第十三章 第1讲　分子动理论　内能

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五年高考(全国卷)命题分析
五年常考热点 五年未考重点
分子动理论　内能
2018
2017
2016
2015
2014
1卷33(1)、2卷33(1)、3卷33(1)
1卷33(1)
3卷33(1)
2卷33(1)
2卷33(1)
1.微观量的估算
问题
2.分子力及分子
势能
3.气体实验定律
的微观解释
4.实验：油膜法
估测分子的大小
固定和液体的性质 2015 1卷33(1)
热学图象问题
2018
2016
2014
3卷33(1)
2卷33(1)
1卷33(1)
气体实验定律的应
用(液体封闭类)
2018
2017
2015
3卷33(2)
3卷33(2)
2卷33(2)
气体实验定律的应
用(活塞封闭类)
2018
2017
2016
2015
2014
1卷33(2)、2卷33(2)
1卷33(2)
3卷33(2)
1卷33(2)
1卷33(2)、2卷33(2)
热力学定律的理解
和应用
2017
2016
2卷33(1)、3卷33(1)
1卷33(1)
热学综合问题 2017
2016
2卷33(2)
1卷33(2)、2卷33(2)
1.考查方式：从近几年高考题来看，对于热学内容的考查，形式比较固定，一般第(1)
问为选择题，5个选项，并且是对热学单一知识点从不同角度设计问题；第(2)问计算
题始终围绕气体性质进行命题，且为液体封闭或活塞封闭的两类模型的交替命题.
2.命题趋势：明年的命题仍将是坚持以上考查方式的特点和规律，在创设新情景和题
给信息方面可能有突破.
第1讲　分子动理论　内能
一、分子动理论
1.物体是由大量分子组成的
(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
①1 mol 的任何物质都含有相同的粒子数.通常可取 NA＝6.02 × 10 23
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.
2.分子永不停息地做无规则运动
(1)扩散现象
① 定义：不同物质能够彼此进入对方的现象；
② 实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由分子的无规则
运动产生的物质迁移现象，温度越高，扩散现象越明显.
(2)布朗运动
① 定义：悬浮在液体中的小颗粒的永不停息的无规则运动；
② 实质：布朗运动反映了液体分子的无规则运动；
③ 特点：颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈.
(3)热运动
① 分子的永不停息的无规则运动叫做热运动；
② 特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越激烈.
3.分子间同时存在引力和斥力
(1)物质分子间存在空隙，分子间的引力和斥力是同时存在的，实际表现出的分子力是引力
和斥力的合力；
(2)分子力随分子间距离变化的关系：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而 减小，
随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化得快；
(3)分子力与分子间距离的关系图线(如图 1所示)
图1
由分子间的作用力与分子间距离的关系图线可知：
①当r＝r0时，F引＝F斥，分子力为零；
②当r＞r0时，F引＞F斥，分子力表现为引力；
③当r＜r0时，F引＜F斥，分子力表现为斥力；
④ 当分子间距离大于 10r0(约为 10－9 m)时，分子力很弱，可以忽略不计.
自测 1　根据分子动理论，下列说法正确的是(　　)
A.一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比
B.显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，就是分子的运动
C.分子间的相互作用的引力和斥力一定随分子间的距离增大而增大
D.分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大
答案　D
解析　由于气体分子的间距大于分子直径，故气体分子的体积小于气体的摩尔体积与阿伏加
德罗常数之比，故 A错误；显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，
是布朗运动，它是分子无规则运动的体现，但不是分子的运动，故 B错误；分子间的相互
作用力随分子间距离增大而减小，但斥力减小得更快，故 C错误；若分子间距是从小于平
衡距离开始变化，则分子力先做正功再做负功，故分子势能先减小后增大，故 D正确.
二、温度和内能
1.温度
一切达到热平衡的系统都具有相同的温度.
2.两种温标
摄氏温标和热力学温标.关系：T＝t＋273.15 K.
3.分子的动能
(1)分子动能是分子热运动所具有的动能；
(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能
的标志；
(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和 .
4.分子的势能
(1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能.
(2)分子势能的决定因素
① 微观上：决定于分子间距离和分子排列情况；
② 宏观上：决定于体积和状态.
5.物体的内能
(1)概念理解：物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，是状态量；
(2)决定因素：对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定，即由物体内部状态
决定；
(3)影响因素：物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关；
(4)改变物体内能的两种方式：做功和热传递.
自测 2　(多选)对内能的理解，下列说法正确的是(　　)
A.系统的内能是由系统的状态决定的
B.做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能
C.不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能
D.1 g 100 ℃水的内能小于 1 g 100 ℃水蒸气的内能
答案　AD
解析　系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A
正确；做功和热传递都可以改变系统的内能，B错误；质量和温度相同的氢气和氧气的平均
动能相同，但它们的物质的量不同，内能不同，C错误；在 1 g 100 ℃的水变成 100 ℃水蒸
气的过程中，分子间距离变大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，所以 1 g 100 ℃
水的内能小于 1 g 100 ℃水蒸气的内能，D正确.
命题点一　微观量估算的“两种建模方法”
1.求解分子直径时的两种模型(对于固体和液体)
(1)把分子看成球形，d＝.
(2)把分子看成小立方体，d＝.
提醒：对于气体，利用d＝算出的不是分子直径，而是气体分子间的平均距离.
2.宏观量与微观量的相互关系
(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 Vmol、物体的质量 m、摩尔质量 M、物体的密度ρ.
(3)相互关系
① 一个分子的质量：m0＝＝.
② 一个分子的体积：V0＝＝(注：对气体，V0为分子所占空间体积)；
③ 物体所含的分子数：N＝·NA＝·NA或N＝·NA＝·NA.
例1　(2018·湖南省长沙市雅礼中学模拟二)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＝6.0×1023 mol－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.
答案　(1)3×1025 个　(2)4×10－10 m
解析　(1)V＝1.0×103 cm3，水的物质的量 n＝
水分子数：N＝nNA
则得 N＝NA＝×6×1023 个≈3×1025 个.
(2)建立水分子的球模型.
每个水分子的体积为 V0＝＝＝
摘要：

五年高考(全国卷)命题分析五年常考热点五年未考重点分子动理论　内能201820172016201520141卷33(1)、2卷33(1)、3卷33(1)1卷33(1)3卷33(1)2卷33(1)2卷33(1)1.微观量的估算问题2.分子力及分子势能3.气体实验定律的微观解释4.实验：油膜法估测分子的大小固定和液体的性质20151卷33(1)热学图象问题2018201620143卷33(1)2卷33(1)1卷33(1)气体实验定律的应用(液体封闭类)2018201720153卷33(2)3卷33(2)2卷33(2)气体实验定律的应用(活塞封闭类)201820172016201520141卷33(...

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