(名師導(dǎo)學(xué))2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第十三章 第1節(jié) 分子動(dòng)理論 內(nèi)能教學(xué)案 新人教版
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1、第1節(jié) 分子動(dòng)理論 內(nèi)能 【p219】 內(nèi) 容 要 求 說(shuō) 明 分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)依據(jù) 阿伏加德羅常數(shù) 氣體分子運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布 溫度、內(nèi)能 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ 固體的微觀結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體 液晶的微觀結(jié)構(gòu) 液體的表面張力現(xiàn)象 氣體實(shí)驗(yàn)定律 理想氣體 飽和蒸氣、未飽和蒸氣、飽和蒸氣壓 相對(duì)濕度 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅰ 熱力學(xué)第一定律 能量守恒定律 熱力學(xué)第二定律 Ⅰ Ⅰ Ⅰ 實(shí)驗(yàn):用油膜法估測(cè)分子的大小 要求會(huì)正確使用溫度計(jì) 2017、2018命題情況 【p219】 年份 考題 題型
2、分值 主要考點(diǎn) 2017 全國(guó)卷Ⅰ第33題(1) 選擇題 5分 分子運(yùn)動(dòng)速率分布曲線 全國(guó)卷Ⅰ第33題(2) 計(jì)算題 10分 玻意耳定律、查理定律 年份 考題 題型 分值 主要考點(diǎn) 2017 全國(guó)卷Ⅱ第33題(1) 選擇題 5分 熱學(xué)基本概念 全國(guó)卷Ⅱ第33題(2) 計(jì)算題 10分 氣態(tài)方程、力平衡 全國(guó)卷Ⅲ第33題(1) 選擇題 5分 依p-V循環(huán)圖解題 全國(guó)卷Ⅲ第33題(2) 計(jì)算題 10分 玻意耳定律 北京卷第13題 選擇題 6分 分子動(dòng)理論 海南卷第
3、15題 選擇題 4分 布朗運(yùn)動(dòng)、氣體狀態(tài)變化 江蘇卷第12題A 選考題 12分 熱力學(xué)第一定律、理想氣體狀態(tài)方程、布朗運(yùn)動(dòng) 2018 全國(guó)卷Ⅰ第33題(1) 選擇題 5分 依T-V圖解題 全國(guó)卷Ⅰ第33題(2) 計(jì)算題 10分 玻意耳定律、關(guān)聯(lián)氣體 全國(guó)卷Ⅱ第33題(1) 選擇題 5分 真實(shí)氣體內(nèi)能 全國(guó)卷Ⅱ第33題(2) 計(jì)算題 10分 氣體的等壓變化 全國(guó)卷Ⅲ第33題(1) 選擇題 5分 依p-V圖解題 全國(guó)卷Ⅲ第33題(2) 計(jì)算題 10分 關(guān)聯(lián)氣體等溫變化 第1節(jié) 分子
4、動(dòng)理論 內(nèi)能 ? 【p219】 夯實(shí)基礎(chǔ) 物體是由大量分子組成的 1.分子體積很?。褐睆降臄?shù)量級(jí)是__10-10__m. 油膜法估測(cè)分子直徑:d=(V是油滴體積,S是水面上形成的單分子油膜的面積). 2.分子質(zhì)量很?。阂话惴肿淤|(zhì)量的數(shù)量級(jí)是__10-26__kg. 3.組成物體的分子數(shù)目很多: (1)阿伏加德羅常數(shù):1 mol的任何物質(zhì)含有的微粒數(shù)相同,這個(gè)數(shù)的測(cè)量值NA=__6.02×1023__mol-1. (2)阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁. 其中密度ρ==,但要切記是沒(méi)有物理意義的(m是一個(gè)分子的質(zhì)量,V是一個(gè)分子的體積). 考點(diǎn)突破 例
5、1水的相對(duì)分子質(zhì)量是18,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023 mol-1,則: (1)水的摩爾質(zhì)量M=________g/mol或M=________kg/mol-1. (2)水的摩爾體積V=________m3/mol. (3)一個(gè)水分子的質(zhì)量m0=________kg. (4)一個(gè)水分子的體積V0=________m3. (5)將水分子看做是個(gè)球體,水分子的直徑d=______m,一般分子直徑的數(shù)量級(jí)都是________m. 【解析】(1)某種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量用“g/mol”做單位時(shí),其數(shù)值與該物質(zhì)的相對(duì)原子質(zhì)量或相對(duì)分子質(zhì)量相同,所以
6、水的摩爾質(zhì)量M=18 g/mol.如果摩爾質(zhì)量用國(guó)際單位制的單位“kg/mol”,就要換算成M=1.8×10-2kg/mol. (2)水的摩爾體積 V== m3/mol =1.8×10-5 m3/mol (3)一個(gè)水分子的質(zhì)量 m0== kg≈3×10-26kg. (4)一個(gè)水分子的體積 V0== m3≈3×10-29 m3. (5)將水分子視為理想球體便有·d3=V0,水分子直徑為d== m≈3.9×10-10 m,這里的“10-10”稱為數(shù)量級(jí),一般分子直徑的數(shù)量級(jí)就是這個(gè)值. 【答案】(1)18 1.8×10-2 (2)1.8×10-5 (3)3×10-26 (4)3×
7、10-29 (5)3.9×10-10 10-10 針對(duì)訓(xùn)練 1.鉆石是高強(qiáng)度鉆頭和刻刀等工具中的主要材料,設(shè)鉆石的密度為ρ,摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則鉆石的摩爾體積為_(kāi)___,質(zhì)量為m的鉆石所含有的分子數(shù)為_(kāi)_NA__,每個(gè)鉆石分子直徑可表示為_(kāi)___,該式子__不能__(填“能”或“不能”)用來(lái)計(jì)算氣體的分子直徑,因?yàn)開(kāi)_氣體分子間距較大,不能看成是緊挨在一起的,若用該式計(jì)算,只能表示氣體分子的間距__. 【解析】鉆石的摩爾體積為:V=;質(zhì)量為m的鉆石的摩爾數(shù)為:n=,所含的分子數(shù)為:NA;每個(gè)鉆石分子的體積:V0==,每個(gè)鉆石
8、分子看成球體時(shí)體積為:V0=π()3,解得:d=;該式子不能用來(lái)計(jì)算氣體分子的直徑,因?yàn)闅怏w分子間距較大,不能看成是緊挨在一起的,若用該式計(jì)算,只能表示氣體分子的間距. 2.2017年5月,我國(guó)成為全球首個(gè)海域可燃冰試采獲得連續(xù)穩(wěn)定氣流的國(guó)家.可燃冰是一種白色固體物質(zhì),1 dm3的可燃冰在常溫常壓下釋放160 L的甲烷氣體,常溫常壓下甲烷的密度為0.66 g/L,甲烷的摩爾質(zhì)量為16 g/mol,阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023 mol-1.請(qǐng)計(jì)算1 dm3可燃冰在常溫常壓下釋放出甲烷氣體的分子數(shù)目.(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 【解析】甲烷的物質(zhì)的量n=,M1=ρV,所含的分子數(shù)Nn=n
9、NA 甲烷分子數(shù)目為:Nn=NA=×6.0×1023=4×1024(個(gè)). ? 【p220】 夯實(shí)基礎(chǔ) 分子的熱運(yùn)動(dòng) 1.?dāng)U散現(xiàn)象:相互接觸的物體彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象.溫度越高,擴(kuò)散__越快__. 2.布朗運(yùn)動(dòng) (1)概念:在顯微鏡下看到的懸浮在液體(或氣體)中的固體微小顆粒的永不停息的 __無(wú)規(guī)則__運(yùn)動(dòng),叫做布朗運(yùn)動(dòng). (2)規(guī)律:顆粒越小,運(yùn)動(dòng)越__明顯__,溫度越高,運(yùn)動(dòng)越__激烈__. 3.分子的熱運(yùn)動(dòng):__分子__永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng). 4.布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)的關(guān)系:布朗運(yùn)動(dòng)是__分子__永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的間接反映,是微觀分子熱運(yùn)動(dòng)造成的宏觀現(xiàn)象
10、. 考點(diǎn)突破 例2關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng),正確的是( ) A.固體小顆粒做布朗運(yùn)動(dòng)說(shuō)明了固體小顆粒內(nèi)部的分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) B.液體的溫度越低,懸浮小顆粒的運(yùn)動(dòng)越緩慢,當(dāng)液體的溫度降為零攝氏度時(shí),固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)就會(huì)停止 C.被凍結(jié)在冰塊中的小炭粒,不能做布朗運(yùn)動(dòng)是因?yàn)楸械乃肿硬贿\(yùn)動(dòng) D.固體小顆粒做布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子對(duì)小顆粒的碰撞引起的 【解析】固體小顆粒做布朗運(yùn)動(dòng)說(shuō)明了液體分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤;液體的溫度越低,懸浮小顆粒的運(yùn)動(dòng)越緩慢,當(dāng)液體的溫度降為零攝氏度時(shí),固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)仍會(huì)進(jìn)行,B錯(cuò)誤;被凍結(jié)在冰塊中的小炭粒,不能做布朗運(yùn)動(dòng)是因?yàn)榇藭r(shí)小炭粒受力平衡,而不
11、是水分子不動(dòng),C錯(cuò)誤;固體小顆粒做布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子對(duì)小顆粒的碰撞的作用力不平衡引起的,D正確. 【答案】D 【小結(jié)】布朗運(yùn)動(dòng)與分子運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 (1)布朗運(yùn)動(dòng)的研究對(duì)象是固體小顆粒;分子運(yùn)動(dòng)的研究對(duì)象是分子.布朗微粒中也含有大量的分子,這些分子也在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng); (2)布朗運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生原因是由于液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的撞擊,布朗運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性;布朗運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān),表明液體分子的運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān),溫度越高運(yùn)動(dòng)越激烈; (3)布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是永不停息、無(wú)規(guī)則,顆粒越小現(xiàn)象越明顯,在任何溫度下都可以產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng),但溫度越高布朗運(yùn)動(dòng)越明顯; (4)布朗運(yùn)動(dòng)不
12、僅能在液體中發(fā)生,也能夠在氣體中發(fā)生. 針對(duì)訓(xùn)練 3.甲和乙兩圖是某同學(xué)從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運(yùn)動(dòng)位置連線的圖片,記錄炭粒位置的時(shí)間間隔均為30 s,兩方格紙每格表示的長(zhǎng)度相同.比較兩張圖片可知:若炭粒大小相同,__乙__(填“甲”或“乙”)中水分子的熱運(yùn)動(dòng)較劇烈;若水溫相同,__甲__(填“甲”或“乙”)中炭粒的顆粒較大. 【解析】布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體或氣體中的固體小顆粒的永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體分子對(duì)小顆粒的撞擊不平衡造成的;顆粒越小,液體分子對(duì)顆粒的撞擊越不平衡,布朗運(yùn)動(dòng)越明顯.由圖可知,乙圖中顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)更明顯,溫度越高,布朗運(yùn)動(dòng)越激烈,所以若炭
13、粒大小相同,乙中水分子的熱運(yùn)動(dòng)較劇烈;若水溫相同,甲中炭粒的顆粒較大. 4.在下列事例中,不屬于分子運(yùn)動(dòng)的是(A) A.一陣風(fēng)吹來(lái),刮得塵土滿天飛揚(yáng) B.將糖加入開(kāi)水中,使之成為甜水 C.用食鹽將青菜腌制成咸菜 D.走進(jìn)廚房,聞到一股飯菜香味 【解析】分子是肉眼看不到的,看到的塵埃不是分子,是一個(gè)宏觀上的物體,所以它的運(yùn)動(dòng)也不是分子運(yùn)動(dòng),A符合題意;水變甜,是糖分子擴(kuò)散到了水中,能夠說(shuō)明分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),故B不合題意;食鹽使青菜變咸,是食鹽分子擴(kuò)散到了青菜里面,能夠說(shuō)明分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),故C不合題意;聞到飯菜的香味是因?yàn)榉枷愦挤肿釉诳諝庵羞\(yùn)動(dòng)形成的,屬于分子運(yùn)動(dòng),故
14、D不合題意.
? 【p221】
夯實(shí)基礎(chǔ)
1.分子間的作用力
(1)概念:分子間同時(shí)存在相互作用的引力和斥力,實(shí)際表現(xiàn)出來(lái)的是分子引力和斥力的合力,叫分子力.
(2)特點(diǎn):分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而__減小__,隨分子間距離的減小而__增大__,但斥力比引力變化快.分子間作用力隨分子間距離的變化關(guān)系如圖所示.
①r=r0時(shí),F(xiàn)引=F斥,合力F=0.
②r
15、度的熱學(xué)系統(tǒng)相互作用,最后多個(gè)系統(tǒng)都具有相同的溫度,我們說(shuō)這多個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡. (2)溫度的兩種意義 宏觀上表示物體的__冷熱__ 程度. 微觀上標(biāo)志著分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度,它是物體__分子平均動(dòng)能__的標(biāo)志. (3)兩種溫標(biāo) ①攝氏溫標(biāo):?jiǎn)挝粸閿z氏度,符號(hào)℃.在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,冰的熔點(diǎn)為0 ℃,水的沸點(diǎn)為100 ℃. ②熱力學(xué)溫標(biāo):?jiǎn)挝粸殚_(kāi)爾文,符號(hào)為K.把-273.15 ℃作為0 K.0 K是低溫的極限,它表示所有分子都停止了熱運(yùn)動(dòng),可以無(wú)限接近,但永遠(yuǎn)不能達(dá)到. ③兩種溫度的關(guān)系:T=__t+273.15__K__,其中兩種單位制中每一度的間隔是相同的,即ΔT=Δt.
16、3.分子的平均動(dòng)能、勢(shì)能和內(nèi)能 (1)分子的平均動(dòng)能 ①定義:物體內(nèi)所有分子動(dòng)能的__平均值__. ②決定因素:僅與物體的__溫度__有關(guān),而與其他任何量無(wú)關(guān). (2)分子勢(shì)能 ①概念:由分子間的相互作用和__分子間距離__決定的能量. ②決定分子勢(shì)能大小的因素 a.微觀上:分子勢(shì)能的大小與__分子間距離__有關(guān). 當(dāng)分子間距離改變時(shí),分子力做功,分子勢(shì)能也相應(yīng)變化.分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系如圖所示 ⅰ.當(dāng)r>r0時(shí),分子力表現(xiàn)為引力,隨著r的增大,分子引力做__負(fù)功__,分子勢(shì)能__增加__. ⅱ.當(dāng)r<r0時(shí),分子力表現(xiàn)為斥力,隨著r的減小,分子斥力做__負(fù)功__
17、,分子勢(shì)能__增加__. ⅲ.當(dāng)r=r0時(shí),分子勢(shì)能最小,選兩分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)的分子勢(shì)能為零,則r=r0時(shí),分子勢(shì)能為負(fù)值. 對(duì)實(shí)際氣體來(lái)說(shuō),體積增大,分子勢(shì)能增加;體積縮小,分子勢(shì)能減?。? b.宏觀上:與物體的__體積__有關(guān).大多數(shù)物體是__體積__越大,分子勢(shì)能越大,也有少數(shù)物體(如冰、鑄鐵等),__體積__變大,分子勢(shì)能反而變?。? (3)物體的內(nèi)能 ①定義:物體內(nèi)所有分子的__動(dòng)能__和__勢(shì)能__的總和. ②決定因素 ⅰ.微觀上:分子平均動(dòng)能、分子勢(shì)能、__分子數(shù)__. ⅱ.宏觀上:__溫度__、__體積__、物質(zhì)的量. 考點(diǎn)突破 例3下列關(guān)于分子力、分子勢(shì)能
18、與分子間距離的關(guān)系說(shuō)法中,正確的是( ) A.分子間的分子力隨著分子間距離的增大,一定先減小后增大 B.分子間的引力、斥力和分子力均隨著分子間距離的增大而減小 C.當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí),分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的增大而減小 D.當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí),分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的減小而增大 【解析】當(dāng)兩個(gè)分子間的距離r>r0時(shí),分子力表現(xiàn)為引力,隨著分子間距離的增大而先增大后減小,故A錯(cuò)誤;分子間存在相互作用的引力和斥力,引力和斥力都隨分子間距離的減小而增加,隨分子間距的增大而減小,當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí),隨著分子間距離的增大,分子力先增大后減小,當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí),分
19、子力總是隨分子間距離的減小而增大,故B錯(cuò)誤;當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí),隨著分子間距離的增大,分子力先增大后減小,因克服分子力做功,分子勢(shì)能總是隨分子間距離的增大而增大,故C錯(cuò)誤;當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí),分子力總是隨分子間距離的減小而增大,克服分子力做功,故分子勢(shì)能隨分子間距離的減小而增大,故D正確.
【答案】D
【小結(jié)】分子力與分子勢(shì)能的比較
名稱項(xiàng)目
分子間的相
互作用力F
分子勢(shì)能Ep
(取無(wú)窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能點(diǎn))
與分子間距的關(guān)系圖象
隨分子間距的變化情況
r 20、
r增大,斥力做正功,分子勢(shì)能減少
r減小,斥力做負(fù)功,分子勢(shì)能增加
r>r0
F引和F斥都隨距離的增大而減小,隨距離的減小而增大,F(xiàn)引>F斥,F(xiàn)表現(xiàn)為引力
r增大,引力做負(fù)功,分子勢(shì)能增加
r減小,引力做正功,分子勢(shì)能減少
r=r0
F引=F斥,F(xiàn)=0
分子勢(shì)能最小,但不為零
r>10r0
(10-9m)
F引和F斥都已十分微弱,可以認(rèn)為分子間沒(méi)有相互作用力
分子勢(shì)能為零
針對(duì)訓(xùn)練
5.(多選)關(guān)于分子間引力和斥力的說(shuō)法正確的是(ABE)
A.分子間的引力總是隨分子間距的增大而減小
B.分子間的斥力總是隨分子間距的增大而減小
C.分 21、子力總是隨分子間距的增大而減小
D.分子間同時(shí)存在相互作用的引力和斥力,所以分子力不可能為零
E.分子力表現(xiàn)為引力時(shí),其大小有限;分子力表現(xiàn)為斥力時(shí),可以很大
【解析】分子間的引力和斥力是同時(shí)存在的,并且都隨分子間距的增大而減小,故A、B正確;當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí),隨分子間距離的增大而減小,當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí),可能隨距離的增大而增大,也可能隨距離的增大而減小,故C錯(cuò)誤;當(dāng)分子間距離為平衡距離時(shí),分子間引力和斥力相等,分子力為零,故D錯(cuò)誤;根據(jù)分子間引力和斥力的性質(zhì)可知,分子力表現(xiàn)為引力時(shí),其大小有限.當(dāng)分子距離大于10r0時(shí)可認(rèn)為分子力為零;當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力且分子間距很小時(shí),分子力可 22、以很大,故E正確.故選A、B、E.
6.(多選)兩個(gè)原來(lái)處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)分開(kāi)后,由于外界的影響,其中一個(gè)系統(tǒng)的溫度升高了5 K,另一個(gè)系統(tǒng)溫度升高了5 ℃,則下列說(shuō)法不正確的是(AD)
A.兩個(gè)系統(tǒng)不再是熱平衡系統(tǒng)了
B.兩個(gè)系統(tǒng)此時(shí)仍是熱平衡狀態(tài)
C.兩個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)都發(fā)生了變化
D.兩個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)沒(méi)有變化
【解析】由于熱力學(xué)溫度和攝氏溫度具有相同的變化量,故兩系統(tǒng)均升高了5 ℃,故溫度仍然相等,因此兩個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)雖然均已變化,但兩個(gè)系統(tǒng)仍達(dá)到熱平衡;則B、C正確,A、D錯(cuò)誤;此題選擇不正確的選項(xiàng),故選A、D.
7.如圖所示,甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O上,乙分子位于r軸上 23、距原點(diǎn)r3的位置.虛線分別表示分子間斥力F斥和引力F引的變化情況,實(shí)線表示分子間的斥力和引力的合力變化情況.r1為實(shí)線與r軸相交的位置.若把乙分子由靜止釋放,則乙分子(C)
A.從r3到r1,分子勢(shì)能先減小后增加
B.從r3到r2做加速運(yùn)動(dòng),從r2到r1做減速運(yùn)動(dòng)
C.從r3到r1做加速運(yùn)動(dòng),從r1到O做減速運(yùn)動(dòng)
D.從r3到r1,分子勢(shì)能先增加后減小
【解析】從r3到r1,分子力做正功,則分子勢(shì)能一直減小,選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤;在r>r1時(shí),分子力表現(xiàn)為引力,當(dāng)r<r1時(shí),分子力表現(xiàn)為斥力,故從r3到r1做加速運(yùn)動(dòng),從r1到O做減速運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤,C正確;故選C.
考 點(diǎn) 集 訓(xùn) 24、【p350】
A組
1.運(yùn)用分子動(dòng)理論的相關(guān)知識(shí),判斷下列說(shuō)法正確的是(B)
A.氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)僅與單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān)
B.生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時(shí)需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其它元素,這可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來(lái)完成
C.陽(yáng)光從縫隙射入教室,從陽(yáng)光中看到的塵埃的運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)
D.某氣體的摩爾體積為V,每個(gè)分子的體積為V0,則阿伏加德羅常數(shù)為NA=
【解析】氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)與單位體積內(nèi)的分子數(shù)和溫度都有關(guān),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時(shí)需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素,這可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來(lái)完成,選項(xiàng)B正確; 25、布朗運(yùn)動(dòng)是肉眼看不到的,陽(yáng)光從縫隙射入教室,從陽(yáng)光中看到的塵埃的運(yùn)動(dòng)是固體顆粒在氣流作用下的運(yùn)動(dòng),不是布朗運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;某氣體的摩爾體積為V,若每個(gè)氣體分子占據(jù)的空間的體積為V1,則阿伏加德羅常數(shù)為NA=,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;故選B.
2.(多選)冬季霧霾天氣會(huì)增多,形成霧霾的主要污染物成分是我們常說(shuō)的PM2.5,即空氣中直徑等于或小于2.5 μm的懸浮顆粒物,其飄浮在空氣中很難自然沉降到地面.以下關(guān)于PM2.5的說(shuō)法正確的是(ABE)
A.溫度越高,PM2.5的運(yùn)動(dòng)越劇烈
B.PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于布朗運(yùn)動(dòng)
C.PM2.5是一些比較大的污染物分子
D.建筑工地的揚(yáng)塵就是PM2.5 26、的主要成分
E.PM2.5中比較小的顆粒比其他顆粒的運(yùn)動(dòng)更為劇烈
【解析】PM2.5是指空氣中直徑小于2.5微米的懸浮顆粒物,其漂浮在空中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),故溫度越高,PM2.5的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈,故A正確;布朗運(yùn)動(dòng)是固體顆粒的運(yùn)動(dòng),PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)是指空氣中直徑小于2.5微米的懸浮顆粒物,故B正確;PM2.5是一些比較大的污染物的顆粒,故C錯(cuò)誤;建筑工地的揚(yáng)塵是大顆粒,不是PM2.5的主要成分,故D錯(cuò)誤;PM2.5中比較小的顆粒受到的撞擊更不平衡,所以比其他顆粒的運(yùn)動(dòng)更為劇烈,故E正確.
3.下列四幅圖中,能正確反映分子間作用力f和分子勢(shì)能Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是(B)
27、
【解析】當(dāng)r 28、分子的擴(kuò)散,故C錯(cuò)誤;將破碎的玻璃用力擠在一起,卻不能將它們粘合在一起,是由于分子之間的距離大于10r0,分子引力為0,不能說(shuō)明分子之間存在斥力,故D錯(cuò)誤.故選B.
5.關(guān)于熱平衡及熱力學(xué)溫度,下列說(shuō)法正確的是(B)
A.處于熱平衡的幾個(gè)系統(tǒng)的壓強(qiáng)一定相等
B.熱平衡定律是溫度計(jì)能夠用來(lái)測(cè)量溫度的基本原理
C.溫度變化1 ℃,也就是溫度變化274.15 K
D.?dāng)z氏溫度與熱力學(xué)溫度都可能取負(fù)值
【解析】處于熱平衡的幾個(gè)系統(tǒng)的溫度一定相等,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;熱平衡定律是溫度計(jì)能夠用來(lái)測(cè)量和比較溫度高低的基本原理,B正確;攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的差別為所選的零值的起點(diǎn)不同,單位不同;但每一度表 29、示的冷熱差別是相同的(ΔT=Δt),溫度變化1 ℃,也就是溫度變化1 K,故C錯(cuò)誤;熱力學(xué)溫度都不可能取負(fù)值,故D錯(cuò)誤;故選B.
6.下列關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能的說(shuō)法中正確的是(B)
A.溫度是分子動(dòng)能的標(biāo)志,動(dòng)能越大的分子其溫度就越高
B.分子的勢(shì)能跟物體的體積有關(guān)
C.溫度高的物體比溫度低的物體含有的熱量多
D.靜止的物體沒(méi)有內(nèi)能
【解析】溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,是大量分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)單個(gè)分子沒(méi)有意義,故A錯(cuò)誤;分子的勢(shì)能跟物體的體積有關(guān),故B正確;物體的內(nèi)能與物體的物質(zhì)的量、溫度、體積以及物態(tài)有關(guān),溫度高的物體不一定比溫度低的物體含有的內(nèi)能多,更不能說(shuō)是熱量多,故C錯(cuò)誤 30、;物體的內(nèi)能與物體的物質(zhì)的量、溫度、體積以及物態(tài)有關(guān),與物體是否靜止無(wú)關(guān),靜止是物體宏觀的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),故D錯(cuò)誤.
7.下列關(guān)于分子間的相互作用力的說(shuō)法中正確的是(D)
A.當(dāng)分子間的距離r=r0時(shí),分子力為零,說(shuō)明此時(shí)分子間不存在作用力
B.當(dāng)r>r0時(shí),隨著分子間距離的增大分子間引力和斥力都增大,但引力比斥力增大得快,故分子力表現(xiàn)為引力
C.當(dāng)r 31、力為零,A錯(cuò)誤;分子力隨分子間的距離的變化而變化,當(dāng)r>r0時(shí),分子間的作用力隨分子間距離的增大而減小,斥力減小的更快,故分子力表現(xiàn)為引力,當(dāng)分子間的距離r 32、的過(guò)程進(jìn)行得更迅速
D.墨汁的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是由于炭粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的
E.溫度越高,混合均勻的過(guò)程進(jìn)行得更迅速
【解析】墨水滴入水中,觀察到的布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子不停地做無(wú)規(guī)則撞擊炭懸浮微粒,懸浮微粒受到來(lái)自各個(gè)方向的液體分子的撞擊作用力不平衡導(dǎo)致的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),不是由于炭粒受重力作用,故A錯(cuò)誤;混合均勻的過(guò)程中,水分子做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng),炭粒的布朗運(yùn)動(dòng)也是做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),故B正確;當(dāng)懸浮微粒越小時(shí),懸浮微粒受到的來(lái)自各個(gè)方向的液體分子的撞擊作用不平衡性表現(xiàn)得越強(qiáng),即布朗運(yùn)動(dòng)越顯著,所以使用炭粒更小的墨汁,混合均勻的過(guò)程進(jìn)行得更迅速,故C正確;墨汁的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是由于微粒受到的來(lái)自各個(gè)方向的液體 33、分子的撞擊作用不平衡引起的,故D錯(cuò)誤;溫度越高,布朗運(yùn)動(dòng)越激烈,混合均勻的過(guò)程進(jìn)行得越迅速,故E正確.
B組
9.用放大600倍的顯微鏡觀察布朗運(yùn)動(dòng),估計(jì)放大后的小顆粒(碳)體積為0.1×10-9 m3,碳的密度是2.25×103 kg/m3,摩爾質(zhì)量是1.2×10-2 kg/mol.則該小顆粒含分子數(shù)約為_(kāi)_5.2×1010__個(gè).(阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023 mol-1,計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))
【解析】小顆粒體積:V= m3,密度:ρ=2.25×103 kg/m3,摩爾質(zhì)量:M=1.2×10-2 kg/mol,阿伏加德羅常數(shù):NA=6.0×1023 mol-1,所以,該小顆 34、粒含分子數(shù):N=NA,代入數(shù)值解得:N=5.2×1010個(gè).
10.如圖表示一個(gè)氯化鈉(NaCl)晶體的晶胞,其形狀是一個(gè)立方體,其空間結(jié)構(gòu)是每個(gè)立方體的8個(gè)角上分別排有一個(gè)離子,鈉離子和氯離子是交錯(cuò)排列的.圖中以●表示鈉離子,以○表示氯離子.若已知氯化鈉的摩爾質(zhì)量為M=5.85×10-2 kg/mol,密度為ρ=2.22×103 kg/m3,阿伏加德羅常數(shù)為6.02×1023 mol-1,試估算相鄰最近的兩個(gè)鈉離子間的距離.
【解析】每個(gè)離子分屬于8個(gè)小立方體,所以圖中的每個(gè)離子對(duì)圖中畫(huà)出的這一個(gè)立方體的貢獻(xiàn)是個(gè)離子,即平均每個(gè)立方體含有一個(gè)離子,如圖所示.因此,可以想象每個(gè)離子占有一個(gè)如題圖所示的小立方體空間,或者說(shuō),一個(gè)氯化鈉分子占有兩個(gè)小立方體的空間.設(shè)小立方體的邊長(zhǎng)為a,則相鄰最近的兩個(gè)鈉離子間的距離d=a.可見(jiàn),只要能設(shè)法求出a,就能完成本題所求.
以1 mol氯化鈉為研究對(duì)象,其摩爾體積V=,每個(gè)分子的體積V0=(NA為阿伏加德羅常數(shù)).
一個(gè)NaCl分子中含有兩個(gè)離子,則
每個(gè)離子體積V′===
每個(gè)離子占據(jù)空間體積為立方體模型,則
小立方體的邊長(zhǎng)a==
代入數(shù)據(jù):a= m≈2.8×10-10 m
兩相鄰的鈉離子的最近距離為d=a,
即d=a=×2.8×10-10 m≈4.0×10-10 m
- 12 -
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