1、第69课时分子动理论内能(双基落实课)命题者说本课时内容既是高考选考内容，又是热学最基本的知识，因此高考针对这些内容命题时，难度不会很大。在复习这部分内容时，只需全面复习，不需要过深的挖掘。一、分子动理论和阿伏伽德罗常数1.物体是由大量分子组成的(1)分子的大小一般无机分子直径的数量级约为：1010 m。一般无机分子质量的数量级约为：1026 kg。(2)阿伏伽德罗常数：指1 mol的任何物质中含有相同的微粒个数，用符号NA表示，NA6.021023 mol1。2分子热运动：指分子永不停息的无规则运动(1)扩散现象：指相互接触的不同物质彼此进入对方的现象。温度越高，扩散越快；扩散可在固体、液体
2、、气体中进行。(2)布朗运动：指悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动。微粒越小，温度越高，布朗运动越显著。3分子间的相互作用力分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快，如图所示。(1)当rr0时，F引F斥，F0；(2)当rr0时，F引和F斥都随距离的减小而增大，但F引F斥，F表现为斥力；(3)当rr0时，F引和F斥都随距离的增大而减小，但F引F斥，F表现为引力；(4)当r10r0(109 m)时，F引和F斥都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力(F0)。小题练通1(2016北京高考)雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标
3、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，并且PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 m、2.5 m的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)。某科研机构对北京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()APM10表示直径小于或等于1.0106 m的悬浮颗粒物BPM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力CPM10和大悬浮颗粒物都在做
4、布朗运动DPM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大解析：选CPM10直径小于或等于10 m，即1.0105 m，选项A错误；PM10悬浮在空中，表明空气分子作用力的合力与其重力平衡，选项B错误；PM10和大悬浮颗粒物的大小符合做布朗运动的条件，选项C正确；据题中材料不能判断PM2.5浓度随高度的增加而增大，选项D错误。2下列关于布朗运动的说法中正确的是()A布朗运动是微观粒子的运动，其运动规律遵循牛顿第二定律B布朗运动是组成固体微粒的分子无规则运动的反映C布朗运动是液体分子与固体分子的共同运动D布朗运动是永不停息的，反映了系统的能量是守恒的E布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动解析：选A
5、DE布朗运动是悬浮的固体小颗粒不停地做无规则的宏观的机械运动，故符合牛顿第二定律，它反映了液体分子永不停息地做无规则运动，A、E正确，B、C错误；微粒运动过程中，速度的大小与方向不断发生改变，与接触的微粒进行能量交换，D正确。布朗运动不是液体分子的运动，而是固体颗粒在液体分子撞击下的无规则运动，它间接地反映了液体分子的无规则运动。二、温度和内能1.温度两个系统处于热平衡时，它们必定具有某个共同的热学性质，把表征这一“共同热学性质”的物理量叫做温度。一切达到热平衡状态的系统都具有相同的温度。2摄氏温标和热力学温标单位规定关系摄氏温标(t)在标准大气压下，冰的熔点是0_，水的沸点是100 Tt27
6、3.15 KTt热力学温标(T)K零下273.15_即为0 K3分子的动能(1)分子动能是分子热运动所具有的动能。(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能的标志。(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。4分子的势能(1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能。(2)分子势能的决定因素微观上决定于分子间距离和分子排列情况；取r处为零势能处，分子势能Ep与分子间距离r的关系如图所示，当rr0时分子势能最小。宏观上决定于体积和状态。5物体的内能(1)物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，是状态量。对于
7、给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定。(2)改变物体内能有两种方式：做功和热传递。 小题练通1若某种实际气体分子的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系是()A如果保持其体积不变，温度升高，内能增大B如果保持其体积不变，温度升高，内能减少C如果保持其温度不变，体积增大，内能不变D如果保持其温度不变，体积增大，内能减少解析：选A若保持气体的体积不变，则分子势能不变，温度升高，分子的平均动能变大，故气体的内能增大，A正确，B错误；若保持气体的温度不变，气体分子的平均动能不变，体积增大，分子间的引力做负功，分子势能增大，故气体的内能增大，C、D均错误。2(201
8、7吉林省实验中学模拟)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0，相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时，分子势能为零，下列说法正确的是()A在rr0阶段，F做正功，分子动能增大，势能也增大B在rr0阶段，F做负功，分子动能减小，势能增大C在rr0时，分子势能最小，动能最大D在rr0时，分子势能为零E分子动能和势能之和在整个过程中不变解析：选BCE在rr0阶段，两分子间的斥力和引力的合力F表现为引力，两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近，F做正功，分子动能增大，势能减小，选项A错误；在rr0阶段，两分子间的
9、斥力和引力的合力F表现为斥力，F做负功，分子动能减小，势能增大，选项B正确；在rr0时，分子势能最小，动能最大，选项C正确；在整个过程中，只有分子力做功，分子动能和势能之和保持不变，在rr0时，分子势能为负值，选项D错误，E正确。分析分子动能和势能的变化情况时，要根据功能关系进行分析：分子力做正功，分子动能增大，势能减小；分子力做负功，分子动能减小，势能增大。1下列说法正确的是()A气体扩散现象表明了气体分子的无规则运动B气体温度升高，分子的平均动能一定增大C布朗运动的实质就是分子的热运动D当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而减小E当分子间作用力表现为引力时，分子势能随分子
10、间距离的减小而减小解析：选ABE布朗运动是悬浮在液体中微粒的运动，它是液体分子无规则热运动的反映，选项C错误；当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大，选项D错误。2(2017河南名校联考)关于分子间的作用力，下列说法正确的是()A分子之间的斥力和引力同时存在B分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小C分子间距离减小时，分子力一直做正功D分子间距离增大时，分子势能一直减小E分子间距离增大时，可能存在分子势能相等的两个位置解析：选ABE分子之间的引力和斥力是同时存在的，A正确；分子间存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，B正确；若分子间距离
11、小于平衡位置间距，分子力表现为斥力，则随分子间距离减小，分子力做负功，C错误；若分子间距离大于平衡位置间距，则随分子间距离增大，分子势能增大，D错误；若分子间距离小于平衡位置间距，则随分子间距离增大，分子势能先减小后增大，可能存在分子势能相等的两个位置，E正确。3如图所示为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是()A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，分子势能Ep最小D在r由r1增大的过程中，分子间的作用力做正功E在r由r2增大的过程中，分子间的作用力做负功解析：选BCE两分子系统的势能Ep最小值对应分子
12、平衡位置，即r2处为平衡位置，当rr2时，分子间的作用力表现为引力，当rr2时，分子间的作用力表现为斥力，选项B正确，A错误；当rr2时，分子间势能Ep最小，选项C正确；在r由r1增大到r2的过程中，分子间的作用力做正功，分子势能减小，由r2继续增大的过程中，分子间的作用力做负功，分子势能增大，选项D错误，E正确。4(2017湖北襄阳调研)下列说法正确的是()A气体放出热量，其分子的平均动能可能增大B布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动C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D第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律E某
13、气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为NA解析：选ABC气体放出热量，若外界对气体做功，气体的温度可能升高，分子的平均动能可能增大，选项A正确；布朗运动不是液体分子的运动，但是能反映分子在永不停息地做无规则运动，选项B正确；当分子力表现为斥力时，随着分子间距离减小，分子力做负功，分子力和分子势能均增大，选项C正确；第二类永动机不违背能量守恒定律，但是违背热力学第二定律，选项D错误；对于气体分子，依据每个气体分子所占空间的体积估算分子数目，但不能根据每个气体分子的体积估算分子数目，选项E错误。5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
14、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，分子势能最小解析：选ACE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
15、小，选项D错误，E正确。6下列说法正确的是()A已知某固体物质的摩尔质量、密度和阿伏加德罗常数，可以计算出分子大小B布朗运动表明组成微粒的分子在做无规则运动C已知某物质的摩尔质量和分子质量，可以计算出阿伏伽德罗常数D物体运动的速率越大，其内部的分子热运动就越剧烈E温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时，两系统的温度一定相等解析：选ACE已知某固体物质的摩尔质量和密度，可以算出物质的摩尔体积，再除以阿伏伽德罗常数就能计算出分子体积，进而计算出分子大小，选项A正确；布朗运动表明微粒周围液体的分子在做无规则运动，不能表明组成微粒的分子在做无规则运动，选项B错误；已知某物质的摩尔质
16、量M和分子质量m，可以计算出阿伏伽德罗常数NA，选项C正确；物体内部的分子热运动与温度有关，与物体运动的速率无关，选项D错误；两系统达到热平衡时，两系统的温度一定相等，选项E正确。7关于分子动理论和内能，下列说法中正确的是()A温度越低，物体分子热运动的平均动能越小B分子势能与分子间距离有关，是物体内能的一部分C物体温度升高，则该物体内所有分子运动的速率都增大D物体的动能和重力势能也是其内能的一部分E物体的内能与物体的温度和体积有关解析：选ABE温度是分子热运动平均动能的标志，故温度越低，物体分子热运动的平均动能越小，故A正确；分子势能与分子间距离有关，是物体内能的一部分，故B正确；分子的平均
17、速率随着温度的升高而增大，这是统计规律，温度升高时单个分子速率变化情况是不确定的，故C错误；物体的动能和重力势能是机械能，故D错误；物体的内能取决于物体的温度和体积，故E正确。8(2017六安一中模拟)对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是()A温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B外界对物体做功，物体内能一定增加C温度越高，布朗运动越显著D当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小E当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大解析：选ACE温度高的物体分子平均动能一定大，内能不一定大，选项A正确；外界对物体做功，若物体同时散热，物体内能不一定增加，选项B错误；温度越高，布朗运动越显著，选项C正确；当分子间的距离增大时，分子间作用力可能先增大后减小，选项D错误；当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大，选项E正确。
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