【知识点详解】
1. **分子动理论**:分子动理论是物理学中描述物质微观世界的基本理论,它包含三个基本观点:(1)物质由大量分子组成;(2)分子永不停息地做无规则热运动;(3)分子之间存在相互作用力(引力和斥力)。
2. **分子势能**:分子势能与分子间的距离有关。当分子间距为r0时,引力等于斥力,称为平衡距离。此时分子势能最小,若分子距离增大,引力做负功,势能增加;若距离减小,斥力做负功,势能同样增加。因此,选项B正确。
3. **分子热运动**:温度是衡量分子平均动能的标志,温度越高,分子热运动越剧烈,分子平均动能越大。选项A正确。布朗运动是悬浮在液体或气体中的微粒所做的无规则运动,它是液体分子无规则运动的间接证据,但不是液体分子的热运动。选项B错误。
4. **热平衡**:处于热平衡的系统是指系统内部没有热量流动,各部分温度相同。选项C正确,表示系统具有相同的温度。
5. **分子间距与分子力**:分子间距离与分子力的关系遵循分子力曲线,当r<r0时,斥力大于引力,分子力表现为斥力;当r>r0时,引力大于斥力,分子力表现为引力。选项B和C描述了这种关系,而选项A错误,因为热量是过程量,不能比较物体的热量多少。
6. **阿伏伽德罗常数**:阿伏伽德罗常数N表示每摩尔物质包含的粒子数。水的摩尔质量和水分子的质量之比可以计算单个水分子的质量,而水的摩尔质量和水分子的体积之比可以计算单个水分子占据的空间。选项D正确。
7. **分子力曲线**:根据分子力的特点,分子间距离r小于r0时表现为斥力,大于r0时表现为引力。e点是分子引力和斥力相等的点,通常对应于平衡距离r0。选项B正确,表示ab表示斥力,cd表示吸力,e点的横坐标可能为10^-10m。
8. **分子间斥力的实例**:选项B和C描述了气体分子在受压时表现出的斥力现象,表明分子间存在斥力阻碍进一步压缩。选项A描述的是气体扩散,体现分子运动的自由,选项D描述的万吨水压机对钢锭的作用,是宏观力学效应,非分子斥力。
9. **阿伏伽德罗常数的应用**:选项B正确,1 mol铝与盐酸反应生成1 mol H2,转移的电子数为2NA。选项A不正确,因为气体体积取决于温度和压强。选项C正确,1 mol乙烷燃烧生成气态产物的分子数为NA。选项D正确,SO2和SO3的分子中都只含有一个硫原子。
10. **分子势能变化**:当分子距离由r1(小于r0)变到r2(大于r0)的过程中,分子力先减小(从斥力变为引力),然后增加(引力逐渐增强),最终可能再次减小(如果r2足够大,引力会变得非常小)。分子势能则先减小(因克服斥力做正功),然后增加(克服引力做负功)。所以选项C正确。
11. **油膜法估算分子大小**:油酸分子直径d可以通过油酸的质量m、摩尔质量M、密度ρ和最大面积S来计算,得到d=m/(ρSNA),即第②个选项正确。油酸分子数n可以通过油酸的质量m和摩尔质量M计算,得到n=m/MNA,即第④个选项正确。
12. **分子力的表现**:分子力表现为斥力时,分子间距离满足f斥>f引,即>,解得r<r0。
13. **油膜法实验**:油酸滴的体积V必须小到足以在水面形成单分子层,其数量级大约是10^-10 m^3,这是因为油酸分子直径大约在10^-10米左右,因此油膜面积S应该足够大,使得V/S接近于单个油酸分子的体积。
这些题目涉及了分子动理论的基本概念,包括分子势能、分子热运动、热平衡、分子力、阿伏伽德罗常数、分子力曲线、分子斥力的实例以及油膜法估算分子大小的实验。理解和掌握这些知识点有助于深入理解物质微观世界的性质。