内容正文:
微专题(二) 热学(选修3-3)
命题视角(一) 分子动理论 内能
[自测自评]
1.(2022·甘肃兰州模拟)关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A.通过显微镜观察到的布朗运动是固体颗粒分子的无规则运动
B.若已知氧气的摩尔体积和阿伏加德罗常数,可估算出氧气分子的体积
C.在两个相距很远的分子逐渐靠近到很难再靠近的过程中,分子间作用力逐渐增大
D.分子势能和分子间作用力有可能同时随分子间的距离增大而增大
解析:选D 通过显微镜观察到的布朗运动是固体颗粒的无规则运动,不是固体颗粒分子的无规则运动,选项A错误;用氧气的摩尔体积除以阿伏加德罗常数得到的是氧气分子运动占据的空间的体积,不能估算出氧气分子的体积,选项B错误;在两个相距很远的分子逐渐靠近到很难再靠近的过程中,分子间作用力先增加后减小,再增大,选项C错误;当r>r0时分子势能随分子间的距离增大而增大;当r>r0时分子力随分子间距的增大先增加后减小,则在r>r0的某个范围内,分子势能和分子间作用力有可能同时随分子间的距离增大而增大,选项D正确。
2.(2022·陕西西安模拟)(多选)关于分子动理论,下列说法中正确的是( )
A.图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,测得油酸分子大小的数量级为10-10 m
B.图乙为布朗运动实验的观测记录,图中记录的是某个微粒做布朗运动的速度—时间图线
C.图丙为分子力F与分子间距r的关系图,分子间距从r0开始增大时,分子势能变小
D.图丁为大量气体分子热运动的速率分布图,曲线②对应的分子平均动能较大
解析:选AD 题图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,测得油酸分子大小的数量级为10-10 m,A正确;题图乙为布朗运动实验的观测记录,图中记录的是某个微粒做布朗运动每隔一定时间所到的位置,然后连起来,可发现该微粒做的是无规则的运动,B错误;题图丙为分子力F与分子间距r的关系图,分子间距从r0开始增大时,分子力做负功,分子势能变大,C错误;题图丁为大量气体分子热运动的速率分布图,曲线②中分子速率较大的占比较大,故对应的分子平均动能较大,但并不是每个分子的动能都较大,D正确。
3.某气体的摩尔体积和摩尔质量分别为Vm和Mm,密度为ρ,每个分子的质量和体积分别为m和V0,阿伏加德罗常数为NA,则以下关系正确的是( )
A.摩尔质量为Mm=
B.摩尔体积为Vm=
C.分子体积为V0=
D.阿伏加德罗常数为NA==
解析:选B 摩尔质量为Mm=mNA ,故A错误;表达式Vm=中NAm表示摩尔质量,ρ是气体的密度,二者的比值等于摩尔体积,故B正确;表达式V0=计算出来的是一个分子占有的空间,比单个分子的体积要大,故C错误;因为气体分子距离比较大,阿伏加德罗常数不等于摩尔体积比一个分子的体积,故D错误。
[系统知能]
1.分子动理论和内能
2.扩散现象、布朗运动、热运动对比
现象
扩散现象
布朗运动
热运动
活动
主体
分子
微小固体颗粒
分子
区别
分子的运动,发生在固体、液体、气体任何两种物质之间
比分子大得多的微粒的运动,只能在液体、气体中发生
分子的运动,不能通过光学显微镜直接观察到
共同点
①都是无规则运动
②都随温度的升高而更加激烈
联系
扩散现象、布朗运动都反映分子无规则的热运动
3.三类估算问题
(1)油膜法估测油酸分子的大小:d=
V为纯油酸体积,S为单分子油膜面积
(2)分子总数:N=nNA=·NA=NA
[注意] 对气体而言,N≠。
(3)两种模型:
球模型:V=πR3(适用于估算液体、固体分子直径)。
立方体模型:V=a3(适用于估算气体分子间距)。
命题视角(二) 固体、液体、气体分子的运动特点
[自测自评]
1.(2022·广西南宁模拟)(多选)下列说法正确的是( )
A.太空飞船中的小水珠呈球形,是液体表面张力作用的结果
B.天然水晶在熔化过程中分子平均动能变大
C.地面附近的一个氢气球在快速上升过程中,随着外界压强减小,球内气体的体积增大,温度降低
D.液晶材料像液体一样具有流动性,但不具备晶体各向异性的特征
解析:选AC 太空飞船中的小水珠呈球形,是液体表面张力作用的结果,A正确;天然水晶在熔化过程中温度不变,分子平均动能不变,B错误;地面附近的一个氢气球在快速上升过程中,来不及与外界进行热交换,随着外界压强减小,球内气体的体积增大,气体对外做功,根据热力学第一定律,气体的内能减小,温度降低,C正确;液晶材料像液体一样具有流动性,具备晶体各向异性的特征,D错误。
2.(2022·河南洛阳模拟)(多选)下列说法正确的是( )
A.多晶体是由单晶体组合而成的,所以多晶体和单晶体都表现为各向异性
B.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存