2022年高考物理一轮复习（人教1） 第15章 第1讲 分子动理论 内能.docx

第1讲　分子动理论　内能
目标要求　1.掌握分子模型的构建与分子直径的估算方法，了解分子动理论的基本观点.2.了解扩散现象并能解释布朗运动.3.知道分子力随分子间距离变化的图像.4.了解物体内能的决定因素．
考点一　微观量的估算
基础回扣
1．分子的大小
(1)分子的直径(视为球模型)：数量级为10－10 m；
(2)分子的质量：数量级为10－26 kg.
2．阿伏加德罗常数
(1)1 mol的任何物质都含有相同的粒子数．通常可取NA＝6.02×1023 mol－1；
(2)阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁．
技巧点拨
1．微观量与宏观量
(1)微观量：分子质量m0、分子体积V0、分子直径d等．
(2)宏观量：物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ、物体的体积V、摩尔体积Vmol等．
2．分子的两种模型
(1)球模型：V0＝πd3，得直径d＝(常用于固体和液体)．
(2)立方体模型：V0＝d3，得边长d＝(常用于气体)．
3．几个重要关系
(1)一个分子的质量：m0＝.
(2)一个分子的体积：V0＝(注意：对于气体，V0表示一个气体分子占有的空间)．
(3)1 mol物体的体积：Vmol＝.
例1　(多选)(2020·山东济南市模拟)钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m3)，摩尔质量为M(单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为NA.已知1克拉＝0.2克，则(　　)
A．a克拉钻石所含有的分子数为
B．a克拉钻石所含有的分子数为
C．每个钻石分子的直径为(单位为m)
D．每个钻石分子的质量为
答案　AD
解析　a克拉钻石物质的量(摩尔数)为n＝，所含分子数为N＝nNA＝，选项A正确，B错误；钻石的摩尔体积Vmol＝(单位为m3/mol)，每个钻石分子的体积为V0＝＝，设钻石分子直径为d，则V0＝π()3，联立解得d＝(单位为m)，选项C错误；根据阿伏加德罗常数的意义知，每个钻石分子的质量m0＝，选项D正确．
例2　(多选)若以μ表示水的摩尔质量，V表示在标准状况下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状况下水蒸气的密度，NA表示阿伏加德罗常数，m0、V0分别表示每个水分子的质量和体积，下列关系式中正确的有(　　)
A．NA＝ B．ρ＝
C．ρ< D．m0＝
答案　ACD
解析　由于μ＝ρV，则NA＝＝，变形得m0＝，故A、D正确；由于水蒸气中水分子之间有空隙，所以NAV0<V，则水蒸气的密度为ρ＝<，故B错误，C正确．
1．(固体分子的估算)(多选)已知铜的摩尔质量为M(kg/mol)，铜的密度为ρ(kg/m3)，阿伏加德罗常数为NA(mol－1)．下列说法正确的是(　　)
A．1 kg铜所含的原子数为
B．1 m3铜所含的原子数为
C．1个铜原子的质量为(kg)
D．1个铜原子的体积为(m3)
答案　ACD
解析　1 kg铜所含的原子数N＝NA＝，A正确；同理1 m3铜所含的原子数N＝NA＝，B错误；1个铜原子的质量m0＝(kg)，C正确；1个铜原子的体积V0＝＝(m3)，D正确．
2．(气体分子的估算)(2020·江苏通州区、海门市、启东市联考)某一体积为V的密封容器，充入密度为ρ、摩尔质量为M的理想气体，阿伏加德罗常数为NA，则该容器中气体分子的总个数N＝________，分子间的平均距离d＝________.
答案　　
解析　气体的质量：m＝ρV
气体分子的总个数：N＝nNA＝NA＝NA
气体分子间的平均间距d＝＝.
考点二　布朗运动与分子热运动
基础回扣
1．分子热运动
分子做永不停息的无规则运动．
2．扩散现象
(1)扩散现象是相互接触的不同物质彼此进入对方的现象．
(2)扩散现象就是分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间．
(3)温度越高，扩散越快．
3．布朗运动
(1)布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动．
(2)布朗运动不是分子的运动，但它反映了液体分子的无规则运动．
(3)微粒越小，温度越高，布朗运动越明显．
技巧点拨
气体分子运动的速率分布图像
气体分子间距离大约是分子直径的10倍，分子间作用力十分微弱，可忽略不计；分子沿各个方向运动的机会均等；分子速率的分布规律按“中间多、两头少”的统计规律分布，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大，如图1所示．
图1
3．(布朗运动与扩散现象)(多选)(2020·湖北武汉市测验)下列关于布朗运动和扩散现象的说法中正确的是(　　)
A．布朗运动和扩散现象都是分子的无规则运动
B．布朗运动和扩散现