1、年 级高三学 科物理版 本鲁教版内容标题高三第一轮复习：分子动理论、气体【本讲教育信息】一. 教学内容：分子动理论、气体本章的知识点：（一）分子动理论1、分子动理论的基本观点（1）物体是由大量分子组成单分子油膜法测量分子直径用单分子油膜法粗测油分子直径的步骤。测出一滴油的体积V；将油滴滴在水面上形成单分子油膜；测出油膜的面积S；算出油膜的厚度，即为油分子的直径d。阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数的测量值NA6.021023mol-1。阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁。此处所指微观物理量为：分子体积、分子的直径d、分子的质量m。宏观物理量为：物体的体积V、摩尔体积Vm、物质的质量M、
2、摩尔质量Mm、物质的密度。计算分子的质量： 计算（固体、液体）分子的体积（或气体分子所占的空间）：计算物质所含的分子数：分子大小的计算对于固体和液体，分子的直径d对于气体，分子间的平均距离d（2）分子永不停息地做无规则运动布朗运动分子永不停息作无规则热运动的实验事实：扩散现象和布朗运动。扩散现象在说明分子都在不停地运动着的同时，还说明了分子之间有空隙。布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，它间接地反映了液体分子的无规则运动。液体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。影响布朗运动激烈程度的因素：小颗粒的大小和液体的温度。能做明显的布朗运动的小颗粒都是很小的，一般数量级在10-
3、6m，这种小颗粒肉眼是看不见的，必须借助于显微镜。（3）分子间存在着相互作用力分子间的引力和斥力同时存在，实际表现出来的分子力是它们的合力。分子间的引力和斥力都随分子间的距离r的增大而减小，随分子间的距离r的减小而增大，但斥力的变化比引力快。当rr0时，F引F斥，对外表现的分子力为0。其中r0为分子直径的数量级，约为10-10m。 当rr0时，F引r0时，F引F斥，对外表现的分子力F为引力。 当r10r0时，可认为分子力F为0。2、气体分子运动与压强麦克斯韦速率分布规律：中间多，两头少气体压强的微观解释：容器中的气体分子在高速无规则运动时，容器壁受到分子的撞击更加剧烈。每个分子撞击容器壁产生的
4、力是短暂的、不连续的，但容器壁受到大量分子频繁的撞击，就会受到一个稳定的压力，从而产生压强。气体分子的运动是无规则的，气体分子向各个方向运动的概率相同，对每个容器壁的撞击效果也相同，因此气体内部压强处处相等。气体温度升高时，高速率的气体分子数增多，整体上分子运动更加剧烈，分子使容器壁受到的撞击更加频繁，导致气体的压强增大。3、温度与内能、分子的平均动能：温度是分子平均动能的标志。物体的温度越高，分子热运动越激烈，分子的平均动能就越大。、分子的势能：从宏观上看：分子的势能跟物体的体积有关。从微观上看：分子势能跟分子间的距离有关。、物体的内能：从宏观上看：物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三
5、个因素决定。 从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定。内能只与（给定）物体的温度和体积有关，与物体的运动速度以及相对位置无关。（二）气体：1、气体实验定律及其微观解释玻意耳定律（pvc）气体的质量和温度一定，即分子总数和分子平均速率一定。气体的体积减小k倍，为原来体积的1/k，气体分子的密度就增大为原来的k倍，气体分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数就增大k倍，气体压强也就增大k倍。气体体积增大时，情况恰好相反。可见，气体压强与体积成反比。查理定律（p/tc）气体的质量和体积一定，即分子总数和单位体积气体分子个数，即密度一定，温度升高
6、，由压强的微观解释可知压强增大 盖吕萨克定律（v/tc）气体的质量、压强一定，为使气体压强保持不变，则体积增大，当vnn/tsp趋势，当体积增大到一定程度时，这两种倾向相互抵消，压强保持不变，使压强保持不变，则体积应减小。vnn/tsp趋势，当体积减小一定程度时，这两种倾向相互抵消，压强保持不变2、饱和汽与湿度（1）饱和汽确切地理解“动态平衡”是掌握饱和汽的关键密闭容器中同时存在着蒸发和液化两种过程蒸发的快慢受液体温度的制约，液化的快慢受液面上汽的密度的制约当每单位时间内从液体里逸出的分子数等于回到液体里的分子数、液面上方的汽的密度不再改变时，汽和液体之间就达到了“动态平衡”设单位时间内从液体
7、逸出的分子数平均为n；单位时间内返回液体的分子数平均为n当nn时，汽液两相平衡，容器内液面位置不变；当nn时，液体继续蒸发，液面下降，汽密度增大，此时汽是未饱和状态；当nn时，汽体液化，液增加从“动”的角度去认识一个现象。体会（i）对某种物质的饱和汽来说，对应一定的温度，它有一定的密度，也就是有一定的压强（ii）在同一温度时，某物质的饱和汽的密度大于未饱和汽的密度在密闭容器内，通常饱和汽是汽液共存的，而未饱和汽只以汽态单独存在（iii）对于某种物质来说，它的饱和汽压是随着温度的升高因双重原因而增大（温度升高时，饱和汽密度增大，分子平均速率也增大，压强由于这双重原因而增大）（iv）饱和汽压跟体积
8、无关（因为它有液体作后备）（v）不同种类的液体，其饱和汽压也有所不同，像乙醚，分子间内聚力小，容易蒸发，达到动态平衡时液面上的饱和汽密度较大，饱和汽压较大（2）湿度空气的干湿程度可用空气里含有水汽的密度来表示，让一定量的空气通过一段贮有吸收水汽的物质（如氯化钙）的管子，让该物质吸收水汽，由其前后质量差可知空气中含有的水汽密度、直接测定空气中的水汽密度比较麻烦，改用水汽的压强来表示干湿程度由此引入绝对湿度、需要了解空气中的水汽离饱和状态的远近，引入相对湿度、直接测定空气中水汽的压强也是比较困难的，引入露点、介绍毛发湿度计和干湿泡湿度计 【典型例题】（一）物体是由大量分子组成的例题1. 将1cm3
9、的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液。已知1cm3有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子层，已测出这一薄层的面积为0.2m2，由此可测出油酸分子的直径为 。解析：设1cm3溶液的滴数为N，则1滴油酸酒精溶液的体积为cm3。由于取用的油酸酒精溶液的浓度为0.5%，故1滴溶液中油酸的体积为v00.5%0.5%10-6m3。已知油酸薄层的面积为S0.2m2，所以油酸分子的直径为d0.5%10-60.5%10-6m510-10m例题2. 已知水的密度1.0103kg /m3，水的摩尔质量M1.810-2kg /mol。求：（1）1g水中含有多少水分
10、子？ （2）水分子的质量是多少？ （3）估算水分子的直径。（保留两位有效数字）解析：（1）NNA6.0210233.31022个（2）mkg3.010-26kg（3）d3 dm3.910-10m（二）分子永不停息地做无规则运动布朗运动例题3. 下面两种关于布朗运动的说法都是错误的，分析它们各错在哪里。（1）大风天常常看到风沙弥漫、尘土飞扬，这就是布朗运动；（2）布朗运动是由于液体分子对固体小颗粒的撞击引起的，固体小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，布朗运动就越显著。解析：（1）能在液体或气体中布朗运动的微粒都是很小的，一般数量级在10-6m，这种微粒肉眼是看不到的，必须借助于显微镜。风天
11、看到的尘土都是较大的颗粒，它们的运动不能称为布朗运动，它们的运动基本属于在气流的作用下的定向移动，而布朗运动是无规则运动。（2）布朗运动的确是由于液体（或气体）分子对固体小颗粒的碰撞引起的，但只有在固体小颗粒很小时，各个方向的液体分子对它的碰撞不平衡才引起它做布朗运动。（三）分子间存在着相互作用力例题4. 两个分子从相距较远（分子力可忽略）开始靠近，直到不能再靠近的过程中（BCD）A. 分子力先做负功后做正功B. 分子力先做正功后做负功C. 分子间的引力和斥力都增大D. 两分子从r0处再靠近，斥力比引力增加得快解析：分子力先是引力后是斥力，所以分子力先做正功或做负功。r减小时，分子间的引力和斥
12、力都增大，但斥力比引力增大得快。（四）气体的等温变化例题5. 下列过程可能发生的是（ ）A、气体的温度变化，但压强、体积保持不变B、气体的温度、压强保持不变，而体积发生变化C、气体的温度保持不变，而压强、体积发生变化D、气体的温度、压强、体积都发生变化答案：C、D例题6. 一定质量的气体发生等温变化时，若体积增大为原来的n倍，则压强变为原来的_倍。A、2n B、n C、1/n D、2/n答案：C 例题7. 在温度均匀的水池中，有一空气泡从池底缓缓地向上浮起，在其上浮的过程中，泡内气体（可看成理想气体）（ ）A、内能减少，放出热量B、内能增加，吸收热量C、对外做功，同时吸热，内能不变D、对外做的
13、功等于吸收的热量答案：C、D例题8. 如图1所示，一定质量的气体由状态A变到状态B再变到状态C的过程，A、C两点在同一条双曲线上，则此变化过程中（ ）A、从A到B的过程温度升高B、从B到C的过程温度升高C、从A到C的过程温度先降低再升高D、A、C两点的温度相等答案：A、D（五）气体的等容变化例题9、下面图中描述一定质量的气体做等容变化的过程的图线是（ ） 答案：C、D例题10. 一个密闭的钢管内装有空气，在温度为20时，压强为1atm，若温度上升到80，管内空气的压强为（ ）A、4atm B、1atm/4 C、1.2atm D、5atm/6答案：C6、等压变化例题11. 一定质量的理想气体在等压变化中体积增大了1/2，若气体原来温度为27，则温度的变化是（ ）A、升高450K B、升高了150 C、升高了40.5 D、升高了450答案：B例题12. 如图2所示，是一定质量的气体从状态A经B到状态C的VT图象，由图象可知（ ）A、PAPB B、PCPBC、PAPC D、PCPB答案：D