1、专题十三 热学 考点内容要求热点考向1.分子动理论的基本观点和实验依据1.以选择题的形式考查分子动理论、气体压强的微观解释、晶体和非晶体的特点、液体的表面张力、饱和汽与饱和汽压、热力学第二定律的理解等；2.阿伏加德罗常量3.气体分子运动速率的统计分布4.温度、内能5.固体的微观结构、晶体和非晶体6.液晶的微观结构7.液体的表面张力现象8.气体实验定律考点内容要求热点考向9.理想气体2.以计算和问答题的形式结合气体考查内能、气体实验定律、理想气体状态方程、热力学第一定律等.10.饱和蒸汽、未饱和蒸汽、饱和蒸汽压11.相对湿度12.热力学第一定律13.能量守恒定律14.热力学第二定律15.实验十三
2、：用油膜法估测分子的大小(续表)第1讲 分子动理论 内能考点 1 分子动理论1.物体是由大量分子组成的(1)分子直径大小的数量级为_m.(2)一般分子质量的数量级为_kg.(3)阿伏加德罗常数 NA：1 mol 的任何物质所含的分子数，NA_mol1.101010266.021023高液体分子小高2.分子永不停息地做无规则热运动(1)扩散现象：相互接触的物体的分子或原子彼此进入对方的现象.温度越_，扩散越快.(2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的微小颗粒的永不停息的无规则运动.布朗运动反映了_的无规则运动，颗粒越_，运动越明显；温度越_，运动越激烈.引力斥力合力减小增大快3.分子力(1
3、)分子间同时存在着_和_，实际表现的分子力是它们的_.(2)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 _，但斥力比引力变化得_.(3)分子间的作用力随分子间距离 r 变化的关系如图 13-1-1所示：当 rr0 时，表现为_；当 rr0 时，分子力为_；当 rr0 时，表现为_；当 r10r0 时，分子力变得十分微弱，可忽略不计.图 13-1-1斥力零引力考点 2 物体的内能温度平均动能1.分子的平均动能：物体内所有分子动能的平均值._是分子平均动能的标志，物体温度升高，表明分子热运动的_增大.2.分子势能：与分子_有关.分子势能的大小随分子间距离的变化曲线如图 13-
4、1-2 所示(规定分子间距离无穷远时分子势能为零).图 13-1-23.物体的内能：物体中所有分子热运动的_与_的总和.物体的内能跟物体的_、_及物体的_都有关系.间距动能分子势能温度体积摩尔数(或分子数)考点 3 用油膜法估测分子的大小单层分子球形将油酸滴在水面上，让油酸尽可能散开，可认为油酸在水面上形成_油膜，如果把分子看成_，单层分子油膜的厚度就可以看成油酸分子的直径，如图 13-1-3 所示，测出油酸的体积 V 和油膜的面积 S，就可以算出分子的直径 d_.图 13-1-3VS【基础自测】1.(多选)NA 代表阿伏加德罗常数，下列说法不正确的是()A.在同温、同压时，相同体积的任何气体
5、单质所含的原子数目相同B.2 g 氢气所含原子数目为 NAC.在常温、常压下，11.2 L 氮气所含的原子数目为 NAD.17 g 氨气所含的电子数目为 10NAE.标准状况下，40 g SO3 所占的体积一定小于 11.2 L解析：由于构成单质分子的原子数目不一定相同，所以同温、同压下，同体积的任何气体都具有相同的分子数，但所含原子数目不一定相同，A 错误；2 g 氢气的物质的量为2 g2 g/mol1 mol，则氢气所含原子数目为 1 mol2NA2NA，B 错误；在常温、常压下，Vm22.4 L/mol,11.2 L 氮气的物质的量不能确定，则所含原子数目不能确定，C 错误；17 g 氨
6、气物质的量为17 g17 g/mol1 mol，其所含电子的物质的量为(713)mol答案：ABC10 mol，即电子数目为10NA，D正确.标准状况下SO3为固体，SO3的气体摩尔体积小于22.4 L/mol,40 g SO3的物质的量为 0.5 mol，0.5 mol SO3在标准状况下所占体积小于11.2 L，E正确.答案为A、B、C.2.(多选)对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法不正确的是()A.温度高的物体其内能和分子平均动能一定大B.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C.当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，但斥力减小得更快，所以分子
7、间的作用力总表现为引力D.布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒的运动，它说明液体分子永不停息地做无规则运动E.布朗运动和扩散现象都是分子的运动解析：物体内能包括分子动能和分子势能，A 错误；分子力表现为斥力时，分子间距离减小，斥力增大，且做负功，分子势能增大，B 正确；分子间距离小于 r0 时，分子间的作用力表现为斥力，距离大于 r0 时表现为引力，C 错误；布朗运动是悬浮在液体中的微粒的无规则运动，D 正确，E 错误.答案为 A、C、E.答案：ACE3.(多选)关于物体的内能，下列说法中不正确的是()A.单个水分子的内能比冰分子的内能大B.物体所处的位置越高，分子势能就越大，内能越大C.一定质量
8、的 0 的水变成 0 的冰，内能一定减少D.相同质量的两个同种物体，运动物体的内能一定大于静止物体的内能E.一定质量的 0 的水变成 0 的冰，平均动能不变解析：内能是物体中所有分子热运动的动能与分子势能的总和，所以研究单个分子的内能没有意义，A 错误；内能与机械能是两种不同性质的能，它们之间无直接联系，B、D 错误；一定质量的 0 的水变成 0 的冰，放出热量，内能减小，平均动能不变，C、E 正确.答案为 A、B、D.答案：ABD4.(多选，2018 年哈尔滨检测)如图 13-1-4 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(图 13-1-4A.当 r 大
9、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.在 r 由 r1 变到 r2 的过程中，分子间的作用力做负功E.当 r 等于 r2 时，分子势能最小解析：分子间距等于r0时分子势能最小，即r2r0.当r小答案：BCE于r1时分子力表现为斥力；当r大于r1小于r2时分子力表现为斥力；当r大于r2时分子力表现为引力，A错误，B、C正确.在r由r1变到r2的过程中，分子斥力做正功，分子势能减小，D错误；r2r0时，分子势能最小，E正确.答案为B、C、E.热点 1 利用阿伏加德罗常量进行微观量的估算热点归纳宏观
10、量与微观量的相互关系(1)微观量：分子体积 V0、分子质量 m0.(2)宏观量：物体的体积 V、摩尔体积 Vmol、物体的质量 m、摩尔质量 M、物体的密度.(3)相互关系一个分子的质量：m0MNAVmolNA.一个分子的体积：V0VmolNA MNA(注：对于气体，V0 为分子所占空间体积)；物体所含的分子数：N VVmolNA mVmolNA 或 NmMNAVMNA.考向 1 固体、液体物态下分子模型固体、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，如图 13-1-5 所示，分子间距等于小球的直径或立方图 13-1-5体的棱长，所以 d 3 6V(球体模型)或 d 3 V(立方体
11、模型).【典题 1】(2017 年江苏卷)科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子.资料显示，某种蛋白的摩尔质量66 kg/mol，其分子可视为半径为3109 m的球，已知阿伏加德罗常数为6.01023 mol1.请估算该蛋白的密度.(计算结果保留1位有效数字)解：摩尔体积 Vm43r3NA由密度 MVm，解得 3M4r3NA代入数据解得 1103 kg/m3.方法技巧：分子的大小、分子体积、分子质量属微观量，直接测量它们的数值非常困难，可以借助较易测量的宏观量结合摩尔体积、摩尔质量等来估算这些微观量，其中阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁和纽带.考向 2 气体物态下分子模型气体
12、分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间.如图 13-1-6所示，此时每个分子占有的空间视为棱长为 d 的立方体，所以图 13-1-6d 3 V.【典题 2】(多选，2018 年大连模拟改编)某气体的摩尔质量为 Mmol，摩尔体积为 Vmol，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 不可表示为()A.NAMmolmB.NAVmolmC.NAVmolV0D.NAMmolV0E.NAMmolVmol 分子的体积每个气体分子所占有的体积，而 V0 是气体分子的体积，A、B正确，C、E 错误；D 中V0 不是气体分子
13、的质量，因而也是错误的.答案：CDE易错点拨：固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起的.，仅适用于固体和液体，对气体不适用.解析：阿伏加德罗常数 NAMmolm Vmolm VmolV，其中 V 为V0VmNA【迁移拓展】已知常温常压下 CO2 气体的密度为，CO2的摩尔质量为 M，阿伏加德罗常数为 NA，则在该状态下容器内体积为 V 的 CO2 气体含有的分子数为_.在 3 km 的深海中，CO2 浓缩成近似固体的硬胶体，此时若将 CO2 分子看做直径为 d 的球，则该容器内 CO2 气体全部变成硬胶体后体积约为_.解析：体积为 V 的 CO2 气体质量 mV，则分子数 NmMNAVNAM.
14、CO2 浓缩成近似固体的硬胶体，分子个数不变，则该容器内 CO2 气体全部变成硬胶体后体积约为 VN16d3d3VNA6M答案：VNAM d3VNA6M 热点 2 布朗运动与分子热运动热点归纳1.布朗运动(1)研究对象：悬浮在液体或气体中的小颗粒；(2)运动特点：无规则、永不停息；(3)相关因素：颗粒大小、温度；(4)物理意义：说明液体或气体分子做永不停息的无规则的热运动.2.扩散现象：相互接触的物体分子彼此进入对方的现象.产生原因：分子永不停息地做无规则运动.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微粒的运动，
15、只能在液体、气体中发生分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到共同点都是无规则运动；都随温度的升高而更加激烈联系扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动3.扩散现象、布朗运动与热运动的比较【典题 3】(多选，2018 届广东汕头模拟)用高倍显微镜观察墨汁液滴，追踪一个小炭粒的运动，每隔 30 s 记录炭粒的位置并连线，记录的结果如图 13-1-7 所示.则下列说法正确的是()图 13-1-7A.图中连线说明炭粒在做机械运动；B.图中连线是炭粒的运动径迹C.图中炭粒的位置变化是由于分子间斥力作用的结果D.图中连线的杂乱不足以说明布朗运动与温度有关E.图中连线的杂乱无章间接说明液体分子运动的无
16、规则性解析：图中连线说明炭粒在做机械运动，A 正确；根据题意，有每隔 30 s 把观察到的炭粒的位置记录下来，然后用直线把这些位置依次连接成折线；故布朗运动图象是每隔 30 s 固体微粒的位置，而不是运动轨迹，只是按时间间隔依次记录位置的连线；故 B 错误；炭粒的位置变化是由于液体分子的无规则碰撞的不平衡性引起的，C 错误；图中连线的杂乱不足以说明布朗运动与温度有关，D 正确；图中连线的杂乱无章间接说明液体分子运动的无规则性，E 正确；ADE 正确.答案：ADE热点 3考向 1分子间的作用力与分子势能分子间的相互作用力热点归纳分子力是引力与斥力的合力.分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减
17、小，随分子间距离的减小而增大，但斥力总是变化得较快，如图 13-1-8 所示.图 13-1-8(1)当rr0时，F引F斥，F0.(2)当rr0 时，分子力表现为引力，随着 r 的增大，分子引力做负功，分子势能增大.图 13-1-9(2)当 rr0 时，分子力表现为斥力，随着 r 的减小，分子斥力做负功，分子势能增大.(3)当 rr0 时，分子势能最小，但不一定为零，可为负值，因为可选两分子相距无穷远时分子势能为零.(4)分子势能曲线如图 13-1-9 所示.【典题 5】(多选)两个相距较远的分子仅在分子力的作用下由静止开始运动，直至不再靠近.在此过程中，下列说法正确的是()A.分子力先增大，后
18、一直减小B.分子力先做正功，后做负功C.分子动能先增大，后减小D.分子势能先增大，后减小E.分子势能和动能之和不变解析：分子力 F 与分子间距 r 的关系是：当 rr0 时F 为斥力；当 rr0 时 F0；当 rr0 时 F 为引力.综上可知，当两分子由相距较远逐渐达到最近的过程中分子力是先变大再变小后又变大，A 错误.分子力为引力时做正功，分子势能减小，分子力为斥力时做负功，分子势能增大，B 正确，D 错误.因仅有分子力作用，故只有分子动能与分子势能之间发生转化，即分子势能减小时分子动能增大，分子势能增大时分子动能减小，其总和不变，C、E 项均正确.答案：BCE方法技巧：(1)分子势能在平衡
19、位置有最小值，无论分子间距离如何变化，靠近平衡位置，分子势能减小，反之增大.(2)判断分子势能的变化有两种方法：看分子力的做功情况.直接由分子势能与分子间距离的关系图线判断，但要注意其和分子力与分子间距离的关系图线的区别.项目内能机械能定义物体中所有分子热运动的动能与分子势能的总和物体的动能、重力势能和弹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热点 4 物体的内能热点归纳 1.物体的内能与机械能的比较：项目内能机械能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
20、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(续表)项目内能热量区别是状态量，状态确定则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2.内能和热量的比较：【典题 6】(多选)关于内能，下列说法正确的是()A.物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和B.当一个物体加速运动时，其内能不一定增加C.温度相等的两个物体接触，它们各自的内能不变且内能也相等D.物体温度升高，内能一定增大E.内能不同的物体，其分子热运动的平均动能可能相同解析：物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和，A 正确；当一个物体加速运动时，其动能增加，温度不一定升高，故内能不一定增加，B 正确；温度相等的两个物体接触，不会发生热交换，它们各自的内能不变；但内能关系无法确定，C 错误；物体的温度升高，但由于势能变化情况不确定，故内能变化情况不确定，D 错误；内能通常指热力学系统构成物体的所有分子，其热运动的动能和分子势能的总和.内能不同的物体，温度可能相同，其分子热运动的平均动能可能相同.E 正确.A、B、E 正确.答案：ABE
