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第66 讲 分子动理论 内能
目录
复习目标
网络构建
考点一 分子的大小
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 两种分子模型分子大小
知识点2 微观量与宏观量间的关系
【提升·必考题型归纳】
考向1 固体液体分子大小
考向2 气体分子所占空间大小
考点二 扩散现象、布朗运动和热运动
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 扩散现象、布朗运动与热运动的比
较
知识点2 气体的分子动理论
【提升·必考题型归纳】
考向1 布朗运动
考向2 分子热运动速率分布
考点三 分子力和分子势能 内能
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 分子力和分子势能比较
知识点2 内能
【提升·必考题型归纳】
考向1 分子力和分子势能
考向2 物质的内能
真题感悟
1、理解和掌握分子动理论的内容。
2、能够利用分子动理论的内容解释有关物理现象。
1
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考点要求
考题统计
考情分析
分子动理论
2023 年北京卷第1 题
2023 年海南卷第5 题
高考对分子动理论的考查较少，大多
以选择题中出现，题目难度较为基
础。
考点一 分子的大小
知识点1 两种分子模型分子大小
两种分子模型
分子动理论 内能
分子大小
1. 两种分子模型分子大小
2. 微观量与宏观量的关系
扩散现象、布朗运动和热运动
1. 三种现象和运动比较
2. 气体分子动理论
分子力和分子势能 内能
1. 分子力和分子势能比较
2. 内能
2
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物质有固态、液态和气态三种情况,不同物态下应将分子看成不同的模型。
(1)固体、液体分子一个一个紧密排列,可将分子看成球形或立方体形,如图所示,分子间距等于小球的直径或
立方体的棱长,所以d=3√
6 V
π
(球体模型)或d=3√V (立方体模型)。
(2)气体分子不是一个一个紧密排列的,它们之间的距离很大,所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均
空间,如图所示,此时每个分子占有的空间视为棱长为d 的立方体,所以d=3√V 。
提醒:对于气体,利用d=3√V 得到的不是分子直径,而是气体分子间的平均距离。
知识点2 微观量与宏观量间的关系
微观量:分子体积V0、分子直径d、分子质量m0。
宏观量:物体的体积V、摩尔体积Vm、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ。
(1)分子的质量:m0= M
N A
= ρV m
N A
。
(2)分子的体积:V0=V m
N A
= M
ρ N A
(适用于固体和液体)。
(3)物体所含的分子数:N= V
V m
·NA= m
ρV m
·NA或N= m
M ·NA= ρV
M ·NA。
考向1 固体液体分子大小
1．若阿伏伽德罗常数为
，某液体的摩尔质量为
，密度为
。则下列说法正确的是（ ）
A．
该液体所含有分子数为
B．
该液体所含分子数为
C．1 个液体分子的质量为
D．液体分子的直径约为
【答案】B
【详解】A．
该液体所含有分子数为
故A 错误；
3
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B．
该液体所含分子数为
故B 正确；
C．1 个液体分子的质量为
故C 错误；
D．设液体分子的直径为
，则有
解得
故D 错误。故选B。
2．钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为
（单位为
），摩尔质
量为M（单位为
），阿伏加德罗常数为
，已知1 克拉=0.2g，则下列说法正确的是（ ）
A．a 克拉钻石所含有的分子数为
B．每个钻石分子的质量为
C．每个钻石分子直径的表达式为
D．
含有的钻石分子个数为
【答案】C
【详解】A．a 克拉钻石物质的量
所含分子数
，A 错误；
B．每个钻石分子的质量
，B 错误；
C．每个钻石分子的体积
设分子直径为d，则
解得
，C 正确；
D．
含有的钻石物质的量
所含分子数
，D 错误。故选C。
考向2 气体分子所占空间大小
3．若已知某种气体的摩尔体积，摩尔质量，阿伏加德罗常数，则可估算出这种气体的（ ）
A．每个分子的质量
B．每个分子的体积
C．每个分子占据的空间
D．分子之间的平均距离
【答案】ACD
【详解】A．根据
可求解分子的质量，A 正确；
BCD．由公式
可求解每个分子占据的空间和分子之间的平均距离，由于气体分子间距很大，
故无法求出分子的体积，B 错误，CD 正确。故选ACD。
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4．若以M 表示水的摩尔质量，V 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，
为在标准状态下水蒸气的密度，
为阿伏加德罗常数，
分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：①
；②
；③
；④
，其中正确的是（ ）
A．①
B．②
C．③
D．④
【答案】AC
【详解】A．摩尔质量=分子质量×阿伏加德罗常数，故
故
故A 正确；
B．平均每个水蒸气分子占据的空间大于单个水分子的体积，故
故
故B 错误；
C．摩尔质量=分子质量×阿伏加德罗常数，故
故C 正确；
D．由于气体分子间距远大于分子直径，气体分子所占体积远大于分子体积，故
故D 错误。
故选AC。
考点二 扩散现象、布朗运动和热运动
知识点1 扩散现象、布朗运动与热运动的比较
现象
扩散现象
布朗运动
热运动
活动
主体
分子
固体微小颗粒
分子
区别
是分子的运动,发生在
任何两种物质之间
是比分子大得多的颗粒的运动,只能在
液体、气体中发生
是分子的运动,不能通过光学显
微镜直接观察到
共同
点
(1)都是无规则运动;(2)都随温度的升高而更加激烈
联系
扩散现象、布朗运动都反映了分子做无规则的热运动
知识点2 气体的分子动理论
(1)气体分子间的作用力:气体分子之间的距离远大于分子直径,气体分子之间的作用力十分微弱,可以忽略不
计,气体分子间除碰撞外无相互作用力。
(2)气体分子的速率分布:表现出“中间多,两头少”的统计分布规律。
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(3)气体分子的运动方向:气体分子的运动是杂乱无章的,但向各个方向运动的机会均等。
(4)气体分子的运动与温度的关系:温度一定时,某种气体分子的速率分布是确定的,速率的平均值也是确定的,
温度升高,气体分子的平均速率增大,但不是每个分子的速率都增大。
考向1 布朗运动
1．气溶胶微粒是悬浮在大气中的肉眼不可见的微波颗粒，关于封闭环境中的气溶胶微粒，下列说法下列
说法正确的是（ ）
A．气溶胶微粒越大，运动越明显
B．温度升高，每个气溶胶微粒运动都会变快
C．肉眼不可见的气溶胶微粒运动实质上就是分子的运动
D．气溶胶微粒在空气中的无规则运动可以看作布朗运动
【答案】D
【详解】A．气溶胶微粒越大，撞击的分子数多，不平衡性越不明显，运动越不明显，A 错误；
B．温度升高，平均速度变快，不是每个微粒都变快，B 错误；
CD．气溶胶微粒的运动属于布朗运动，与可见或不可见无关，C 错误，D 正确。故选D。
2．如图描绘了一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景，以下关于布朗运动的说法正确的是（ ）
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．液体温度越高，布朗运动越剧烈
C．悬浮微粒越大，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显
D．悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的
【答案】BD
【详解】A．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的表现，故
A 错误；
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B．液体温度越高，布朗运动越剧烈，故B 正确；
C．悬浮微粒越小，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显，故C 错误；
D．悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的，故D 正确。故选BD。
考向2 分子热运动速率分布
3．如图所示为气体分子的速率分布图线。纵坐标表示速率分子占总体的百分比，图线1 下方的面积为S1，
图线2 下方的面积为S2。则温度T 和面积S 的大小关系为（ ）
A．T1 > T2
B．T1 < T2
C．S1 > S2
D．S1 < S2
【答案】B
【详解】AB．气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，所以
，故A 错误、B 正确；
CD．曲线下的面积表示分子速率从
区间内分子数比率之和，所以两条曲线与横坐标围成的面积相等，
故CD 错误。故选B。
4．根据分子动理论，气体分子运动的剧烈程度与温度有关，氧气分子在
和
温度下分子运动速率
分布图像如图，下列说法正确的是（ ）
A．不论温度有多高，速率很大和很小的分子总是多数分子
B．温度升高时，速率大的分子数增多
C．温度升高时，每一个分子的速率都会增大
D．温度变化时，“中间多、两头少”的分子分布规律不会发生改变
【答案】BD
【详解】A．根据分子运动的特点，不论温度有多高，速率很大和很小的分子总是少数分子，故A 错误；
B．从图像可看出，温度升高时，速率大的分子数增多，故B 正确；
C．温度升高时，分子的平均速率会增大，但不能保证所有分子的速率都增大，故C 错误；
D．温度变化时，“中间多、两头少”的分子分布规律不会发生改变，故D 正确。故选BD。
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考点三 分子力和分子势能 内能
知识点1 分子力和分子势能比较
分子力变化
分子势能变化
①分子斥力、引力同时存在；
②当r>r0时，r 增大，斥力引力都减小，斥力减小更
快，分子力变现为引力；
③当r<r0当，r 减小，斥力引力都增加，斥力增加更
快，分子力变现为斥力；
④当r=r0时，斥力等于引力，分子力为零。
①当r=r0时，分子势能最小；
②当r>r0时，r 逐渐减小，分子势能逐渐减小；
③当r<r0当，r 逐渐减小，分子势能逐渐增加。
知识点2 内能
(1)内能是对物体的大量分子而言的，对于单个分子的内能没有意义。
(2)决定内能大小的因素为物质的量、温度、体积以及物质状态。
(3)通过做功或热传递可以改变物体的内能。
(4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同。
(5)物体的内能与机械能的比较
项目
内 能
机 械 能
定义
物体内所有分子的动能和势能的总和
物体的动能及重力势能和弹性势能的总和
决定
由物体内部分子微观运动状态决定,与物体整
体运动情况无关
与物体宏观运动状态、参考系和零势能面选取有关,和物体内部分
子运动情况无关
量值
任何物体都具有内能,恒不为零
可以为零
测量
无法测量。其变化量可由做功和热传递来量度
可以测量
转化
在一定条件下可相互转化
考向1 分子力和分子势能
1．如图所示为两分子间的作用力F 与分子间距离r 的关系曲线，下列说法正确的是（ ）
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A．当r>r0时，分子间只存在引力
B．当r>r0时，随着分子间距离的增大，分子力先减小后增大
C．当r<r0时，随着分子间距离的增大，分子力逐渐减小
D．当r>r0时，分子势能随分子间距离的增大而增大
【答案】CD
【详解】A．分子间同时存在引力和斥力，故A 错误；
B．由图可知，当
时，随着分子间距离的增大，分子力先增大后减小，故B 错误；
C．由图可知，当
时，随着分子间距离的增大，分子力逐渐减小，故C 正确；
D．当
时，分子间的作用力为引力，当分子间距离增大时，引力一直做负功，所以分子势能也增大，
故D 正确。故选CD。
2．如图所示的甲、乙两幅图像分别表示两分子间作用力F、分子势能Ep与两分子间距离r 的关系图，假定
两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0。下列正确的是（ ）
A．当分子间距
时，分子间作用力最大
B．当分子间距
时，分子势能最大
C．当分子间距
，随着r 的增大，F 减小，Ep增大
D．当分子间距
，随着r 的减小，F 增大，Ep增大
【答案】D
【详解】AB．由图像可知，当分子间距
时，分子力为0 达到最小值、分子势能为负的最小值，故AB
错误；
C．当分子间距
，随着r 的增大，F 先增大后减小，
一直增大，故C 错误；
D．当分子间距
，随着r 的减小，F 增大，
增大，故D 正确。故选D。
考向2 物质的内能
3．关于热学中的一些基本概念，下列说法正确的是（ ）
A．0℃的水变成0℃的冰时，体积增大，分子势能减小
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B．悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越明显
C．在使两个分子间的距离由很远（
）减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后
增大，分子势能不断增大
D．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
【答案】A
【详解】A．0℃的水变成0℃的冰时，体积增大，并且放热，内能减小，因温度不变，分子平均动能不变，
则分子势能减小，故A 正确；
B．悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，受力越趋于平衡，布朗运动越不明显，故B
错误；
C．将一个分子从无穷远处（
）无限靠近另外一个分子，分子力先增加后减小再增加，分子力先
表现为引力，做正功，后表现为斥力做负功，分子势能先减小后增大，故C 错误；
D．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能的总和，故D 错误。故选A。
4．生活中常用乙醇喷雾消毒液给房间消毒，其主要成分是酒精，则下列说法正确的是（ ）
A．喷洒消毒液后，会闻到淡淡的酒精味，这是酒精分子做布朗运动的结果
B．酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，其分子的平均动能不变
C．酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，内能不变
D．酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，热运动速率大的分子数占总分子数百分比减小
【答案】B
【详解】A．喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是扩散现象，是酒精分子做无规则运动的结果，
而布朗运动悬浮颗粒的无规则运动，故A 错误；
B．温度是分子平均动能的标志，则酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，其分子的平均动能不变，
故B 正确；
C．酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，分子平均动能不变，但是分子势能变大，则内能发生变化，
故C 错误；
D．酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，温度不变，则热运动速率大的分子数占总分子数比例不会
减小，故D 错误。故选B。
（2023 年海南卷高考真题）下列关于分子力和分子势能的说法正确的是（ ）
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A．分子间距离大于r0时，分子间表现为斥力
B．分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大
C．分子势能在r0处最小
D．分子间距离小于r0且减小时，分子势能在减小
【答案】C
【详解】分子间距离大于r0，分子间表现为引力，分子从无限远靠近到距离r0处过程中，引力做正功，分
子势能减小，则在r0处分子势能最小；继续减小距离，分子间表现为斥力，分子力做负功，分子势能增大。
故选C。
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