高考?xì)v史 第14章 第1節(jié) 分子動(dòng)理論 內(nèi)能知識研習(xí)課件 魯科版選修33

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1、 1認(rèn)識分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)，知道其實(shí)驗(yàn)依據(jù)知道阿伏伽德羅常數(shù)的意義 2了解分子運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律認(rèn)識溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志理解內(nèi)能的概念 3能用分子動(dòng)理論和統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)解釋氣體壓強(qiáng) 4了解固體的微觀結(jié)構(gòu)，會(huì)區(qū)別晶體和非晶體能解釋液體表面張力產(chǎn)生的原因 5通過實(shí)驗(yàn)了解氣體實(shí)驗(yàn)定律，知道理想氣體模型能用分子動(dòng)理論和統(tǒng)計(jì)規(guī)律解釋氣體壓強(qiáng)和氣體實(shí)驗(yàn)定律 6知道飽和汽、未飽和汽及飽和汽壓，了解相對濕度舉例說明空氣的相對濕度對人的生活和植物生長的影響 7了解熱力學(xué)第一定律和第二定律，理解能量守恒定律 8認(rèn)識能源的開發(fā)和利用，具有保護(hù)環(huán)境的意識 實(shí)行新課程改革后，新高考中選考模塊內(nèi)容的綜合性受到一定限制

2、在選修33中，本知識點(diǎn)是出現(xiàn)幾率比較高的內(nèi)容，模塊內(nèi)綜合是高考命題的顯著特點(diǎn)；關(guān)于氣體部分，高考中明確了降低要求，加之高考分?jǐn)?shù)的限制，有關(guān)氣體的計(jì)算不會(huì)過于復(fù)雜 熱力學(xué)第一定律是以能量為主線，研究改變內(nèi)能的方式與規(guī)律；在能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的基礎(chǔ)上，熱力學(xué)第二定律探討了自然過程的方向性和理想熱機(jī)的效率問題，揭示了宏觀過程方向性的微觀本質(zhì)本部分內(nèi)容是選修33模塊出現(xiàn)幾率最高的知識點(diǎn)，既可能單獨(dú)考查，也很可能與內(nèi)能、理想氣體綜合起來考查 1物體是由大量分子組成的 (1)分子的大小 分子直徑：數(shù)量級是m. 分子質(zhì)量：數(shù)量級是kg.1010 10251027 油膜法油膜法 (2)阿伏伽德羅常數(shù) 定義：1

3、 mol任何物質(zhì)所含有的相同粒子數(shù) 數(shù)值：NA mol1. 2分子熱運(yùn)動(dòng) (1)擴(kuò)散現(xiàn)象 定義：相互接觸的能夠彼此進(jìn)入，這類現(xiàn)象叫做擴(kuò)散 特點(diǎn)： 越高，擴(kuò)散越快；可在固體、 、氣體中進(jìn)行6.021023不同物質(zhì)不同物質(zhì)對方對方溫度溫度液體液體 (2)布朗運(yùn)動(dòng) 定義：懸浮在液體(或氣體)中的微粒的永不停息的運(yùn)動(dòng)叫做布朗運(yùn)動(dòng) 產(chǎn)生原因：微粒受到周圍液體(或氣體)分子的撞擊，產(chǎn)生了布朗運(yùn)動(dòng)，微粒越，撞擊就越，布朗運(yùn)動(dòng)就越顯著，溫度越布朗運(yùn)動(dòng)也越顯著 (3)熱運(yùn)動(dòng)：分子運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng) 無規(guī)則無規(guī)則不平衡不平衡小小不平衡不平衡高高永不停息地?zé)o規(guī)則永不停息地?zé)o規(guī)則 3分子間存在相互作用的引力和斥力 (1)

4、分子間有空隙： 氣體很容易被，布朗運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散現(xiàn)象、水和酒精混合后總體積 這些事件都證明了分子間存在著 (2)特點(diǎn)：如圖所示，分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而，隨分子間距離的減小而，但斥力比引力變化壓縮壓縮變小變小空隙空隙減小減小增大增大快快 當(dāng)rr0時(shí)，分子力表現(xiàn)為0. 當(dāng)rr0時(shí)，f引f斥，分子力表現(xiàn)為 當(dāng)rr0時(shí)，f引r0時(shí)，分子勢能隨分子間距離的增大而；當(dāng)rr0時(shí)，分子勢能隨r的減小而；當(dāng)rr0時(shí)，分子勢能相對位置相對位置體積體積分子間距離分子間距離增大增大增大增大最小最小 (3)物體的內(nèi)能： 內(nèi)能：物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)的和的總和 決定因素：由共同決定，同時(shí)受物態(tài)變化的影響 物體

5、的內(nèi)能跟物體狀態(tài)無關(guān)動(dòng)能動(dòng)能分子分子勢能勢能物質(zhì)的量、溫度、體積物質(zhì)的量、溫度、體積機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng) 考點(diǎn)一宏觀量與微觀量及其相互關(guān)系 1微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m. 2宏觀量：物體體積V、摩爾體積Vmol、物體的質(zhì)量M、摩爾質(zhì)量Mmol、物體的密度. 3關(guān)系 【案例1】(2010江蘇高考)已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空氣的摩爾質(zhì)量為0.029 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA6.021023 mol1.若潛水員呼吸一次吸入2 L空氣，試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)【答案】【

6、答案】31022個(gè)個(gè) 【即時(shí)鞏固1】已知汞的摩爾質(zhì)量為Mmol200.5103 kg/mol，密度為13.6103 kg/m3，阿伏伽德羅常數(shù)NA6.01023 mol1.則一個(gè)汞原子的質(zhì)量(用相應(yīng)的字母表示即可)、一個(gè)汞原子的體積(結(jié)果保留一位有效數(shù)字 ) 、 體 積 為 1 c m3的 汞 中 汞 原 子 的 個(gè) 數(shù) 分 別 為_AMmol、11029 m3、21022個(gè)【答案【答案】B 考點(diǎn)二布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散的共同之處，以及布朗運(yùn)動(dòng)與分子運(yùn)動(dòng)的區(qū)別 1布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象的共同點(diǎn) (1)它們都反映了分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng) (2)它們都隨溫度的升高而表現(xiàn)得越明顯 2布朗運(yùn)動(dòng)和分子運(yùn)動(dòng)的比

7、較布朗運(yùn)動(dòng)分子運(yùn)動(dòng)研究對象懸浮在液體、氣體中的固體小顆粒分子特點(diǎn)永不停息；無規(guī)則；顆粒越小，現(xiàn)象越明顯；溫度越高，運(yùn)動(dòng)越激烈；肉眼看不到和前面相同因果關(guān)系布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因是由于分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的撞擊力的不平衡，是分子運(yùn)動(dòng)的反映分子運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)的原因 【技巧提示】(1)布朗運(yùn)動(dòng)既不是固體分子的運(yùn)動(dòng)，也不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，而是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映 (2)布朗運(yùn)動(dòng)中的微粒是由成千上萬的大量分子組成的“分子集團(tuán)” 3布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象的比較 布朗運(yùn)動(dòng)只能在液體、氣體中發(fā)生，而擴(kuò)散現(xiàn)象可以發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間 【案例2】分子動(dòng)理論較好地解釋了物質(zhì)的宏觀熱學(xué)性質(zhì)，據(jù)此可判斷下列說法中錯(cuò)

8、誤的是_ A顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性 B分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大，一定先減小后增大 C分子勢能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大 D在真空、高溫條件下，可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料摻入其他元素 【解析】顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒做布朗運(yùn)動(dòng)，是對液體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映，A正確；由分子力與分子間距離的關(guān)系可知，如果是分子距離從很小開始逐漸增大，則分子力由斥力逐漸減小到零，再表現(xiàn)為引力先增大后減小，直至減小到零，B錯(cuò)誤；由以上過程可以分析，分子力先做正功后做負(fù)功，分子勢能先減小后增大，C正確；由于分子的擴(kuò)散，當(dāng)然在真空、高

9、溫條件下可以向半導(dǎo)體材料摻入其他元素，D正確 【答案】B 【即時(shí)鞏固2】(2009北京理綜)做布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，得到某個(gè)觀測記錄如圖圖中記錄的是_A分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況B某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡跡C某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的速某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的速度度時(shí)間圖線時(shí)間圖線D按等時(shí)間間隔依次記錄的按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線 【解析】布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而非分子的運(yùn)動(dòng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；既然運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，所以微粒沒有固定的運(yùn)動(dòng)軌跡，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；對于某個(gè)微粒而言，在不同時(shí)刻的速度大小和方向均是不確定的，所以無

10、法確定其在某一個(gè)時(shí)刻的速度，故也就無法描繪其速度時(shí)間圖線，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；只有D項(xiàng)正確 【答案】D 考點(diǎn)三分子間的相互作用力問題 分子之間雖然有空隙，大量分子卻能聚集在一起形成固體或液體，說明分子之間存在著引力分子間有引力，而分子間有空隙，沒有緊緊吸在一起，說明分子間還存在著斥力分子間同時(shí)存在著引力和斥力，都隨分子之間距離的變化而變化但是，由于斥力比引力變化得快，便出現(xiàn)了“斥力大于引力”、“斥力和引力恰好相等”、“引力大于斥力”的情況；分子間距離為r0時(shí)分子力為零，并不是分子間無引力和斥力當(dāng)分子間的距離遠(yuǎn)大于10 r0時(shí)，引力和斥力都已經(jīng)十分微弱，可以認(rèn)為分子間沒有相互作用力，分子力為零 【案例3

11、】(2010全國理綜)如圖為兩分子系統(tǒng)的勢能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線下列說法正確的是（ ） A.當(dāng)當(dāng)r大于大于r1時(shí)，分子間的作用時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力力表現(xiàn)為引力 B當(dāng)當(dāng)r小于小于r1時(shí)，分子間的作時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力用力表現(xiàn)為斥力 C當(dāng)當(dāng)r等于等于r1時(shí)，分子間的作時(shí)，分子間的作用力為零用力為零 D.在在r由由r1變到變到r2的過程中，分的過程中，分子間的作用力做負(fù)功子間的作用力做負(fù)功 【解析】本題考查分子力做功與分子勢能的關(guān)系、功的正負(fù)的判斷意在考查考生對基本概念和基本規(guī)律的理解能力對兩分子組成的系統(tǒng)，分子力做正功，分子勢能減??；分子力做負(fù)功，分子勢能增加結(jié)合圖象可知

12、，分子距離由非常近到r1時(shí)，Ep減小，分子力做正功；當(dāng)分子由r1到r2時(shí)，Ep減少，分子力做正功，故分子力為斥力，A、D錯(cuò)誤，B正確；分子間距離由r2繼續(xù)增大時(shí)，分子勢能增加，說明分子力做負(fù)功，即分子間表現(xiàn)為引力，故分子間距離為r2時(shí)，分子間作用力為零，C正確；本題答案為B、C.【答案【答案】B、C 【即時(shí)鞏固3】（2010四川理綜）下列現(xiàn)象中不能說明分子間存在分子力的是（ ） A.兩鉛塊能被壓合在一起 B.鋼繩不易被拉斷 C.水不容易被壓縮 D.空氣容易被壓縮 【解析】A、B選項(xiàng)說明分子間存在引力，C選項(xiàng)說明分子間存在斥力，D項(xiàng)說明氣體分子間距大，故答案為D. 【答案】D 考點(diǎn)四溫度、內(nèi)能和

13、機(jī)械能 1對溫度的理解 (1)溫度的意義：溫度在宏觀上表示物體的冷熱程度，在微觀上表示分子的平均動(dòng)能 (2)兩種表示方法：攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)兩種溫標(biāo)溫度的零點(diǎn)不同，同一溫度兩種溫標(biāo)表示的數(shù)值不同，但它們表示的溫度間隔是相同的，即每一度的大小相同，tT. 【技巧提示】(1)熱力學(xué)溫度的零值是低溫極限，永遠(yuǎn)達(dá)不到，即熱力學(xué)溫度無負(fù)值 (2)溫度是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的集體行為，對個(gè)別分子來說溫度沒有意義 2物體的內(nèi)能和機(jī)械能的比較類別比較內(nèi)能機(jī)械能定義物體中所有分子的動(dòng)能和勢能之和物體的動(dòng)能、重力勢能和彈性勢能的統(tǒng)稱決定由物體內(nèi)部狀態(tài)決定跟宏觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、參考系和零勢能點(diǎn)的選取有關(guān)量值任何物體都有內(nèi)能可

14、以為零測量無法測量可測量 【技巧提示】(1)物體的體積越大，分子勢能不一定就越大，如0 的水結(jié)成0 的冰后體積變大，但分子勢能卻減小了 (2)理想氣體分子間相互作用力為零，故分子勢能忽略不計(jì)，一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān) (3)機(jī)械能和內(nèi)能都是對宏觀物體而言的，不存在某個(gè)分子的內(nèi)能、機(jī)械能的說法 【案例4】1 g 100 的水和1 g 100 的水蒸氣相比較，下列說法_ (1)分子的平均動(dòng)能和分子的總動(dòng)能都相同 (2)它們的內(nèi)能相同 A(1)(2)兩種說法均正確 B(1)(2)兩種說法均錯(cuò)誤 C(1)說法正確，(2)說法錯(cuò)誤 D(1)說法錯(cuò)誤，(2)說法正確 【解析】由溫度是分子平均動(dòng)能

15、的標(biāo)志及物體內(nèi)能的影響因素，即可判斷 溫度相同則它們的分子平均動(dòng)能相同；又因?yàn)? g水和1 g水蒸氣的分子數(shù)相同，因而它們的分子總動(dòng)能相同，所以(1)說法正確當(dāng)100 的水變成100 的水蒸氣時(shí)，該過程吸收熱量，內(nèi)能增加，所以1 g 100 的水的內(nèi)能小于1 g 100 的水蒸氣的內(nèi)能，故(2)說法錯(cuò)誤 【答案】C 【技巧點(diǎn)撥】解決這類問題的依據(jù)是： (1)溫度相同的不同物體其分子的平均動(dòng)能是相等的，但平均速率不一定相等，因?yàn)椴煌奈镔|(zhì)分子的質(zhì)量不一定相等 (2)物體內(nèi)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能等于分子的平均動(dòng)能與分子數(shù)的乘積，即它與物體的溫度和所含的分子數(shù)目有關(guān) (3)物體的內(nèi)能除與物質(zhì)的量、溫度和體積有關(guān)外，還與物態(tài)有關(guān) 【即時(shí)鞏固4】一顆炮彈在空中以某一速度v飛行，有人說：由于炮彈中所有分子都具有這一速度，所以分子具有動(dòng)能；又由于分子都處于高處，所以分子又具有勢能，因此分子的上述動(dòng)能和勢能的總和就是炮彈的內(nèi)能，則這種說法_ A正確B不正確【答案】【答案】B