发布时间 : 星期四 文章2020年高考物理热点题型归纳与精讲(含2019真题)-专题33 分子动理论更新完毕开始阅读ddf178e4bf23482fb4daa58da0116c175f0e1eb6
2020年高考物理热点题型归纳与精讲-专题33 分子动理论
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目录
热点题型一 微观量的估算 ..................................................................................................................................... 1 热点题型二 布朗运动与分子热运动 ..................................................................................................................... 3 热点题型三 分子力、分子势能和物体的内能...................................................................................................... 5 热点题型四 物体的内能 ........................................................................................................................................... 7 热点题型五 实验:用油膜法估测分子的大小.................................................................................................... 10 【题型演练】 ........................................................................................................................................................... 13
【题型归纳】
热点题型一 微观量的估算 1.微观量
分子体积V0、分子直径d、分子质量m0. 2.宏观量
物体的体积V、摩尔体积Vm、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ. 3.宏观量、微观量以及它们之间的关系
已知量 可求量 Vmol分子体积V0=(适用于固体和液体) NAVmol分子占据体积V占=(适用于气体) NAMmol分子质量m0= NAV分子数目n=N(适用于固体、液体和气体) VmolAm分子数目n=N MmolA摩尔体积Vmol 摩尔质量Mmol 体积V和摩尔体积Vmol 质量m和摩尔质量Mmol 4.分子的两种模型
物质有固态、液态和气态三种情况,不同物态下应将分子看成不同的模型.
(1)固体、液体分子一个一个紧密排列,可将分子看成球形或立方体形,如图所示,分子间距等于小球的直径
1
36V3或立方体的棱长,所以d=(球体模型)或d=V(立方体模型).
π
(2)气体分子不是一个一个紧密排列的,它们之间的距离很大,所以气体分子的大小不等于分子所占有的平3
均空间.如图所示,此时每个分子占有的空间视为棱长为d的立方体,所以d=V.
【例1】(2019·大连模拟)某气体的摩尔质量为Mmol,摩尔体积为Vmol,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表示错误的是 A.NA=C.NA=E.NA=
Mmol
m
B.NA=
Vmol
V0Mmol
ρV0
( )
ρVmol
m
D.NA=
ρVmol
Mmol
【答案】BDE
【解析】阿伏加德罗常数NA=
MmolρVmolVmol
==,其中V应为每个气体分子所占有的体积,而题目中的V0mmV
则表示气体分子的体积,选项A、C正确,B、E错误;D中的ρV0不是气体分子的质量,因而选项D错误. 【变式1】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,则下列说法正确的是 0.2aNA
A.a克拉钻石所含有的分子数为
MaNA
B.a克拉钻石所含有的分子数为 M
36M×10-3
C.每个钻石分子直径的表达式为 (单位为m)
NAρπM
D.每个钻石分子的质量为
NAM
E.每个钻石分子的体积为
NAρ【答案】 ACD
2
( )
0.2a0.2aNA
【解析】 a克拉钻石物质的量为n=,所含分子数为N=nNA=,选项A正确,B错误;钻石的
MMM×103VM×103
3
摩尔体积V=(单位为m/mol),每个钻石分子体积为V0==,设钻石分子直径为d,则V0
ρNANAρ36M×10-3
4d3
=π(),联立解得d= (单位为m),选项C正确,E错误;根据阿伏加德罗常数的意义知,每32NAρπM
个钻石分子的质量m=,选项D正确.
NA【变式2】下列说法正确的是( )
A.1 g水中所含的分子数目和地球的总人口数差不多 B.布朗运动就是物质分子的无规则热运动
C.一定质量的理想气体压强增大,其分子的平均动能可能减小
D.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是气体分子的无规则的热运动造成的 E.0 ℃的铁和0 ℃的冰,它们的分子平均动能相等 【答案】CDE
1
【解析】.水的摩尔质量是18 g/mol,1 g水中含有的分子数为:n=×6.0×1023≈3.3×1022个,地球的总人数
18约为70亿,选项A错误;布朗运动是悬浮在液体(气体)中的固体颗粒受到液体(气体)分子撞击作用的不平衡造成的,不是物体分子的无规则热运动,选项B错误;温度是分子的平均动能的标志,气体的压强增大,温度可能减小,选项C正确;气体分子间距大于10r0,分子间无作用力,打开容器,气体散开是气体分子的无规则运动造成的,选项D正确;铁和冰的温度相同,分子平均动能必然相等,选项E正确. 热点题型二 布朗运动与分子热运动 两种运动的比较
活动主体 布朗运动 固体小颗粒 是固体小颗粒的运动,是比分子大得多的分是指分子的运动,分子不论大小都做热运区别 子团的运动,较大的颗粒不做布朗运动,但动,热运动不能通过光学显微镜直接观察到 它本身的以及周围的分子仍在做热运动 共同点 联系 动的反映
3
-
-
热运动 分子 都是永不停息的无规则运动,都随温度的升高而变得更加激烈,都是肉眼所不能看见的 布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力而引起的,它是分子做无规则运
【例2】(2019·邯郸市模拟)PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物,飘浮在空中做无规则 运动,很难自然沉降到地面,吸入后危害人体健康,矿物燃料的燃烧是形成PM2.5的主要原因.下列关于 PM2.5的说法正确的是
( )
A.PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当 B.PM2.5在空气中的运动属于布朗运动 C.温度越低PM2.5活动越剧烈
D.倡导低碳生活,减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度 E.PM2.5中小一些的颗粒的运动比大一些的颗粒更为剧烈 【答案】BDE
【解析】“PM2.5”是指直径小于等于2.5微米的颗粒物,其尺寸远大于空气中氧分子的尺寸的数量级,故选项A错误;PM2.5在空气中的运动是固体颗粒的运动,属于布朗运动,故选项B正确;大量空气分子对PM2.5无规则碰撞,温度越高,空气分子对颗粒的撞击越剧烈,则PM2.5的运动越激烈,故选项C错误;导致PM2.5增多的主要原因是矿物燃料的燃烧,故应该提倡低碳生活,可有效减小PM2.5在空气中的浓度,故选项D正确;PM2.5中小一些的颗粒,空气分子对其撞击更不均衡,运动比大一些的颗粒更为剧烈,故选项E正确.
【变式1】下列说法正确的是( )
A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动,这反映了液体分子运动的无规则性 B.分子间的相互作用力随着分子间距离的增大,一定先减小后增大 C.分子势能随着分子间距离的增大,可能先减小后增大
D.在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素 E.当温度升高时,物体内每一个分子热运动的速率一定都增大 【答案】ACD
【解析】布朗运动是固体微粒在液体中的运动,反映液体分子的运动,故显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动,这反映了液体分子运动的无规则性,故选项A正确;分子间的相互作用力随着分子间距离由很小逐渐增大,r ( ) 4