新教材 人教版高中物理选择性必修第三册 第一章 分子动理论 知识点考点重点难点提炼汇总
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选择性必修三第一章分子动理论知识点一、分子动理论的基本内容1、扩散现象:不同物资彼此进入对方的现象。
固液气都能发生。
温度越高,扩散现象越明显。
2、分子热运动:分子在永不停息的做无规则运动。
温度越高,运动越剧烈。
布朗运动 热运动 不同点 研究对象 悬浮于流体中的微粒 分子 观察难易程度 可以在显微镜下看到,肉眼看不到 在显微镜下看不到相同点 ①无规则;②永不停息;③温度越高越激烈联系周围液体(气体)分子的热运动是布朗运动产生的原因,布朗运动反映了分子的热运动5、分子间的引力和斥力都随分子间距离r 的增大而减小,但斥力减小得更快.二、用油膜法估测油酸分子的大小1、计算方法:S V d /=;V 是一滴油酸溶液油酸体积。
S 油膜的面积。
2、实验步骤:(1)配溶液:1ml 油酸配成500ml 酒精油酸溶液; (2)求一滴油酸溶液油酸体积:50滴刚好1ml 。
则5015001⨯=V ml ; (3)倒水,撒痱子粉; (4)滴一滴油酸; (5)盖板,画线;(6)数格子,求油膜面积S: (7)计算。
3、实验误差:(1)油膜为完全散开。
测量直径偏大(2)计录时,把50滴1ml 记录成了60滴。
测量直径偏小。
(3)数格子时把不足半格的都舍掉了。
测量直径偏大。
三、阿伏伽德罗常数A N (1mol 物质的分子个数)单个分子质量0m ;摩尔质量M ;总质量m ;总分子个数N ;物体密度ρ;单个分子体积0V ;摩尔体积m V ;总体积V ;说明:对于气体0V N V A m ≠÷,应该等于该分子所占的空间。
气体分子所占空间看作立方体模型3d V =(d 为两气体分子间距离)。
分子体积看成球模型:3340R V π=。
四、分子运动分布规律:1、气体分子运动的特点:气体分子速率分布表现出“中间多、两头少”的分布规律.温度升高时,速率大的分子数目增加,速率小的分子数目减少,分子的平均速率增大。
在图像上温度越高峰值往右移。
新教材人教版高中物理选择性必修第三册第1章知识点清单目录第1章分子动理论第1节分子动理论的基本内容第2节实验用油膜法估测油酸分子的大小第3节分子运动速率分布规律第4节分子动能和分子势能第1章分子动理论第1节分子动理论的基本内容一、物体是由大量分子组成的1. 分子模型:①球体模型:固体、液体;②立方体模型:气体。
2. 分子大小:①分子直径:数量级为10-10 m;②分子质量:数量级为10-26 kg。
3. 阿伏加德罗常数:1 mol的任何物质都含有相同的粒子数,这个数量用阿伏加德罗常数表示,即N A=6. 02×1023 mol-1。
二、分子热运动1. 扩散现象(1)定义:不同种物质能够彼此进入对方的现象。
(2)实质: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,温度越高,扩散现象越明显。
2. 布朗运动(1)定义:悬浮在液体(或气体)中的小颗粒的永不停息的无规则运动。
(2)实质:悬浮小颗粒受到做无规则运动的液体分子的撞击,颗粒越小、温度越高,运动越剧烈。
3. 热运动(1)定义:分子永不停息的无规则运动。
(2)特点:温度是分子热运动剧烈程度的标志。
温度越高,热运动越剧烈。
三、分子间的作用力(1)分子间的引力和斥力是同时存在的,实际表现出的分子间作用力是引力和斥力的合力。
(2)分子间作用力与分子间距离的关系①当r=r0时F引=F斥,分子间的作用力为0;②当r>r0时,F引>F斥,分子间的作用力表现为引力;③当r<r0时,F引<F斥,分子间的作用力表现为斥力。
四、对阿伏加德罗常数的理解阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁。
它把摩尔质量M mol、摩尔体积V mol、物体的质量m、物体的体积V、物体的密度ρ等宏观量,跟单个分子的质量m0、单个分子的体积V0等微观量联系起来。
注意要点(1)密度ρ=mV =M molV mol,但要切记对单个分子ρ=m0V0是没有物理意义的。
第01讲 分子动理论的基本内容课程标准课标解读1.了解分子动理论的基本观点及相关的实验证据;2.通过实验,了解扩散现象。
观察并能解释布朗运动。
1.认识物体是由大量分子组成的.2.知道分子模型,体会建立模型在研究物理问题中的作用。
3.知道阿伏加德罗常数及其意义,会用阿伏加德罗常数进行计算或估算.4.知道扩散现象、布朗运动和分子的热运动,理解扩散现象、布朗运动产生的原因.5.通过实验,知道分子间存在空隙和相互作用力,并理解分子力与分子间距的关系.6.明确分子动理论的内容.知识点01 物体是由大量分子组成的 1.物体是由大量分子组成的. 2.阿伏加德罗常数(1)定义:1 mol 的任何物质都含有相同的粒子数,这个数量用阿伏加德罗常数表示.(2)大小:N A =6.02×1023 mol -1.知识精讲目标导航【知识拓展】1.与阿伏加德罗常数相关的物理量宏观量:摩尔质量M 、摩尔体积V mol 、物质的质量m 、物质的体积V 、物质的密度ρ;微观量:单个分子的质量m 0、单个分子的体积V 0其中密度ρ=m V =M V mol ,但是切记ρ=m 0V 0是没有物理意义的.2.微观量与宏观量的关系 (1)分子质量:m 0=M N A =ρV molN A.(2)分子体积:V 0=V mol N A =MρN A (适用于固体和液体).(对于气体,V 0表示每个气体分子所占空间的体积) (3)物质所含的分子数:N =nN A =m M N A =VV mol N A .3.两种分子模型(1)球体模型:固体和液体可看作一个一个紧挨着的球形分子排列而成,忽略分子间空隙,如图甲所示.d =36V 0π=36V molπN A(V 0为分子体积). (2)立方体模型:气体分子间的空隙很大,把气体分成若干个小立方体,气体分子位于每个小立方体的中心,每个小立方体是每个气体分子平均占有的活动空间,忽略气体分子的大小,如图乙所示.d =3V 0=3V molN A(V 0为每个气体分子所占据空间的体积).【即学即练1】关于分子动理论,下列说法中不正确的是( ) A .物质是由大量分子组成的 B .分子是组成物质的最小微粒C .分子永不停息地作无规则热运动D .分子间有相互作用的引力和斥力 【答案】B【解析】A .物质是由大量分子组成的,A 说法正确,不符合题意;B .物质是由分子组成的,分子是由原子组成的,原子又由电子、质子与中子组成的,分子不是组成物质的最小微粒,B 说法错误,符合题意;C .分子在永不停息地做无规则的热运动,并且温度越高,分子的无规则运动越剧烈,C 说法正确,不符合题意;D .分子之间存在相互作用的引力和斥力,并且引力和斥力同时存在,D 说法正确,不符合题意;故选B 。
可编辑修改精选全文完整版3分子运动速率分布规律[学习目标] 1.理解气体分子运动的特点及气体分子运动速率的统计分布规律.2.能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义.一、统计规律1.必然事件:在一定条件下必然出现的事件.2.不可能事件:在一定条件下不可能出现的事件.3.随机事件:在一定条件下可能出现,也可能不出现的事件.4.统计规律:大量随机事件的整体往往会表现出一定的规律性,这种规律就叫作统计规律.二、气体分子运动的特点1.气体分子间距离大约是分子直径的10倍左右,通常认为除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,气体分子不受力的作用,做匀速直线运动.2.在某一时刻,向着任何一个方向运动的分子都有,而且向各个方向运动的气体分子数目几乎相等.三、分子运动速率分布图像温度越高,分子的热运动越剧烈.大量气体分子的速率呈“中间多、两头少”的规律分布.当温度升高时,速率大的分子比例比较多,平均速率较大.四、气体压强的微观解释1.气体压强的产生原因:大量气体分子不断撞击器壁的结果.2.气体的压强:器壁单位面积上受到的压力.3.微观解释:(1)某容器中气体分子的平均速率越大,单位时间内、单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力越大.(2)容器中气体分子的数密度大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数就多,平均作用力也会较大.1.判断下列说法的正误.(1)气体的体积等于气体分子体积的总和.(×)(2)当物体温度升高时,每个分子运动都加快.(×)(3)密闭容器中气体的压强是由气体分子重力产生的.(×)(4)一定质量的气体,在体积不变的情况下,温度降低,则压强减小.(√)2.密闭在钢瓶中的气体,温度升高时压强增大.从分子动理论的角度分析,这是由于气体分子的________增大了.该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图像如图1所示,则T1________(选填“大于”或“小于”)T2.图1答案平均速率小于一、气体分子运动的特点导学探究(1)抛掷一枚硬币时,其正面有时向上,有时向下,抛掷次数较少和次数很多时,会有什么规律?(2)气体分子间的作用力很小,若没有分子力作用,气体分子将处于怎样的自由状态?(3)温度不变时,每个分子的速率都相同吗?温度升高,所有分子运动速率都增大吗?答案(1)抛掷次数较少时,正面向上或向下完全是偶然的,但次数很多时,正面向上或向下的概率是相等的.(2)无碰撞时气体分子将做匀速直线运动,但由于分子之间的频繁碰撞,使得气体分子的速度大小和方向频繁改变,运动变得杂乱无章.(3)分子在做无规则运动,造成其速率有大有小.温度升高时,所有分子热运动的平均速率增大,即大部分分子的速率增大了,但也有少数分子的速率减小.知识深化1.对统计规律的理解(1)个别事件的出现具有偶然因素,但大量事件出现的机会却遵从一定的统计规律.(2)从微观角度看,由于物体是由数量极多的分子组成的,这些分子并没有统一的运动步调,单独来看,各个分子的运动都是不规则的,带有偶然性,但从总体来看,大量分子的运动却有一定的规律.2.气体分子运动的特点(1)气体分子间的距离很大,大约是分子直径的10倍,因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,气体分子不受力的作用,在空间自由移动.所以气体没有确定的形状和体积,其体积等于容器的容积.(2)分子的运动杂乱无章,在某一时刻,气体分子沿各个方向运动的机会(机率)相等.(3)每个气体分子都在做永不停息的无规则运动,常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒,在数量级上相当于子弹的速率.(多选)对于气体分子的运动,下列说法正确的是()A.一定温度下某种气体的分子的碰撞虽然十分频繁,但同一时刻,每个分子的速率都相等B.一定温度下某种气体的分子速率一般不相等,但速率很大和速率很小的分子数目相对较少C.一定温度下某种气体的分子做杂乱无章的运动可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况D.一定温度下某种气体,当温度升高时,其中某10个分子的平均动能可能减小答案BD解析一定温度下某种气体分子碰撞十分频繁,单个分子运动杂乱无章,速率不等,但大量分子的运动遵从统计规律,速率很大和速率很小的分子数目相对较少,向各个方向运动的分子数目相等,A、C错,B对;温度升高时,大量分子的平均动能增大,但个别或少量(如10个)分子的平均动能有可能减小,D对.气体分子的运动是杂乱无章、无规则的,研究单个的分子无实际意义,我们研究的是大量分子的统计规律.二、分子运动速率分布图像1.温度越高,分子热运动越剧烈.2.气体分子速率呈“中间多、两头少”的规律分布.当温度升高时,某一分子在某一时刻它的速率不一定增加,但大量分子的平均速率一定增加,而且“中间多”的分子速率值增加(如图2所示).图2(多选)(2020·启东中学高二开学考试)如图3是氧气分子在不同温度(0 ℃和100 ℃)下的速率分布规律图,横坐标表示速率,纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比,由图可知()图3A.同一温度下,氧气分子呈现出“中间多,两头少”的分布规律B.随着温度的升高,每一个氧气分子的速率都增大C.随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例增大D.温度越高,氧气分子热运动的平均速率越大答案AD解析同一温度下,中等速率的氧气分子数所占的比例大,即呈现出“中间多,两头少”的分布规律,A正确;温度升高使得氧气分子的平均速率增大,不一定每一个氧气分子的速率都增大,B错误,D正确;温度越高,氧气分子中速率小的分子所占的比例减小,C错误.三、气体压强的微观解释导学探究(1)如图4甲所示,密闭容器内封闭一定质量的气体,气体的压强是由气体分子间的斥力产生的吗?图4(2)把一颗豆粒拿到台秤上方约10 cm的位置,放手后使它落在秤盘上,观察秤的指针的摆动情况.如图乙所示,再从相同高度把100粒或更多的豆粒连续地倒在秤盘上,观察指针的摆动情况.使这些豆粒从更高的位置落在秤盘上,观察指针的摆动情况.用豆粒做气体分子的模型,试说明气体压强产生的原理.答案(1)不是,是分子撞击器壁而产生的.(2)气体压强等于大量气体分子在器壁单位面积上的平均作用力,气体压强大小与气体分子的数密度和气体分子的平均速率有关.知识深化1.气体压强的产生单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的,但是大量分子频繁地碰撞器壁,就会对器壁产生持续、均匀的压力.所以从分子动理论的观点来看,气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力.2.决定气体压强大小的因素(1)微观因素①与气体分子的数密度有关:气体分子数密度(即单位体积内气体分子的数目)越大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数就越多,气体压强就越大.②与气体分子的平均速率有关:气体的温度越高,气体分子的平均速率就越大,每个气体分子与器壁碰撞时(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就越大;从另一方面讲,分子的平均速率越大,在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就越多,累计冲力就越大,气体压强就越大.(2)宏观因素①与温度有关:体积一定时,温度越高,气体的压强越大.②与体积有关:温度一定时,体积越小,气体的压强越大.3.气体压强与大气压强的区别与联系气体压强大气压强区别①因密闭容器内的气体分子的数密度一般很小,由气体自身重力产生的压强极小,可忽略不计,故气体压强由气体分子碰撞器壁产生②大小由气体分子的数密度和温度决定,与地球的引力无关③气体对上下左右器壁的压强大小都是相等的①由于空气受到重力作用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强.如果没有地球引力作用,地球表面就没有大气,从而也不会有大气压强②地面大气压强的值与地球表面积的乘积,近似等于地球大气层所受的重力值③大气压强最终也是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强联系两种压强最终都是通过气体分子碰撞器壁或碰撞放入其中的物体而产生的(2021·江苏常州市高二期中)某同学为了表演“轻功”,他站上了一块由气球垫放的轻质硬板,如图5所示.气球内充有空气,气体的压强()图5A.是由气体受到的重力产生的B.是由大量气体分子不断地碰撞气球壁而产生的C.大小只取决于气体分子数量的多少D.大小只取决于气体温度高低答案 B解析由于大量分子都在不停地做无规则热运动,与气球壁频繁碰撞,使气球壁受到一个平均持续的冲力,致使气体对气球壁产生一定的压强,A错误,B正确;压强的大小取决于气体分子数密度的大小以及气体温度的高低,C、D错误.(多选)一定质量的气体,经等温压缩,气体的压强增大,用分子动理论的观点分析,这是因为()A.气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大B.单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多C.气体分子的总数增加D.气体分子的数密度增大答案BD解析气体经等温压缩,压强增大,体积减小,气体分子的总数不变,气体分子的数密度增大,则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多,但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变,故B、D正确,A、C错误.1.(分子运动速率)(多选)(2021·常德市石门县第二中学高二月考)下列说法正确的是() A.气体分子运动的平均速率与温度有关B.当温度升高时,气体分子的速率分布不再是“中间多,两头少”C.气体分子的运动速率可由牛顿运动定律求得D.气体分子的平均速率随温度升高而增大答案AD解析气体分子的运动与温度有关,温度升高时,平均速率变大,但仍遵循“中间多,两头少”的统计规律,A、D正确,B错误.分子运动无规则,而且牛顿运动定律是宏观定律,不能用它来求微观分子的运动速率,C错误.2.(分子运动速率分布图像)(2021·福建省厦门集美中学高二期中)氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图6所示,横坐标表示速率,纵坐标表示某一速率的分子数占总分子数的百分比,由图可知()图6A.在①状态下,分子速率大小的分布范围相对较大B.两种状态氧气分子的平均速率相等C.随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例增大D.①状态的温度比②状态的温度低答案 D解析由题图可知,②中速率大的分子占据的比例较大,则说明②对应的平均速率较大,故②对应的温度较高,温度高则分子速率大的占多数,即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大,故A、B错误,D正确;由题图可知,随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例减小,故C错误.3.(气体压强的微观解释)(2020·北京高二月考)对于一定质量的气体,下列叙述中正确的是()A.当分子间的平均距离变大时,气体压强一定变小B.当分子热运动变剧烈时,气体压强一定变大C.当分子热运动变剧烈且分子平均距离变小时,气体压强一定变大D.当分子热运动变剧烈且分子平均距离变大时,气体压强一定变大答案 C解析气体压强在微观上与分子的平均速率和分子数密度有关.当分子热运动变剧烈且分子平均距离变大时,气体压强可能变大、可能不变、也可能变小;当分子热运动变剧烈且分子平均距离变小时,气体压强一定变大,C正确,A、B、D错误.考点一气体分子运动的特点分子运动速率分布图像1.(多选)下列关于气体分子速率分布的说法正确的是()A.分子的速率大小与温度有关,温度越高,所有分子的速率都越大B.分子的速率大小与温度有关,同一种气体温度越高,分子的平均速率越大C.气体分子的速率分布总体呈现出“中间多、两边少”的正态分布特征D.气体分子的速率分布遵循统计规律,适用于大量分子答案BCD解析分子的速率大小与温度有关,温度越高,分子运动的平均速率越大,并非所有分子的速率都越大,选项A错误.2.关于气体分子的运动情况,下列说法正确的是()A.某一时刻具有任意速率的分子数目是相等的B.某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的C.某一温度下,大多数气体分子的速率不会发生变化D.分子的速率分布毫无规律答案 B解析具有不同速率的分子数目并不是相等的,呈“中间多、两头少”的统计规律分布,故A、D项错误;由于分子之间频繁地碰撞,分子随时都会改变自己的运动状态,因此在某一时刻,一个分子速度的大小和方向是偶然的,故B项正确;某一温度下,每个分子的速率仍然是随时变化的,只是分子运动的平均速率不变,故C项错误.3.(2021·南京市中华中学高二期末)氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图1中两条曲线所示.下列说法错误的是()图1A.图中两条曲线下面积相等B.图中虚线对应于氧气分子的平均速率较小的情形C.图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形D.与0 ℃时相比,100 ℃时氧气分子速率出现在0~400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大答案 D解析由题图可知,在0 ℃和100 ℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1,即相等,故A正确,不符合题意;气体温度越高,分子无规则运动越剧烈,分子的平均速率越大,大速率的分子所占的百分比越大,故虚线对应的温度较低,故B、C正确,不符合题意;由图中0~400 m/s区间图线下的面积可知,0 ℃时氧气分子速率出现在0~400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大,故D错误,符合题意.4.(2021·江苏盐城市高二期末)图2是氧气分子在不同温度(0 ℃和100 ℃)下的速率分布,由图可知()图2A.同一温度下,氧气分子速率呈现出“中间多、两头少”的分布规律B.随着温度的升高,每一个氧气分子的速率都增大C.随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例变高D.随着温度的升高,氧气分子的平均速率变小答案 A解析由题图可知,同一温度下,氧气分子速率呈现出“中间多、两头少”的分布规律,A 正确;温度是分子热运动剧烈程度的标志,是大量分子运动的统计规律,对单个的分子没有意义,所以温度越高,分子的平均速率越大,但不是所有分子运动速率变大,B错误;由题图知,随着温度升高,速率较大的分子数增多,氧气分子的平均速率变大,氧气分子中速率小的分子所占比例变低,故C、D错误.5.(2021·常州市第三中学高二期中)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图3所示,图中f(v)表示v处单位速率区间的分子数百分比,所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ,则()图3A.TⅠ>TⅡ>TⅢB.TⅢ>TⅡ>TⅠC.TⅡ>TⅠ,TⅡ>TⅢD.TⅠ=TⅡ=TⅢ答案 B6.夏天开空调,冷气从空调中吹进室内,则室内气体分子的()A.热运动剧烈程度加剧B.平均速率变大C.每个分子速率都会相应地减小D.速率小的分子数所占的比例升高答案 D解析冷气从空调中吹进室内,室内温度降低,分子热运动剧烈程度减弱,分子平均速率减小,即速率小的分子数所占的比例升高,但不是每个分子的速率都减小,D正确.考点二气体压强的微观解释7.关于气体的压强,下列说法正确的是()A.气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的B.气体分子的平均速率增大,气体的压强一定增大C.气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力D.当某一容器自由下落时,容器中气体的压强将变为零答案 C解析气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的,等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力,A错误,C正确;气体分子的平均速率增大,若气体体积增大,气体的压强不一定增大,B错误;当某一容器自由下落时,容器中气体分子的运动不受影响,气体的压强不为零,D错误.8.如图4所示,两个完全相同的圆柱形密闭容器,甲中装满水,乙中充满空气,则下列说法正确的是(容器容积恒定)()图4A.两容器中器壁的压强都是由于分子撞击器壁而产生的B.两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力而产生的C.甲容器中p A>p B,乙容器中p C=p DD.当温度升高时,p A、p B变大,p C、p D也要变大答案 C解析甲容器中器壁的压强产生的原因是水受到重力的作用,而乙容器中器壁的压强产生的原因是分子撞击器壁,A、B错误;水的压强p=ρgh,h A>h B,可知p A>p B,而密闭容器中气体压强各处均相等,与位置无关,p C=p D,C正确;温度升高时,p A、p B不变,而p C、p D变大,D错误.9.在一定温度下,当一定质量气体的体积增大时,气体的压强减小,这是由于() A.单位体积内的分子数变少,单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数减少B.气体分子数密度变小,分子对器壁的吸引力变小C.每个分子对器壁的平均撞击力都变小D.气体分子数密度变小,单位体积内分子的重力变小答案 A10.一定质量的气体,在压强不变的条件下,温度升高,体积增大,从分子动理论的观点来分析,正确的是()A.此过程中分子的平均速率不变,所以压强保持不变B.此过程中每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力不变,所以压强保持不变C.此过程中单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数不变,所以压强保持不变D.以上说法都不对答案 D解析压强与单位时间内碰撞到器壁单位面积的分子数和每个分子的冲击力有关,温度升高,分子与器壁的平均撞击力增大,单位时间内碰撞到器壁单位面积的分子数应减小,压强才可能保持不变.11.对于一定质量的某种气体,若用N表示单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数,则()A.当体积减小时,N必定增加B.当温度升高时,N必定增加C.当压强不变而体积和温度变化时,N必定变化D.当压强不变而体积和温度变化时,N可能不变答案 C解析由于气体压强是由大量气体分子对器壁的碰撞作用产生的,其值与分子数密度及分子平均速率有关;对于一定质量的气体,压强与温度和体积有关.若压强不变而温度和体积发生变化(即分子数密度发生变化时),N一定变化,故C正确,D错误;若体积减小且温度也减小,N不一定增加,A错误;当温度升高,同时体积增大时,N也不一定增加,故B错误.12.对一定质量的气体,下列叙述正确的是()A.如果体积减小,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多B.当温度一定时,如果压强增大,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多C.如果温度升高,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多D.如果分子数密度增大,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多答案 B解析气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数,是由分子的数密度和分子的平均速率共同决定的,选项A和D都是分子数密度增大,但分子的平均速率如何变化却不知道;对选项C,由温度升高可知分子的平均速率增大,但分子的数密度如何变化未知,所以选项A、C、D都不正确.当温度一定时,气体分子的平均速率一定,此时气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数正是气体压强的微观表现,所以选项B正确.13.节假日释放氢气球,在氢气球上升过程中,气球会膨胀,达到极限体积时甚至会胀破.假设在氢气球上升过程中,环境温度保持不变,则球内的气体压强________(选填“增大”“减小”或“不变”),气体分子热运动的剧烈程度________(选填“变强”“变弱”或“不变”),气体分子的速率分布情况最接近图5中的________线(选填“A”“B”或“C”),图中f(v)表示速率v处单位速率区间内的分子数百分率.图5答案减小不变C解析在氢气球上升过程中,环境温度保持不变,气体分子热运动的剧烈程度不变,体积增大,气体分子的数密度减小,球内气体的压强变小;气体分子的速率分布满足“中间多,两头少”的特点,最接近题图中的C线.。
第一章分子动理论1.分子动理论的基本内容 (1)2. 实验:用油膜法估测油酸分子的大小 (6)3. 分子运动速率分布规律 (9)章末复习提高 (21)1.分子动理论的基本内容一、物体是由大量分子组成的1.分子:把组成物体的微粒统称为分子。
2.1 mol水中含有水分子的数量就达6.02×1023个。
二、分子热运动1.扩散(1)扩散:不同的物质能够彼此进入对方的现象。
(2)产生原因:由物质分子的无规则运动产生的。
(3)发生环境:物质处于固态、液态和气态时,都能发生扩散现象。
(4)意义:证明了物质分子永不停息地做无规则运动。
(5)规律:温度越高,扩散现象越明显。
2.布朗运动(1)概念:把悬浮微粒的这种无规则运动叫作布朗运动。
(2)产生的原因:大量液体(气体)分子对悬浮微粒撞击的不平衡造成的。
(3)布朗运动的特点:永不停息、无规则。
(4)影响因素:微粒越小,布朗运动越明显,温度越高,布朗运动越激烈。
(5)意义:布朗运动间接地反映了液体(气体)分子运动的无规则性。
3.热运动(1)定义:分子永不停息的无规则运动。
(2)宏观表现:扩散现象和布朗运动。
(3)特点①永不停息;②运动无规则;③温度越高,分子的热运动越激烈。
三、分子间的作用力1.分子间有空隙(1)气体分子的空隙:气体很容易被压缩,说明气体分子之间存在着很大的空隙。
(2)液体分子间的空隙:水和酒精混合后总体积会减小,说明液体分子间有空隙。
(3)固体分子间的空隙:压在一起的金片和铅片,各自的分子能扩散到对方的内部,说明固体分子间也存在着空隙。
2.分子间作用力(1)当用力拉伸物体时,物体内各部分之间要产生反抗拉伸的作用力,此时分子间的作用力表现为引力。
(2)当用力压缩物体时,物体内各部分之间会产生反抗压缩的作用力,此时分子间的作用力表现为斥力。
说明:分子间的作用力指的是分子间相互作用引力和斥力的合力。
四、分子动理论1.内容:物体是由大量分子组成的,分子在做永不停息的无规则运动,分子之间存在着相互作用力。
2.由于分子热运动是无规则的,对于任何一个分子都具有偶然性,但对大量分子的整体而言,表现出规律性。
4的方向是无规则的,所以花粉微粒的运动是无规则的,微粒越小,某时刻与它相撞的分子数越少,来自各方向的冲击力越不易平衡,布朗运动越明显。
雾霾(1)影响扩散现象明显程度的因素①物态Ⅰ.气态物质的扩散最快、现象最显著。
Ⅱ.固态物质的扩散最慢,短时间内现象非常不明显。
Ⅲ.液态物质的扩散现象明显程度介于气态与固态之间。
②温度:在两种物质一定的前提下,扩散现象发生的显著程度与物质的温度有关,温度越高,扩散现象越显著。
③浓度差:两种物质的浓度差越大,扩散现象越显著。
(2)分子运动的两个特点①永不停息:不分季节,也不分白天和黑夜,分子每时每刻都在运动。
②无规则:单个分子的运动无规则,但大量分子的运动又具有规律性,总体上分子由浓度大的地方向浓度小的地方运动。
2.布朗运动(1)无规则性悬浮微粒受到液体分子在各个方向上撞击的不平衡是形成布朗运动的原因。
由于液体分子的运动是无规则的,使微粒受到较强撞击的方向也不确定,所以布朗运动是无规则的。
(2)影响因素①微粒越小,布朗运动越明显:悬浮微粒越小,某时刻与它相撞的分子数越少,来自各方向的冲击力越不平衡;另外微粒越小,其质量也就越小,相同冲击力下产生的加速度越大。
因此,微粒越小,布朗运动越明显。
②温度越高,布朗运动越激烈:温度越高,液体分子的运动(平均)速率越大,对悬浮于其中的微粒的撞击作用也越大,产生的加速度也越大,因此温度越高,布朗运动越激烈。
(3)实质布朗运动不是分子的运动,而是悬浮微粒的运动。
布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性;布朗运动与温度有关,表明液体分子运动的激烈程度与温度有关。
【例1】(多选)如图所示是做布朗运动的小颗粒的运动路线记录的放大图,以小颗粒在A点开始计时,每隔30 s记下小颗粒的一个位置,得到B、C、D、E、F、G等点,关于小颗粒在75 s末时的位置,以下叙述中正确的是()A.一定在CD连线的中点B.一定不在CD连线的中点C.可能在CD连线靠近C的位置D.可能在CD连线上,但不一定是CD连线的中点CD[布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,从颗粒运动到A点计时,每隔30 s,记下颗粒的一个位置,其连线并不是小颗粒运动的轨迹,所以在75 s末时,其所在位置不能在图中确定,故C、D正确。
]布朗运动中微粒的运动是“无规则”的,即实验中不同时刻微粒位置的连线并非其运动轨迹,而是人为画出的,这是理解该实验的关键。
提示:大于重力。
在玻璃板被提起时,要受到水面上的水分子的引力,所以现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。
2.分子力与分子间距离变化的关系:(1)平衡位置:分子间距离r=r0时,引力与斥力大小相等,分子力为零。
平衡位置即分子间距离等于r0(数量级为10-10 m)的位置。
(2)分子间的引力和斥力随分子间距离r的变化关系:分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小,但斥力减小得更快。
(3)分子力与分子间距离变化的关系及分子力模型可位于正x轴上不同位置处,图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小,两条曲线分别表示斥力或引力的大小随两分子间距离变化的关系,e为两曲线的交点,则下列说法正确的是()A.ab线表示引力,cd线表示斥力,e点的横坐标约为10-15 mB.ab线表示斥力,cd线表示引力,e点的横坐标约为10-10 mC.ab线表示引力,cd线表示斥力,e点的横坐标约为10-10 mD.ab线表示斥力,cd线表示引力,e点的横坐标约为10-15 mB[由于分子间斥力的大小随两分子间距离变化比引力快,所以图中曲线ab表示斥力,cd表示引力,e点引力和斥力平衡,分子间距为r0,数量级为10-10 m,故选项B正确。
]分子间作用力问题的分析方法(1)首先要清楚分子间同时存在分子引力和分子斥力。
(2)分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,斥力减小得更快。
(3)分子力是指分子间引力和斥力的合力。
(4)分子力比较复杂,要抓住两个关键点:一是r=r0时,分子力为零,此时分子间引力和斥力大小相等,均不为零;二是r≥10r0时,分子力很小,引力、斥力均可近似看作零。
2. 实验:用油膜法估测油酸分子的大小一、实验思路把一滴油酸酒精溶液滴在水面上,使油酸在水面上形成单分子油膜,则油膜厚度即为油酸分子的直径。
二、实验步骤1.在浅盘中倒入约2 cm深的水,将爽身粉均匀撒在水面上。
2.用注射器往小量筒中滴入1 mL油酸酒精溶液,记下滴入的滴数n,算出一滴油酸酒精溶液的体积V0。
3.将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上。
4.待油酸薄膜形状稳定后,将玻璃放在浅盘上,用水彩笔(或钢笔)画出油酸薄膜的形状。
5.将玻璃放在坐标纸上,算出油酸薄膜的面积S;或者玻璃板上有边长为1 cm的方格,则也可通过数方格数,算出油酸薄膜的面积S。
6.根据已配好的油酸酒精溶液的浓度,算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V 。
7.计算油酸薄膜的厚度d =V S ,即为油酸分子直径的大小。
三、注意事项1.实验前,必须把所有的实验用具擦洗干净,实验时吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别专用,不能混用,否则会增大误差,影响实验结果。
2.待测油酸面扩散后又收缩,要在稳定后再画轮廓,扩散后又收缩有两个原因:一是水面受油酸液滴的冲击凹陷后又恢复;二是酒精挥发后液面收缩。
3.本实验只要求估算分子大小,实验结果的数量级符合要求即可。
4.爽身粉不宜撒得过厚,油酸酒精溶液的浓度以小于11 000为宜。
5.向水面滴油酸酒精溶液时,应靠近水面,不能离水面太高,否则油膜轮廓难以形成。
四、数据分析计算方法:1.一滴油酸溶液的平均体积—V =N 滴油酸溶液的体积N 。
2.一滴油酸溶液中含纯油酸的体积V =—V ×油酸溶液的体积比。
(体积比=纯油酸体积溶液的体积) 3.油膜的面积S =n ×1 cm 2。
(n 为有效格数,小方格的边长为1 cm)4.分子直径d =V S (代入数据时注意统一单位)。
【例1】 配制好的油酸酒精溶液为每1 000 mL 油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL 。
用滴管向量筒内滴50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加1 mL 。
若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。
(1)若每一小方格的边长为30 mm ,则油酸薄膜的面积为多少平方米?(2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为多少立方米?(3)根据上述数据,估算出油酸分子的直径为多少米。
思路点拨:[解析] (1)数出在油膜范围内的格数(面积大于半个方格的算一个,不足半个的舍去)为85个,油膜面积约为S =85×(3.0×10-2)2 m 2=7.65×10-2 m 2。
(2)因50滴油酸酒精溶液的体积为1 mL ,且溶液含纯油酸的浓度为ρ=0.06%,故每滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为V 0=ρV N =0.06%50×1×10-6 m 3=1.2×10-11 m 3。
(3)把油酸薄膜的厚度视为油酸分子的直径,可估算出油酸分子的直径为d=V 0S =1.2×10-117.65×10-2 m ≈1.57×10-10 m 。
[答案] (1)7.65×10-2 m 2 (2)1.2×10-11 m 3(3)1.57×10-10 m【例2】 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,按照油酸与酒精的体积比为m ∶n 配制油酸酒精溶液,用注射器滴取该溶液,测得k 滴溶液的总体积为V ,将一滴溶液滴入浅盘,稳定后将油酸膜轮廓描绘在坐标纸上,如图所示。
已知坐标纸上每个小正方形的边长为a 。
(1)求油膜的面积;(2)估算油酸分子的直径。
[解析](1)估算油膜面积时以超过半格按一格计算,小于半格就舍去的原则,估算出31格,则油酸薄膜面积为S=31a2。
(2)根据公式V油酸=dS可得d=V油酸S=mV31a2k(m+n)。
[答案](1)31a2(2)mV31a2k(m+n)油膜法估测分子大小的解题思路(1)首先要按比例关系计算出1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V。
(2)其次采用“互补法”计算出油膜的面积S。
(3)最后利用公式d=VS求出分子的直径。
(4)计算时注意单位要统一。
3. 分子运动速率分布规律一、气体分子运动的特点1.随机事件与统计规律(1)必然事件:在一定条件下,若某事件必然出现,这个事件叫作必然事件。
(2)不可能事件:若某事件不可能出现,这个事件叫作不可能事件。