1、【 精品教育资源文库 】 第 13单元 热学 高考热点统计 要求 2014年 2015年 2016年 2017年 分子动理论 33(1) 33(1) 33(1) 固体、液 体和气体 33(1) 33(1) 33(1) 33(1) 33(1) 33(1) 33(2) 33(1) 气体实验定律、状态方程 33 33(2) 33(2) 33(2) 33 33 33 33(2) 33 33 热力学定律和能量守恒定律 33(1) 33(1) 33(1) 33 33(2) 33 33 考情分析 1.本单元的主要内容是分子动理论的基本观点、固体和液体的基本性质、气体实验定律和理想气体状态方程及热力学定律
2、,分子动理论、阿伏伽德罗常数的应用、气体实验定律及热力学第一定律的应用是高考命题的热点 . 2.扩散和布朗运动现象、阿伏伽德罗常数、分子力和分子势能、分子平均动能和温度、气体压强的微观解释、油膜法测分子直径、晶体与液晶、液体的表面张力等是本单元的基础知识 ,气体实验定律、理想气体状态方程 与热力学定律是本单元的重点知识 ,应用气体实验定律、热力学第一定律的解 题方法是教学重点 . 第 32讲 分子动理论 内能 用油膜法估测分子的大小 一、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)阿伏伽德罗常数 NA:1 mol 的任
3、何物质所含的分子数 ,NA= mol-1. 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 ,运动越剧烈 . 3.分子力 (1)分子间同时存在着 和 ,实际表现的分子力是它们的 . (2)引力和斥力都随着距离的增大而 ,但分子间距离变化相等时斥力比引力变化得 . (3)分子间的作用力随分子间距离 r变化的关系如图 32-1所示 :当 rr0时 ,表现为 ;当 r10r0时 ,
4、分子力变得十分微弱 ,可忽略不计 . 图 32-1 二、 物体的内能 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 ,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 32-2所示 (规定分子间距离无穷远时分子势能为零 ). 【 精品教育资源文库 】 图 32-2 3.物体的内能 :物体中所有分子的热运动 与 的总和 .物体的内能跟物体的 、 及物体的 都有关系 . 三、用油膜法估测分子的大小 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 果把分子看作 ,单层分子油膜的
5、厚度就可以看作油酸分子的直径 ,如图 32-3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,则 d= . 图 32-3 【思维辨析】 (1)布朗运动是液体分子的无规则运动 . ( ) (2)温度越高 ,布朗运动越剧烈 . ( ) (3)分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大 . ( ) (4)-33 =240 K. ( ) (5)分子动能指的是由于分子定向移动具有的能 . ( ) (6)当分子力表现为引力时 ,分子势能随分子间距离的增大而增大 . ( ) (7)内能相同的物体 ,它们的分子平均动能一定相同 . ( ) 【思维拓展】 分子的体积如何表示 ? 考点一 阿
6、伏伽德罗常数的应用 宏观量与微观量的转换桥梁 作为宏观量的摩尔质量 Mmol、摩尔体积 Vmol、密度 与作为微观量的分子直径 d、分子质量 m、分子体积 V0都可通过阿伏伽德罗常数联系起来 .如图 32-4所示 . 图 32-4 (1)一个分子的质量 :m= . (2)一个分子所占的体积 :V0= (估算 固体、液体分子的体积或气体分子平均占有的空间 ). (3)1 mol物体的体积 :Vmol= . (4)质量为 M的物体中所含的分子数 :n= NA. 【 精品教育资源文库 】 (5)体积为 V的物体中所含的分子数 :n= NA. 考向一 液体、固体分子模型 1 2017江苏卷 科学家可
7、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为66 kg/mol,其分子可视为半径为 3 10-9 m的球 ,已知阿伏伽德罗常数为 6.0 1023 mol-1.请估算该蛋白的密度 .(计算结果保留一位有效数字 ) 建模点拨 固体、液体分子一个一个紧密排列 ,可将分子看成球体或立方体 ,如图 32-5所示 ,分子间距等于小球的直径或立方体的棱长 ,所以 d= (球体模型 )或 d= (立方体模型 ). 图 32-5 考向二 气体分子模型 2 已知地球大气层的厚度 h 远小于地球半径 R,空气平均摩尔质量为 M,阿伏伽德罗常数为 NA,地面大气压强为p0,重力加速度
8、大小为 g.由此可估算得 ,地球大气层空气分子总数为 ,空气分子之间的平均距离为 . 建模点拨 气体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 32-6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 d= . 图 32-6 【 精品教育资源文库 】 考点二 分子动理论的应用 考向一 布朗运动与分子热运动 项目 布朗运动 分子热运动 活动主体 固体小颗粒 分子 区别 是固体小颗粒的运动 ,能通过光学显微镜直接观察到 是分子的运动 ,分子不论大小都做热运动 ,热运动不能通过光学显微镜直接观察到 共同点 都是永不停息地无
9、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 布朗运动是小颗粒受 到周围做热运动的分子撞击作用不平衡而引起的 ,它是分子做无规则运动的反映 3 (多选 )2016江苏涟水中学质检 关于布朗运动 ,下列说法不正确的是 ( ) A.布朗运动就是液体分子的无规则运动 B.布朗运动就是悬浮的固体微粒分子的无规则运动 C.气体分子的运动是布朗运动 D.液体中的悬浮微粒越大 ,布朗运动就越不明显 E.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮微粒撞击作用的不平衡引起的 考向二 分子间的作用力与分子势能 4 (多选 )2017山西晋城二模 将一个分子 P固定在 O 点 ,另一个分子 Q从
10、图 中的 A点由静止释放 ,两分子之间的作用力与间距关系的图像如图 32-7所示 ,则下列说法正确的是 ( ) 图 32-7 A.分子 Q由 A运动到 C的过程中 ,先加速再减速 B.分子 Q在 C点时分子势能最小 C.分子 Q在 C点时加速度大小为零 D.分子 Q由 A点释放后运动到 C点左侧的过程中 ,加速度先增大后减小再增大 E.该图能表示固、液、气三种状态下分子力随分子间距变化的规律 方法技巧 (1)分子势能在平衡位置有最小值 ,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
11、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 . 考向三 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 【 精品教育资源文库 】 2.内能和热量的比较 内能 热量 区别 是状态量
12、,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 5 (多选 )关于物体的内能 ,下列说法不正确的是 ( ) A.温度相等的 1 kg和 100 g 的水内能相同 B.物体内能增加 ,一定要从外界吸收热量 C.热量只能从内能多的物体转移到内能少的物体 D.在相同物态下 ,同一物体温度降低 ,它的内能会减少 E.物体运动时的内能不一定比静止时的内能大 式题 (多选 )2017太原二模 如图 32-8所示 ,甲分子固定在坐标原点 O,乙分子位于 x轴上 ,两分子之间的相互作用力的合力 F与两分子间距离 x的关系如图中曲线所示 ,F0表现为斥力 ,FT1.
