| 考点 | 辽宁常见考法 | 热度 | 标签 |
|---|---|---|---|
| 分子大小、油膜法 | d=V/S;数量级10⁻¹⁰m | ★★★★ | 实验热点 |
| 阿伏伽德罗常数与微观估算 | Nₐ桥梁;分子体积、质量、数密度 | ★★★★★ | 模型难点 |
| 扩散、布朗运动 | 布朗运动是谁的运动;影响因素 | ★★★★ | 必考重点 |
| 分子热运动与温度 | 温度是平均动能标志 | ★★★ | 必考重点 |
| 分子力与分子间距 | 引力斥力随r变化;r₀ | ★★★★ | 模型难点 |
| 分子势能、内能 | 势能与r关系;内能决定因素 | ★★★★ | 模型难点 |
把一滴稀释的油酸溶液滴在撒了痱子粉的水面上,油膜竟能扩成一张很大的薄膜——薄膜厚度就近似分子大小。
→ 油膜法
布朗在显微镜下看到水中花粉颗粒永不停息地无规则跳动;颗粒越小跳得越欢。是什么在"推"它?
→ 布朗运动
两段光滑铅柱压紧后竟"粘"在一起能吊起重物;固体很难被拉断也很难被压缩。
→ 分子引力与斥力
墙角开瓶醋,全屋很快变酸;金块铅块长期压紧界面处互相渗入。
→ 扩散现象
| 关系 | 公式 |
|---|---|
| 一个分子的质量 | m₀ = M / Nₐ(M为摩尔质量) |
| 固体/液体一个分子平均占据体积 | V₀ = Vmol / Nₐ = M/(ρNₐ) |
| 分子直径(球形模型) | d = ∛(6V₀/π);立方体模型d=∛V₀ |
| 质量m的物质中分子数 | N = (m/M)Nₐ = (V/Vmol)Nₐ |
| 分子间距 | 引力、斥力比较 | 合力 |
|---|---|---|
| r = r₀(约10⁻¹⁰m,平衡距离) | F引=F斥 | 合力为0 |
| r < r₀ | 斥力增长更快 | 斥力为主(阻碍压缩,固体难压缩) |
| r > r₀ | 斥力减小更快 | 引力为主(固体难拉断、液柱收缩) |
| r > 10r₀(约10⁻⁹m) | 都很弱 | 作用力可忽略(气体) |
| 过程 | 平均动能(温度) | 分子势能(体积/物态) | 内能 |
|---|---|---|---|
| 物体吸热升温(体积近似不变) | 增大 | 近似不变 | 增大 |
| 晶体熔化(温度不变) | 不变 | 增大 | 增大(吸热) |
| 理想气体仅升温 | 增大 | 无(=0模型) | 增大 |
布朗运动就是分子的热运动。
布朗运动是悬浮固体微粒(亿万个分子的集合)的运动,肉眼在显微镜下可见;它反映了液体/气体分子无规则热运动,但本身不是分子运动。分子运动肉眼/光学显微镜不可直接见。
分子间要么有引力、要么有斥力。
引力和斥力同时存在,表现出来的是合力:r<r₀斥力为主、r>r₀引力为主、r=r₀合力为零(不是引力斥力都消失,而是恰好抵消)。
r=r₀时分子势能为零。
r=r₀时合力为零,但分子势能最小(通常规定无穷远处势能为0,则此时势能为负值)。"受力为零"对应"势能极小值点",不是势能为零——类似重力场平衡点。
0℃的冰内能为零(分子不动了)。
即使0℃(甚至极低温度),分子仍在振动、运动,内能不为零;内能为零对应绝对零度(0K=−273.15℃)的理论极限,经典图像下分子热运动趋于停止,但势能仍在。温度只标志平均动能。
气体也能用Vmol/Nₐ估算分子直径。
气体分子间距约为分子直径的10倍、分子间空隙很大,Vmol/Nₐ算出的是每个分子平均占据空间,其立方根是分子平均间距,不是分子直径;只有紧密排列的固体、液体才能据此估分子大小。
温度相同的氢气和氧气分子平均速率相同。
同温度下分子平均动能相同,½m v²的统计平均值相等;氢分子质量小,故其平均速率(方均根速率)更大。"温度相同平均动能相同"不能推成"平均速率相同"。
组成:大量分子(油膜法d=V/S、Nₐ桥接宏微观)→ 运动:永不停息无规则热运动(扩散、布朗运动为证,温度为平均动能标志)→ 相互作用:引力斥力并存随r变化 → 能量:分子动能+分子势能=内能(温度、体积、分子数、物态决定)
辽宁选择题常以"下列说法正确的是"综合考查阿伏伽德罗常数估算、布朗运动、分子力曲线、内能与温度体积物态关系;热学计算题(如油膜法、分子数估算)数值简单但强调单位换算(mL→m³:1mL=1cm³=10⁻⁶m³)与数量级。分子势能随r变化曲线可与分子力曲线对照考查极值点。
| 说法 | 判断 | 说明 |
|---|---|---|
| 布朗运动是液体分子运动 | ✗ | 是悬浮微粒运动,反映分子运动 |
| r=r₀时分子力和势能都为0 | ✗ | 力为0、势能最小 |
| 0℃物体内能为0 | ✗ | 分子仍运动,内能不为零 |
| 气体可估分子直径 | ✗ | 只能估平均间距 |
| 温度高分子每个动能都大 | ✗ | 温度高平均动能大,单个有大有小 |
| 破镜能靠分子引力重圆 | ✗ | 断口间距>10r₀,分子力可忽略 |
利用油酸分子既有亲水的−COOH基团又有疏水长链的特点,滴在平静水面后直立展开形成单分子层油膜;视膜厚为油酸分子长度(直径),d=V/S。
油酸、无水酒精、浅盘(约30cm×40cm)、注射器或滴管、量筒、坐标纸、玻璃板、痱子粉(细石膏粉)、彩笔。
在油膜法实验中,将1mL油酸溶于酒精配制成500mL油酸酒精溶液;用注射器测得1mL该溶液有50滴。把1滴该溶液滴到盛水浅盘上,酒精散开后油膜轮廓稳定,数坐标纸上格子得到油膜面积S=0.20m²。求:(1)每滴溶液中纯油酸的体积V;(2)估测油酸分子的直径d。
答案:(1)V=4.0×10⁻¹¹m³;(2)d=2.0×10⁻¹⁰m
已知水的摩尔质量M=18g/mol,密度ρ=1.0×10³kg/m³,阿伏伽德罗常数Nₐ=6.0×10²³mol⁻¹。若把水分子看成紧密排列的立方体,估算:(1)一个水分子的质量m₀;(2)一个水分子平均占据的体积V₀;(3)水分子的直径(边长)d(结果保留1位有效数字,参考∛30≈3.1)。
答案:(1)m₀=3.0×10⁻²⁶kg;(2)V₀≈3.0×10⁻²⁹m³;(3)d≈3×10⁻¹⁰m
(多选)关于布朗运动和分子热运动,下列说法正确的是( )
答案:ABD
(多选)两分子从距离很远处逐渐靠近到不能再近的过程中(r₀为平衡距离),下列说法正确的是( )
答案:ABC