第七章 分子动理论（教学讲义）
(附：最新全国各地高考真题及模拟题)
一、基本概念及原理
1、热运动：一切物体由大量的分子组成，分子永不停息地做无规则的运动，称作热运动。 2、热运动的特点：①永不停息 ②运动无规则 ③温度越高，分子热运动越激烈。 分子热运动的表现形式常见的有：扩散现象和布朗运动。
3、扩散现象：不同的物质能够彼此进入对方的现象称为扩散现象；例如人们常说的“酒香不怕巷子深”；“近朱者赤，近墨者黑”。 扩散现象可以发生在气体、液体和固体中。
特点：①温度越高扩散现象越明显。②由浓度高的向浓度低的地方扩散。
扩散现象除了反映了分子的无规则运动，也说明物体（包括气体、液体和固体）的分子之间存在空隙。 气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在着很大的空隙。水和酒精混合后总体积会减小，说明液体分子之间存在着空隙。压在一起的金片和铅片，各自的分子能扩散到对方的内部，说明固体分子之间也存在着空隙。
例题1：（2019．宜昌联考）下列现象中，能说明分子间有空隙的是( )。 A． 海绵被用力压缩后体积会减小很多； B． 干沙地能吸收很多水；
C． 铅块和金块紧压在一起放置很长时间后会发现金中有铅，铅中有金； D． 气体能比较容易地被压缩和膨胀
答案：（ C D ） 4、布朗运动：悬浮在液体或气体中的固体小颗粒不停地做无规则运动，这种运动称为布朗运动。
布朗运动的特点：①悬浮在液体中的微粒（比如：植物花粉，小炭粒）越小，在某一瞬间跟它撞击的液体分子数越少，撞击作用的不平衡性就表现得越明显，因而布朗运动也就越明显。②温度越高布朗运动越明显。
如图7.2-5布朗运动：显微镜下微粒运动位置连线。
5、扩散现象和布朗运动是分子热运动的证明。
扩散现象的本质就是分子的热运动，但是布朗运动不是分子的热运动，它只能
反映或者间接证明分子的热运动。两者的区别和共同点如以上表格所示。
6、分子间的作用力
如图（7.3-1）把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起，甚至下面吊一个重物，也很难把它们分开，这说明分子间存在引力。
另外，分子间有空隙，但是用力压缩物体，物体内会产生反抗压缩的弹力，这说明分子之间还存在着斥力。 深入的研究表明，两个邻近的分子之间的确同时存在着引力和斥力，引力和斥力的大小跟分子间的距离有关，它们随分子间距离变的关系如图7.3-2所示。
如图7.3-2中F斥 表示分子间的斥力；F引 表示分子间的引力。图中的横坐标r表示
两个分子间的距离，纵坐标F斥和F引的绝对值分别表示其中一个分子所受斥力和引力的大小。
分子间作用力的特点：
①分子间同时存在着引力和斥力。
②分子间的作用力随着距离的增大而减小。 ③但斥力变化更快。
下图的曲线表示分子间的合力和分子间距离r的关系： ①当两个分子的距离为r0时，其中一个分子所受的引力与斥力大小相等，那么这个分子所受的合力为0；
②当分子间的距离小于r0时，作用力的合力表现为斥力，且随着距离减小斥力增大；
③当分子间的距离大于r0时，分子间作用力的合力表现为引力，且随着r的增大，先增大后减小； ④当r>10 r0时，合力趋近于0.
例题2：（2019．厦门检测）分子间同时存在引力和斥力，下列说法中正确的是( ) A． 固体分子间的引力总是大于斥力；
B． 气体能充满任何容器，是因为分子间的斥力大于引力； C． 分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小；
D． 分子间的引力随分子间距离的增大而增大，斥力随距离的增大而减小。
答案：（ C ）
例题3：（2019．兰州检测）如图7-3-2所示是分子间作用力和分子间距离的关系图，下面的说法正确的是( )。 A． 曲线a是分子间引力和分子间距离的关系曲线;
B． 曲线b是分子间作用力的合力和分子间距离的关系曲线; C． 曲线c是分子间斥力和分子间距离的关系曲线;
D． 当分子间距离r >r0时，从相距r0处开始，随分子间距离的
增大，曲线b对应的力先减小，后增大
答案：（ B ）
例题4：（2019．太原模拟）下列关于分子动理论的说法中正确的是( )。 A. 分子之间既有引力作用也有斥力作用； B. 组成物质的分子做永不停息的无规则运动；
C. 当r=r0和r >10r0时，分子力都为零，其实质是一样的； D. 这里的分子指的是化学上的分子、原子和离子的统称
答案：（ ABD ）
7、热力学温标表示的温度叫做热力学温度，它是国际单位制中七个基本物理量（详见下图）之一，用符号T表示，单位是开尔文，简称开，符号K。摄氏温标所确定的温度用t表示，则：
T=t+273.15K
（注：七个基本国际单位及其符号。）
例题5：（2020浙江高考1题）国际单位制中电荷量的单位符号是C，如果用国际单位制基本单位的符号来表示，正确的是（ ） A．F?V B．A?s
C．J/V D．N?m/V
答案：（ B ）（解析：因为q=It）
例题6：关于热力学温度和摄氏温度，下列说法中正确的是（ ） A． 热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位； B． 温度升高1℃就是升高1K；
C． 物体的温度由本身决定，数值与所选温标无关； D． 0℃的温度可用热力学温度粗略地表示为273 K。
答案：（ ABD ）（解析：因为T=t+273.15K,就分度值来说，1K和1℃相等，即ΔT=Δt）
8、分子势能（重要！）：当分子间距离为r0时，合力为0；当r>r0时，合力表现为引力，这时要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此分子势能随分子间的距离增大而增大；当r 例题7：（2020．全国Ⅰ卷33题）（5分）分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示， r?r1时，F?0。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一 分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到 r2的过程 中，势能 （填“减小”“不变”或“增大”）；在间距由能 （填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于“大于”“等于”或“小于”）零。 r2减小到 r1的过程中，势 r1处，势能 （填 答案： 减小 ； 减小 ； 小于 。 9、物体的内能：物体中所有分子的热运动的动能和势能的总和称为物体的内能。任何物体都具有内能。物体的内能永远不等于零。 △但是，对于一定质量的理想气体（指温度不太低，压强不太大时的气体）来说，由于其分子间距离很大（r >> 10r0），即分子势能为零，所以通常一般不考虑其分子势能，而只考虑其平均分子动能，即温度。当理想气体的温度不变时，其内能不变！ 10、改变内能的两种方式：做功和热传递；前者属于能量的转化，后者属于能量的转移。但二者在改变物体的内能上是等效的。 11.由于分子热运动的平均动能与温度有关，分子势能与体积有关，所以，物体的温度和体积变化时它的内能一般都会随着改变。（注意：在研究热现象时，一般不考虑机械能。） 例题8：（2020全国Ⅲ卷33题）（5分）如图，一开口向上的导热汽缸内，用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦，现用外力作用在活塞上，使其缓慢下降。环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中（ ）。 （填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低的分为0分） A. 气体体积逐渐减小，内能增加。 B. 气体压强逐渐增大，内能不变。 C. 气体压强逐渐增大，放出热量 D. 外界对气体做功，气体内能不变 E. 外界对气体做功，气体吸收热量 答案：（ BCD ） （解析：一定质量的理想气体的内能只与其温度有关！） 例题9：（2018．全国Ⅱ卷33题）对于实际的气体，下列说法正确的是 （填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分） A． 气体的内能包括气体分子的重力势能； B． 气体的内能包括分子之间相互作用的势能； C． 气体的内能包括气体整体运动的动能； D． 气体的体积变化时，其内能可能不变； E． 气体的内能包括气体分子热运动的动能 答案：（ BDE ） （解析：气体的内能包括气体分子间相互作用的势能和分子热运动的动能，当气体体积变化时影响的是气体的分子势能，内能可能不变；而对于一定质量的理想气体的内能只与其温度有关！，而分子的重力势能与气体整体运动的动能为气体的机械能，与内能无关；内能与分子势能、温度和分子数有关，所以B、D、E正确，A、C错误。） 例题10：（2020天津卷5题）水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体（ ） A．压强变大 B．对外界做功 C．对外界放热 D．分子平均动能变大 答案：（ B ）
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