高考物理一轮总复习 第七章 第43讲 分子运动论教案 新人教版选修33.docx

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高考物理一轮总复习第七章第43讲分子运动论教案新人教版选修33

第43讲　分子运动论

　考情剖析　

（注：

①考纲要求及变化中Ⅰ代表了解和认识，Ⅱ代表理解和应用；②命题难度中的A代表容易，B代表中等，C代表难）

考查内容

考纲要求

及变化

考查年份

考查形式

考查详情

考试层级

命题难度

分子动

理论的

基本观点

Ⅰ

09

选择

以理想气体等温变化为背景，考查分子间作用力、分子的平均速率、分子的平均动能及气体组成系统的熵的变化情况

非重点

A

阿伏加

德罗常数

Ⅰ

09年

计算

以气体液化为背景，利用阿伏加德罗常数求液体体积与原来气体体积的比值

10年

计算

以潜水员呼吸空气为背景，考查用阿伏加德罗常数计算宏观上气体的质量与微观粒子数之间的关系

非重点

B

分子热运动速率的统计分布规律

Ⅰ（变化）

12年

填空

考查分子平均动能与温度的关系及对分子速率分布图象的理解

次重点

A

小结

及

预测

1.小结：

分子动理论的基本观点以选择题形式进行考查，考查分子间作用力的变化；阿伏加德罗常数以计算题形式进行考查，考查对阿伏加德罗常数的理解和应用；分子热运动速率的统计分布规律（12年考纲内容为“分子热运动”）以填空题的形式进行考查，考查对分子速率分布图象的理解．

2．预测：

分子动理论的基本观点仅在09年考查过，阿伏加德罗常数仅在09年和10年考查过，分子热运动速率的统计分布规律仅在12年考查过，预测14年会针对此讲中某一知识点进行考查．

3．复习建议：

建议复习时注重对分子动理论的基本观点和分子热运动速率的统计分布规律的理解及阿伏加德罗常数的相关计算问题.

知识整合　

一、分子动理论的基本观点

1．物质是由大量分子组成的

（1）分子体积很小，它的直径数量级是__________．

（2）分子质量很小，一般分子质量的数量级是________________________________________________________________________

__________.

（3）分子间有空隙．

2．分子的热运动

分子永不停息地做无规则热运动．

（1）扩散现象

相互接触的物体彼此__________对方的现象，温度越__________，扩散越快．

（2）布朗运动

①悬浮在液体或气体中的微粒做永不停息的无规则运动，叫做__________．当微粒足够小时，由于任何时刻液体或气体分子____________________，以及分子对微粒的撞击非常频繁，引起了微粒的无规则运动．

②________永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因，但微粒的布朗运动并不是分子的运动，它是分子无规则运动的反映．

③微粒越小，布朗运动越__________；温度越高，布朗运动越__________．

3．分子间作用力

（1）分子间同时存在相互作用的________和________，__________叫分子力．

（2）特点

分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而______，随分子间距离的减小而__________，但斥力比引力变化得__________．

①r＝r0时（10－10米），F引＝F斥，分子力F＝________.

②r

③r>r0时，F引>F斥，分子力F为__________．

④r>10r0时，F引、F斥迅速减为零，分子力F＝0.

（3）实质

分子力是邻近的分子间原子核的正电荷和核外电子之间的相互作用引起的有复杂规律的力，分子间同时存在着引力和斥力，分子力指的是引力和斥力的合力，分子力的变化可由图所示．分子距离r在0～r0间，合力F表现为斥力；在r>r0，合力F表现为引力，且引力先增大后减小；当r达到10r0时，分子力减为零．

总之，分子的热运动让分子分散开，分子间的相互作用力让分子聚集在一起，二者相互制约，构成了固、液、气三态，决定了物体的内能．

二、阿伏加德罗常数

1摩尔的任何物质含有的微粒数相同，这个数的测量值NA＝__________mol－1.

阿伏加德罗常数是十分巨大的数字，分子的体积和质量都十分小，从而说明物质是由大量分子组成的．

分子热运动速率的统计分布规律

1．由于分子热运动是无规则的，所以对于任何一个分子而言，在每一时刻沿什么方向运动，以及运动的速率等都具有偶然性；但是对于大量分子的整体而言，它们却表现出规律性．这种由大量偶然事件的整体所表现出来的规律，叫做统计规律．

2．分子的速率分布规律

如图是氧气分子的速率分布图象，呈现出“中间多两头少”的统计分布规律，且由图象可看出温度越高，分子的热运动越激烈．

一、利用阿伏加德罗常数进行微观量的估算

1．分子数N＝n·NA＝

NA＝

·NA

式中n为摩尔数，m为质量，V为体积，M为摩尔质量，Vmol为摩尔体积，NA为阿估加德罗常数．

2．分子质量的估算方法

分子质量m0＝

.

3．分子体积（分子所占空间）的估算方法

分子体积V0＝

＝

（适用于固体、液体），式中ρ为密度．

4．分子直径的估算方法

球体模型，分子直径d＝

＝

立方体模型，分子直径d＝

＝

.

【典型例题1】冬天到了，很多人用热水袋取暖.现有一中号热水袋，容积为1000cm3，正常使用时，装水量为80%，请估算该热水袋中水分子的数目约为多少个．（计算结果保留1位有效数字，已知1mol水的质量为18g，水的密度取1.0×103kg/m3，阿伏加德罗常数取6×1023mol－1）

温馨提示

此题作答时应熟练掌握利用阿伏加德罗常数进行微观量的估算．

记录空间

【变式训练1】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，空气中水份越来越少，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＝1.0×103cm3.已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－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.

二、分子热运动速率的统计分布规律

1．气体分子向各个方向运动的机会均等．

2．温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，速率的平均值也是确定的．温度升高，气体分子的平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大．

【典型例题2】某气体在温度T1、T2时的分子速率分布图象如图所示，由图象知，温度T1________（选填“大于”或“小于”）T2.

温馨提示

解此题时，注意分析图象中图线最高处所对应的分子速率，以判断温度大小．

记录空间

【变式训练2】1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律．若以横坐标v表示分子速率，纵坐标f（ν）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比．下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是（　　）

三、分子力和分子势能随分子间距离变化的规律

1．分子间的作用力与距离的关系如图

（1）所示，在分子间距离由r0增大到10r0的过程中，由图可以看出，分子力有一个最大值，即分子力先增大后减小．

（1）

（2）　　　　　　　（3）

2．分子势能Ep随分子间距离r的变化情况，可以用图

（2）表示（以∞处为势能零点），由图

（2）、（3）可知：

r＝r0（c处）时，分子力F＝0最小，分子势能不为零但为负的最多，也是最小；当r>r0且增大时，分子力F为引力，先增大后减小，分子势能Ep是一直增大的；当r

【典型例题3】甲分子固定在坐标的原点，乙分子位于横轴上，甲分子和乙分子之间的相互作用力如图所示，a、b、c、d为横轴上的四个特殊的位置．现把乙分子从a处由静止释放，则（　　）

A．乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动

B．乙分子从a到c做加速运动，到达c时速度最大

C．乙分子从b到d做减速运动

D．乙分子从a到c做加速运动，由c到d做减速运动

温馨提示

此题作答时重点在掌握分子间作用力与其间距的关系．

记录空间

【变式训练3】两个分子相距为r1时，分子间的相互作用力表现为引力，相距为r2时，表现为斥力，则下面说法正确的是（　　）

A．相距为r1时，分子间没有斥力存在

B．相距为r2时，分子间的斥力大于相距为r1时的斥力

C．相距为r2时，分子间没有引力存在

D．相距为r1时，分子间的引力小于相距为r2时的引力

随堂演练　

1．下列叙述正确的是（　　）

A．布朗运动就是液体分子热运动

B．对一定质量气体加热，其内能一定增加

C．物体的温度越高，分子的平均动能越大

D．若分子间距离r＝ro时，两分子间分子力F＝0，则当两分子间距离由小于ro逐渐增大到10ro过程中，分子间相互作用的势能增大

2．下列关于布朗运动的说法，正确的是（　　）

A．布朗运动是液体分子的无规则运动

B．液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈

C．布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的

D．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的

3．做布朗运动实验，得到某个观测记录如图所示．图中记录的是（　　）

　第3题图

A．分子无规则运动的情况

B．某个微粒做布朗运动的轨迹

C．某个微粒做布朗运动的速度—时间图线

D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线

4．NA代表阿伏加德罗常数，下列说法中正确的是（　　）

A．在同温同压时，相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同

B．2g氢气所含原子数目为NA

C．在常温下，11.2L氮气所含的原子数目为NA

D．17g氨气所含电子数目为10NA

5．表面平滑的太空飞行器在太空中相互摩擦时，很

容易发生“黏合现象”，这是由于（　　）

A．摩擦生热的作用B．化学反应的作用

C．分子力的作用D．万有引力的作用

6.

第6题图

我们知道，气体分子的运动是无规则的，每个分子运动的速率一般是不同的，但大量分子的速率分布却有一定的统计规律．如图所示描绘了某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线，则二条曲线分别对应的温度T1和T2的大小关系是（　　）

A．T1＝T2B．T1>T2

C．T1

7．已知气泡内气体的密度为1.29kg/m3，平均摩尔质量为0.29kg/mol.阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol－1，取气体分子的平均直径为2×10－10m，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值．（结果保留一位有效数字）

第43讲　分子运动论

知识整合

基础自测

一、1.

（1）10－10m　

（2）10－27kg

　2.

（1）进入　高　

（2）①布朗运动

　从各个方向上对微粒的撞击

　②液体或气体分子　③明显　剧烈

　3.

（1）引力　斥力　合力　

（2）减小　增大　快　①0　②斥力　③引力

二、6.02×1023

重点阐述

【典型例题1】冬天到了，很多人用热水袋取暖.现有一中号热水袋，容积为1000cm3，正常使用时，装水量为80%，请估算该热水袋中水分子的数