选修3-3
热 学
第1讲 用统计的思想研究分子运动
1．(2011·四川卷，14)气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外 ( )．
A．气体分子可以做布朗运动
B．气体分子的动能都一样大
C．相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动
D．相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大
解析 布朗运动是悬浮在液体中的微粒的运动，布朗运动不是分子运动，选项A错误；
气体分子的速度不一定一样大，动能不一定一样大，选项B错误；气体分子可以自由运
动，相互作用力十分微弱，但距离不一定一样大，选项C正确、D错误．
答案
八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案
C
2．分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质．据此可判断下列说法中错误的是 ( )．
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，可以先减小后增大
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
解析 A选项中小炭粒做布朗运动反映了液体分子的无规则热运动，故A是正确的；B
选项中分子间的相互作用力在间距r
r0的范围内，随分子间距的增大而减小，故B是错误的；C选项中分子势能在rr0时，分子势能随r的增大而增大，故C
选项是正确的；D选项中真空环境是为防止其他杂质的介入，而高温条件下，分子热运
动剧烈，有利于所掺入元素分子的扩散，故错误选项为B.
答案 B
3．给体积相同的玻璃瓶A、B分别装满温度为60 ℃的热水和0 ℃的冷水(如图1－1－7所示)．
(1)关于温度，下列说法中正确的是 ( )．
A．温度是分子平均动能的标志，所以A瓶中水分子的平
均动能比B瓶中水分子的平均动能大
图1－1－7
B．温度越高，布朗运动愈显著，所以A瓶中水分子的布朗
运动比B瓶中水分子的布朗运动更显著
C．A瓶中水的内能与B瓶中水的内能一样大
D．由于A、B两瓶水体积相等，所以A、B两瓶中水分子间的平均距离相等
(2)若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，则A、B瓶内水的内能都将发生改变，这种改变
内能的方式叫________，而且热量只能由________瓶传到________瓶，由此可进一步认
识到热力学第二定律的实质是_________________________________________________．
(3)已知水的相对分子量是18.若B瓶中水的质量为3 kg，水的密度为1.0×103 kg/m3，阿
伏加德罗常数NA＝6.02×1023 mol－1，求B瓶中水分子个数约为多少？
解析 (1)布朗运动不是水分子而是液体中小颗粒的无规则运动，所以B错．由于A、B
两瓶中水的密度不同(热水的密度较小)，所以A、B两瓶中水的质量不同，水分子的个数
不同，水分子间的平均距离也不相等，所以只有A正确．
(3)根据题意，水的摩尔质量为18 g/mol，B瓶中水的摩尔数为n＝ mol＝ mol，
所以B瓶中水分子个数约为N＝nNA＝1.0×1026个．
答案 (1)A (2)热传递 A B 自然界中进行的与热现象有关的宏观过程都具有方向
性 (3)1.0×1026个
4．(1)下列说法中正确的是________．
A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对
器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大
B．把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起，说明分子间存在引力
C．破碎的玻璃不能重新拼接在一起是因为其分子间存在斥力作用
D．分子a从远处趋近固定不动的分子b，只受分子之间作用力，当a到达受b的作用力
为零处时，a的动能一定最大
(2)目前，环境污染已非常严重，瓶装纯净水已经占领柜台．再严重下去，瓶装纯净空气
也会上市．设瓶子的容积为500 mL，空气的摩尔质量M＝29×10－3 kg/mol.按
标准
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状况
计算，NA＝6.0×1023 mol－1，试估算：
①空气分子的平均质量是多少？
②一瓶纯净空气的质量是多少？
③一瓶中约有多少个气体分子？
解析 (1)气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁
时对器壁的作用力增大，但是气体的压强不一定增大，还要看分子的密集程度，A项错
误；把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起，是分子间引力的作用，B项正确；玻
璃断面凹凸不平，即使用很大的力也不能使两断面间距接近分子引力作用的距离，所以
碎玻璃不能接合，若把玻璃加热，玻璃变软，则可重新接合，所以C项错误；分子a从
远处趋近固定不动的分子b，只受分子之间作用力，先是引力做正功，当a到达受b的
作用力为零处时，a的动能一定最大，D项正确．
(2)①m＝＝ kg＝4.8×10－26 kg
②m空＝ρV瓶＝＝ kg＝6.5×10－4 kg
③分子数N＝nNA＝ ·NA＝＝1.3×1022个
答案 (1)BD (2)①4.8×10－26 kg ②6.5×10－4 kg
③1.3×1022个
5．(2011·上海单科)在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，
(1)某同学操作步骤如下：
①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；
②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；
③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；
④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积．
改正其中的错误：_________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3 mL，其形成的油膜
面积为40 cm2，则估测出油酸分子的直径为________m.
解析 (1)②由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大、应用微小量累积法减
小测量误差．
③液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完
整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败．
(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得：
d＝＝ m＝1.2×10－9 m.
答案 (1)②在量筒中滴入N滴溶液
③在水面上先撒上痱子粉
(2)1.2×10－9
6．(2011·江苏单科)某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据
手册
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得知：油酸的摩尔质量M＝0.283 kg·mol－1，密度ρ＝0.895×103 kg·m－3.若100滴油酸的体积为1 mL，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？(取NA＝6.02×1023 mol－1，球的体积V与直径D的关系为V＝πD3，结果保留一位有效数字)
解析 一个油酸分子的体积V＝，由V＝D3可是D＝ .最大面积S＝
，解得S＝1×104 m2.
答案 1×104 m2
7．(2010·江苏单科)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空气的摩尔质量为0.029 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 mol－1.若潜水员呼吸一次吸入2 L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数．(结果保留一位有效数字)．
解析 设空气的摩尔质量为M，在海底和岸上的密度分别为ρ海和ρ岸，一次吸入空气的
体积为V，则有Δn＝NA，代入数据得Δn＝3×1022.
答案 3×1022
8．(1)气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子势能分别取决于气体的 ( )．
A．温度和体积 B．体积和压强
C．温度和压强 D．压强和温度
(2)1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气相比较，下列说法是否正确？
①分子的平均动能和分子的总动能都相同．
②它们的内能相同．
解析 (1)选A.由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的动能宏观上取决于温
度；分子势能是由分子间作用力和分子间距离共同决定的，宏观上取决于气体的体积．因
此选项A正确．
(2)①温度相同则说明它们的分子平均动能相同；又因为1 g水和1 g水蒸气的分子数相
同，因而它们的分子总动能相同，所以①说法正确；
②当100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气时，该过程吸收热量，内能增加，所以1 g 100 ℃的
水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能，故②说法错误．
答案 (1)A (2)见解析
图1－1－8
9．如图1－1－8所示，一颗炮弹在空中以某一速度v飞行，①有人说：由于炮弹中所有分子都具有这一速度v，所以分子具有动能；又由于分子都处于高处，所以分子又具有势能，因此分子的上述动能和势能的总和就是炮弹的内能，试分析这种说法是否正确．②也有人说：炮弹飞行时，与空气摩擦造成炮弹温度升高，所以炮弹内每个分子的温度都升高，每个分子的动能都增大，试分析这种说法是否正确．
解析 ①不正确．物体的内能是指物体内分子无规则热运动的动能和分子间由于相互作
用而具有的分子势能的和．它和整个物体宏观有序运动的动能mv2及物体的重力势能
mgh即机械能是完全不同的两个概念，是两种形式的能量．物体具有内能的同时，还可
具有机械能，物体的机械能可以为零，但物体的内能不可能为零，机械能和内能在一定
条件下可相互转化．
②不正确．炮弹飞行时，由于不断克服摩擦力做功，机械能在减少，因摩擦生热，它的
温度升高．但温度是宏观量，对单个分子而言，温度无意义，随着温度升高，炮弹内分
子的平均动能增大，但对个别分子，其动能不一定增大．
答案 见解析
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