第七章 分子动理论分子动理论和内能 期末复习学案Word版含答案

热学　　　　　　　　　　
　分子动理论和内能
1．分子永不停息地做无规则的运动，这种运动叫做热运动，能证明分子热运动的典型实验是布朗运动。
2．分子之间斥力和引力同时存在，但实际表现出来的是二者的合力。斥力和引力都随r的增大而减小，但变化速度不同。
3．设分子间引力和斥力相等时两个分子间的距离为r0 ，则当0r0时，斥力小于引力，分子间作用力表现为引力，如图所示。
4．分子间所具有的由它们的相对位置所决定的能量叫分子势能。
5．设分子间引力和斥力相等时两个分子间的距离为r0，当r＞r0时，分子势能随r增大而增大；如果r＜r0，分子势能随r的增加而减少；当r＝r0时势能最小，如图所示。
6．分子由于热运动而具有的能量叫做分子动能。
7．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，温度越低，分子平均动能越小。
例1　(多选)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．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大
C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减少
D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加
【解析】 乙分子从a到b，加速度增大，速度增加，由b到c加速度减小，速度增加，到c时速度达到最大，从a到c分子力一直做正功，分子势能减小，c点分子力的合力为零，势能最小，A错，B、C对，D错。
【答案】 BC
例2　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，空气中水分越来越少，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＝1.0×103 cm3，已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2 kg/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。
【解析】 (1)水的摩尔体积
Vmol＝＝ m3/mol＝1.8×10－5 m3/mol
该液化水中含有水分子的总数
N＝＝≈3×1025(个)。
(2)建立水分子的球体模型，有＝πd3，可得水分子直径d＝＝ m≈4×10－10 m。
【答案】 (1)3×1025个　(2)4×10－10 m
1．(多选)当两分子间的距离增大时，则(　　)
A．分子间的引力一定减小
B．分子间的斥力一定减小
C．分子间引力和斥力的合力一定减小
D．分子势能一定减小
2．下列说法中正确的是(　　)
A．两个分子间引力和斥力相等时，分子势能一定为零
B．两个分子间引力和斥力相等时，分子势能一定最小
C．当分子间距离增大时，分子势能一定增加
D．当分子间距离增大时，分子间的作用力一定减小
3．(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，下列说法正确的是(　　)
A．分子力先增大，后一直减小
B．分子力先做正功，后做负功
C．分子动能先增大，后减小
D．分子势能先增大，后减小
E．分子势能和动能之和不变
4．(多选)某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m和V0，则阿伏加德罗常数NA不可能表示为(　　)
A．NA＝　　　　　　　 B．NA＝
C．NA＝ D．NA＝
5．若以M表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，NA表示阿伏加德罗常数，m、V0分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系错误的有(　　)
A．NA＝ B．ρ＝
C．ρ＜ D．m＝
6．(多选)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，悬浮颗粒越小，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．布朗运动是由于液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的
7．(多选)如图所示是分子间引力或斥力大小随分子间距离变化的图象，由此可知(　　)
A．ab表示引力图线
B．cd表示引力图线
C．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子力一定为零
D．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子势能一定最小
E．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子势能一定为零
8．如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从无穷远处由静止释放，在分子力的作用下靠近甲，图中点b是引力最大处，点d是两分子靠得最近处，则乙分子加速度最大处可能是(　　)
A．点a　 B．点b
C．点c D．点d
9．(多选)关于分子间作用力，下列说法中正确的是(r0为分子间的平衡位置)(　　)
A．当分子间距离为r0时，它们之间既没有引力，也没有斥力
B．分子间的平衡距离r0可以近似看成分子直径的大小，其数量级为10－10 m
C．两个分子间的距离由较大逐渐减小到r＝r0的过程中，分子力先增大后减小，分子力表现为引力
D．两个分子间的距离由极小逐渐增大到r＝r0的过程中，引力和斥力都同时减小，分子力表现为斥力
1．(多选)如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是(　　)
A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力
B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力
C．当r等于r2时，分子间的作用力为零
D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功
2．分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则(　　)
A．分子间引力随分子间距的增大而增大
B．分子间斥力随分子间距的减小而增大
C．分子间相互作用力随分子间距的增大而增大
D．分子间相互作用力随分子间距的减小而增大
3．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)。下列判断错误的是(　　)
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)
4．假如全世界60亿人同时数1 g水的分子个数，每人每小时可以数5 000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取6×1023 mol－1) (　　)
A．10年 B．1 000年
C．10万年 D．1 000万年
5．(多选)下列哪些现象属于热运动(　　)
A．把一块平滑的铅板叠放在平滑的铝板上，经相当长的一段时间再把它们分开，会看到与它们相接触的面都变得灰蒙蒙的
B．把胡椒粉末放入菜汤中，最后胡椒粉末会沉在汤碗底，而我们喝汤时尝到了胡椒的味道
C．含有泥沙的水经一定时间会变澄清
D．用砂轮打磨而使零件温度升高
6．(多选)下列关于布朗运动的叙述中正确的是(　　)
A．悬浮小颗粒的运动是杂乱无章的
B．液体的温度越低，悬浮小颗粒的运动越缓慢，当液体的温度到0 ℃时，固体小颗粒的运动就会停止
C．被冻结在冰块中的小碳粒不能做布朗运动，是因为冰中的水分子不运动
D．做布朗运动的固体颗粒越小，布朗运动越明显
7．清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠。这一物理过程中，水分子间的(　　)
A．引力消失，斥力增大 B．斥力消失，引力增大
C．引力、斥力都减小 D．引力、斥力都增大
8．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是(　　)
9．有关分子的热运动和内能，下列说法不正确的是(　　)
A．一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变
B．物体的温度越高，分子热运动越剧烈
C．物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和
D．布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的
10．已知汞的摩尔质量M＝200.5×10－3 kg/mol，密度ρ＝13.6×103 kg/m3，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1。求：
(1)一个汞原子的质量(用相应的字母表示即可)；
(2)一个汞原子的体积(结果保留一位有效数字)；
(3)体积为1 cm3的汞中汞原子的个数(结果保留一位有效数字)。
　分子动理论和内能
课堂练习
1．AB　2.B　3.BCE　4.AD　5.B　6.BD　7.ACD
8．D　9.BCD
课后练习
1．BC　2.B　3.B　4.C　5.AB　6.AD　7.D　8.B　9.D
10．【答案】(1)　(2)2×10－29 m3　(3)4×1022个
【解析】(1)汞原子的质量等于摩尔质量阿伏加德罗常数的比值，即m0＝。
(2)汞原子的质量m0＝＝≈3.34×10－27 kg。一个汞原子的体积等于汞原子质量与密度的比值，即V0＝＝≈2.46×10－29 m3≈2×10－29 m3。
(3)体积为1 cm3的汞中汞原子的个数等于1 cm3的体积与汞原子体积的比值，即N＝≈4×1022个。