐渐减小的过程中，分子间作用力的合力一直增大【答案】ACE【解析】分子引力和斥力是同时存在的，当分子之间的距离为r0时，分子引力和斥力刚好大小相等方向相反，合力为0，分子势能最小，A正确。

当两个分子间距离小于r0时，分子斥力大于分子引力，所以合力表现为斥力，B错误。当分子距离从较远逐渐减小到r＝r0过程中，分子间作用力表现为引力，且先逐渐增大后逐渐减小，所以C正确，D错误。

当分子间距离小于r0时，分子间作用力表现为斥力，且距离减小合力增大，所以E正确。4．某气体的摩尔质量为Mmol，摩尔体积为Vmol，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m和V0，则阿伏加德罗常数NA可表示为()A．NA＝Mmolm

B．NA＝ρVmolm

C．NA＝VmolV0

D．NA＝MmolρV0【答案】AB【解析】阿伏加德罗常数NA＝Mmolm＝ρVmolm＝VmolV，其中V为每个气体分子所占有的体积，而V0是气体分子的体积，故C错误；D中ρV0不是气体分子的质量，因而也是错误的。故选A、B。5．有关分子的热运动和内能，下列说法正确的是()A．一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变B．物体的温度越高，分子热运动越剧烈C．物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和D．布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的E．外界对物体做功，物体的内能必定增加【答案】ABC【解析】温度是分子平均动能的标志，则一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变，选项A正确；物体的温度越高，分子热运动越剧烈，选项B正确；物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和，选项C正确；布朗运动是液体分子对悬浮在液体中的微粒频繁碰撞引起的，选项D错误；改变物体内能的方式有做功和热传递，外界对物体做功，物体的内能不一定增加，选项E错误。6．关于热现象，下列说法中正确的是()A．布朗运动就是分子的无规则运动B．对于一定质量的理想气体，温度升高，气体内能一定增大C．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加D．0℃的冰和0℃的铁块的分子平均动能相同【答案】BD【解析】布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，但不是液体分子的运动，A错误。气体分子的平均动能只与温度有关，一定质量的理想气体的内能与温度有关，温度升高，气体内能一定增大，B正确。气体的温度升高，分子平均动能增大，但不是每个气体分子运动的速率都增加，C错误。温度是分子平均动能的标志，可知0℃的冰和0℃的铁块的分子平均动能相同，D正确。7．如图所示是氧气分子在不同温度下的速率分布规律图，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图可知()A．同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大D．①状态的温度比②状态的温度高【答案】A【解析】同一温度下，中等速率的氧气分子数所占的比例大，即氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律，A正确。温度升高使得氧气分子的平均速率增大，不一定每一个氧气分子的速率都增大，B错误。随着温度的升高，氧气分子中速率大的分子所占的比例增大，从而使分子平均动能增大，C错误。由题图可知，②中速率大的分子占据的比例较大，说明②对应的分子平均动能较大，故②对应的温度较高，D错误。8．两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【答案】BCE【解析】分子力应先增大，后减小，再增大，所以A选项错误；分子力先为引力，做正功，再为斥力，做负功，B选项正确；根据动能定理可知分子动能先增大后减小，分子势能先减小后增大，分子动能和分子势能之和保持不变，所以C、E选项正确，D错误。9．分子势能与分子力随分子间距离r变化的情况如图2甲所示。现将甲分子固定在坐标原点O，乙分子只受两分子间的作用力沿x轴正方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图乙所示。设在移动过程中两分子所具有的总能量为0，则()图2A．乙分子在P点时加速度最大

B．乙分子在Q点时分子势能最小C．乙分子在Q点时处于平衡状态

D．乙分子在P点时分子动能最大【答案】D【解析】根据题意，乙分子的分子动能和两分子间的分子势能之和为零，所以当分子势能最小时，乙分子的分子动能最大；当分子势能为零时，乙分子的分子动能也为零。再观察题图乙可知，乙分子在P点时分子势能最小，乙分子的分子动能最大，此处分子力为零，加速度为零，选项A错误，D正确。乙分子在Q点时分子势能为零，乙分子的分子动能也为零，分子动能最小，分子势能最大，此处，分子力不为零，加速度不为零，选项B、C错误。10．用长度放大600倍的显微镜观察布朗运动，估计放大后的小炭粒的体积V＝0.1×10－9

m3，炭的密度ρ＝2.25×103

kg/m3，摩尔质量M＝12g/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023

mol－1，则小炭粒所含分子数为________个(结果保留1位有效数字)。由此可知布朗运动________(选填“是”或“不是”)分子的运动。【答案】5×1010不是【解析】长度放大600倍的显微镜可以把小炭粒的体积放大n＝6003＝2.16×108倍，故小炭粒的实际体积V0＝Vn，小炭粒的质量m＝ρV0,1mol小炭粒中含有的分子数为NA，由以上各式可得N＝NAρVnM，代入数据得N＝5×1010个。可见每一个小炭粒都含有大量的分子，由此可知，布朗运动不是分子的运动。11．下列说法正确的是()A．只要知道物质的摩尔质量和阿伏加德罗常数就可以计算出一个分子的质量B．物体的温度升高时所有分子的热运动速率都增加C．两相邻分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小D．0℃的水和0℃的冰，其分子平均动能相等E．两分子只在分子力作用下从很远处靠近到不能再靠近的过程中，分子合力先减小后增大【答案】ACD【解析】只要知道摩尔质量和阿伏加德罗常数，根据m＝MmolNA就可以计算出分子的质量，A正确。温度是分子平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，物体的温度升高时，不是所有分子的热运动速率都增加，B错误。根据分子力的特点可知，两相邻分子之间的距离增大时，引力和斥力都减小，C正确。温度是分子平均动能的标志，0℃的水和0℃的冰，其分子平均动能相等，D正确。根据分子力的特点可知，两分子只在分子力作用下从很远处靠近到不能再靠近的过程中，分子合力先增大后减小，最后又增大，E错误。12．下列说法正确的是()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．气体如果失去了容器的约束就会散开，这就是气体分子的无规则的热运动造成的C．在使两个分子间的距离由很远(r>10－9

m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大D．相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等E．大量气体分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率按“中间多，两头少”的规律分布【答案】ABE【解析】摩尔质量与分子质量之比等于阿伏加德罗常数，A正确。气体如果失去了容器的约束就会散开，是气体的扩散现象，这是因为气体分子在做无规则热运动，B正确。使两个分子间的距离由很远(r>10－9

m)减小到平衡间距时，分子之间作用力表现为引力，分子力先增大后减小，分子力做正功，分子势能减小；从平衡间距再减小，分子力表现为斥力，逐渐增大，克服分子力做功，分子势能增加，C错误。相互间达到热平衡的两物体的温度一定相等，内能不一定相等，与分子数有关，D错误。大量气体分子做无规则运动，速率有大有小，但是分子的速率按“中间多，两头少”的规律分布，E正确。13．下列关于温度及内能的说法中正确的是()A．温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的温度高B．两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同C．质量和温度相同的冰和水，内能是相同的D．一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化【答案】D【解析】温度是大量分子热运动的客观体现，单个分子不能比较温度大小，A错误；物质的内能由温度、体积、物质的量共同决定，故B、C均错误；一定质量的某种物质，温度不变而体积发生变化时，内能也可能发生变化，D正确。14．气态的N2可视为理想的气体，对于一定质量的N2在不同物态下的内能，下列说法中正确的是()A．固态的N2熔化为同温度的液态N2时内能增大B．固态的N2熔化为同温度的液态N2时，由于分子力做负功将分子动能转化为分子势能，即其内能保持不变C．液态N2汽化为同温度的气体时内能增大D．气态的N2温度升高时内能因所有分子动能增大而增大【答案】AC【解析】固态的N2熔化为同温度的液态N2时因需要吸收热量其内能增大，A正确，B错误；液态N2汽化为同温度的气体时，因为分子的平均动能只与物体的温度有关，所以N2的分子平均动能不变，而分子势能增大，即内能增大，C正确；气态的N2温度升高时，分子的平均动能增大，但并不是所有分子的动能都增大，D错误。15．以下说法正确的是()A．无论什么物质，只要它们的摩尔数相同就含有相同的分子数B．分子引力不等于分子斥力时，违背了牛顿第三定律C．1g氢气和1g氧气含有的分子数相同，都是6.02×1023个D．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动【答案】A【解析】一摩尔任何物质都含有阿伏加德罗常数个分子，A正确；分子引力与分子斥力不是一对作用力和反作用力，它们的大小不一定相等，B错误；氢气分子和氧气分子的质量不同，所以1g氢气和1g氧气含有的分子数不同，C错误；布朗运动只有在显微镜下才能看到，人的肉眼是看不到的，从阳光中看到的尘埃的运动是物体的机械运动，D错误。16．下列关于温度及内能的说法中正确的是()A．温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的温度高B．两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同C．质量和温度相同的冰和水，内能是相同的D．一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化【答案】D【解析】温度是分子平均动能的标志，对个别分子没有意义，A项错误；物体的内能与物质的量、温度、体积有关，所以B项错误；质量和温度相同的冰和水，分子平均动能相同，但是分子势能不同，冰熔化为水要吸收热量，所以水的内能大，C项错误；一定质量的某种物质，即使温度不变，体积变化也会引起内能的变化，D项正确．17．如图1所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，主要原因是()图1A．铅分子做无规则热运动

B．铅柱受到大气压力作用C．铅柱间存在万有引力作用

D．铅柱间存在分子引力作用【答案】D【解析】当两个接触面平滑的铅柱压紧时，接触面上的分子与分子间的距离非常小，分子之间的作用力表现为引力，使铅柱不脱落．18．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是()【答案】B【解析】分子间作用力f的特点是：r<<span="">r0时f表现为斥力，r＝r0时f＝0，r>r0时f表现为引力；分子势能Ep的特点是r＝r0时Ep最小，因此只有B项正确．19．若以μ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，ρ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