分子动理论 本章小结

本章小结6.02×1023扩散布朗无规则剧烈斥0引中间多两头少大不断撞击器壁平均速率数密度温度体积温度相对位置所有动能势能物质的量温度体积盘点·易错与热点「排查易错易混」易错点1与阿伏加德罗常数相关的微观量的计算1.某气体的摩尔质量为M,摩尔体积为V,密度为ρ,每个气体分子的质量为m,体积为V0,则阿伏加德罗常数NA可表示为(

)C解析:因气体分子间有较大间距,所以气体分子的体积并不等于所占空间的体积,故A错误;ρV0不是气体的摩尔质量M,再除以每个气体分子的质量m,不等于NA,故B错误;气体的摩尔质量M除以每个气体分子的质量m等于NA,故C正确;ρV0不是每个气体分子的质量,故D错误。2.某足球容积为V,球内充有一定质量的空气。已知球内空气的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,求:(1)足球内空气分子的数目N;(2)足球内空气分子间的平均距离L。【易错点拨】微观量估算问题的关键(1)牢牢抓住阿伏加德罗常数,它是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁。(2)注意理想模型的建立,一般在估算固体或液体分子直径或分子间距离时采用球形模型,在估算气体分子间的距离时采用立方体模型。易错点2气体压强的微观解释3.封闭的一定质量的气体,经等温压缩,气体的压强增大。用分子动理论的观点分析,这是因为(

)A.气体分子每次碰撞器壁的平均作用力增大B.单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多C.气体分子的总数增加D.单位体积内的分子数目不变B解析:温度不变,分子热运动的平均动能不变,气体分子每次碰撞器壁的平均作用力不变,故A错误;体积压缩,分子的数密度增大,单位时间内单位面积器壁上受气体分子碰撞次数增多,故B正确;因气体质量一定,故气体分子的总数不变,C错误;气体的体积减小,即单位体积内的分子数目增加,D错误。4.(多选)对于一定质量的气体,下列说法正确的是(

)A.气体的体积变小时,单位体积的分子数增多,单位时间内碰撞器壁单位面积上的分子数增多,从而气体的压强一定增大B.气体封闭在体积不变的容器中,若温度升高,则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力一定增大C.气体的温度升高时,分子的热运动变得剧烈,分子的平均动能增大,撞击器壁时对器壁的作用力增大,从而气体的压强一定增大D.气体的温度降低,体积减小,压强可能不变BD解析:气体体积变小时,单位体积的分子数增多,若同时温度下降,分子的平均动能减小,平均速率减小,单位时间内碰撞到器壁单位面积上的分子数不一定增多,气体的压强也不一定增大,故A错误;封闭在体积不变的容器中的气体,气体分子的数密度不变,温度升高,气体分子的平均速率变大,则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力一定增大,故B正确;气体的温度升高时,分子撞击器壁的作用力增大,但是若气体体积增大,分子的数密度减小,单位时间内撞击器壁的分子数减少,则气体的压强不一定增大,故C错误;气体温度降低时,分子撞击器壁的作用力减小,但是体积减小,分子的数密度增大,单位时间内撞击器壁的分子数增多,则气体的压强可能不变,故D正确。【易错点拨】在分析有关气体压强问题时,要特别注意决定气体压强的两个因素——温度和体积。变化情形中,单一因素改变对压强的影响容易判断,但两个因素均改变时,存在加强、减弱和抵消的情况。易错点3判断物体分子动能、分子势能、内能的变化5.比较45℃的热水和100℃的水蒸气,下列说法正确的是(

)A.热水分子的平均动能比水蒸气的大B.热水的内能比相同质量的水蒸气的小C.热水分子的速率都比水蒸气的小D.热水分子的热运动比水蒸气的剧烈B解析:分子热运动的平均动能只和温度有关,温度越高,分子的平均动能越大,热水温度低于水蒸气温度,所以热水分子的平均动能小于水蒸气分子的平均动能,故A错误;热水变成水蒸气需要吸热,内能变大,所以热水内能要小于同质量水蒸气的内能,故B正确;无论什么温度的物体所含有的分子都有速率大的和小的,只是温度越高速率大的分子所占的比例越大,故C错误;温度越高分子运动越剧烈,热水温度低于水蒸气温度,水蒸气分子运动比较剧烈,故D错误。【易错点拨】(1)物体内能增大(或减小)时温度不一定变化。例如物态变化时,有些物体内能会改变,但温度不变。(2)温度高的物体内能不一定大。(3)判断有关内能的问题时,要注意从是否为同种物质、物质的量、温度、体积及物态等方面综合分析。「回扣命题热点」热点1布朗运动和扩散1.(多选)墨滴入水,扩而散之,徐徐混匀。下列关于该现象的分析正确的是(

)A.混合均匀主要是由于炭粒受重力作用B.混合均匀的过程中,水分子和炭粒都做无规则运动C.使用炭粒更小的墨汁,混合均匀的过程进行得更迅速D.墨汁的扩散运动是由于炭粒和水分子发生化学反应引起的BC解析:墨滴入水后炭粒的运动是布朗运动,是由于受水分子撞击不平衡引起的,是水分子无规则运动的反映,炭粒越小,布朗运动越明显,综上所述,选项A、D错误,B、C正确。2.雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。雾霾中,各种悬浮颗粒物形状不规则,但可视为密度相同、直径不同的球体,并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10μm、2.5μm的颗粒物。某科研机构对所在地区的检测结果表明,在静稳的雾霾天气中,近地面高度百米的范围内,PM10的浓度随高度的增加略有减小,大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小,且两种浓度分布基本不随时间变化。据此材料,以下叙述正确的是(

)A.PM10表示直径小于或等于1.0×10-6m的悬浮颗粒物B.PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力C.PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D.PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大C解析:PM10表示直径小于或等于10μm的颗粒物,而10μm=1.0×10-5m,PM10受到的空气分子作用力的合力时刻发生变化,并不一定始终大于重力;PM10和大悬浮颗粒物在空中飘浮,是受到空气分子撞击不平衡的结果;由于雾霾天气的形成与人类活动相关,则距地面高度越低,PM2.5的浓度应越大,故选项C正确。【核心精讲】扩散现象、布朗运动与热运动的比较现象扩散现象布朗运动热运动活动主体分子微小固体颗粒分子区别分子的运动,发生在固体、液体、气体任何两种物质之间比分子大得多的固体微粒的运动分子的运动,不能通过光学显微镜直接观察到共同点(1)都是无规则运动;(2)都随温度的升高而更加剧烈联系扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动热点2分子运动速率分布规律3.(多选)氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是(

)A.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形B.图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形C.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目D.与0℃时相比,100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大AB解析:温度是分子热运动平均动能的标志,温度升高,分子的平均动能增加,不同温度下相同速率的分子所占比例不同,温度越高,速率大的分子所占比例越大,故虚线为0℃对应的曲线,实线是100℃对应的曲线,选项A、B正确;由图像可知选项C错误;0℃时300～500m/s速率的分子最多,100℃时400～600m/s速率的分子最多,选项D错误。【核心精讲】1.气体分子运动的特点(1)大量气体分子做无规则热运动,因此,分子之间频繁地碰撞,每个分子的速度大小和方向频繁地改变。(2)正是“频繁碰撞”造成气体分子不断地改变运动方向,使得每个气体分子可自由运动的行程极短,整体上呈现为杂乱无章的运动。(3)气体分子沿各个方向运动的概率相等,即向各个方向运动的气体分子数目都相等。(4)每个气体分子都在永不停息地做无规则运动,常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒。2.分子运动速率分布规律(1)温度越高,分子的热运动越剧烈。(2)气体分子速率呈“中间多、两头少”的规律分布。当温度升高时,对某一分子在某一时刻它的速率不一定增大,但大量分子的平均速率一定增大,而且“中间多”的分子速率值增大。(3)曲线与横坐标所围面积为所有速率区间的分子数占气体总分子数的比例,该面积的值为1。所有种类的气体分子都满足以上相同的规律。热点3分子力、分子势能与分子间距离的关系4.(2023·海南卷)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是(

)A.分子间距离大于r0时,分子间表现为斥力B.分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大C.分子势能在r0处最小D.分子间距离小于r0且减小时,分子势能在减小C解析:分子间距离大于r0时,分子间表现为引力,分子从无限远靠近到距离r0处过程中,分子力做正功,分子势能减小;继续减小距离,分子间表现为斥力,分子力做负功,分子势能增大,则在r0处分子势能最小,选项C正确。5.如图甲、乙所示,曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别描述了某物理量随分子间距离变化的规律,r0为平衡位置。现有如下物理量:①分子势能,②分子间引力,③分子间斥力,④分子间引力和斥力的合力,则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的物理量分别是(

)A.①③② B.②④③C.④①③ D.①④③D解析:根据分子处于平衡位置(即分子间距离为r0)时分子势能最小可知,曲线Ⅰ为分子势能随分子间距离r变化的图像;根据分子处于平衡位置(即分子间距离为r0)时分子力为零可知,曲线Ⅱ为分子间作用力随分子间距离r变化的图像;由于曲线Ⅱ处在r轴下方时分子间作用力表现为引力,r轴上方分子间作用力表现为斥力,且分子间作用力随分子间距离的增大而减小,可知曲线Ⅲ为分子斥力随分子间距离r变化的图像,D正确。【核心精讲】对分子间作用力和分子势能曲线的理解(1)分子间同时存在着引力和斥力,它们都随分子间距离的增大(减小)而减小(增大),但斥力比引力变化得快。(2)在r<r0范围内,分子间作用力F、分子势能Ep都随分子间距离r的减小而增大。(3)在r>r0范围内,随着分子间距离的增大,分子间作用力F先增大后减小,而分子势能Ep一直增大。(4)当r=r0时,分子间作用力F为零,分子势能Ep最小,但不一定等于零。取无穷远处分子势能为零,最小分子势能为负值。热点4用油膜法估测油酸分子的大小6.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水,待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上。②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定。③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