1、选考部分 选修 33 热学考纲要求复习指导分子动理论的基本观点和实验依据阿伏加德罗常数气体分子运动速率的统计分布温度是分子平均动能的标志、内能固体的微观结构、晶体和非晶体液晶的微观结构液体的表面张力现象气体实验定律理想气体饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压相对湿度热力学第一定律能量守恒定律热力学第二定律实验：用油膜法估测分子的大小本部分的命题多集中在对分子动理论、估算分子数目和大小、热力学第一定律和热力学第二定律的理解和应用、气体状态参量的微观意义及其与热力学第一定律的综合应用，还有气体实验定律和理想气体状态方程的应用及表示气体状态变化过程的图象等知识点的考查上对热学概念部分的考查往往在一题中容
2、纳多个知识点；对热力学第一定律和理想气体状态方程的考查大多以计算题的形式出现由于本部分是高考的选考内容，而且考试大纲的要求是级要求，因此试题的难度为中下对该部分知识的复习，应在深刻理解基本概念和规律的基础上，强化对基本概念和规律的记忆和运用上.第 1 讲 分子动理论 内能基 础知 识 回 顾 知识点一 分子动理论的基本观点和实验依据、阿伏加德罗常数1物体是由大量分子组成的(1)多数分子大小的数量级为m.(2)一般分子质量的数量级为kg.(3)阿伏加德罗常数 NAmol1.1010102710266.0210232分子永不停息地做无规则热运动(1)扩散现象：由于物质分子的无规则运动而产生的物质迁
3、移现象温度越高，扩散得(2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的的永不停息的无规则运动布朗运动反映了的无规则运动微粒越，运动越明显；温度越，运动越剧烈越快微粒液体内部的分子小高(3)热运动定义：分子永不停息的做运动特点：温度越高，分子做无规则运动无规则越激烈3分子间的相互作用力(1)分子间同时存在相互作用的实际表现出的分子力是的合力(2)分子间的相互作用力的特点：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而，随分子间距离的减小而，比引力变化更快(3)分子力 F 与分子间距离 r 的关系(r0 的数量级为 1010m)引力和斥力引力和斥力减小增大斥力距离分子力 FFr 图象rr0F 引F 斥F0
4、rr0F 引r0F 引F 斥F 为引力r10r0F 引F 斥0F0知识点二 温度是分子平均动能的标志、内能1温度：一切达到的系统都具有相同的温度2两种温标：摄氏温标和热力学温标关系：TK.3分子的动能(1)分子动能是所具有的动能(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，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热平衡(t273.15)分子热运动温度总和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决定的能(2)分子势能的决定因素相对位置微观上决定于和分子排列情况；取r处为零势能处，分子势能 Ep 与分子间距离 r
5、的关系如图所示，当 rr0 时分子势能最小宏观上决定于和状态分子间距离体积5物体的内能(1)等于物体中所有分子的热运动与的总和，是状态量(2)对于给定的物体，其内能大小由物体的和决定(3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小(4)改变物体内能有两种方式：和动能分子势能温度体积无关做功热传递1布朗运动是液体分子的无规则运动()答案 2温度越高，布朗运动越剧烈()答案 3分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大()答案 433 240 K()答案 5分子动能指的是由于分子定向移动具有的能()答案 6分子间距为 r0 时，分子间无相互作用()答案 7当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的
6、增大而增大()答案 8内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同()答案 考 点互 动 探 究 核心提示5 个概念：扩散现象、布朗运动、分子动能、分子势能、物体内能 3 种方法：固体、液体、气体分子微观量的估算方法 1 个区别：扩散现象、布朗运动及热运动三者的区别 2 类图象：Fr、Epr 2 种模型：分子的球体模型和立方体模型考点一 微观量的估算1分子模型物质有固态、液态和气态三种情况，不同物态下应将分子看成不同的模型(1)固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球形或立方体形分子间距等于小球的直径或立方体的边长，所以 d3 6V(球体模型)或 d3 V(立方体模型)(2)气体分子之间的
7、距离很大，所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间2与阿伏加德罗常数有关的宏观量和微观量的计算方法(1)宏观物理量：物质的质量 M，体积 V，密度，摩尔质量 Mmol，摩尔体积 Vmol.(2)微观物理量：分子的质量 m0，分子体积 V0，分子直径 d.可以算出一个分子的质量(或一个分子所占据的体积)(3)宏观量、微观量以及它们之间的关系已知量可求量摩尔体积 Vmol分子体积(占有空间的体积)V0VmolNA(适用于固、液体)摩尔质量Mmol分子质量 m0MmolNA体积 V 和摩尔体积 Vmol分子数目 n VVmolNA(适用于固、液体)质量 M 和摩尔质量 Mmol分子数目 n MM
8、molNA空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V1.0103 cm3.已知水的密度 1.0103 kg/m3、摩尔质量M1.8102 kg/mol，阿伏加德罗常数 NA6.01023 mol1.试求：(结果均保留一位有效数字)(1)该液化水中含有水分子的总数 N；(2)一个水分子的直径 d.尝试解答(1)水的摩尔体积为 VmM 1.81021.0103m3/mol 1.810 5 m3/mol，水 分 子 总 数 为 N VNAVm 1.01031066.010231.8105310
9、25(个)(2)建立水分子的球体模型，有VmNA16d3，可得水分子直径：d3 6VmNA361.81053.146.0102341010(m)答案(1)31025 个(2)41010 m(1)固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起的分子的体积 V0VmNA，仅适用于固体和液体，对气体不适用(2)对于气体分子，d3 V0的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离跟踪训练1(多选)(2015黄冈模拟)某气体的摩尔质量为 M，摩尔体积为 V，密度为，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 不可能表示为()ANA VV0BNAVmCNAMmDNA MV0解
10、析 气体分子间距较大，分子占据空间的体积 V占V0，NA VV占 MV占，故 A、D 错误答案 AD2 已 知 铜 的 摩 尔 质 量 为 M(kg/mol)，铜 的 密 度 为(kg/m3)，阿伏加德罗常数为 NA(mol1)下列判断错误的是()A1 kg 铜所含的原子数为NAMB1 m3 铜所含的原子数为MNAC1 个铜原子的质量为 MNA(kg)D1 个铜原子的体积为 MNA(m3)解析 1 m3 的 Cu 的质量为 1 m3，则 1 m3 的 Cu 所含的原子数为 N1 m3MNANAM.答案 B考点二 布朗运动与分子热运动布朗运动与分子热运动的比较布朗运动分子热运动活动主体固体小颗粒
11、分子区别是固体小颗粒的运动，是比分子大得多的分子团的运动，较大的颗粒不做布朗运动，但它本身的以及周围的分子仍在做热运动是指分子的运动，分子无论大小都做热运动，热运动不能通过光学显微镜直接观察到共同点都是永不停息的无规则运动，都随温度的升高而变得更加剧烈，都是肉眼所不能看见的联系布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力而引起的，它是分子做无规则运动的反映说明：(1)扩散现象直接反映了分子的无规则运动，并且可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间(2)布朗运动不是分子的运动，是液体分子无规则运动的反映(多选)下列关于布朗运动的说法，正确的是()A布朗运动是液体分子的无规则运动B液体温度越
12、高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈C布朗运动是由于液体各个部分的温度不同而引起的D布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的尝试解答 布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，A 错误；温度越高，颗粒越小，布朗运动越剧烈，B 正确；布朗运动是液体分子撞击的不平衡引起的，间接反映了液体分子的无规则运动，C 错误，D 正确答案 BD跟踪训练1(多选)(2015山东卷)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀关于该现象的分析正确的是()A混合均匀主要是由于碳粒受重力作用B混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动C使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速D墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学
13、反应引起的解析 混合均匀是由于水分子不停地做无规则运动撞击小碳粒，使得碳粒也做无规则运动，即布朗运动，布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关，碳粒更小的墨汁，布朗运动会越明显，则混合均匀的过程越迅速，B、C 项正确答案 BC2做布朗运动实验，得到某个观测记录如下图所示图中记录的是()A分子无规则运动的情况B某个微粒做布朗运动的轨迹C某个微粒做布朗运动的速度时间图线D按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线解析 微粒在周围液体分子无规则碰撞作用下，做布朗运动，轨迹是无规则的，实际操作中不易描绘出微粒的实际轨迹；按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线的无规则性，也能反映微粒做布朗运动的无
14、规则性记录描绘的正是按等时间间隔记录的某个运动微粒位置的连线，故D 正确答案 D考点三 分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力与分子势能的比较名称项目 分子力分子势能图象rr0F引和F斥都随距离的增大(减小)而减小(增大)，F引r0F引和F斥都随距离的增大(减小)而减小(增大)，F引F斥，F表现为引力r增大(减小)，引力做负(正)功，分子势能增加(减小)rr0F引F斥，F0分子势能最小，但不为零r10r0(109 m)F引和F斥都已十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力分子势能为零(多选)如图所示，甲分子固定在坐标原点 O，乙分子位于 r 轴上距原点 r3 的位置虚线分别表示分子间斥力F 斥
15、和引力 F 引的变化情况，实线表示分子间的斥力与引力的合力 F 合的变化情况若把乙分子由静止释放，则乙分子()A运动到 r2 位置时，速度最大B从 r3 到 r1 做加速运动C从 r3 到 r1 分子势能先减小后增加D从 r3 到 r1 分子势能减小E在 r1 处分子的势能是最小的思维启迪(1)乙分子靠近甲分子的过程中，在分子力表现为引力阶段分子力先增大后减小，判断乙分子的速度变化情况(2)分子势能与分子间距离的关系尝试解答 从 r3 到 r1 的整个过程中，分子力始终表现为引力，乙分子一直做加速运动，因为分子力做正功，所以分子动能增大，分子势能逐渐减少，r1 处动能最大，速度最大，选项 A、
16、C 错误，选项 B、D 正确；若乙分子处在无穷远处，分子势能为零，在移向 r1 的过程中，分子力一直做正功、分子势能一直减小，经 r1 后继续靠近，分子力做负功，分子势能又增加，因此 r1 处分子势能最小，选项 E 正确答案 BDE判断分子势能变化的两种方法方法一：根据分子力做功判断：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加方法二：利用分子势能与分子间距离的关系图线判断如图所示但要注意此图线和分子力与分子间距离的关系图线形状虽然相似但意义不同，不要混淆跟踪训练1清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠这一物理过程中，水分子间的()A引力消失，斥力增大B斥力消失，引力增大C引
17、力、斥力都减小D引力、斥力都增大解析 当水汽凝结成水珠时，水分子之间的距离减小，分子间的引力和斥力同时增大，只是斥力比引力增加得更快一些答案 D2如右图所示，甲分子固定于坐标原点 O，乙分子从无穷远处由静止释放，在分子力的作用下靠近甲，图中点 b 是引力最大处，点 d 是两分子靠得最近处，则乙分子加速度最大处可能是()A点 a B点 bC点 c D点 d解析 由分子力与分子之间距离的图象可以看出，在a、b、c、d 四点中，乙分子在点 d 时分子力最大，根据牛顿第二定律知在点 d 时乙分子的加速度最大答案 D3(多选)如右图所示是分子间引力或斥力大小随分子间距离变化的图象，由此可知()Aab 表
18、示引力图线Bcd 表示引力图线C当分子间距离 r 等于两图线交点 e 的横坐标时，分子力一定为零D当分子间距离 r 等于两图线交点 e 的横坐标时，分子势能一定最小E当分子间距离 r 等于两图线交点 e 的横坐标时，分子势能一定为零解析 在 Fr 图象中，随 r 增加，斥力变化快，所以ab 为引力图线，A 对，B 错；两图象相交点 e 为分子所受的引力和斥力大小相等，即分子间相互作用的受力平衡位置，分子力为 0，分子势能最小，但不一定为 0，故 C、D 对，E错答案 ACD考点四 物体的内能1物体的内能与机械能的比较内能机械能定义物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和物体的动能、重力势能和弹
19、性势能的统称决定因素与物体的温度、体积、物态和分子数有关跟宏观运动状态、参考系和零势能点的选取有关量值任何物体都有内能可以为零测量无法测量可测量本质微观分子的运动和相互作用的结果宏观物体的运动和相互作用的结果运动形式热运动机械运动联系 在一定条件下可以相互转化，能的总量守恒2.内能和热量的比较 内能热量区别是状态量，状态确定系统的内能随之确定一个物体在不同的状态下有不同的内能是过程量，它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量联系在只有热传递改变物体内能的情况下，物体内能的改变量在数值上等于物体吸收或放出的热量.(多选)(2015济宁模拟)下列说法正确的是()A内能不同的物体，它们分子热
20、运动的平均动能可能相同B物体的机械能增大时，其内能一定增大C当物体膨胀时，物体分子之间的势能减小D一定质量 100的水变成 100的水蒸气，其分子之间的势能增加尝试解答 物体的内能大小是由温度、体积、分子数共同决定的，内能不同，两物体的温度可能相同，即分子平均动能可能相同，故 A 对；机械能增大，若物体的温度、体积不变，内能则不变，故 B 错；当分子平均距离 rr0，物体膨胀时分子势能增大，故 C 错 D 对答案 AD分析物体的内能问题应当明确以下几点(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法(2)决定内能大小的因素为温度、体积、分子数，还与物态有关系(3)通过做功或热传递可
21、以改变物体的内能(4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同跟踪训练1(2015惠州模拟)下列说法中正确的是()A物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大B物体的机械能为零时内能也为零C物体的体积减小温度不变时，物体内能一定减小D气体体积增大时气体分子势能一定增大解析 物体的机械能和内能是两个完全不同的概念物体的动能由物体的宏观速率决定，而物体内分子的动能由分子热运动的速率决定分子动能不可能为零(温度不可能达到绝对零度)，而物体的动能可能为零，所以 A、B 不正确物体体积减小时，分子间距离减小，但分子势能不一定减小，所以 C 也不正确由于气体分子间距离一定大于 r0
22、，体积增大时分子间距离增大，分子力做负功，分子势能增大，所以 D 正确答案 D2(多选)(2015古林省吉林市质量检测)下列各种说法中正确的是()A温度低的物体内能小B分子运动的平均速度可能为零，瞬时速度不可能为零C液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引D0的铁和 0的冰，它们的分子平均动能相同E气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关解析 物体的内能为所有分子的动能和分子势能之和，物体的内能不仅与温度有关，还与物体的质量、体积有关，A错误分子在永不停息地做无规则运动，所以瞬时速度可能为0，B 错误当液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的斥力和引力，其中引力大于斥力表现为相互吸引，故 C项正确因为温度是分子平均动能的标志，故 D 项正确根据气体压强的定义可知，单位体积内的分子数和温度决定气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，所以 E 项正确答案 CDE请做：课时跟踪训练(三十五)
