第1講分子動理論內(nèi)能(實(shí)驗(yàn):用油膜法估測分子的大小)A組基礎(chǔ)過關(guān)1.(多選)墨滴入水,擴(kuò)而散之,徐徐混勻。關(guān)于該現(xiàn)象的分析正確的是()A.混合均勻主要是由于碳粒受重力作用B.混合均勻的過程中,水分子和碳粒都做無規(guī)則運(yùn)動C.使用碳粒更小的墨汁,混合均勻的過程進(jìn)行得更迅速D.墨汁的擴(kuò)散運(yùn)動是由于碳粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的答案BC墨汁與水混合均勻的過程,是水分子和碳粒做無規(guī)則運(yùn)動的過程,這種運(yùn)動與重力無關(guān),也不是化學(xué)反應(yīng)引起的。微粒越小、溫度越高,無規(guī)則運(yùn)動越劇烈,可見,B、C正確,A、D均錯。2.(多選)關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象,下列說法正確的是()A.溫度越高,擴(kuò)散進(jìn)行得越快B.擴(kuò)散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)C.擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的D.擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生E.液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的答案ACD擴(kuò)散現(xiàn)象是分子無規(guī)則熱運(yùn)動的反映,C正確,E選項(xiàng)錯誤;溫度越高,分子熱運(yùn)動越激烈,擴(kuò)散越快,A選項(xiàng)正確;氣體、液體、固體的分子都在不停地進(jìn)行著熱運(yùn)動,擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生,D選項(xiàng)正確;在擴(kuò)散現(xiàn)象中,分子本身結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化,不屬于化學(xué)變化,B選項(xiàng)錯誤。3.以下關(guān)于熱運(yùn)動的說法正確的是()A.水流速度越大,水分子的熱運(yùn)動越劇烈B.水凝結(jié)成冰后,水分子的熱運(yùn)動停止C.水的溫度越高,水分子的熱運(yùn)動越劇烈D.水的溫度升高,每一個(gè)水分子的運(yùn)動速率都會增大答案C溫度是分子熱運(yùn)動平均動能的標(biāo)志,故溫度越高,分子熱運(yùn)動越劇烈。分子熱運(yùn)動的劇烈程度與機(jī)械運(yùn)動速度大小無關(guān),故選項(xiàng)A錯C對;水凝結(jié)成冰后,分子熱運(yùn)動依然存在,B項(xiàng)錯誤;溫度升高,分子運(yùn)動的平均速率增大,但不是每個(gè)分子的運(yùn)動速率都會增大,D項(xiàng)錯誤。4.(多選)根據(jù)分子動理論,下列說法正確的是()A.水和酒精混合后的體積小于原來體積之和,說明分子間存在引力B.在一定條件下,可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料摻入其他元素C.一個(gè)氣體分子的體積等于氣體的摩爾體積與阿伏加德羅常數(shù)之比D.分子勢能隨著分子間距離的增大,可能先減小后增大E.墨水中小炭粒在不停地做無規(guī)則運(yùn)動,反映液體分子在做無規(guī)則運(yùn)動答案BDE水和酒精混合后的體積小于原來體積之和,說明分子間存在空隙,選項(xiàng)A錯誤;根據(jù)擴(kuò)散現(xiàn)象的應(yīng)用知,選項(xiàng)B正確;由于氣體分子間的距離比較大,一個(gè)氣體分子的體積遠(yuǎn)小于氣體的摩爾體積與阿伏加德羅常數(shù)之比,選項(xiàng)C錯誤;如果一開始分子間的距離小于r0,隨著分子間距離的增大,分子的斥力做正功,分子勢能減小,當(dāng)分子間距大于r0后,分子引力做負(fù)功,分子勢能增大,選項(xiàng)D正確;由布朗運(yùn)動的原理知,選項(xiàng)E正確。5.(多選)兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動,直至不再靠近。在此過程中,下列說法正確的是()A.分子力先增大,后一直減小B.分子力先做正功,后做負(fù)功C.分子動能先增大,后減小D.分子勢能先增大,后減小E.分子勢能和動能之和不變答案BCE分子力F與分子間距r的關(guān)系是:當(dāng)r<r0時(shí)F表現(xiàn)為斥力;當(dāng)r=r0時(shí)F=0;當(dāng)r>r0時(shí)F表現(xiàn)為引力。綜上可知,當(dāng)兩分子由相距較遠(yuǎn)逐漸達(dá)到最近過程中分子力是先變大再變小后又變大,A項(xiàng)錯誤。分子力為引力時(shí)做正功,分子勢能減小,分子力為斥力時(shí)做負(fù)功,分子勢能增大,故B項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯誤。因僅有分子力作用,故只有分子動能與分子勢能之間發(fā)生轉(zhuǎn)化,即分子勢能減小時(shí)分子動能增大,分子勢能增大時(shí)分子動能減小,其總和不變,C、E項(xiàng)均正確。6.(多選)關(guān)于物體的內(nèi)能,下列敘述中正確的是()A.溫度高的物體比溫度低的物體內(nèi)能大B.物體的內(nèi)能不可能為零C.內(nèi)能相同的物體,它們的分子平均動能一定相同D.內(nèi)能不相同的物體,它們的分子平均動能可能相同E.物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積、狀態(tài)有關(guān)答案BDE溫度的高低反映分子平均動能的大小,但由于物體不同,物體體積、所處狀態(tài)不確定,無法判斷內(nèi)能大小,選項(xiàng)A錯誤;由于分子都在做無規(guī)則運(yùn)動,因此,任何物體的內(nèi)能都不可能為零,選項(xiàng)B正確;內(nèi)能相同的物體,它們的分子平均動能不一定相同,選項(xiàng)C錯誤;內(nèi)能不同的物體,它們的溫度可能相同,即它們分子的平均動能可能相同,選項(xiàng)D正確;物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積、狀態(tài)等有關(guān),故選項(xiàng)E正確。7.(多選)2016課標(biāo),33(1),5分關(guān)于氣體的內(nèi)能,下列說法正確的是()A.質(zhì)量和溫度都相同的氣體,內(nèi)能一定相同B.氣體溫度不變,整體運(yùn)動速度越大,其內(nèi)能越大C.氣體被壓縮時(shí),內(nèi)能可能不變D.一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)E.一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中,內(nèi)能一定增加答案CDE由于非理想氣體分子間作用力不可忽略,內(nèi)能包括分子勢能,則氣體的內(nèi)能與體積有關(guān),再者即使是理想氣體,內(nèi)能取決于溫度和分子數(shù)目,質(zhì)量相同的氣體,當(dāng)分子數(shù)目不同、溫度相同時(shí),內(nèi)能也不相同,故A項(xiàng)錯誤;物體的內(nèi)能與其機(jī)械運(yùn)動無關(guān),B項(xiàng)錯誤;由熱力學(xué)第一定律知,氣體被壓縮時(shí),若同時(shí)向外散熱,則內(nèi)能可能保持不變,C項(xiàng)正確;對于一定量的某種理想氣體,體積變化時(shí)分子勢能不變,其內(nèi)能只取決于分子平均動能的變化,而溫度是分子平均動能的標(biāo)志,所以D項(xiàng)正確;由理想氣體狀態(tài)方程pVT=C知,p不變V增大,則T增大,故E項(xiàng)正確。8.如圖所示為兩分子系統(tǒng)的勢能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線。下列說法正確的是()A.當(dāng)r大于r1時(shí),分子間的作用力表現(xiàn)為引力B.當(dāng)r小于r1時(shí),分子間的作用力表現(xiàn)為引力C.當(dāng)r等于r2時(shí),分子間的作用力為零D.在r由r1變到r2的過程中,分子間的作用力做負(fù)功答案C在Ep-r圖像中,當(dāng)r=r2時(shí)Ep最小,說明分子力為零時(shí)的分子間距為r2,再結(jié)合F-r圖像可知C正確。9.(多選)(2018河南安陽檢測)下列五幅圖分別對應(yīng)五種說法,其中正確的是()A.分子并不是球形,但可以當(dāng)做球形處理,這是一種估算方法B.微粒的運(yùn)動就是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運(yùn)動,即布朗運(yùn)動C.當(dāng)兩個(gè)相鄰的分子間距離為r0時(shí),它們間相互作用的引力和斥力大小相等D.實(shí)驗(yàn)中要盡可能保證每顆玻璃球與電子秤碰撞時(shí)的速率相等E.0和100氧氣分子速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布特點(diǎn)答案ACE題圖A是用油膜法估測分子的大小,圖中分子并不是球形,但可以當(dāng)做球形處理,這是一種估算方法,選項(xiàng)A正確;題圖B中顯示的是布朗運(yùn)動,是懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動,不是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運(yùn)動,故選項(xiàng)B錯誤;題圖C中,當(dāng)兩個(gè)相鄰的分子間距離為r0時(shí),分子力為零,此時(shí)它們間相互作用的引力和斥力大小相等,故選項(xiàng)C正確;題圖D中,分子的速率不是完全相等的,所以也不要求每顆玻璃球與電子秤碰撞時(shí)的速率相等,故選項(xiàng)D錯誤;題圖E中,0和100氧氣分子速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布特點(diǎn),故選項(xiàng)E正確。10.(多選)體積相同的玻璃瓶A、B分別裝滿溫度為60的熱水和0的冷水(如圖所示),下列說法正確的是()A.由于溫度是分子平均動能的標(biāo)志,所以A瓶中水分子的平均動能比B瓶中水分子的平均動能大B.由于溫度越高,布朗運(yùn)動越顯著,所以A瓶中水分子的布朗運(yùn)動比B瓶中水分子的布朗運(yùn)動更顯著C.若把A、B兩只玻璃瓶并靠在一起,則A、B瓶內(nèi)水的內(nèi)能都將發(fā)生改變,這種改變內(nèi)能的方式叫熱傳遞D.由于A、B兩瓶水的體積相等,所以A、B兩瓶中水分子的平均距離相等E.已知水的相對分子質(zhì)量是18,若B瓶中水的質(zhì)量為 3kg,水的密度為1.0×103kg/m3,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1,則B瓶中水分子個(gè)數(shù)約為1.0×1026答案ACE溫度是分子平均動能的標(biāo)志,A瓶中水的溫度高,故A瓶中水分子的平均動能大,故A正確;布朗運(yùn)動是懸浮在液體中固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動,不是水分子的運(yùn)動,兩瓶中不存在布朗運(yùn)動,故B錯誤;若把A、B兩只玻璃瓶并靠在一起,則A、B瓶內(nèi)水的內(nèi)能都將發(fā)生改變,熱量會由A傳遞到B,這種改變內(nèi)能的方式叫熱傳遞,故C正確;相同體積不同溫度時(shí)水分子的平均距離不同,故D錯誤;已知B瓶中水的質(zhì)量為m=3kg,水的密度為=1.0×103kg/m3,則水的體積V=m=3×10-3m3,水的摩爾質(zhì)量M=18g/mol,一個(gè)水分子的體積V0=MNA=18×10-31×1036.02×1023m33×10-29m3,水分子的個(gè)數(shù)n=VV0=1×1026,故E正確。B組能力提升11.(多選)用原子顯微鏡觀察高真空度的空間,結(jié)果發(fā)現(xiàn)有一對分子甲和乙環(huán)繞一個(gè)共同“中心”旋轉(zhuǎn),從而形成一個(gè)“雙星”體系,觀測中同時(shí)發(fā)現(xiàn)此“中心”離甲分子較近。如果這兩個(gè)分子間距離r=r0時(shí),它們之間的相互作用力(即分子力)恰好為零,那么上述“雙星”體系中()A.甲、乙兩分子間距離一定大于r0B.甲、乙兩分子間距離一定小于r0C.甲、乙兩分子質(zhì)量一定不相等且甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量D.甲、乙兩分子的運(yùn)動速率一定不相等且甲的速率大于乙的速率答案AC甲、乙兩分子繞共同“中心”做圓周運(yùn)動時(shí),向心力是由兩分子間的引力提供的,故分子間距 r>r0,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯誤;由F=m甲2r甲=m乙2r乙,r甲<r乙,可知m甲>m乙,又因v甲=r甲,v乙=r乙,可知v甲<v乙,故C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯誤。12.(2018河南南陽質(zhì)檢)在做“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中,將油酸溶于酒精,其濃度為每104mL油酸酒精溶液中有6mL 油酸。用注射器測得1mL上述溶液有75滴,把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里,待水面穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤上,用彩筆在玻璃板上描出油酸的輪廓,再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上,其形狀和大小如圖所示,坐標(biāo)中正方形方格的邊長為1cm,求:(1)油酸膜的面積;(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積;(3)按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑。答案(1)126cm2(2)8×10-6mL(3)6.3×10-10m解析(1)根據(jù)題圖,數(shù)得格子數(shù)為131個(gè),那么油膜面積是S=126×1cm2=126cm2。(2)根據(jù)已知條件可知,1mL有75滴油酸酒精溶液,1滴溶液的體積是 175mL。又已知每104mL溶液中有純油酸6mL,一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積是V=6104×175mL=8×10-6mL。(3)油酸分子的直徑為d=VS=8×10-6126cm6.3×10-10m。7