专题15.1 分子动理论【讲】【学生版】-高考物理一轮复习讲义（新高考）

专题15.1 分子动理论【讲】 目录 一 讲核心素养1 二 讲必备知识1 【知识点一】物体是由大量分子组成的1 【知识点二】分子永不停息的做无规则运动4 【知识点三】分子力与分子势能6 三．讲关键能力----会用油膜法估测油酸分子的大小9 一 讲核心素养 物理观念布朗运动、内能、扩散现象。 1.了解扩散现象并能解释布朗运动. 2.了解物体内能的决定因素. 科学思维分子动理论“油膜法”。 1.掌握分子模型的构建与分子直径的估算方法，了解分子动理论的基本观点. 2.知道分子力随分子间距离变化的图象 3.科学探究通过实验，估测油酸分子的大小。 二 讲必备知识 【知识点一】物体是由大量分子组成的 1． 宏观量与微观量之间的关系 宏观量 桥梁 微观量 摩尔质量Mmol 阿伏加德罗常数 NA＝6.021023 mol－1 分子的质量m0＝＝ 摩尔体积Vmol 分子的体积V0＝＝固体、液体 对气体，V0为分子所占空间 物质的量n＝＝ 分子数N＝nNA 2． 分子模型 固体、液体 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 分子直径d＝ 球体模型或d＝立方体模型 气体 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V0＝＝不是气体分子的体积，而是分子所占有的平均空间。 分子间距d＝ 【例1】2021江苏泰州市5月第二次模拟水的密度ρ＝1.0103 kg/m3、摩尔质量M＝1.810－2 kg/mol，阿伏加德罗常数为NA＝6.021023 mol－1，一滴露水的体积大约是9.010－8 cm3，它含有__________个水分子，如果一只极小的虫子来喝水，每分钟喝进9.0107个水分子时，喝进水的质量是__________ kg。结果保留2位有效数字 【素养升华】本题考察的学科素养主要是科学思维。 【技巧总结】1．求解分子直径时的两种模型固体和液体 1把分子看成球形，d＝。 2把分子看成小立方体，d＝。 [注意] 对于气体，利用d＝算出的不是分子直径，而是气体分子间的平均距离。 2．宏观量与微观量的相互关系 1微观量分子体积V0、分子直径d、分子质量m0等。 2宏观量物体的体积V、密度ρ、质量m、摩尔质量M、摩尔体积Vmol、物质的量n等。 3相互关系 ①一个分子的质量m0＝＝。 ②一个分子的体积V0＝＝估算固体、液体分子的体积或气体分子所占空间体积。 ③物体所含的分子数N＝nNA＝NA＝NA。 【变式训练1】多选2021武汉模拟若以V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，M表示水的摩尔质量，M0表示一个水分子的质量；V0表示一个水分子的体积，NA表示阿伏加德罗常数，则下列关系式中正确的是 A．V＝ B．V0＝ C．M0＝ D．ρ＝ E．NA＝ 【变式训练2】．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V＝1.0103 cm3。已知水的密度ρ＝1.0103 kg/m3、摩尔质量M＝1.810－2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.01023 mol－1。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。 【知识点二】分子永不停息的做无规则运动 扩散现象 布朗运动 实验图 定义 不同物质能够彼此进入对方的现象叫做扩散。 悬浮在液体中的小颗粒的永不停息地无规则运动叫做布朗运动。 条件 分子不停的做无规则运动及分子间有空隙。 颗粒足够小，肉眼看不见，使用光学显微镜观察 现象 温度越高，扩散现象越明显。 永不停息，无规则；颗粒越小，温度越高，布朗运动越明显。（注意实验中描绘的是颗粒每隔30s的位置连线，不是运动轨迹。） 原因 分子不停的做无规则运动及分子间有空隙。扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的。 布朗运动的无规则性是液体气体分子运动无规则性的反映；温度越高，分子运动越剧烈；颗粒越小，撞击的分子数目越少，分子运动越不平衡，布朗运动越明显。 实质 扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的。 布朗运动是由成千上万个分子组成的“分子集团”即固体颗粒的运动，间接反映液体气体分子的运动。 【例2】 [20211月重庆市学业水平选择性考试适应性测试，151]以下现象中，主要是由分子热运动引起的是 A.菜籽油滴入水中后会漂浮在水面 B.含有泥沙的浑水经过一段时间会变清 C.密闭容器内悬浮在水中的花粉颗粒移动 D.荷叶上水珠成球形 【素养升华】本题考察的学科素养主要是物理观念。 【变式训练1】 2021北京市昌平区二模练习某同学在显微镜下观察水中悬浮的花粉微粒的运动。他把小微粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上，如图所示。则该图反映了 A.液体分子的运动轨迹 B.花粉微粒的运动轨迹 C.每隔一定时间花粉微粒的位置 D.每隔一定时间液体分子的位置 【变式训练2】 多选在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长的时间后，该气体 A.分子的无规则运动停息下来 B.每个分子的速度大小均相等 C.分子的平均动能保持不变 D.分子的密集程度保持不变 【知识点三】分子力与分子势能 名称 项目 分子间的相互作用力F 分子势能E p 与分子间距的关系图像 随分子间距的变化情况 rr0 F引和F斥都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，F引F斥，F表现为斥力 r增大，斥力做正功，分子势能减少 r减小，斥力做负功，分子势能增加 rr0 F引和F斥都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，F引F斥，F表现为引力 r增大，引力做负功，分子势能增加 r减小，引力做正功，分子势能减少 r＝r0 F引＝F斥，F＝0 分子势能最小，但不为零 r10r0 10－9 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 面积与斜率 面积分子力做的功 斜率分子力 5． 判断分势能的变化有两种方法 1看分子力的做功情况。 2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。记住一个位置分子势能最小（不为零，且为负）平衡位置；两个位置分子势能为零无穷远处和小于r0处。分子力为零，分子势能不为零，最小且为负。 【例3】 [2020全国卷Ⅰ，331]分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r＝r1时，F＝0。分子间势能由r