第1讲分子动理论内能A组基础题组1.(2015山东济宁质检)关于布朗运动,以下说法正确的是()A.布朗运动就是液体分子的扩散现象B.布朗运动就是固体小颗粒中分子的无规则运动,它说明分子永不停息地做无规则运动C.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,它是液体分子无规则运动的反映D.扫地时,在阳光照射下,看到尘埃飞舞,这是尘埃在做布朗运动2.(多选)下列有关扩散现象与布朗运动的叙述中,正确的是()A.扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的无规则运动B.扩散现象与布朗运动没有本质的区别C.扩散现象突出说明了物质的迁移规律,布朗运动突出说明了分子运动的无规则性规律D.扩散现象和布朗运动都与温度有关3.(2013北京理综,13,6分)下列说法正确的是()A.液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动B.液体分子的无规则运动称为布朗运动C.物体从外界吸收热量,其内能一定增加D.物体对外界做功,其内能一定减少4.(2015江苏连云港质检)关于分子运动,下列说法中正确的是()A.布朗运动可能是液体分子的热运动,也可能是固体颗粒的运动B.布朗运动图中不规则折线表示的是液体分子的运动轨迹C.当分子间的距离变小时,分子间作用力可能减小,也可能增大D.物体温度改变时,物体分子的平均动能不一定改变5.下列说法中正确的是()A.温度低的物体内能小B.温度低的物体分子运动的平均速率小C.做加速运动的物体,由于速度越来越大,因此物体分子的平均动能越来越大D.外界对物体做功时,物体的内能不一定增加6.(2016内蒙古赤峰宁城统考)(多选)下列说法中正确的是()A.布朗运动并不是液体分子的运动,但它说明分子在永不停息地做无规则运动B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点D.当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时,分子间的距离越大,分子势能越小7.[2015山东理综,37(1)]墨滴入水,扩而散之,徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是。a.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用b.混合均匀的过程中,水分子和碳粒都做无规则运动c.使用碳粒更小的墨汁,混合均匀的过程进行得更迅速d.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的8.[2015课标Ⅱ,33(1),5分](多选)关于扩散现象,下列说法正确的是。A.温度越高,扩散进行得越快B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的9.已知铜的摩尔质量为M(kg/mol),铜的密度为ρ(kg/m3),阿伏加德罗常数为NA(mol-1)。下列判断错误的是()A.1 kg铜所含的原子数为B.1 m3铜所含的原子数为C.1个铜原子的质量为(kg)D.1个铜原子的体积为(m3)10.(2016江苏淮安淮海中学一模)(多选)下列说法中正确的是()A.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数,就可以算出气体分子的体积B.悬浮在液体中的固体微粒越小,布朗运动就越明显C.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间只有引力,没有斥力,所以液体表面具有收缩的趋势D.液晶既具有液体的流动性,又具有光学各向异性11.[2015海南单科,15(1),4分]已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R,空气平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,地面大气压强为p0,重力加速度大小为g。由此可估算得,地球大气层空气分子总数为,空气分子之间的平均距离为。B组提升题组12.(2014广东理综,17,6分)(多选)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图所示,充气袋四周被挤压时,假设袋内气体与外界无热交换,则袋内气体()A.体积减小,内能增大B.体积减小,压强减小C.对外界做负功,内能增大D.对外界做正功,压强减小13.(2015河北三市调研)(多选)如图所示,纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小,横坐标表示两个分子间的距离,图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系,e为两曲线的交点,则下列说法正确的是()A.ab为斥力曲线,cd为引力曲线,e点横坐标的数量级为10-10 m B.ab为引力曲线,cd为斥力曲线,e点横坐标的数量级为10-10 m C.若两个分子间距离大于e点的横坐标,则分子间作用力表现为引力D.若两个分子间距离越来越大,则分子势能亦越来越大14.(2015山东济南质检)(多选)我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作。PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5μm的悬浮颗粒物,其在空中做无规则运动,很难自然沉降到地面,吸入后对人体造成危害。矿物燃料燃烧的排放物是形成PM2.5的主要原因。下列关于PM2.5的说法中正确的是()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分子热运动C.PM2.5的运动轨迹只是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡决定的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必然有内能15.(多选)设某种物质的摩尔质量为μ,原子间的平均距离为d,已知阿伏加德罗常数为NA,则该物质的密度ρ可表示为()A.ρ=B.ρ=C.ρ=D.ρ=16.(多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为r0。相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法正确的是。A.在r>r0阶段,F做正功,分子动能增加,势能减小B.在r<r0阶段,F做负功,分子动能减小,势能也减小C.在r=r0时,分子势能最小,动能最大D.在r=r0时,分子势能为零E.分子动能和势能之和在整个过程中不变17.[2015江苏单科,12A(2)]在装有食品的包装袋中充入氮气,可以起到保质作用。某厂家为检测包装袋的密封性,在包装袋中充满一定量的氮气,然后密封进行加压测试。测试时,对包装袋缓慢地施加压力。将袋内的氮气视为理想气体,则加压测试过程中,包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力(选填“增大”、“减小”或“不变”),包装袋内氮气的内能(选填“增大”、“减小”或“不变”)。18.(2015苏北四市联考)(1)已知汞的摩尔质量M=0.20 kg/mol,密度ρ=1.36×104 kg/m3,阿伏加德罗常数NA=6.0×1023 mol-1,将体积V0=1.0 cm3的汞变为V=3.4×103 cm3的汞蒸气,则1 cm3的汞蒸气所含的分子数为。(2)铁的密度ρ=7.8×103 kg/m3、摩尔质量M=5.6×10-2 kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.0×1023 mol-1。若将铁原子视为球体,铁原子的直径约为。(保留一位有效数字)19.(2016江苏苏州二模)如果汽缸中被密封的是0.1 g的氢气(H2),且在状态a的体积为Va=3×10-4 m3,求此状态时汽缸内氢气分子间的平均距离(保留一位有效数字,已知阿伏加德罗常数NA=6.0×1023 mol-1,氢气的摩尔质量为2 g/mol)答案全解全析A组基础题组1.C布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动,而不是固体分子的运动,但它是液体分子无规则热运动的反映,B项错误,C项正确;扩散现象是一种物质的分子进入另一种物质的过程,不是布朗运动,A项错误;能做布朗运动的颗粒非常小,用肉眼不能直接看到,空中飞舞的尘埃颗粒要大得多,所以不是布朗运动,D项错误。2.ACD扩散是物质分子的迁移,布朗运动是宏观颗粒的运动,是两种完全不同的运动,故B错。3.A布朗运动是指悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动,而不是液体(或气体)分子的运动,故A选项正确,B选项错误;由热力学第一定律ΔU=W+Q知,若物体从外界吸收热量同时对外做功,其内能也可能不变或减少,C选项错误;物体对外做功同时从外界吸热,其内能也可能增加或不变,D选项错误。4.C布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动,布朗运动图中不规则折线是将间隔相等时间描出的点依次连接起来得到的,不表示液体分子的运动轨迹,A、B错误;当分子间的距离变小时,分子间作用力如果表现为引力,则分子力可能减小,也可能增大,分子间作用力如果表现为斥力,则分子力增大,C正确;温度是分子平均动能的标志,物体温度改变时,物体分子的平均动能一定改变,D错误。5.DA错是因为没有全面考虑内能是物体内所有分子的动能和势能的总和。温度低只表示物体分子平均动能小,而不表示势能一定也小,也就是所有分子的动能和势能的总和不一定也小,所以选项A是错的。实际上因为不同物质的分子质量不同,而动能不仅与速度有关,也与分子质量有关,单从一方面考虑问题是不够全面的,所以选项B也是错的。C错的原因是混淆了微观分子无规则运动与宏观物体运动的差别。分子的平均动能只是分子无规则运动的动能,而物体加速运动时,物体内所有分子均参与物体的整体、有规则的运动,这时物体整体运动虽然越来越快,但并不能说明分子无规则运动的剧烈情况就要加剧。从本质上说,分子无规则运动的剧烈程度只与物体的温度有关,而与物体的宏观运动情况无关。由于改变物体内能的方式有两种,即做功和热传递。内能是否改变要从这两方面综合考虑。若做功转化为物体的内能等于或小于物体放出的热量,则物体的内能不变或减少。即外界对物体做功时,物体的内能不一定增加,选项D是正确的。6.ABC当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时,分子力表现为引力,故随分子间的距离增大,分子力做负功,分子势能增大,D错误。7.bc墨汁与水混合均匀的过程,是水分子和碳粒做无规则运动的过程,这种运动与重力无关,也不是化学反应引起的。微粒越小、温度越高,无规则运动越剧烈,可见,b、c正确,a、d均错。8.ACD扩散现象是分子无规则热运动的反映,C正确,E错误;温度越高,分子热运动越激烈,扩散越快,A正确;气体、液体、固体的分子都在不停地进行着热运动,扩散现象在气体、液体和固体中都能发生,D正确;在扩散现象中,分子本身结构没有发生变化,不属于化学变化,B错误。9.B1 kg铜所含的原子数N=NA=,A正确;同理,1 m3铜所含的原子数N=NA=,B错误;1个铜原子的质量m0=(kg),C正确;1个铜原子的体积V0==(m3),D正确。故本题选B。10.BD由A项中的条件无法求得气体分子的体积,故A错误。由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离,液面分子间引力大于斥力,所以液体表面具有收缩的趋势,故C错误。11.答案解析可认为地球大气对地球表面的压力是由其重力引起的,即mg=p0S=p0×4πR2,故大气层的空气总质量m=,空气分子总数N=NA=。由于h≪R,则大气层的总体积V=4πR2h,每个分子所占空间设为一个棱长为a的正方体,则有Na3=V,可得分子间的平均距离a=。B组提升题组12.AC袋内气体与外界无热交换即Q=0,袋四周被挤压时,体积V减小,外界对气体做正功,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,气体内能增大,则温度升高,由=常数知压强增大,选项A、C正确,B、D错误。13.BC分子引力和分子斥力都随分子间距的增大而减小,随分子间距的减小而增大,但分子斥力变化得更快些;当分子间距为平衡距离r0(数量级为10-10 m)时,分子引力和分子斥力大小相等,分子力为零;当分子间距大于平衡距离r0时,分子引力大于分子斥力,分子力表现为引力;当分子间距小于平衡距离r0时,分子引力小于分子斥力,分子力表现为斥力;所以ab为引力曲线,cd为斥力曲线,e点横坐标的数量级为10-10 m。分子势能随分子间距的变化而发生改变,当分子间距大于r0时,分子势能随分子间距的增大而增大;当分子间距小于r0时,分子势能随分子间距的增大而减小,当分子间距为平衡距离时,分子势能是最小的。若取无穷远处的分子势能为0,则分子间距为平衡距离时,分子势能为负,且最小。故B、C项正确。14.DEPM2.5的尺寸比空气中氧分子的尺寸大得多,A错误;PM2.5在空气中的运动不属于分子热运动,B错误;PM2.5的运动轨迹是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡和气流的运动决定的,C错误;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,PM2.5也具有内能,D、E正确。15.AB将分子视为球体模型时,1 mol物质的体积为πd3NA,则ρ==,故A正确。将分子视为正方体模型时,1 mol物质的体积为d3NA,则ρ=,故B正确。16.ACE由Ep-r图可知:在r>r0阶段,当r减小时F做正功,分子势能减小,分子动能增加,故选项A正确。在r<r0阶段,当r减小时F做负功,分子势能增加,分子动能减小,故选项B错误。在r=r0时,分子势能最小,动能最大,故选项C正确。在r=r0时,分子势能最小,但不为零,故选项D错误。在整个相互接近的过程中分子动能和势能之和保持不变,故选项E正确。17.答案增大不变解析对包装袋缓慢施加压力,袋内气体的温度不变,压强增大。所以包装袋内壁单位面积上所受气体分子的撞击力增大。理想气体的内能由气体分子的动能决定,而温度是分子平均动能的标志,所以,温度不变,气体内能不变。18.答案(1)1.2×1019个(2)3×10-10 m解析(1)1.0 cm3的汞的物质的量n=1 cm3的汞蒸气所含的分子数N=nNA·解得N=1.2×1019个(2)取1 mol的铁:则NAπ=代入数据得:D=3×10-10 m 19.答案2×10-9 m解析设氢气分子间的平均距离为d。0.1 g氢气的分子数为:n=NA将每个氢气分子所平均占据的空间看成是小立方体,则n×d3=Va,则得:NA×d3=Va,代入数据得:×6.0×1023×d3=3×10-4解得d≈2×10-9 m。
