物理选修33第七章分子的动理论知识点汇总docx.docx
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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10kg.
（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①估测油酸分子的大小．②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
①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．
②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．
③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
1
1mL，算出每滴油酸酒精溶液的体积V0＝nmL.
④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．
⑤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．
⑥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．
⑦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d＝S，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10－10，若不是10－10须重做实验．
（5）本实验的注意事项
①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．（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）
②酒精油酸溶液的浓度应小于
1
为宜．
100
③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。
）
④滴管胶头高出水面就在1cm之内，否则油膜难以形成．
⑤要待油膜形状稳定后，再画轮廓．
⑥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。
ⅰ分子球模型实际分子的结构很复杂，分子间有空隙，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；
ⅱ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
①阿伏加德罗常数NA＝×1023mol－1
②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。
③宏观与微观联系公式
NA
V0
式中V0
为某种物质的摩尔体积，
v0
为其分子的体积。
该式只适用于固体和液
v0
体。
NA
M0
式中M0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，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：
①引力和斥力都随距离的增大而减小。
②斥力随距离变化比较快。
③.当r=r0时，F引＝F斥，F分＝0，分子力为零。
（r0数量级为10-10m,距离为r0的位置,叫做
平衡位置。
④当r＜r0时，随r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。
⑤当r
＞r0
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。
⑥当
r
＞10
0（10-9m）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。
⑦气体分子间的距离一般情况下是r＞10r0，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：
①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。
②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。
③系统内部没有物质流动和能量流动。
④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：
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：
T＝t+K
（5）说明：
①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；
②由
与lK
T＝t+K可知，物体温度变化
是相隔甚远的。
l℃与变化
lK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：
①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。
②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
③温度不反映单个分子的特性，两个物体只要温度相同，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。
④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。
⑤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＞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。
0
4、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：
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1
3
油酸溶于酒精中，制成
200
3
油酸酒精溶液．已知
13
溶液中有
50滴．取
cm
cm
cm
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.2×10-10m
B.5×10-10m
C.2×10-9m
D.5×10-9m
2.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
μ，
液体的密度
ρ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75s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r0，当r大于r0时，分子间斥力大于引力；当r小于r0时，分子间斥力小于引力
6.甲分子固定在坐标原点O，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.TⅠ＞TⅡ＞TⅢB.TⅢ＞TⅡ＞TⅠ
C.TⅡ＞TⅠ，TⅡ＞TⅢD.TⅠ=TⅡ=TⅢ
8.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，F＜0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.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ρ，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ρ=×10
3
/3
、摩尔质量
=×10-2
/
mol
，阿伏加德罗常数
kgm
M
kg
A=×10
23
mol
-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
N
V
mL
保留一位有效数字）．
答案和解析
【答案】
1.
B
2.
A
3.
8.
C
9.
B
10.
A4.
D11.
D5.
BDE12.
B
6.
C7.
B
AB
13.
AC14.
ABE
15.解：
（1）金刚石的质量为：
m=ρV；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：
（1）水分子数：
=×1025个
（2）d==2×10-9m
答：
①水中含有水分子的总数是×
1025个；②水分子的直径
d是2×10-9m．
【解析】
-6
3
-103
1.解：
一滴油酸的体积为：
V0=×10
m=1×10
m
油酸分子的直径为：
d===5×10-10m
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V0=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
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