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第十三章选修3－3内容要求说明分子动理论的基本观点和实验依据阿伏加德罗常数气体分子运动速率的统计分布温度、内能ⅠⅠⅠⅠ固体的微观结构、晶体和非晶体液晶的微观结构液体的表面张力现象气体实验定律理想气体饱和蒸气、未饱和蒸气和饱和蒸气压相对湿度ⅠⅠⅠⅡⅠⅠⅠ热力学第一定律能量守恒定律热力学第二定律ⅠⅠⅠ实验：用油膜法估测分子的大小要求会正确使用温度计年份考题题型分值主要考点2017全国卷Ⅰ第33题(1)选择题5分分子运动速率分布曲线全国卷Ⅰ第33题(2)计算题10分玻意耳定律、查理定律全国卷Ⅱ第33题(1)选择题5分热学基本概念全国卷Ⅱ第33题(2)计算题10分气态方程、力平衡年份考题题型分值主要考点2017全国卷Ⅲ第33题(1)选择题5分依p－V循环图解题全国卷Ⅲ第33题(2)计算题10分玻意耳定律北京卷第13题选择题6分分子动理论海南卷第15题选择题4分布朗运动、气体状态变化江苏卷第12题A选考题12分热力学第一定律、理想气体状态方程、布朗运动年份考题题型分值主要考点2018全国卷Ⅰ第33题(1)选择题5分依T－V图解题全国卷Ⅰ第33题(2)计算题10分玻意耳定律、关联气体全国卷Ⅱ第33题(1)选择题5分真实气体内能全国卷Ⅱ第33题(2)计算题10分气体的等压变化全国卷Ⅲ第33题(1)选择题5分依p－V图解题全国卷Ⅲ第33题(2)计算题10分关联气体等温变化第1节分子动理论内能考点1►阿伏加德罗常数的应用及微观量的估算物体是由大量分子组成的1．分子体积很小：直径的数量级是_______m.油膜法估测分子直径：d＝VS(V是油滴体积，S是水面上形成的单分子油膜的面积)．2．分子质量很小：一般分子质量的数量级是________kg.10－1010－263．组成物体的分子数目很多：(1)阿伏加德罗常数：1mol的任何物质含有的微粒数相同，这个数的测量值NA＝____________mol－1.(2)阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁．其中密度ρ＝M1V1＝MmolVmol，但要切记mV是没有物理意义的(m是一个分子的质量，V是一个分子的体积)．6.02×1023例1水的相对分子质量是18，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol－1，则：(1)水的摩尔质量M＝________g/mol或M＝________kg/mol－1.(2)水的摩尔体积V＝________m3/mol.(3)一个水分子的质量m0＝________kg.(4)一个水分子的体积V0＝________m3.(5)将水分子看做是个球体，水分子的直径d＝______m，一般分子直径的数量级都是________m.【解析】(1)某种物质的摩尔质量用“g/mol”做单位时，其数值与该物质的相对原子质量或相对分子质量相同，所以水的摩尔质量M＝18g/mol.如果摩尔质量用国际单位制的单位“kg/mol”，就要换算成M＝1.8×10－2kg/mol.(2)水的摩尔体积V＝Mρ＝1.8×10－21.0×103m3/mol＝1.8×10－5m3/mol(3)一个水分子的质量m0＝MNA＝1.8×10－26.02×1023kg≈3×10－26kg.(4)一个水分子的体积V0＝VNA＝1.8×10－56.02×1023m3≈3×10－29m3.(5)将水分子视为理想球体便有π6·d3＝V0，水分子直径为d＝36V0π＝36×3×10－293.14m≈3.9×10－10m，这里的“10－10”称为数量级，一般分子直径的数量级就是这个值．【答案】(1)181.8×10－2(2)1.8×10－5(3)3×10－26(4)3×10－29(5)3.9×10－1010－101．钻石是高强度钻头和刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则钻石的摩尔体积为____，质量为m的钻石所含有的分子数为_______，每个钻石分子直径可表示为____________，该式子_______(填“能”或“不能”)用来计算气体的分子直径，因为___________________________________________________________________________________________________________．MρNAmM36MNAρπ不能气体分子间距较大，不能看成是紧挨在一起的，若用该式计算，只能表示气体分子的间距【解析】钻石的摩尔体积为：V＝Mρ；质量为m的钻石的摩尔数为：n＝mM，所含的分子数为：NAmM；每个钻石分子的体积：V0＝VNA＝MρNA，每个钻石分子看成球体时体积为：V0＝43π(d2)3，解得：d＝36MNAρπ；该式子不能用来计算气体分子的直径，因为气体分子间距较大，不能看成是紧挨在一起的，若用该式计算，只能表示气体分子的间距．2．2017年5月，我国成为全球首个海域可燃冰试采获得连续稳定气流的国家．可燃冰是一种白色固体物质，1dm3的可燃冰在常温常压下释放160L的甲烷气体，常温常压下甲烷的密度为0.66g/L，甲烷的摩尔质量为16g/mol，阿伏加德罗常数为6.0×1023mol－1.请计算1dm3可燃冰在常温常压下释放出甲烷气体的分子数目．(计算结果保留一位有效数字)【解析】甲烷的物质的量n＝M1M，M1＝ρV，所含的分子数Nn＝nNA甲烷分子数目为：Nn＝ρVMNA＝0.66×103×160×10－316×10－3×6.0×1023＝4×1024(个)．考点2►对布朗运动实质的理解分子的热运动1．扩散现象：相互接触的物体彼此进入对方的现象．温度越高，扩散__________．2．布朗运动(1)概念：在显微镜下看到的悬浮在液体(或气体)中的固体微小颗粒的永不停息的__________运动，叫做布朗运动．越快无规则(2)规律：颗粒越小，运动越________，温度越高，运动越_________．3．分子的热运动：________永不停息的无规则运动叫做热运动．4．布朗运动与热运动的关系：布朗运动是_______永不停息地做无规则运动的间接反映，是微观分子热运动造成的宏观现象．明显激烈分子分子例2关于布朗运动，正确的是()A．固体小颗粒做布朗运动说明了固体小颗粒内部的分子不停地做无规则运动B．液体的温度越低，悬浮小颗粒的运动越缓慢，当液体的温度降为零摄氏度时，固体小颗粒的运动就会停止C．被冻结在冰块中的小炭粒，不能做布朗运动是因为冰中的水分子不运动D．固体小颗粒做布朗运动是液体分子对小颗粒的碰撞引起的【解析】固体小颗粒做布朗运动说明了液体分子不停地做无规则运动，A错误；液体的温度越低，悬浮小颗粒的运动越缓慢，当液体的温度降为零摄氏度时，固体小颗粒的运动仍会进行，B错误；被冻结在冰块中的小炭粒，不能做布朗运动是因为此时小炭粒受力平衡，而不是水分子不动，C错误；固体小颗粒做布朗运动是液体分子对小颗粒的碰撞的作用力不平衡引起的，D正确．【答案】D【小结】布朗运动与分子运动的关系(1)布朗运动的研究对象是固体小颗粒；分子运动的研究对象是分子．布朗微粒中也含有大量的分子，这些分子也在做永不停息的无规则运动；(2)布朗运动的产生原因是由于液体分子无规则运动的撞击，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，表明液体分子的运动与温度有关，温度越高运动越激烈；(3)布朗运动的特点是永不停息、无规则，颗粒越小现象越明显，在任何温度下都可以产生布朗运动，但温度越高布朗运动越明显；(4)布朗运动不仅能在液体中发生，也能够在气体中发生．3．甲和乙两图是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30s，两方格纸每格表示的长度相同．比较两张图片可知：若炭粒大小相同，_____(填“甲”或“乙”)中水分子的热运动较剧烈；若水温相同，______(填“甲”或“乙”)中炭粒的颗粒较大．乙甲【解析】布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动，布朗运动是由于液体分子对小颗粒的撞击不平衡造成的；颗粒越小，液体分子对颗粒的撞击越不平衡，布朗运动越明显．由图可知，乙图中颗粒的布朗运动更明显，温度越高，布朗运动越激烈，所以若炭粒大小相同，乙中水分子的热运动较剧烈；若水温相同，甲中炭粒的颗粒较大．4．在下列事例中，不属于分子运动的是()A．一阵风吹来，刮得尘土满天飞扬B．将糖加入开水中，使之成为甜水C．用食盐将青菜腌制成咸菜D．走进厨房，闻到一股饭菜香味A【解析】分子是肉眼看不到的，看到的尘埃不是分子，是一个宏观上的物体，所以它的运动也不是分子运动，A符合题意；水变甜，是糖分子扩散到了水中，能够说明分子在不停地做无规则运动，故B不合题意；食盐使青菜变咸，是食盐分子扩散到了青菜里面，能够说明分子在不停地做无规则运动，故C不合题意；闻到饭菜的香味是因为芳香醇分子在空气中运动形成的，属于分子运动，故D不合题意．考点3►分子力、分子势能及物体的内能1．分子间的作用力(1)概念：分子间同时存在相互作用的引力和斥力，实际表现出来的是分子引力和斥力的合力，叫分子力．(2)特点：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而______，随分子间距离的减小而________，但斥力比引力变化快．分子间作用力随分子间距离的变化关系如图所示．减小增大①r＝r0时，F引＝F斥，合力F＝0.②rr0时，F引F斥，合力F为_____．③rr0时，F引F斥，合力F为_____．④r10r0后，F引、F斥迅速减弱，几乎为零，分子力F≈0.2．温度与温标(1)热平衡：多个不同温度的热学系统相互作用，最后多个系统都具有相同的温度，我们说这多个系统达到了热平衡．斥力引力(2)温度的两种意义宏观上表示物体的________程度．微观上标志着分子热运动的剧烈程度，它是物体__________________的标志．(3)两种温标①摄氏温标：单位为摄氏度，符号℃.在标准大气压下，冰的熔点为0℃，水的沸点为100℃.②热力学温标：单位为开尔文，符号为K.把－273.15℃作为0K．0K是低温的极限，它表示所有分子都停止了热运动，可以无限接近，但永远不能达到．③两种温度的关系：T＝____________，其中两种单位制中每一度的间隔是相同的，即ΔT＝Δt.冷热分子平均动能t＋273.15K3．分子的平均动能、势能和内能(1)分子的平均动能①定义：物体内所有分子动能的_____________．②决定因素：仅与物体的________有关，而与其他任何量无关．(2)分子势能①概念：由分子间的相互作用和___________决定的能量．②决定分子势能大小的因素a．微观上：分子势能的大小与_______________有关．平均值温度分子间距离分子间距离当分子间距离改变时，分子力做功，分子势能也相应变化．分子势能与分子间距离的关系如图所示ⅰ.当r＞r0时，分子力表现为引力，随着r的增大，分子引力做_______，分子势能________．ⅱ.当r＜r0时，分子力表现为斥力，随着r的减小，分子斥力做_______，分子势能________．ⅲ.当r＝r0时，分子势能最小，选两分子相距无穷远时的分子势能为零，则r＝r0时，分子势能为负值．负功增加负功增加对实际气体来说，体积增大，分子势能增加；体积缩小，分子势能减小．b．宏观上：与物体的_______有关．大多数物体是______越大，分子势能越大，也有少数物体(如冰、铸铁等)，_______变大，分子势能反而变小．(3)物体的内能①定义：物体内所有分子的_______和_______的总和．②决定因素ⅰ.微观上：分子平均动能、分子势能、________．ⅱ.宏观上：________、__________、物质的量．体积体积体积动能势能分子数温度体积例3下列关于分子力、分子势能与分子间距离的关系说法中，正确的是()A．分子间的分子力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大B．分子间的引力、斥力和分子力均随着分子间距