第1講分子動理論內(nèi)能學(xué)習(xí)目標1.知道阿伏加德羅常數(shù)，會進行微觀物理量的計算。2.理解擴散現(xiàn)象、布朗運動、熱運動。3.知道分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系，理解物體的內(nèi)能的概念。1.2.3.1.思考判斷(1)布朗運動是固體小顆粒中固體分子的運動。(×)(2)分子間同時存在引力與斥力，分子力是二者合力的表現(xiàn)。(√)(3)溫度、分子動能、分子勢能或內(nèi)能只對大量分子才有意義。(√)(4)任何物體都有內(nèi)能。(√)(5)當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時，分子勢能隨分子間距離的增大而增大。(√)(6)內(nèi)能相同的物體，它們的平均分子動能一定相同。(×)(7)若不計分子勢能，則質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內(nèi)能。(×)2.關(guān)于溫度和內(nèi)能，下列說法正確的是()A.分子質(zhì)量不同的物質(zhì)如果溫度相同，物體分子的平均動能也相同B.物體的內(nèi)能變化時，它的溫度一定改變C.同種物質(zhì)，溫度高的內(nèi)能肯定比溫度低的內(nèi)能大D.物體的內(nèi)能等于物體的勢能和動能的總和答案A3.兩個分子由距離很遠(r>10－9m)逐漸靠攏到很難再靠近的過程中，分子間作用力的大小將()A.先減小后增大 B.先增大后減小C.先增大后減小再增大 D.先減小后增大再減小答案C4.(多選)關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法中正確的是()A.物體的內(nèi)能就是組成該物體的所有分子熱運動動能的總和B.一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，其分子平均動能不變C.一定量的0℃的水結(jié)成0℃的冰，內(nèi)能減小D.一定質(zhì)量的理想氣體從外界吸收熱量后，其內(nèi)能一定增加答案BC考點一微觀量的估算1.2.

跟蹤訓(xùn)練1.(固體微觀量的估算)(多選)浙江大學(xué)高分子系高超教授的課題組制備出了一種超輕氣凝膠，它刷新了目前世界上最輕材料的記錄，彈性和吸油能力令人驚喜。這種固態(tài)材料密度僅有空氣密度的16，設(shè)氣凝膠的密度為ρ(單位為kg/m3)，摩爾質(zhì)量為M(單位為kg/mol)，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則下列說法正確的是(A.a千克氣凝膠所含分子數(shù)為n＝aMNB.氣凝膠的摩爾體積為Vmol＝MC.每個氣凝膠分子的體積為V0＝MD.每個氣凝膠分子的直徑為d＝3答案AC解析a千克氣凝膠的物質(zhì)的量為aM，所含分子數(shù)為n＝aMNA，故A正確;氣凝膠的摩爾體積為Vmol＝Mρ，故B錯誤;每個氣凝膠分子的體積為V0＝VmolNA＝MNAρ，故C正確;根據(jù)V0＝162.(液體分子的估算)(2025·山東菏澤模擬)如圖所示的露珠的體積為V＝9.0×10－4cm3，已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，摩爾質(zhì)量M＝18g/mol，阿伏加德羅常數(shù)為NA＝6.02×1023mol－1。則下列說法正確的是()A.1g水含有的分子數(shù)約為3×1023個B.1個水分子的體積約為3×10－30m3C.露珠中含有的分子數(shù)約為3×1019個D.8.1×109個水分子的質(zhì)量約為24.3g答案C解析1g水的物質(zhì)的量為n＝mM＝118mol，含有的分子數(shù)約為N＝nNA≈3×1022個，故A錯誤;水的摩爾體積為Vmol＝Mρ＝1.8×10－5m3/mol，則1個水分子的體積為V0＝VmolNA≈3×10－29m3，故B錯誤;露珠中含有的分子數(shù)約為N1＝VV0＝3×1019個，故C正確;8.1×109個水分子的物質(zhì)的量為n1＝8.1×109NAmol≈1.35×10－14mol，水的質(zhì)量為m＝n3.(氣體分子的估算)(2025·江西鷹潭模擬)某密封鋼瓶的體積為V，內(nèi)裝有密度為ρ的氮氣，已知氮氣的摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則下列說法正確的是()A.鋼瓶中氮氣的物質(zhì)的量為VB.鋼瓶中氮氣的分子數(shù)為ρVC.每個氮氣分子的質(zhì)量為MD.只要知道氮氣的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，就可以算出氮氣的分子體積答案C解析鋼瓶中氮氣的物質(zhì)的量為n＝mM＝ρVM，故A錯誤;鋼瓶中氮氣的分子數(shù)為N＝nNA＝ρVNAM，故B錯誤;每個氮氣分子的質(zhì)量為MNA，故C正確;理想氣體分子間的距離遠大于氣體分子的直徑，考點二擴散現(xiàn)象布朗運動與分子熱運動1.擴散現(xiàn)象、布朗運動與熱運動的比較現(xiàn)象擴散現(xiàn)象布朗運動熱運動活動主體分子微小固體顆粒分子區(qū)別分子的運動，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間比分子大得多的微粒的運動分子的運動，不能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到共同點(1)都是無規(guī)則運動;(2)都隨溫度的升高而更加激烈聯(lián)系擴散現(xiàn)象、布朗運動都反映分子做無規(guī)則的熱運動2.氣體的分子動理論(1)氣體分子之間的距離遠大于分子直徑，氣體分子之間的作用力十分微弱，可以忽略不計。(2)氣體分子的速率呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律。如圖所示。(3)氣體分子的運動是雜亂無章的，但向各個方向運動的機會均等。(4)溫度一定時，某種氣體分子的速率分布是確定的，速率的平均值也是確定的，溫度升高，氣體分子的平均速率增大，但不是每個分子的速率都增大。跟蹤訓(xùn)練4.(擴散現(xiàn)象)(多選)(2025·河南新高考聯(lián)盟聯(lián)考)南宋愛國詩人陸游的《村居書喜》中有名句“花氣襲人知驟暖，鵲聲穿樹喜新晴”，描寫了鳥語花香的山村美景，流露出詩人歡欣喜悅之情。對于花香撲鼻，下列說法正確的是()A.由于花粉顆粒在空中運動，使人們聞到了花香B.溫度越高，分子運動越劇烈，空氣中的花香擴散得越快C.空氣中的花香向外擴散是由于分子之間存在斥力D.空氣中的花香向外擴散，說明分子永不停息地做無規(guī)則運動答案BD解析由于分子不停地做無規(guī)則運動，使人們聞到了花香;溫度越高，分子運動越劇烈，空氣中的花香擴散得越快，故A錯誤，B正確;空氣中的花香向外擴散是由于分子不停地做無規(guī)則運動，故C錯誤，D正確。5.(布朗運動)(多選)(2025·四川宜賓模擬)某實驗小組進行布朗運動實驗，使用聚苯乙烯顆粒與純凈水制成懸濁液，通過顯微鏡、計算機、投影儀、投影幕布觀察聚苯乙烯顆粒在水中的運動。利用控制變量思想，進行了兩次實驗，得到兩張記錄聚苯乙烯顆粒運動位置連線的圖片，記錄聚苯乙烯顆粒位置的時間間隔相同，幕布上的方格背景紋理相同。下列說法正確的是()A.若兩次實驗使用的聚苯乙烯顆粒直徑相同，則圖甲中懸濁液溫度高于圖乙中懸濁液溫度B.若兩次實驗中懸濁液的溫度相同，則圖甲中的聚苯乙烯顆粒直徑大于圖乙中的聚苯乙烯顆粒直徑C.宏觀層面的聚苯乙烯顆粒的運動反映了微觀層面的水分子運動的無規(guī)則性D.懸濁液的溫度相同的情況下，聚苯乙烯顆粒直徑越小，同一時刻受到的水分子撞擊個數(shù)就更少，聚苯乙烯顆粒受到的碰撞作用的合力越不均衡答案ACD解析若兩次實驗使用的聚苯乙烯顆粒直徑相同，溫度越高，分子熱運動越劇烈，布朗運動越明顯，兩位置連線間距越大，則題圖甲中懸濁液溫度高于題圖乙中懸濁液溫度，A正確;若兩次實驗中懸濁液的溫度相同，題圖甲中布朗運動更明顯，是由于聚苯乙烯顆粒直徑較小，同一時刻受到的水分子撞擊個數(shù)就更少，聚苯乙烯顆粒受到的碰撞作用的合力越不均衡，B錯誤，D正確;布朗運動是由于分子熱運動引起的，則宏觀層面的聚苯乙烯顆粒的運動反映了微觀層面的水分子運動的無規(guī)則性，C正確。6.(氣體分子動理論)(多選)氧氣分子在不同溫度下的速率分布規(guī)律如圖所示，橫坐標表示速率，縱坐標表示某一速率內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，由圖可知()A.同一溫度下，氧氣分子的速率呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律B.隨著溫度的升高，每一個氧氣分子的速率都增大C.隨著溫度的升高，氧氣分子中速率小的分子所占的比例增大D.①狀態(tài)的溫度比②狀態(tài)的溫度低答案AD解析由題圖可知，同一溫度下，氧氣分子的速率呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，A正確;隨著溫度的升高，絕大部分氧氣分子的速率都增大，但有少量分子的速率可能減小，B錯誤;隨著溫度的升高，氧氣分子中速率小的分子所占的比例減小，則①狀態(tài)的溫度比②狀態(tài)的溫度低，D正確，C錯誤。氣體分子運動速率的“三個特點”(1)“中間多、兩頭少”:同一溫度下，特大或特小速率的分子數(shù)比例都較少，大多數(shù)分子具有中等的速率。(2)“圖像向右偏移”:隨溫度升高，氣體分子運動速率增大，速率大的分子占總數(shù)比例增大。(3)“面積不變”:圖線與橫軸所圍面積都等于1，不隨溫度改變?？键c三分子力、分子勢能、平均動能和內(nèi)能1.分子力與分子勢能的比較分子力F分子勢能Ep圖像隨分子間距離的變化情況r<r0F隨r增大而減小，表現(xiàn)為斥力r增大，F(xiàn)做正功，Ep減小r>r0r增大，F(xiàn)先增大后減小，表現(xiàn)為引力r增大，F(xiàn)做負功，Ep增大r＝r0F引＝F斥，F(xiàn)＝0Ep最小，但不為零r>10r0引力和斥力都很微弱，F(xiàn)＝0Ep＝02.分子動能、分子勢能、內(nèi)能、機械能的比較分子動能分子勢能內(nèi)能機械能定義分子無規(guī)則運動的動能由分子間相對位置決定的勢能所有分子的熱運動動能和分子勢能的總和物體的動能、重力勢能和彈性勢能的總和決定因素溫度(決定分子平均動能)分子間距溫度、體積、物質(zhì)的量跟宏觀運動狀態(tài)、參考系和參考平面的選取有關(guān)說明溫度、內(nèi)能等物理量只對大量分子才有意義，對單個或少量分子沒有實際意義跟蹤訓(xùn)練7.(分子力與分子勢能)(多選)如圖所示，將甲分子固定于坐標原點O處，乙分子放置于r軸上距離O點很遠的r4處，r1、r2、r3為r軸上的三個特殊的位置，甲、乙兩分子間的作用力F和分子勢能Ep隨兩分子間距離r的變化關(guān)系分別如圖中兩條曲線所示，設(shè)兩分子間距離很遠時，Ep＝0?，F(xiàn)把乙分子從r4處由靜止釋放，下列說法中正確的是()A.虛線為Ep－r圖線，實線為F－r圖線B.當(dāng)分子間距離r<r2時，甲、乙兩分子間作用力表現(xiàn)為斥力，且斥力隨r減小而減小C.乙分子從r4到r2做加速度先增大后減小的加速運動，從r2到r1做加速度增大的減速運動D.乙分子從r4到r1的過程中，分子勢能先增大后減小，在r1位置時分子勢能最小答案AC解析當(dāng)分子間的距離等于平衡位置的距離時，分子勢能最小，所以虛線為分子勢能圖線(Ep－r圖線)，實線為分子間的作用力圖線(F－r圖線)，故A正確;當(dāng)r<r2時，甲、乙兩分子間作用力表現(xiàn)為斥力，隨r減小而增大，故B錯誤;乙分子從r4到r2分子間的作用力(表現(xiàn)為引力)先增大后減小，根據(jù)牛頓第二定律知，乙分子做加速度先增大后減小的加速運動，乙分子從r2到r1分子間的作用力(表現(xiàn)為斥力)一直增大，根據(jù)牛頓第二定律知，乙分子做加速度增大的減速運動，故C正確;根據(jù)分子勢能圖線可知，乙分子從r4到r1的過程中，分子勢能先減小后增大，在r2位置時分子勢能最小，故D錯誤。8.(內(nèi)能)(人教版選擇性必修第三冊P16T3改編)關(guān)于物體的內(nèi)能，以下說法中正確的是()A.不同的物體，若溫度相等，則內(nèi)能也相等B.物體速度增大，則分子動能增大，內(nèi)能也增大C.體積相同的同種氣體，它們的內(nèi)能一定相等D.物體的內(nèi)能與物體的質(zhì)量、溫度和體積都有關(guān)系答案D解析物體的內(nèi)能是指組成物體的所有分子動能與分子勢能的總和，分子平均動能取決于物體的溫度，分子勢能大小與分子間距離有關(guān)，從宏觀角度來看就是與物體的體積有關(guān)，而對于一種物質(zhì)來說，質(zhì)量決定著分子數(shù)目的多少，故D正確;溫度相同，只是分子的平均動能相同，不能說明內(nèi)能也相等，故A錯誤;分子動能取決于分子的熱運動，與物體的宏觀運動速度無關(guān)，故B錯誤;體積相同的同種氣體，既不知溫度關(guān)系也不知密度關(guān)系，也就不能確定內(nèi)能關(guān)系，故C錯誤。9.(內(nèi)能與機械能)(多選)關(guān)于物體的內(nèi)能和機械能，下列說法正確的是()A.把物體緩慢舉高，其機械能增加，內(nèi)能不變B.盛有氣體的容器做加速運動時，容器中氣體的內(nèi)能必定會隨之增大，容器的機械能一定增大C.電流通過電阻后電阻發(fā)熱，它的內(nèi)能增加是通過“做功”的方式實現(xiàn)的D.物體的機械能可以為零，但是內(nèi)能不可能為零答案ACDA級基礎(chǔ)對點練對點練1微觀量的估算1.阿伏加德羅常數(shù)是NA，銅的摩爾質(zhì)量為M，銅的密度為ρ，則下列說法不正確的是()A.1m3銅所含的原子數(shù)目是ρB.1個銅原子的質(zhì)量是MC.1個銅原子占有的體積是MD.mkg銅所含有的原子數(shù)目是mNA答案D解析1m3銅含有的原子數(shù)目為NAVm，根據(jù)ρ＝MVm，得NAVm＝ρNAM，故A正確;1個銅原子的質(zhì)量為m＝MNA，故B正確;1個銅原子占有的體積為V0＝2.(多選)已知阿伏加德羅常數(shù)為NA，某液體的摩爾質(zhì)量為M，該液體的密度為ρ，各量單位為國際單位制，則下列敘述中正確的是()A.1kg該液體所含的分子個數(shù)是NB.1個該液體分子的質(zhì)量是ρC.1個該液體分子占有的空間體積是MD.該液體的摩爾體積是M答案ACD解析1kg該液體的物質(zhì)的量為1M，所含分子數(shù)目n＝NA·1M＝NAM，A正確;每個分子的質(zhì)量m0＝MNA，B錯誤;每個分子所占空間V0＝m03.肺活量檢測是中學(xué)生體質(zhì)檢測中的一項重要內(nèi)容。肺活量指一次盡力吸氣后，再盡力呼出的氣體量。在某次體質(zhì)檢測中發(fā)現(xiàn)某男同學(xué)肺活量為3500mL，在呼出的氣體中水蒸氣大約占總體積的6%。已知此時水蒸氣的密度ρ＝0.6kg/m3，水蒸氣的摩爾質(zhì)量M＝18g/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023mol－1。關(guān)于該學(xué)生這次呼出氣體的說法正確的是()A.水蒸氣的體積為2.1×10－3m3B.含有的水分子的物質(zhì)的量為0.07molC.含有的水分子的數(shù)量為4.2×1021個D.含有的水蒸氣的質(zhì)量為1.26×10－2g答案C解析一次呼出的水蒸氣的體積V水＝6%V＝6%×3500×10－6m3＝2.1×10－4m3，A錯誤;一次呼出的水蒸氣的質(zhì)量m＝ρV水＝0.6×2.1×10－4kg＝1.26×10－4kg＝0.126g，D錯誤;含有的水分子的物質(zhì)的量n＝mM＝0.12618mol＝0.007mol，B錯誤;含有的水分子的個數(shù)N＝nNA＝0.007×6×1023個＝4.2×1021對點練2擴散現(xiàn)象布朗運動與分子熱運動4.如圖所示，二氧化氮氣體的密度大于空氣的密度，當(dāng)抽掉玻璃板一段時間后，兩個瓶子內(nèi)顏色逐漸變得均勻。針對上述現(xiàn)象，下列說法正確的是()A.此現(xiàn)象能說明分子間存在相互作用的引力B.此現(xiàn)象與“掃地時灰塵飛揚”的成因相同C.顏色變得相同后，瓶中氣體分子停止運動D.顏色變得相同后，上方瓶中氣體密度比空氣大答案D解析此現(xiàn)象屬于擴散現(xiàn)象，是分子無規(guī)則運動的結(jié)果，不能說明分子間存在相互作用的引力，故A錯誤;掃地時灰塵飛揚，屬于機械運動，不是擴散現(xiàn)象，所以成因不同，故B錯誤;分子運動永不停息，故C錯誤;二氧化氮氣體的密度大于空氣的密度，顏色變得相同后，上方瓶中因有二氧化氮氣體，所以密度比空氣大，故D正確。5.關(guān)于下列四幅圖像說法正確的是()A.對甲圖，加熱一鍋水時發(fā)現(xiàn)水中的胡椒粉在翻滾，說明溫度越高布朗運動越劇烈B.對乙圖，半杯水與半杯酒精混合之后的總體積要小于整個杯子的容積，說明液體分子之間有間隙C.對丙圖，自由膨脹和擴散現(xiàn)象都具有雙向可逆性D.對丁圖，擴散現(xiàn)象不能在固體之間發(fā)生答案B解析布朗運動用肉眼觀察不到，對甲圖，加熱一鍋水時發(fā)現(xiàn)水中的胡椒粉在翻滾，不是布朗運動，而是翻滾的水帶動的運動，不能說明溫度越高布朗運動越劇烈，故A錯誤;對乙圖，半杯水與半杯酒精混合之后的總體積要小于整個杯子的容積，說明液體分子之間有間隙，故B正確;對丙圖，自由膨脹和擴散現(xiàn)象都具有單向性，不具有雙向可逆性，故C錯誤;對丁圖，擴散現(xiàn)象也能在固體之間發(fā)生，故D錯誤。6.(2025·浙江寧波市模擬)圖甲是三顆微粒做布朗運動的位置連線圖，圖乙是氧氣分子速率分布圖，圖丙是分子勢能以及分子之間作用力隨分子間距變化的示意圖，圖丁是彈簧測力器向上拉一塊貼在水面的玻璃，下列說法正確的是()A.甲圖中，微粒越大，單位時間內(nèi)受到液體分子撞擊次數(shù)越多，布朗運動越明顯B.乙圖中，溫度升高，所有氧氣分子的速率都增大C.丙圖中，在0~r0范圍內(nèi)，隨著r的增大，分子勢能先減小后增大，分子力減小D.丁圖中貼于水面上的玻璃很難被拉起是因為分子引力的緣故答案D解析微粒越小，布朗運動越明顯，故A錯誤;溫度升高，氧氣分子的平均速率增大，不是每一個氧氣分子速率都增大，故B錯誤;從丙圖看出0~r0范圍內(nèi)，隨著r的增大，分子勢能減小，分子力減小，故C錯誤;貼于水面上的玻璃很難被拉起是因為分子引力的緣故，故D正確。對點練3分子力、分子勢能、平均動能和內(nèi)能7.(多選)1g100℃的水與1g100℃的水蒸氣相比較，下述說法中正確的是()A.分子的平均動能與分子的總動能相同B.分子的平均動能相同，分子的總動能不同C.分子的總動能相同，但分子的勢能總和不同D.內(nèi)能相同答案AC解析溫度相同，說明水和水蒸氣的分子平均動能相同，又因為1g水和1g水蒸氣的分子數(shù)相同，因而它們的分子總動能相同，A正確，B錯誤;當(dāng)100℃的水變成100℃的水蒸氣時，要吸收熱量，內(nèi)能增加，由于分子的總動能相同，所以分子的勢能總和變大，C正確，D錯誤。8.如圖所示，設(shè)有一分子位于圖中的坐標原點O處不動，另一分子可位于x軸上不同位置處，圖中縱坐標表示這兩個分子間分子力的大小，則()A.分子在x0左側(cè)受引力作用，在x0右側(cè)受斥力作用B.分子在x0左側(cè)的受力一定大于在x0右側(cè)的受力C.分子在x0處加速度為0，速度也為0D.分子在x0右側(cè)由靜止釋放，向左運動的過程中速度先增大后減小到0答案D解析在x0處F＝0，即x0為平衡位置，則分子在x0左側(cè)表現(xiàn)為斥力作用，在x0右側(cè)表現(xiàn)為引力作用，所以在x0右側(cè)由靜止釋放分子，分子先向左加速后向左減速，直到在x0左側(cè)某處速度減為0，A錯誤，D正確;由題圖可知，分子在x0左側(cè)的受力不一定大于在x0右側(cè)的受力，B錯誤;分子在x0處受力為0，加速度為0，但速度不為0，C錯誤。9.(多選)如圖所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子沿x軸運動，兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離x的關(guān)系如圖所示。圖中分子勢能的最小值為－E0，若兩分子所具有的總能量為零，則下列說法正確的是()A.乙分子在P點(x＝x2)時，加速度最大B.乙分子在P點(x＝x2)時，動能為E0C.乙分子在Q點(x＝x1)時，處于平衡狀態(tài)D.乙分子的運動范圍為x≥x1答案BD解析乙分子在P點(x＝x2)時，分子勢能最小，可知該點分子力為零，加速度為零，即加速度最小，故A錯誤;乙分子在P點時分子勢能為－E0，且兩分子所具有的總能量為零，則其動能為E0，故B正確;乙分子在P點時，處于平衡狀態(tài)，故C錯誤;當(dāng)x<x1時分子勢能為正，總能量為零，動能應(yīng)為負，是不可能的，因此乙分子的運動范圍為x≥x1，故D正確。B級綜合提升練10.(多選)已知地球大氣層的厚度h遠小于地球半徑R，空氣的平均摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，地面處大氣壓強為p0，重力加速度大小為g。由此可估算得()A.地球