【物理】2020届一轮复习人教版物体是由大量分子组成的课时作业 12页

‎2020届一轮复习人教版 物体是由大量分子组成的 课时作业 ‎1．(多选)关于分子，下列说法中正确的是(　　)‎ A．把分子看做小球是对分子的简化模型，实际上，分子的形状并不真的都是小球 B．所有分子的直径都相同 C．不同分子的直径一般不同，但数量级基本一致 D．测定分子大小的方法有多种，油膜法只是其中一种方法 答案　ACD 解析　所有分子的直径并不完全相同，但分子数量级基本一致，B错，故选A、C、D。‎ ‎2．利用单分子油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是(　　)‎ A．一滴油酸的体积和它的密度 B．一滴油酸的体积和它散成油膜的最大面积 C．一滴油酸的质量和它的密度 D．一滴油酸形成油膜的厚度和它的密度 答案　B 解析　由单分子油膜法估测分子直径的实验原理可知，分子直径d＝，故选B。‎ ‎3．在“用油膜法估测分子的大小”实验中所用的油酸酒精溶液为每1000 mL溶液中含有纯油酸0．6 mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。若每一小方格的边长为25 mm，试问：‎ ‎(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为________油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________。图中油酸膜的面积为________m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________ m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________ m。(结果保留两位有效数字)‎ ‎(2)某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法可能正确的是________。‎ A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算 B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理 C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数 D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 答案　(1)单分子　直径　4．4×10－2　1．2×10－11　2．7×10－10　(2)ACD 解析　(1)油膜约占70个小格，面积约为S＝70×25×25×10－6 m2≈4．4×10－2 m2，一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V＝××10－6 m3＝1．2×10－11 m3，油酸分子的直径约等于油膜的厚度，d＝＝ m≈2．7×10－10 m。‎ ‎(2)由d＝知，结果偏大的原因是V的测量值偏大或S的测量值偏小，故A、C、D正确。‎ ‎4．在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M＝0．283 kg·mol－1，密度ρ＝0．895×103 kg·m－3。若100滴油酸的体积为1 mL，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？（取NA＝6．02×1023 mol－1，球的体积V与直径D的关系为V＝πD3，结果保留一位有效数字）‎ 答案　10 m2‎ 解析　一滴油酸的体积V＝×10－6 m3＝1×10－8 m3，由球的体积与直径的关系得分子直径D＝ 最大面积S＝＝，解得S≈10 m2。‎ 知识点二·分子的大小　阿伏加德罗常数 ‎5．用油膜法测出油分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，只需知道油滴的(　　)‎ A．摩尔质量 B．摩尔体积 C．体积 D．密度 答案　B 解析　阿伏加德罗常数NA＝。其中Vmol为摩尔体积，V0为一个分子的体积，故B正确。‎ ‎6．用筷子滴一滴水，体积约为0．1 cm3，这一滴水中含有水分子的个数最接近(阿伏加德罗常数NA＝6×1023 mol－1，水的摩尔体积为Vmol＝18 cm3/mol)(　　)‎ A．6×1023个 B．3×1021个 C．6×1019个 D．3×1017个 答案　B 解析　n＝＝个≈3×1021个，故B正确。‎ ‎7．从下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数(　　)‎ A．水的密度和水的摩尔质量 B．水的摩尔质量和水分子的体积 C．水分子的体积和水分子的质量 D．水分子的质量和水的摩尔质量 答案　D 解析　据阿伏加德罗常数的定义可知D项正确。‎ ‎8．阿伏加德罗常数是NA，铜的摩尔质量为M，铜的密度是ρ，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．1 m3铜所含原子数目是 B．1 kg铜所含原子数目是ρNA C．1个铜原子的质量是 D．1个铜原子占有的体积为 答案　A 解析　据已知条件知1 m3铜的质量为ρ kg，相当于 mol，所含原子数为 ·NA，A正确；1 kg铜所含原子数目是，B错误；每个原子的质量为，C错误；每个原子占有体积为＝，D错误。‎ ‎9．把冰分子看成一个球体，不计冰分子间空隙，则由冰的密度ρ＝9×102 kg/m3，可估算得冰分子直径的数量级是(　　)‎ A．10－8 m B．10－10 m C．10－12 m D．10－14 m 答案　B 解析　冰的摩尔体积V＝＝＝2×10－5 m3/mol，单个冰分子体积V0＝≈0．33×10－28 m3，由D＝可知B对。‎ ‎10．某种物质的摩尔质量为M(kg/mol)，密度为ρ(kg/m3)，若用NA表示阿伏加德罗常数，则 ‎(1)每个分子的质量是________ kg；‎ ‎(2)1 m3的这种物质中包含的分子数是________；‎ ‎(3)1 mol的这种物质的体积是________ m3；‎ ‎(4)平均每个分子所占据的空间是________ m3。‎ 答案　(1)　(2)(个)　(3)　(4) 解析　(1)每个分子的质量等于摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值，即m0＝。‎ ‎(2)1 m3的这种物质中含有的分子的物质的量n＝＝(mol)，故1 m3的这种物质中含有的分子数为n·NA＝(个)。‎ ‎(3)1 mol这种物质的体积，即摩尔体积Vm＝。‎ ‎(4)平均每个分子所占据的空间是摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值，即V0＝＝。‎ ‎11．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，已知纯油酸的摩尔质量为M，‎ 密度为ρ，一滴油酸溶液中含纯油酸的质量为m，一滴油酸溶液滴在水面上扩散后形成的纯油酸油膜最大面积为S，阿伏加德罗常数为NA。以上各量均采用国际单位制，对于油酸分子的直径和分子数量有如下判断：‎ ‎①油酸分子直径d＝ ‎②油酸分子直径d＝ ‎③一滴油酸溶液中所含油酸分子数n＝NA ‎④一滴油酸溶液中所含油酸分子数n＝NA 以上判断正确的是________。‎ 答案　②④‎ 解析　由纯油酸的质量与密度的关系可得体积为：‎ V＝①‎ 由所形成油膜面积S可得纯油酸分子的直径为：‎ d＝②‎ 由①②可得：d＝ 一滴油酸溶液中含有纯油酸的物质的量为： 一滴油酸溶液中所含油酸分子数n＝NA 因此，本题正确答案是②④。‎ ‎12．如图所示，一棱长为L的立方体容器内充有密度为ρ的某种气体，已知该气体的摩尔质量为μ，阿伏加德罗常数为NA。求：‎ ‎(1)容器内气体的分子数；‎ ‎(2)气体分子间的平均间距。‎ 答案　(1)　(2) 解析　(1)气体质量为：m＝ρV＝ρL3，‎ 物质的量为：n＝＝，‎ 分子数为：N＝nNA＝。‎ ‎(2)设气体分子间的平均间距为d。‎ 将分子占据的空间看做立方体，则有：Nd3＝L3，‎ 可得d＝。‎ ‎ [提升训练]‎ 一、选择题 ‎1．(多选)油膜法粗略测定分子直径的实验基础是(　　)‎ A．把油酸分子视为球形，其直径即为油膜的厚度 B．让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜 C．油酸分子的直径等于滴到水面上的油酸酒精溶液的体积除以油膜的面积 D．油酸分子直径的数量级是10－15 m 答案　AB 解析　油酸在水面上形成单分子油膜，将油酸分子视为球形，其分子直径即为油膜的厚度，它等于滴在水面上的油酸的体积除以油膜的面积，故A、B正确，C错误，油酸分子直径的数量级为10－10 m，故D错误。‎ ‎2．(多选)关于物体中的分子，下列说法中错误的是(　　)‎ A．质量相同的物体含有相同的分子数 B．体积相同的物体含有相同的分子数 C．摩尔数相同的物体含有相同的分子数 D．在标准状态下，体积相同的不同气体含有相同的分子数 答案　AB 解析　物质所含的分子数，由物质的质量和该物质的摩尔质量决定，也可以由该物质的体积和它的摩尔体积决定，故A、B说法是错误的。‎ ‎3．利用油膜法可估测分子的大小，关于实验中油膜的测量方法，下列说法正确的是(　　)‎ A．油酸酒精溶液滴入水中后，应立即用刻度尺去测量油酸油膜的面积 B．油酸酒精溶液滴入水中后，应让油酸尽可能地散开，再用刻度尺去测量油膜的面积 C．油酸酒精溶液滴入水中后，应立即将油膜的轮廓画到玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的面积 D．油酸酒精溶液滴入水中后，应让油酸尽可能地散开，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，然后再利用坐标纸去计算油膜的面积 答案　D 解析　在测量油膜面积时，应让油酸尽可能地散开，然后在玻璃板上画下油膜的轮廓，用坐标纸通过数所有有效方格数来计算油膜的面积，故D项正确。‎ ‎4．在标准状况下，水蒸气的摩尔体积是22．4×10－3 m3/mol，则水蒸气分子的平均间距约是水分子直径的(　　)‎ A．1倍 B．10倍 C．100倍 D．1000倍 答案　B 解析　水蒸气是气体，在标准状况下的摩尔体积是22．4×10－3 m3/mol，每个水蒸气分子所占体积(包括水蒸气分子和它的周围空间的体积)为 V0＝＝ m3≈3．72×10－26 m3‎ 把每个分子和它所占据空间看成一个小立方体，分子间距等于每个立方体的边长，即 d＝＝ m≈3．34×10－9 m 水的摩尔体积V mol＝18×10－6 m3/mol，一个水分子的体积为，把水分子看成球体，其直径为D＝＝ m≈3．85×10－10 m 所以≈10。‎ ‎5．某种油剂的密度为8×102 kg/m3，若不慎将0．8 kg的这种油剂漏到湖水中并形成单分子油膜，则湖面受污染面积约为(　　)‎ A．10－3 m2 B．107 cm2‎ C．10 km2 D．10－10 m2‎ 答案　C 解析　根据m＝ρV＝ρ ·SD得湖面受污染面积S＝＝ m2＝107 m2，故选C。‎ ‎6．某固体物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则每个分子的质量和单位体积内所含的分子数分别是(　　)‎ A．、 B．、 C．、 D．、 答案　D 解析　每个分子的质量m0＝，A、C错误；单位体积含有的摩尔数为，所含分子数为，B错误，D正确。‎ ‎7．假如全世界60亿人同时数1 g水的分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取6×1023 mol－1)(　　)‎ A．10年 B．1000年 C．10万年 D．1000万年 答案　C 解析　关键是求出1 g水含有的分子个数。1 g水的物质的量为 mol，因此含有的水分子个数为×6×1023个≈3．3×1022个，故所用时间为 h≈1×105年。故C正确。‎ 二、非选择题 ‎8．(1)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，某同学配置好油酸酒精溶液，并测出一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为V，之后又进行了下列操作，其中错误的一项是________；其余正确操作的合理顺序是________。‎ A．将一滴纯油酸滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜 B．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜 C．向浅盘中倒入2 cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 D．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S，再根据d＝估算出油酸分子的直径 E．将玻璃板盖到浅盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上 ‎(2)在“用油膜法估测分子的大小”实验中所用的酒精油酸溶液的浓度为每1000 mL溶液中有纯油酸0．6 mL，用量筒测得1 mL上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，则油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形方格的边长为1 cm，则：‎ ‎①油酸膜的面积是________cm2。‎ ‎②实验测出油酸分子直径是________m。(结果保留两位有效数字)‎ 答案　(1)A　CBED　(2)①118　②6．4×10－10‎ 解析　(1)“用油膜法估测分子的大小”实验的步骤为：准备浅盘→配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→形成油膜→描绘油膜边缘→计算分子直径。将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜，故A错误；其余正确操作的合理顺序是CBED。‎ ‎(2)由题图可以知道，油膜占118个格，油膜的面积 S＝1×1×118 cm2＝118 cm2。‎ 一滴溶液中含纯油酸的体积 V＝× mL＝7．5×10－6 mL，‎ 油酸分子的直径 d＝＝≈6．4×10－8 cm ‎＝6．4×10－10 m。‎ ‎9．已知空气的摩尔质量M＝29×10－3 kg/mol，则空气分子的平均质量为多大？成年人做一次深呼吸，约吸入450 cm3的空气(视为标准状态下，‎ ‎1 mol空气体积为22．4×10－3 m3)，所吸入的空气分子数约为多少？(阿伏加德罗常数为6．0×1023 mol－1，计算结果取两位有效数字)‎ 答案　4．8×10－26 kg　1．2×1022‎ 解析　设空气分子的平均质量为m0，阿伏加德罗常数用NA表示，则 m0＝＝ kg≈4．8×10－26 kg 要估算成年人吸入的空气分子数，先应估算出吸入空气的物质的量n，则 n＝＝ mol≈2．0×10－2 mol 因此，吸入的空气分子数为：‎ N＝nNA＝2．0×10－2×6．0×1023＝1．2×1022。‎ ‎10．金刚石俗称“金刚钻”，也就是我们常说的钻石，它是一种由纯碳组成的矿物，也是自然界中最坚硬的物质。已知金刚石的密度ρ＝3500 kg/m3。碳原子的摩尔质量为1．2×10－2 kg/mol，现有一块体积V＝5．7×10－8 m3的金刚石，阿伏加德罗常数为6．02×1023 mol－1。(计算结果保留两位有效数字)‎ ‎(1)它含有多少个碳原子？‎ ‎(2)假如金刚石中碳原子是紧密地堆在一起的，把金刚石中的碳原子看成球体，试估算碳原子的直径。‎ 答案　(1)1．0×1022　(2)2．2×10－10 m 解析　(1)金刚石的质量 m＝ρV＝3500×5．7×10－8 kg≈2．0×10－4 kg 碳的物质的量 n＝＝ mol≈1．7×10－2 mol 金刚石所含碳原子数 N＝n·NA＝1．7×10－2×6．02×1023≈1．0×1022。‎ ‎(2)一个碳原子的体积 V0＝＝ m3＝5．7×10－30 m3‎ 把金刚石中的碳原子看成球体，‎ 则由公式V0＝d3可得碳原子直径为 d＝＝ m≈2．2×10－10 m。‎ ‎11．在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，体积为1×104 mL的油酸酒精溶液中有纯油酸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，然后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标中正方形小方格的边长为20 mm。求：‎ ‎(1)油膜的面积约为多少？‎ ‎(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，估测出油酸分子的直径是多少？(结果保留两位有效数字)‎ 答案　(1)2．36×10－2 m2　 (2)1．2×10－11 m3‎ ‎(3)5．1×10－10 m 解析　(1)数出在油膜轮廓内的格数(面积大于半个方格的算一个，不足半格的舍去)为59个，油膜面积约为S＝59×(20×10－3 m)2＝2．36×10－2 m2。‎ ‎(2)设50滴油酸酒精溶液的体积为V mL，且油酸酒精溶液的体积分数为ρ＝0．06%，故每滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为 V0＝ρ＝×0．06%×10－6 m3＝1．2×10－11 m3。‎ ‎(3)把油酸薄膜的厚度视为油酸分子的直径，可估算出油酸分子的直径 d＝＝ m≈5．1×10－10 m。‎ ‎12．已知氧气分子的质量m＝5．3×10－26 kg，标准状况下氧气的密度ρ＝1．43 kg/m3，阿伏加德罗常数NA＝6．02×1023 mol－1，求：‎ ‎(1)氧气的摩尔质量；‎ ‎(2)标准状况下氧气分子间的平均距离；‎ ‎(3)标准状况下1 cm3的氧气中含有的氧分子数。(保留两位有效数字)‎ 答案　(1)3．2×10－2 kg/mol　(2)3．3×10－9 m ‎(3)2．7×1019个 解析　(1)氧气的摩尔质量为M＝NA·m＝6．02×1023×5．3×10－26 kg/mol≈3．2×10－2 kg/mol。‎ ‎(2)标准状况下氧气的摩尔体积V＝，所以每个氧分子所占空间V0＝＝。而每个氧分子占有的体积可以看成是棱长为a的立方体，即V0＝a3，则a3＝，a＝ ＝ ≈3．3×10－9 m。‎ ‎(3)1 cm3氧气的质量 m′＝ρV′＝1．43×1×10－6 kg＝1．43×10－6 kg 则1 cm3氧气中含有的氧分子个数 N＝＝≈2．7×1019个。‎