專題六分子動理論氣體及熱力學定律熱點視角備考對策本專題考查的重點和熱點：①分子大小的估算；②對分子動理論內容的理解；③物態變化中的能量問題；④氣體實驗定律的理解和簡單計算；⑤固、液、氣三態的微觀解釋；⑥熱力學定律的理解和簡單計算；⑦用油膜法估測分子大小．命題形式基本上都是小題的拼盤.由于本專題內容瑣碎，考查點多，因此在復習中應注意抓好四大塊知識：一是分子動理論；二是從微觀角度分析固體、液體、氣體的性質；三是氣體實驗三定律；四是熱力學定律．以四塊知識為主干，梳理出知識點，進行理解性記憶.一、分子動理論1．分子的大小(1)___________________是聯系宏觀世界和微觀世界的橋梁．表示1mol任何物質中含有相同的微粒個數，用NA表示，其中NA＝___________________.阿伏加德羅常數6.02×1023mol－1已知量可求量摩爾體積Vmol摩爾質量Mmol體積V和摩爾體積Vmol分子數目n＝___________質量M和摩爾質量Mmol分子數目n＝___________10－102．說明分子永不停息地做無規則熱運動的兩個實例(1)擴散現象：相互接觸的物體互相進入對方的現象.溫度越高,擴散_______．(2)布朗運動：永不停息、________的運動；顆粒越小，運動越_______；溫度越高，運動越_______；運動軌跡不確定．3．分子間的相互作用力和分子勢能(1)分子力分子間的相互作用力是分子間引力與斥力的_______．分子間同時存在引力和斥力，分子間距增大，引力和斥力均_______,且_______比引力變化更快．越快無規則劇烈劇烈合力減小斥力(2)分子勢能分子勢能的改變與____________有關．分子力做正功,分子勢能_______；分子力做負功,分子勢能_______；當分子間距為r0時,分子勢能_______，但不一定是零．分子力做功減小增大最小二、固體、液體和氣體1．晶體、非晶體分子結構不同，表現出的物理性質不同．其中單晶體表現出各向_______，多晶體和非晶體表現出各向_______．2．液晶是一種特殊的物質，既可以流動，又可以表現出單晶體的分子排列特點，在光學、電學物理性質上表現出各向_______．3．液體的表面張力使液體表面有收縮到_______的趨勢，表面張力的方向跟液面_______．異性同性異性最小相切三、熱力學定律1．物體的內能及內能變化溫度變化引起物體分子___________的變化；體積變化，分子間的分子力做功，引起___________的變化，從而判定物體內能的變化．平均動能分子勢能W____02．熱力學第一定律(1)公式：ΔU＝__________．(2)符號規定：做功W吸放熱Q內能變化ΔUW＋Q><><><外界對物體做功物體對外界做功物體從外界吸收熱量物體向外界放出熱量物體內能增加物體內能減少W____0Q____0Q____0ΔU____0ΔU____03.熱力學第二定律(1)表述一：熱量不能______地從低溫物體傳到高溫物體．(2)表述二：不可能從___________吸收熱量,使之完全變成功,而不產生其他影響．(3)揭示了自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有_________，說明了________________不能制造成功．自發單一熱庫方向性第二類永動機熱點一微觀量的估算命題規律：微觀量的估算問題在近幾年高考出現的較少，但在2014年高考中出現的概率較大，主要以選擇題的形式考查下列兩個方面：(1)宏觀量與微觀量的關系；(2)估算固、液體分子大小，氣體分子所占空間大小和分子數目的多少．【解題指導】一滴油酸所能形成的單分子油膜面積等于一滴油酸體積除以直徑,故應先求油酸分子直徑和一滴油酸的體積．【答案】

1×101m2解決估算類問題的三點注意(1)固體、液體分子可認為緊靠在一起,可看成球體或立方體；氣體分子只能按立方體模型計算所占的空間．(2)狀態變化時分子數不變．(3)阿伏加德羅常數是宏觀與微觀的聯系橋梁，計算時要注意抓住與其有關的三個量：摩爾質量、摩爾體積和物質的量．B拓展訓練2假如全世界60億人同時數質量為1mg水的分子個數，每人每小時可以數5000個，不間斷地數，阿伏加德羅常數NA取6×1023mol－1，則完成任務所需時間最接近(

)A．1年

B．100年C．1萬年

D．1百萬年B熱點二分子動理論和內能命題規律：分子動理論和內能是近幾年高考的熱點，題型為選擇題．分析近幾年高考命題，主要考查以下幾點：(1)布朗運動、分子熱運動與溫度的關系．(2)分子力、分子勢能與分子間距離的關系及分子勢能與分子力做功的關系．(2012·高考海南卷)兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關系如圖中曲線所示，曲線與r軸交點的橫坐標為r0.相距很遠的兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近．若兩分子相距無窮遠時分子勢能為零，下列說法正確的是________．A．在r＞r0階段，F做正功，分子動能增加，勢能減小B．在r＜r0階段，F做負功，分子動能減小，勢能也減小C．在r＝r0時，分子勢能最小，動能最大D．在r＝r0時，分子勢能為零E．分子動能和勢能之和在整個過程中不變ACE【解析】

由Ep－r圖可知：在r＞r0階段，當r減小時F做正功，分子勢能減小，分子動能增加，故選項A正確．在r＜r0階段，當r減小時F做負功，分子勢能增加，分子動能減小，故選項B錯誤．在r＝r0時，分子勢能最小，動能最大，故選項C正確．在r＝r0時，分子勢能最小，但不為零，故選項D錯誤．在整個相互接近的過程中分子動能和勢能之和保持不變，故選項E正確．(1)分子力做正功，分子勢能減小，分子力做負功，分子勢能增大，兩分子為平衡距離時，分子勢能最小．(2)注意區分分子力曲線和分子勢能曲線．拓展訓練3對一定量的氣體，下列說法正確的是(

)A．氣體的體積是所有氣體分子的體積之和B．氣體分子的熱運動越劇烈，氣體溫度就越高C.氣體對器壁的壓強是由大量氣體分子對器壁不斷碰撞產生的D．當氣體膨脹時，氣體分子之間的勢能減小，因而氣體的內能減小解析：氣體分子間的距離遠大于分子直徑，所以氣體的體積遠大于所有氣體分子體積之和，A項錯；溫度是物體分子平均動能大小的標志,是表示分子熱運動劇烈程度的物理量，B項對；氣體壓強是由大量氣體分子頻繁撞擊器壁產生的，C項對；氣體膨脹，說明氣體對外做功，但不能確定吸、放熱情況，故不能確定內能變化情況，D項錯誤．BC拓展訓練4

(2013·高考福建卷)下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力f和分子勢能Ep隨分子間距離r變化關系的圖線是(

)B解析：當r＜r0時，分子力表現為斥力，隨分子間距離r增大，分子勢能Ep減小．當r＞r0時，分子力表現為引力，隨分子間距離r增大，分子勢能Ep增大．當r＝r0時，分子力為零,此時分子勢能最小．故選項B正確．熱點三熱力學定律的綜合應用命題規律：熱力學定律的綜合應用是近幾年高考的熱點，分析近三年高考，命題規律有以下幾點：(1)結合熱學圖象考查內能變化與做功、熱傳遞的關系，題型為選擇題或填空題．(2)以計算題形式與氣體性質結合進行考查．(3)對固體、液體的考查比較簡單,備考中熟記基礎知識即可.(2013·高考江蘇卷)如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態A依次經過狀態B、C和D后再回到狀態A.其中，A→B和C→D為等溫過程，B→C和D→A為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換)．這就是著名的“卡諾循環”．(1)該循環過程中，下列說法正確的是________．A．A→B過程中，外界對氣體做功B．B→C過程中，氣體分子的平均動能增大C．C→D過程中，單位時間內碰撞單位面積器壁的分子數增多D．D→A過程中，氣體分子的速率分布曲線不發生變化(2)該循環過程中，內能減小的過程是______(選填“A→B”、“B→C”、“C→D”或“D→A”)．若氣體在A→B過程中吸收63kJ的熱量，在C→D過程中放出38kJ的熱量，則氣體完成一次循環對外做的功為________kJ.CB→C25【答案】

4×1025m－3【解析】

(1)在A→B的過程中，氣體體積增大，故氣體對外界做功，選項A錯誤；B→C的過程中，氣體對外界做功，W＜0，且為絕熱過程，Q＝0，根據ΔU＝Q＋W，知ΔU＜0，即氣體內能減小，溫度降低，氣體分子的平均動能減小，選項B錯誤；C→D的過程中，氣體體積減小，單位體積內的分子數增多，故單位時間內碰撞單位面積器壁的分子數增多，選項C正確；D→A的過程為絕熱壓縮，故Q＝0，W＞0，根據ΔU＝Q＋W，ΔU＞0，即氣體的內能增加，溫度升高，所以氣體分子的速率分布曲線發生變化，選項D錯誤．(2)從A→B、C→D的過程中氣體做等溫變化，理想氣體的內能不變，內能減小的過程是B→C，內能增大的過程是D→A.氣體完成一次循環時，內能變化ΔU＝0，熱傳遞的熱量Q＝Q1－Q2＝(63－38)kJ＝25kJ，根據ΔU＝Q＋W，得W＝－Q＝－25kJ，即氣體對外做功25kJ.熱力學第一定律的應用技巧(1)應用熱力學第一定律時，一要注意各符號正負的規定，二要注意改變內能的兩種方式：做功和熱傳遞．不能認為物體吸熱(或對物體做功)，物體的內能就一定增加．(2)若研究對象為氣體，對氣體做功的正負由氣體的體積決定,氣體體積增大，氣體對外做功，W<0；氣體的體積減小，外界對氣體做功，W>0.拓展訓練5

(2013·高考浙江自選模塊)一定質量的理想氣體，從初始狀態A經狀態B、C、D再回到狀態A，其體積V與溫度T的關系如圖所示．圖中TA、VA和TD為已知量．(1)從狀態A到B，氣體經歷的是________過程(填“等溫”、“等容”或“等壓”)；(2)從B到C的過程中，氣體的內能________(填“增大”、“減小”或“不變”)；(3)從C到D的過程中，氣體對外________(填“做正功”、“做負功”或“不做功”)，同時________(填“吸熱”或“放熱”)；(4)氣體在狀態D時的體積VD＝________．等容不變做負功放熱拓展訓練6

(1)關于熱力學定律，下列說法正確的是________．A．為了增加物體的內能，必須對物體做功或向它傳遞熱量B．對某物體做功，必定會使該物體的內能增加C．可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變為功D．不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體E．功轉變為熱的實際宏觀過程是不可逆過程ACE(2)如圖所示，兩條曲線分別表示晶體和非晶體在一定壓強下的熔化過程，圖中橫軸表示時間t，縱軸表示溫度T.從圖中可以確定曲線M表示________(填“晶體”或“非晶體”)，T0表示晶體的________，曲線M的bc段表示______過程，此過程中，物體________(填“吸收”或“放出”)熱量，內能________(填“增加”、“減小”或“不變”)．晶體熔點熔化吸收增加解析：(1)做功和熱傳遞都可以改變物體的內能,選項A正確；由熱力學第一定律可知，對某物體做功，物體的內能可能增加、不變或減小，故B錯；由熱力學第二定律可知，通過外界作用可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變為功，可以使熱量從低溫物體傳向高溫物體，所有的實際宏觀熱過程都是不可逆的，所以C、E對，D錯．(2)由圖象可知曲線M表示晶體，bc段表示晶體熔化過程，晶體在熔化過程中溫度不變,分子平均動能不變,分子勢能增大，故內能增加．對氣體實驗定律和氣態方程的考查氣體實驗定律幾乎年年出現，形式多為計算題，題目綜合難度較大，可結合氣體壓強的微觀解釋、熱力學第一定律、氣體圖象進行命題．壓強是聯系力學參量與熱學參量的橋梁，對氣體圖象要聯系氣態方程理解斜率、面積、交點等的含義．【方法總結】

應用氣體實驗定律的解題思路(1)選擇對象——即某一定質量的理想氣體；(2)找出參量——氣體在始末狀態的參量p1、V1、T1及p2、V2、T2；(3)認識過程——認清變化過程是正確選用物理規律的前提；(4)列出方程——選用某一實驗定律或