高中物理選修3-3練習(xí)第七章分子動(dòng)理論第1節(jié)

第1節(jié)物體是由大量分子組成的1．把體積為V1(mL)的油酸倒入適量的酒精中，稀釋成V2(mL)的油酸酒精溶液，測(cè)出1mL油酸酒精溶液共有N滴；取一滴溶液滴入水中，最終在水中形成面積為S(cm2)的單分子層油膜，則該油酸分子的直徑大約為A.eq\f(V1,NV2S)m B.eq\f(NV2,V1S)mC.eq\f(V2,NV1S)cm D.eq\f(V1,NV2S)cm解析一滴溶液中純油酸的體積V＝eq\f(V1,NV2)，由d＝eq\f(V,S)得d＝eq\f(V1,NV2S)(注意單位)。答案D2．納米材料具有很多優(yōu)越性，有著廣闊的應(yīng)用前景。邊長(zhǎng)為1nm的立方體，可容納液態(tài)氫分子(其直徑約為10－10mA．102個(gè)B．103個(gè)C．106個(gè)D．109個(gè)解析1nm＝10－9m，則邊長(zhǎng)為1nm的立方體的體積V＝(10－9)3m3＝10－27m3；將液態(tài)氫分子看作邊長(zhǎng)為10－10m的小立方體，則每個(gè)氫分子的體積V0＝(10－10)3m3＝10－30m3，所以可容納的液態(tài)氫分子的個(gè)數(shù)N＝eq\f(V,V0)＝103(個(gè))。液態(tài)氫分子可認(rèn)為分子是緊挨著的，其空隙可忽略，對(duì)此題而言，建立立方體模型比球形模型運(yùn)算更簡(jiǎn)潔。答案B3.已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，摩爾質(zhì)量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023(1)每個(gè)水分子的質(zhì)量。(2)每個(gè)水分子所占的體積。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)解析(1)每個(gè)水分子的質(zhì)量m＝eq\f(M,NA)，代入數(shù)據(jù)解得：m＝3.0×10－26(2)每個(gè)水分子所占的體積V＝eq\f(M,ρNA)，代入數(shù)據(jù)解得：V＝3.0×10－29m答案(1)3.0×10－26kg(2)3.0×10－29[限時(shí)30分鐘，滿分50分]一、選擇題(每小題6分，共30分)1．一艘油輪裝載著密度為9×102kg/m3的原油在海上航行，由于故障而發(fā)生原油泄漏。如果泄漏的原油是9t，海面上風(fēng)平浪靜時(shí)A．108m2 C．1010m2解析泄漏的原油的體積為V＝eq\f(m,ρ)＝10m3，而油分子直徑的數(shù)量級(jí)為10－10m，所以這些原油造成的污染總面積最大為S＝eq\f(V,d)＝1011m2，故D正確。答案D2．(多選)已知阿伏加德羅常數(shù)為NA，銅的摩爾質(zhì)量為M(kg·mol－1)，密度為ρ(kg·m－3)，下面的結(jié)論中正確的是A．1m3銅所含原子的數(shù)目為eq\f(NA,M)B．1個(gè)銅原子的質(zhì)量為eq\f(M,NA)C．1個(gè)銅原子的體積為eq\f(M,ρNA)D．1kg銅所含原子的數(shù)目為NA解析固體與微觀量之間的關(guān)系為摩爾質(zhì)量＝NA·原子質(zhì)量摩爾體積＝NA·原子體積故1m3銅所含原子數(shù)目為：eq\f(ρ,M)·NA，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；1個(gè)銅原子的質(zhì)量為eq\f(M,NA)，故B項(xiàng)正確；一個(gè)銅原子的體積是eq\f(M,ρNA)，故C項(xiàng)正確；1kg銅所含原子的數(shù)目為eq\f(NA,M)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案BC3．(多選)在用油膜法估測(cè)分子直徑大小的實(shí)驗(yàn)中，若已知油的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，油滴質(zhì)量為m，油滴在水面上擴(kuò)散后的最大面積為S，阿伏加德羅常數(shù)為NA，以上各量均采用國(guó)際單位，那么A．油滴分子直徑d＝eq\f(M,ρS)B．油滴分子直徑d＝eq\f(m,ρS)C．油滴所含分子數(shù)N＝eq\f(M,m)NAD．油滴所含分子數(shù)N＝eq\f(m,M)NA解析油膜法測(cè)分子直徑，認(rèn)為油膜的厚度就為分子直徑，油膜的質(zhì)量為m，最大面積為S，則油膜的體積為V＝eq\f(m,ρ)，油滴分子直徑為d＝eq\f(m,ρS)，選項(xiàng)B對(duì)A錯(cuò)；油滴的物質(zhì)的量為eq\f(m,M)，油滴所含分子數(shù)為N＝eq\f(m,M)NA，選項(xiàng)D對(duì)C錯(cuò)。答案BD4．(多選)利用油膜法測(cè)分子直徑，將1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液。已知1cm3溶液有50滴，現(xiàn)取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，隨著酒精溶于水，油酸在水面上形成一單分子層，已測(cè)出這一薄層的面積為A．實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量油酸的體積，且所取油酸的體積為10－4cmB．實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量一個(gè)油酸分子的體積，且油酸分子的體積為10－5cmC．該實(shí)驗(yàn)測(cè)得油酸酒精分子的直徑約為5×10－10D．如果還知道油酸的摩爾體積，則依據(jù)本實(shí)驗(yàn)的測(cè)量結(jié)果還可以測(cè)得阿伏加德羅常數(shù)解析一滴油酸的體積V0＝eq\f(1,200×50)cm3＝1×10－4cm3，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；油酸分子的直徑d＝eq\f(V0,S)＝eq\f(1×10－4,0.2)×10－6m＝5×10－10m，C項(xiàng)正確；若還知道油酸的摩爾體積，則依據(jù)本實(shí)驗(yàn)的測(cè)量結(jié)果，求出對(duì)應(yīng)體積，可以求得阿伏加德羅常數(shù)，D項(xiàng)正確。答案ACD5．空調(diào)在制冷過程中，室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水分越來(lái)越少，人會(huì)感覺干燥。某空調(diào)工作一段時(shí)間后，排出液化水的體積為V，水的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則液化水中水分子的總數(shù)N和水分子的直徑d分別為A．N＝eq\f(M,ρVNA)，d＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))B．N＝eq\f(ρVNA,M)，d＝eq\r(3,\f(πρNA,6M))C．N＝eq\f(ρVNA,M)，d＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))D．N＝eq\f(M,ρVNA)，d＝eq\r(3,\f(πρNA,6M))解析水的摩爾體積Vm＝eq\f(M,ρ)水分子數(shù)N＝eq\f(V,Vm)NA＝eq\f(ρVNA,M)將水分子看成球形，由eq\f(Vm,NA)＝eq\f(1,6)πd3，解得水分子直徑d＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))，C項(xiàng)正確。答案C二、非選擇題(共20分)6．(8分)利用油膜法估測(cè)油酸分子的直徑，實(shí)驗(yàn)器材有：濃度為0.05%(體積分?jǐn)?shù))的油酸酒精溶液、分度值為0.1mL的量筒、盛有適量清水的45×50cm2的淺盤、痱子粉、橡皮頭(1)下面是實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)?zhí)顚懰钡牟襟EC。A．用滴管將濃度為0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1mL油酸酒精溶液時(shí)的滴數(shù)N；B．將痱子粉均勻地撒在淺盤內(nèi)水面上，用滴管吸取濃度為0.05%的油酸酒精溶液，從低處向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足夠大的面積又不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數(shù)n；C．________________________________________________________________________；D．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長(zhǎng)為1cm的正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，算出油酸薄膜的面積S(2)用已給的和測(cè)得的物理量表示單個(gè)油酸分子的直徑為______(單位：cm)。解析本題考查油膜法測(cè)油酸分子直徑的步驟及數(shù)據(jù)處理方法。(1)將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油膜薄膜的形狀畫在玻璃板上。(2)每滴油酸酒精溶液的體積為eq\f(1,N)cm3n滴油酸酒精溶液所含純油酸的體積為V＝eq\f(n,N)×0.05%所以單個(gè)油酸分子的直徑為eq\f(V,S)＝eq\f(n×0.05%,NS)＝eq\f(0.05%n,NS)。答案(1)見解析(2)eq\f(0.05%n,NS)7．(12分)很多轎車中設(shè)有安全氣囊以保障駕乘人員的安全，轎車在發(fā)生一定強(qiáng)度的碰撞時(shí)，利用疊氮化鈉(NaN3)爆炸產(chǎn)生的氣體(假設(shè)都是N2)充入氣囊，若氮?dú)獬淙牒蟀踩珰饽业娜莘eV＝56L，囊中氮?dú)獾拿芏圈眩?.5kg·m－3，氮?dú)獾哪栙|(zhì)量M＝0.028kg·mol－1，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023mol－1，試估算：(1)囊中氮?dú)夥肿拥目倐€(gè)數(shù)N。(2)囊中氮?dú)夥肿娱g的平均距離(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。解析(1)設(shè)N2的物質(zhì)的量為n，