高中物理 第七章 分子动理论 1 物体是由大量分子组成的成长训练 新人教版选修3-3.doc

1 物体是由大量分子组成的主动成长夯基达标1.设某固体物质的摩尔质量为，密度为，此种物质样品的质量为m，体积为v，分子总数为n，阿伏加德罗常数为na，则下列表示一个分子的质量的表示式中正确的是（ ）a. b. c. d.解析：1 mol该物质的质量为，且含有na个分子，所以分子质量为，选项b正确.又由于质量为m的样品中分子总数为n，分子质量又可以表示为，选项c正确.答案:bc2.已知水银的摩尔质量为m，密度为，阿伏加德罗常数为n，则水银分子的直径是（ ）a. b. c. d.解析：水银的摩尔体积为，水银分子的体积，把分子看成球形，据得水银分子直径.答案:a3.只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子间的平均距离（ ）a.阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量b.阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度c.阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积d.该气体的密度、体积和摩尔质量解析：设气体的密度、摩尔质量和摩尔体积分别为、m和v，则v=m/，因为1摩尔气体中的分子数为阿伏加德罗常数n=6.021023,因此可以估算出每个气体分子所占的体积v=v/n.故，知道阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，就可估算出气体中分子间的平均距离，选b.答案:b4.已知油滴质量为0.01 g，油滴在水面上形成油膜面积约为102 m2，由此估算油的密度为（ ）a.8103 kg/m3 b.8102 kg/m3 c.102 kg/m3 d.104 kg/m3解析：所给出的4个答案数值相差悬殊，因此适宜用估算法，本例采用单层分子油膜模型，但已知条件不足，未给出油分子大小，可按常识补充这一数据，数据的误差不致影响选择的正确性.按常识，分子直径约为d=10-10 m，按单层分子膜模型，油滴体积为v=ds，故密度为=10-5108 kg/m2=103 kg/m2比较可知，与选项b最接近，故选择b.答案:b5.利用油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是（ ）a.一滴油的质量和它的密度 b.一滴油的体积和它的密度c.一滴油的体积和它散成油膜的最大面积 d.所成油膜的厚度和它的密度解析：用油膜法估测分子直径时，所用的计算公式是.答案:c6.已知金刚石的密度为3.5103 kg/m3,现有一小块金刚石，其体积是5.710-8 m3,则这一小块金刚石含有碳原子个数约是（ ）a.1020个 b.1021个 c.1022个 d.1023个解析：已知金刚石的密度和体积，可求得金刚石的质量；再利用碳的摩尔质量和金刚石的质量，求得这块金刚石的物质的量；最后，利用阿伏加德罗常数求解.设金刚石的质量为m则m=v=3.51035.710-8 kg=1.99510-4 kg金刚石的摩尔质量为0，物质的量为n，0=1.210-2 kg/mol,根据n=m/0,得n=1.6610-2 mol,根据阿伏加德罗常数为6.021023 mol-1,得n=1.6610-26.0210239.9951022 个.答案:c7.在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验简要步骤如下：a.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算一个）再根据方格的边长求出油膜的面积sb.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上c.用浅盘装入约2 cm深的水，然后用痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上d.用公式求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小e.根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积vf.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数上述实验步骤的合理顺序是_.答案:f c b a e d8.已知空气摩尔质量为2.910-2 kg/mol,阿伏加德罗常数为6.0210-23 mol-1,成年人做一次深呼吸，在标准状态下吸入450 cm3的空气，则做一次深呼吸吸入空气质量为_ kg，吸入的空气分子数大约_个.（保留两位有效数字）解析：已知空气的摩尔体积为22.410-3 m3/mol,则吸入空气的质量为2.910-2kg=5.810-4kg,吸入空气的分子数目为6.021023个=1.21022个.答案:5.810-4 1.210229.已知铜的密度为8.9103 kg/m3,铜的相对原子质量为64，质子和中子质量均为1.6710-27 kg,则铜块中平均每个铜原子所占的空间体积约为_ m3.解析：解法1 由题意可知铜的摩尔质量为0.064 kg,可得其摩尔体积=7.210-6 m3故每个铜原子所占的空间体积为=1.210-29 m3.解法2 铜原子的核子数为64（电子质量不计），所以铜原子的质量为m=641.6710-27kg=1.0910-25kg.故每立方米的铜原子个数为=8.171028 m-3.所以每个铜原子所占的空间体积为 m3=1.210-29 m3.点评：解法1是常规解法，也容易理解，但需要记住阿伏加德罗常数（也可由na=计算出）.解法2中要明确相对原子质量即为核子总数，也可以理解为摩尔质量，掌握了这一点，解决问题就不困难.答案:1.210-2910.已知水的摩尔质量为18 g/mol,密度为103 kg/m3，赤道周长为4104 km，若水分子并排环绕赤道一周，则大约须用水多少克？解析：由题意得，单个水分子的体积 m3=310-29 m3,则单个水分子的线度大约为 m=3.110-10 m,赤道的周长c=4104 km=4107 m，所以赤道一周所需分子个数=1.31017个，故所需水分子的质量为18 g=3.910-6 g.答案:3.910-6 g11.将1 cm3的油酸溶于酒精，制成500 cm3的酒精油酸溶液，已知1滴该溶液的体积是,现取1滴该溶液，滴在水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成单分子的油膜层，油膜面积为0.17 m2，由此估算分子直径.解析：先根据油酸的酒精溶液中油酸和溶液的体积比，算出1滴油酸溶液中油酸的体积，再由油膜的面积求出油膜的厚度.1滴油酸溶液中油酸的体积为10-6 m3=510-11 m3水面上形成油膜的厚度为=2.910-10 m即油酸分子直径约为2.910-10 m.答案:2.910-10 m走近高考12.（2005江苏高考，4）某气体的摩尔质量为m，摩尔体积为v，密度为，每个分子的质量和体积分别为m和v0,则阿伏加德罗常数na可表示为（ ）a. b. c. d.解析：或，故bc项正确.答案:bc13.已知地球半径r=6.4106 m,地球表面的重力加速度g=9.8 m/s2,大气压p0=1.0105 pa,空气平均摩尔质量m=2.910-2 kg/mol,阿伏加德罗常数na=61023 mol-1，在下列问题的探索中还可查用其他数据.（1）估算地球周围大气层的空气分子数；（2）假如把地球大气全部变为液体而分布在地球表面，地球的半径将增加多少？解析：（1）因为大气压是大气重力产生的，所以大气的总质量为5.21018 kg地球周围大气层中空气分子总数为1.01044（2）虽然各种液体的密度不同，但数量级为103 kg/m3,现以水的密度来代替液化空气的密度，液化空气的体积=5.21015 m3设大气变为液体后均匀分布在地球表面，使地球半径增加r，则有考虑到r远小于r，忽略r的二次项和三次项，可得=10 m.答案:（1）1.01044个 （2）10 m14.利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数，把密度=0.8103 kg/m3的某种油，用滴管吸出一滴油滴在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为v=0.510-3 cm3，形成的油膜面积为s=0.7 m2，油的摩尔质量m=0.09 kgmol-1，若把油膜看成是单分子层，每个油分子看成球形，那么：（1）油分子的直径是多少？（2）由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数na是多少？（先列出计算式，再代入数据计算，只要求保留一位有效数字）解析：（1）油分子的直径为=7.110-10 m.（2）油的摩尔体积为，每个油分子的体积为v0=，所以阿伏加德罗常数为，联立可得，将题目中的数据代入式中可得na=61023 mol-1.答案:（1）7.110-10 m （2）61023 mol-1注意：固体和液体的分子都可以看成球形，且每个分子一个挨一个紧密的排列，中间没有空隙.15.在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104 ml溶液中有纯油酸6 ml，用注射器测得1 ml上述溶液中有液滴50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图7-1-1所示，坐标纸中正方形小方格的边长为20 mm，求：图7-1-1（1）油酸膜的面积是多少？（2）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？（3）根据上述数据，估测油酸分子的直径是多少？解析：（1）求油酸膜的面积时，先数出“整”方格的个数.对剩余小方格的处理方法是：不足半个的舍去，多于半个的算一个.数一下共有59个小方格.面积s=ns0=59（2010-3）2 m