2018版高中物理 第七章 分子动理论章末总结学案(新人教版)选修3-3

1、第七章 分子动理论章末总结一、阿伏加德罗常数的相关计算阿伏加德罗常数NA是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁若物质的摩尔质量记为M，摩尔体积记为V，则有：(1)分子的质量m0.(2)固体、液体中分子的体积：V0.气体中分子所占的空间：V0.(3)质量为m的物体所含分子数：NNA.体积为V的物体所含分子数：NNA.例1一个房间的地面面积是15 m2，房间高3 m已知标准状况下，空气的平均摩尔质量是2.9102 kg/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103 cm3，已知水的密度为1.0103 kg/m3，水的摩尔质量Mmol1.8102 kg/

2、mol，阿伏加德罗常数NA6.021023 mol1，求：(结果均保留两位有效数字)(1)房间内空气的质量为_kg；(2)房间中有_个水分子；(3)估算一个水分子的直径为_m.答案(1)58(2)3.31025(3)3.91010解析(1)将房间内状态看成标准状况，此时每摩尔空气占有体积22.4 L，由已知条件可知房间内空气的物质的量为：n1 mol2103 mol所以房间内空气的质量为：mn1M21032.9102 kg58 kg即房间内空气质量为58 kg.(2)水的摩尔体积为：Vmol所以房间内水分子个数为NNA个3.31025个即房间内水分子的个数为3.31025个(3)建立水分子的球

3、形模型可知d3所以d 3.91010 m即一个水分子的直径约为3.91010 m.二、实验：用油膜法估测分子的大小用油膜法估测分子的大小的实验原理是：把一滴酒精稀释过的油酸溶液滴在水面上，酒精溶于水或挥发，在水面上形成一层油酸薄膜，薄膜可认为是单分子层膜，如图1所示将水面上形成的油膜形状画到坐标纸上，计算出油膜的面积，根据纯油酸的体积V和油膜的面积S，计算出油膜的厚度d，即油酸分子的直径图1例2在“用油膜法估测分子的大小”实验中，有下列实验步骤：往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状

4、稳定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，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是_(填写步骤前面的序号)(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液，测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为_m(结果保留1位有效数字)答案(1)(2)51

5、010解析(2)每滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为：V cm3 cm3106 m3油酸分子的直径：d m51010 m.三、分子力曲线和分子势能曲线的比较和应用分子力随分子间距离的变化图象与分子势能随分子间距离的变化图象非常相似，但却有着本质的区别1分子力曲线分子间作用力与分子间距离的关系曲线如图2甲所示，纵轴表示分子力F；斥力为正，引力为负，正负表示力的方向；横轴表示分子间距离r，其中r0为分子间的平衡距离，此时引力与斥力大小相等图22分子势能曲线分子势能随分子间距离变化的关系曲线如图乙所示，纵轴表示分子势能Ep；分子势能有正负，但正负反映其大小，正值一定大于负值；横轴表示分子间距离r，其

6、中r0为分子间的平衡距离，此时分子势能最小3曲线的比较图甲中分子间距离rr0处，对应的是分子力为零，而在图乙中分子间距离rr0处，对应的是分子势能最小，但不为零若取r10r0处，分子力为零，则该处分子势能为零例3如图3所示为两分子系统的分子势能Ep与两分子间距离r的关系曲线下列说法正确的是()图3A当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力B当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C当r等于r2时，分子间的作用力为零D当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功答案BC解析由题图可知：分子间距离为r2时分子势能最小，此时分子间的距离为平衡距离，分子间的作用力为零，故C正确；当0rr2时分子力

7、表现为引力，故A错误，B正确；在r由r1变到r2的过程中，分子力为斥力，分子间距离增大，分子间的作用力做正功，故D错误四、分子热运动和物体的内能1分子热运动：分子热运动是永不停息且无规则的，温度越高分子热运动越激烈大量分子的运动符合统计规律扩散现象能直接说明分子在做无规则热运动，而布朗运动能间接说明分子在做无规则热运动2物体的内能是指组成物体的所有分子的热运动动能与分子势能的总和(1)由于温度越高，分子平均动能越大，所以物体的内能与温度有关(2)由于分子势能与分子间距离有关，而分子间距离与物体体积有关，因此物体的内能与物体的体积有关(3)由于物体所含物质的量不同，分子数目不同，分子势能与分子动

8、能的总和不同，所以物体的内能与物质的量也有关系总之，物体的内能与物体的温度、体积和物质的量都有关系例4下列关于分子热运动和热现象的说法正确的是()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的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答案C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.100 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

9、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，但就每一个分子来讲，速率不一定都增加，故选项D错误1(物体的内能)1 g 100 的水和1 g 100 的水蒸气相比较，下述说法中正确的是()A分子的平均动能与分子的总动能都相同B分子的平均动能相同，分子的总动能不同C内能相同D1 g 100 的水的内能小于1 g 100 的水蒸气的内能答案AD解析在相同的温度下，分子的平均动能相同，又1 g水与1 g水蒸气的分子数相同，因而分子总动能相同，A正确，B错误当从100 的水变成100 的水蒸气的过程中，分子间距离变大，要克服分子引力做功，

10、因而分子势能增加，所以1 g 100 的水的内能小于1 g 100 的水蒸气的内能，C错误，D正确2(分子力与分子势能)如图4所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F0为斥力，F0为引力a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现将乙分子从a移动到d的过程中，两分子间的分子力和分子势能同时都增大的阶段是()图4A从a到b B从b到cC从b到d D从c到d答案D解析乙分子由a到b一直受引力，分子力增大，分子力做正功，分子势能减小，故A错误；从b到c分子力逐渐变小但仍为引力，分子力做正功，分子势能减小，故B错误；从b到d分子力先减小后增大，分子力先是引力后是斥力，分子势能先减少后增大，故C错误；从c到d分子力是斥力，一直增大，分子力做负功，分子势能增大，故D正确3(阿伏加德罗常数的相关计算)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物，其指标直接反映空气质量的好坏，若某城市PM2.5指标数为160 g/m3，则已达到重度污染的程度，若该种微