1、物理选修33第七章分子的动理论知识点汇总docx物理选修 3-3 第七章 分子动理论知识点汇总（训练填空版 ）知识点一、 物体是由大量分子组成的一、物体是由大量的分子组成的(1) “大量”的意思一是指分子尺寸小，一般分子直径的数量级是 10 10m.若把两万个分子一个挨一个地紧密排列起来， 约有头发丝直径那么长一点。 若把一个分子放大到像芝麻那么大，则芝麻被成比例地放大将到地球那么大二是指物体内分子多，例如一滴水约有 万亿亿个水-26分子。三是分子质量轻，一般分子质量数量级是 10 kg.(2)人们不可能用肉眼直接观察到分子，也无法借助光学显微镜观察到，通过离子显微镜可观察到分子的位置，用扫描
2、隧道显微镜( 放大数亿倍 ) 可直接观察到单个分子或原子 .二、实验：用油膜法估测分子的大小(1)实验目的估测油酸分子的大小学习用宏观量间接测量微观量的原理和方法(2)实验原理 : d V / S(3)实验器材注射器或滴管、量筒、痱子粉 ( 或石膏粉 ) 、浅盘、水、酒精、油酸、玻璃板、彩笔、坐标纸(4)实验步骤取 1 毫升 (1cm3) 的油酸溶于酒精中，制成 500 毫升的油酸酒精溶液往边长约为 30cm 40cm 的浅盘中倒入约 2cm 深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上用滴管 ( 或注射器 ) 向量筒中滴入 n 滴配制好的油酸酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为11mL，算出每滴
3、油酸酒精溶液的体积 V0nmL.用滴管 ( 或注射器 ) 向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜待油酸薄膜形状稳定后， 将一块较大的玻璃板盖在浅盘上， 用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积 V，据一滴油酸的体积 V和薄膜的V面积 S，算出油酸薄膜的厚度 dS，即为油酸分子的直径比较算出的分子直径，看其数量级( 单位为 m)是否为 1010 ，若不是 10 10 须重做实验(5)本实验的注意事项酒精油酸溶液配制好后，不要长时间放置，以免浓度改变，影响实验（
4、油酸难溶于水，酒精 稀释油酸是为了进一步减小油酸的面密度 , 使油酸 分子 尽可能的少在竖直方向上重叠 , 更能保证其形成单层 分子膜）酒精油酸溶液的浓度应小于1为宜100痱子粉的用量不要太大，否则不易成功（作用： 因为油和水颜色相近，不易分辨。撒上痱子粉 或石膏粉后油的扩散可以将痱子粉 或石膏粉排开，这样油的面积大小 就很清楚了。）滴管胶头高出水面就在 1cm 之内，否则油膜难以形成要待油膜形状稳定后，再画轮廓做完实验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精清洗，然后用脱脂棉擦净，最后用水冲洗，以保持盘的清洁小结：建模和估算在物理学研究中是常用的。分子球模型 实际分子的结构很复杂，分子间有空
5、隙，认为分子是球形，且一个紧挨一个排列，是一种近似模型， 固体、液体分子可视为球形，且分子间紧密排列没有间隙；气体分子正立方体模型 气体分子在一个正立方体的空间范围内活动，可以近似认为气体分子均匀分布，即认为每个气体分子占据一个正方体，其边长即为气体分子间的距离三、阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数 NA 1023mol 1阿伏加德罗常数的含义： 1 摩尔的任何物质含有的微粒数相同，这个数叫阿伏加德罗常数其值是 1023mol 1，这个数常用 N 表示，是微观世界的一个重要常数 , 是宏观与微观A联系的桥梁。宏观与微观联系公式NAV0式中 V 0为某种物质的摩尔体积，v0为其分子的体积。该式只适用于
6、固体和液v0体。N AM 0式中 M 0 为某种物质的摩尔质量,m0为其分子的质量。该式普遍适用。m0知识点二、 分子的热运动一、热运动 物理学中把物体内部大量分子的无规则运动称为热运动。 扩散现象和布朗运动都说明分子在永不停息地作无规则的运动二、扩散现象1.定义： 不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散。温度越高，扩散现象越明显。扩散现象不仅发生在气体、液体之间，也会发生在固体之间扩散原因是由分子运动所致。2.扩散现象说明（ 1）直接说明了组成物体的分子总是不停息地做无规则运动 , 温度越高分子运动越剧烈 。（2 说明了分子间存有间隙。三、布朗运动1布朗运动： 悬浮在液体 ( 气体）中
7、的固体微粒总是作永不停息无规则运动叫做布朗运动布朗是英国的一位植物学家。 1827 年，布朗用显微镜观察植物的花粉微粒悬浮在静止水面上的形态时，却惊奇地发现这些花粉微粒在不停地作无规则运动。布朗经过反复观察后，写下了这样的一段文字： “我确信这种运动不是由于液体的流动所引起，也不是由于液体的逐渐蒸发所引起，而是属于粒子本身的运动。”2布朗运动产生的原因： 大量液体分子永不停息地做无规则运动时，对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性是产生布朗运动的原因。它间接反映了气体、液体分子在不停地做无规则的热运动。结论：颗粒越小， 液体分子对微粒撞击作用出现不平衡性的几率就越大， 布朗运动就越明显；温度越高
8、，说明液体分子运动越剧烈，从而引起颗粒的布朗运动就越明显。四、扩散现象和布朗运动说明：（ 1）扩散现象是分子运动的直接证明；布朗运动间接证明了液体分子的无规则运动 .（2）扩散现象和布朗运动都表明分子运动具有“永不停息性”和“无规则性”。（3）温度越高，大量分子作热运动就越剧烈。这说明物体的温度高低是与内部分子无规则运动的剧烈程度直接相关的。知识点三、 分子间的作用力1、分子间存在空隙：固体、 液体、气体分子间都存有空隙。例如：一定量的酒精和水混合后的体积小于混合前的总体积；气体有很明显的可压缩性。2、分子间同时存在引力和斥力如拉伸物体需要用力；两块纯净的铅压紧后，很难拉开。这都说明分子之间存
9、在引力。如压缩物体要用力；固体和液体的体积很难被压缩。这都说明分子之间存在斥力。3、分子力分子间引力和斥力的合力叫分子力。引起分子间相互作用力的原因： 分子间相互作用力是由原子内带正电的原子核和带负电的电子间相互作用而引起的。4、引力和斥力大小都跟分子间的距离关系：（ 1）分子引力和斥力与分子间距的变化图：（2）分子力及引力和斥力的大小跟分子间距离的关系说明：引力和斥力都随距离的增大而减小。斥力随距离变化比较快。 . 当 r =r 0 时， F 引 F 斥 ， F 分 0，分子力为零。 ( r 0 数量级为 10-10 m,距离为 r 0 的位置 , 叫做平衡位置。当 r r 0 时，随 r
10、的减小， F 引 、 F 斥 都增大， F 斥比 F 引增大得快， F 斥 F 引，分子力表现为斥力， r 减小，分子力增大。当 rr 0时，随 r 的增加， F 引、 F 斥都减小， F 斥比 F 引 减小得快， F 斥 F 引，分子力表现为引力， r 增大，分子力减小。当r 100（ 10-9 m)时，分子间距过大，分子间已无作用力，分子力等于0，分子力是短程r力。气体分子间的距离一般情况下是 r 10r 0， 因此气体分子间只能有碰撞相互作用。知识点四、 温度和温标一、状态参量与平衡态1、热力学系统： 热力学研究的对象，一般由大量分子组成，这个对象就称为热力学系统。系统以外与系统发生相互
11、作用的其他物质统称为外界或环境。例如，用酒精灯加热容器中的气体，气体就是一个热力学系统，而容器和酒精灯就是外界。2、状态参量： 为了描述系统的状态而用到的物理量称为系统的状态参量。如温度（ T）、体积（ V）、压强（ P）等。3、平衡态： 没有外界影响的情况下，系统中各部分的状态参量都达到稳定的状态。否则就是非平衡态。注意：平衡态是一种理想情况，因为任何系统完全不受外界影响是不可能的。类似于化学平衡，热力学系统达到的平衡态也是一种动态平衡。系统内部没有物质流动和能量流动。处于平衡态的系统各处温度相等，但温度各处相等的系统未必处于平衡态。二、热平衡与温度1、热平衡 :若两个热力学系统彼此接触，而
12、其状态参量都不变化（即没有发生热传递），我们就说这两个系统达到了热平衡。2、热平衡定律 ( 热力学第零定律 )若两个系统分别与第三个系统达到热平衡， 那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。3、温度 ：表征互为热平衡的各系统的“共同热学性质”的物理量，就叫温度。同样，具有相同温度的系统也必然处于热平衡状态。宏观上温度是表征热力学系统冷热程度的物理量，微观上对应热力学系统内大量分子作热运动的剧烈程度。三、温度计与温标1、温标：定量描述温度的标准叫做温标。例如摄氏温标是这样建立的 : 规定在一个标准大气压下冰水共存时为 0（冰的熔点），纯净水沸腾时为 100（水的沸点）。2、热力学温度(1)定义：
13、热力学温标表示的温度叫做热力学温度，它是国际单位制中七个基本物理量之一。(2)符号 : T ，(3)单位开尔文，简称开，符号为K(4) 热力学温标与摄氏温标的关系： Tt+ K(5)说明：摄氏温标的单位“”是温度的常用单位，但不是国际制单位，温度的国际制单位是开尔文，符号为 K在今后各种相关热力学计算中，一定要牢记将温度单位转换为热力学温度即开尔文；由与 l KT t+ K 可知，物体温度变化是相隔甚远的。l 与变化l K 的变化量是等同的， 但物体所处状态为l 3、温度计温度计是测温仪器的总称。例如水银温度计的测温物质是水银（汞），测温原理是热胀冷缩，测温标准 是摄氏温标。除此之外，根据用途
14、不同，有多种多样温度计。知识点五、 内能一、分子动能1、定义： 物体内部大量分子做无规则运动所具有的能量叫分子动能2、分子的平均动能：（1）定义：物体内所有分子动能的平均值叫做分子的平均动能。（2）意义：由于分子间相互碰撞，分子动能不断交换，单个分子动能时刻在变化，所以在热现象 的研究中我们关心的是组成系统的大量分子整体表现出来的热学性质 -所有分子动能的平均值。温度是分子平均动能的标志， 这是温度的微观含义。 宏观上物体的冷热程度是微观上大量分子热运动的集体表现。温度越高，分子热运动的平均动能就越大。换言之， 分子平均动能是与 热力学温度 成正比的温度不反映单个分子的特性，两个物体只要温度相
15、同，它们的分子平均动能就相同，但它们单个分子动能不一定相同，温度很高的物体内部也存在着动能很小的分子。物质种类不同的物体，如果温度相同，它们分子的平均动能就相同，但它们的平均速率不同，因为分子的质量不同。物体内分子运动的总动能是所有分子热运动的动能总和。 它等于分子平均动能与分子数的乘积，即它与物体的温度和所含分子数目有关。二、分子势能1、定义： 由于分子间存在着分子力，因此分子组成的系统也存在着有分子间的相互位置决定的势能，这种势能叫分子势能。2、决定因素：（1）微观上：分子势能的大小由分子间相互位置决定。（2）宏观上：分子势能的大小与物体的体积有关。3、变化规律 ：（ 1）当分子间距离 r
16、 r 时：分子间作用力表现为引力，分子间距离增大时，分子力做负0功，因此分子势能随分子间距离的增大而增大。（ 2）当分子间距离 r r 时：分子间的作用力表现为斥力，分子间距离减小时，分子力做0负功，因此分子势能随分子间距离的减小而增大。（ 3）当分子间距离 r r 时：分子力为零，分子势能最小。04、分子势能曲线：由分子势能的变化规律可知：选无穷远处为零势能位置，分子间距离以r 为数值基准， r 不0论减小或增大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点。5、分子力曲线与分子势能曲线对比：三、内能1、定义： 物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。2、特点
17、： 组成任何物体的分子都在永不停息的做无规则的热运动，所以任何物体在任何情况下都具有内能。3、决定因素：（1）微观因素： 物体内能的大小由组成物体的分子数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定。（2）宏观因素： 物体内能的大小由物体所含物质的多少即物质的量、温度和体积三个因素决定，同时也受物态变化的影响。4、内能和机械能的区别和联系：训练题一、 1. 将 13油酸溶于酒精中，制成2003油酸酒精溶液已知1 3溶液中有50 滴 取cmcmcm一滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水后，油酸在水面上形成一 分子薄 已 出 薄 的面 ，由此估 油酸分子的直径 （ ）A. 210 -10
18、mB. 510 -10 mC. 210 -9 mD. 510 -9 m2. 将液体分子看做是球体，且分子 的距离可忽略不 ， 已知某种液体的摩 量， 液体的密度 以及阿伏加德 常数NA，可得 液体分子的半径 （）A.B.C.D.3. 下列叙述正确的是（）A. 散 象 明了分子在不停地做无 运 B.布朗运 就是液体分子的运 C.分子 距离增大，分子 作用力一定减小D.物体的温度越高，分子运 越激烈，每个分子的 能都一定越大4.如 所示是教材中模仿布朗 所做的一个 似 中 的其中一个小炭粒的“运 迹”以小炭粒在 A 点开始 ， 中的 A、 B、C、 D、 E、 F、 G各点是每隔 30s 小炭粒所
19、到达的位置，用折 接 些点，就得到了 中小炭粒的“运 迹” 下列 法中正确的是（ ）A.图中记录的是分子无规则运动的情况B. 在第 75 s 末，小炭粒一定位于 C、 D连线的中点C.由实验可知，小炭粒越大，布朗运动越显著D.由实验可知，温度越高，布朗运动越剧烈5. 下列说法正确的是（ ）A.分子力减小时，分子势能也一定减小B.只要能减弱分子热运动的剧烈程度，物体的温度就可以降低C.扩散和布朗运动的实质是相同的，都是分子的无规则运动D. 分子间的距离 r 存在某一值 r 0，当 r 大于 r 0 时，分子间斥力大于引力；当 r 小于 r 0 时，分子间斥力小于引力6.甲分子固定在坐标原点 O，
20、乙分子位于 r 轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图象如图中曲线所示， F 0 为斥力， F 0 为引力 a、b、c、d 为 r 轴上四个特定的位置，现把乙分子从 a 处由静止释放，则（）A.B.C.D.乙分子从 a 到 b 过程中，两分子间无分子斥力乙分子从 a 到 c 过程中，两分子间的分子引力先减小后增加乙分子从 a 到 c 一直加速乙分子从 a 到 b 加速，从 b 到 c 减速7. 某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中 f （ v）表示 v 处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为 TI ， TII ， TIII ，则（ ）A. T T T B.
21、 T T TC. T T ， T T D. T =T=T8.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于 x 轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间的距离的关系如图中曲线所示F 0 为斥力， F0 为引力 a、 b、c、 d 为 x 轴上四个特定的位置现把乙分子从 a 处由静止释放，则（ ）A.B.C.D.乙分子由 a 到 b 做加速运动，由 b 到 c 做减速运动乙分子由 a 到 d 的运动过程中，加速度先减小后增大乙分子由 a 到 b 的过程中，两分子间的分子势能一直减小乙分子由 b 到 d 的过程中，两分子间的分子势能一直增大9. 关于分子动理论和物体的内能，下列说法中正确的是（ ）A.
22、液体分子的无规则运动称为布朗运动B.物体的温度升高，物体内大量分子热运动的平均动能增大C.物体的温度升高，物体内分子势能一定增大D.物体从外界吸收热量，其温度一定升高10. 关于机械能和内能，下列说法中正确的是（ ）A. 1kg0的水内能与 1kg0的冰内能相同B.C.D.机械能大的物体，其内能一定很大物体的内能减小时，机械能也必然减小物体的机械能减小时，内能却可以增加二、多选题11.今年 12 月份我国华北、华东出现了严重的雾霾天气雾霾的形成主要是空气中悬浮着大量的是指空气中直径小于微米的颗粒物，其浮在空中很难沉降到地面从而对人健康形成危害下列说法正确的是（）A.B.C.D.E.环境温度低于
23、 0时，不再具有内能无风雾霾中的的运动属于布朗运动无风雾霾中的的运动是分子运动在空中受到的是非平衡力作用在空气中会受到重力的作用12. 质量是 18g 的水， 18g 的水蒸气， 32g 的氧气，在它们的温度都是 100时（ ）A.它们的分子数目相同，它们的内能不相同，水蒸气的内能比水大B.它们的分子数目相同，分子的平均动能相同C.它们的分子数目不相同，分子的平均动能相同D.它们的分子数目相同，分子的平均动能不相同，氧气的分子平均动能大13.如图所示为分子间作用力 F 和分子间距离 r 的关系图象， 关于分子间作用力， 下列说法正确的是（）A.分子间同时存在着相互作用的引力和斥力B.分子间的引
24、力总是比分子间的斥力小C.分子间的斥力随分子间距离的增大而减小D.分子间的引力随分子间距离的增大而增大14. 下列说法正确的是（ ）A.悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动就越不明显B.物体的温度越高，分子热运动的平均动能越大C.当分子间的距离增大时，分子间的引力变大而斥力减小D.E.物体的温度随着科学技术的发展可以降低到绝对零度物体的内能不可能为零三、计算题15.已知金刚石的密度为 ，有一小块金刚石，体积是V，摩尔质量为 M，阿伏加德罗常数为NA，求：（ 1）这小块金刚石中含有多少个碳原子（ 2）设想金刚石中碳原子是紧密地堆在一起的，计算碳原子的直径16.已 知 水 的 密 度 =103/
25、3、 摩 尔 质 量=10-2/mol， 阿 伏 加 德 罗 常 数kg mMkgA=1023mol-1 试求体积 =360的水中含有水分子的总数N和水分子的直径d（结果NVmL保留一位有效数字）答案和解析【答案】1.B2.A3.8.C9.B10.A4.D11.D5.BDE 12.B6.C 7.BAB13.AC 14.ABE15.解：（ 1）金刚石的质量为： m= V；金刚石的摩尔数为： n=；金刚石所含分子数是： N总=nNA=；（2）想金刚石中碳原子是紧密地堆在一起的，则碳原子的体积为：V =又V =解得：碳原子的直径 d=答：（1）这小块金刚石中含有个碳原子（2）碳原子的直径为16.解：
26、（ 1）水分子数： = 1025 个（2） d=2 10-9 m答：水中含有水分子的总数是1025 个；水分子的直径d 是 2 10-9 m【解析】-63-10 31. 解：一滴油酸的体积为： V0= 10m=1 10m油酸分子的直径为： d=510-10 m故选： B在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径本题是以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个靠一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度，计算时注意单位的换算2. 解：液体的摩尔体积为 V=由题，液体分子看做是球体，且分子间的距离可忽略不计，则液体分子的体积为 V0=由V
27、0=得 r =故选 A根据将液体分子看做是球体，且分子间的距离可忽略不计的模型可知，阿伏加德罗常数 NA个液体分子体积之和等于摩尔体积，求出分子体积，再球的体积公式求出分子的半径本题利用物理模型估算液体分子的半径， 也可以利用此模型估算固体分子的大小和气体分子间距3. 解： A、扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动，故 A 正确B、布朗运动是指悬浮在液体中颗粒的运动，不是液体分子的运动故 B 错误C、当分子间距离增大时，分子力作用力不一定减小，故 C错误D、气体温度升高，分子的平均动能增大，这是统计规律，具体到少数个别分子，其速率的变化不确定，因此仍可能有分子的动能较小，故 D错误故选 A扩
