高中物理人教版3第七章分子動理論單元測試 課時(shí)作業(yè)物體是由大量分子組成的

第七章分子動理論第1節(jié)物體是由大量分子組成的1．把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，在水面上形成油酸薄膜，我們認(rèn)為薄膜是由________油酸分子組成的，并把油酸分子簡化成________．油膜的________認(rèn)為是油膜分子的直徑d，測出油膜的面積S和體積V，則分子直徑d＝________.2．除了一些有機(jī)物質(zhì)的大分子外，多數(shù)分子大小的數(shù)量級為________m，分子質(zhì)量的數(shù)量級一般為________kg.3．1mol的任何物質(zhì)都含有________粒子數(shù)，這個數(shù)量用________________來表示，它的數(shù)值通常取NA＝________________________，粗略計(jì)算可取NA＝________________，它是聯(lián)系宏觀量與微觀量的橋梁，它把摩爾質(zhì)量、摩爾體積這些宏觀物理量與____________、____________等微觀物理量聯(lián)系起來．4．關(guān)于分子，下列說法中正確的是()A．分子是球形的，就像我們平時(shí)的乒乓球有彈性，只不過分子非常非常小B．所有分子的直徑都相同C．不同分子的直徑一般不同，但數(shù)量級基本一致D．測定分子大小的方法只有油膜法一種方法5．下列說法中正確的是()A．物體是由大量分子組成的B．無論是無機(jī)物質(zhì)的小分子，還是有機(jī)物質(zhì)的大分子，其分子大小的數(shù)量級都是10－10mC．本節(jié)中所說的“分子”，只包含了化學(xué)中的分子，不包括原子和離子D．分子的質(zhì)量是很小的，其數(shù)量級為10－10kg6．納米材料具有廣泛的應(yīng)用前景，在材料科學(xué)中納米技術(shù)的應(yīng)用使材料科學(xué)日新月異，在1nm的長度上可以排列的分子(其直徑約為10－10m)個數(shù)最接近于()A．1個B．10個C．100個D．1000個【概念規(guī)律練】知識點(diǎn)一油膜法測分子直徑1．在“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，下列哪些假設(shè)是實(shí)驗(yàn)的前提()A．該油膜是單分子油膜B．可以認(rèn)為油膜的厚度就是油酸分子的直徑C．油酸分子是球形D．在油膜中油酸分子是緊密排列的，分子間無間隙2．在做“用油膜法估測分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，所用酒精油酸溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL.用注射器測得1mL上述溶液75滴．把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用筆在玻璃板上描出油酸的輪廓，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，形狀和尺寸如圖1所示，坐標(biāo)中正方形方格的邊長為1cm，試求：圖1(1)油膜的面積是多少平方厘米；(2)每滴酒精油酸溶液中含有純油酸的體積；(3)按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑．知識點(diǎn)二分子的大小3．已知在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol氫氣的體積為L，氫氣分子直徑的數(shù)量級為()A．10－9mB．10－10mC．10－11mD．10－8m4．已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的納米材料具有很多優(yōu)越性能，有著廣闊的應(yīng)用前景．邊長為1nm的立方體可容納液態(tài)氫分子(其直徑約為10－10m)的個數(shù)最接近于()A．102個B．103個C．106個D．109個知識點(diǎn)三阿伏加德羅常數(shù)5．若以M表示水的摩爾質(zhì)量，Vmol表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，ρ為在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，NA為阿伏加德羅常數(shù)，m、Δ分別表示每個水分子的質(zhì)量和體積，下面是四個關(guān)系式()①NA＝eq\f(Vmolρ,m)②ρ＝eq\f(M,NAΔ)③m＝eq\f(M,NA)④Δ＝eq\f(Vmol,NA)A．①和②都是正確的B．①和③都是正確的C．③和④都是正確的D．①和④都是正確的6．某種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M(kg/mol)，密度為ρ(kg/m3)，若用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則：(1)每個分子的質(zhì)量是________kg；(2)1m3的這種物質(zhì)中包含的分子數(shù)目是________；(3)1mol的這種物質(zhì)的體積是________m3；(4)平均每個分子所占據(jù)的空間是________m3.【方法技巧練】求解微觀量的建模技巧7．已知水的密度ρ＝×103kg/m3，水的摩爾質(zhì)量Mmol＝×10－2kg/mol，求：(1)1cm3水中有多少個分子；(2)估算一個水分子的直徑多大．8．已知氧氣分子的質(zhì)量m＝×10－26kg，標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的密度ρ＝kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)NA＝×1023mol－1，求：(1)氧氣的摩爾質(zhì)量；(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣分子間的平均距離；(3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下1cm3的氧氣中含有的氧分子數(shù)．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)1．關(guān)于分子的質(zhì)量，下列說法中正確的是()A．質(zhì)量相同的任何物質(zhì)，其分子的質(zhì)量一定相同B．摩爾數(shù)相同的物質(zhì)，分子的質(zhì)量一定相同C．分子的質(zhì)量之比一定等于它們的摩爾質(zhì)量之比D．密度大的物質(zhì)，分子的質(zhì)量一定大2．關(guān)于物體中的分子數(shù)目，下列說法中正確的是()A．質(zhì)量相等的物體含有相同的分子數(shù)B．體積相同的物體含有相同的分子數(shù)C．物質(zhì)的量相同的物體含有相同的分子數(shù)D．密度相同的氣體含有相同的分子數(shù)3．下列數(shù)值等于阿伏加德羅常數(shù)的是()A．1m3的任何物質(zhì)所含的分子數(shù)B．1kg的任何物質(zhì)所含的分子數(shù)C．標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1mol氣體所含的分子數(shù)D．任何狀態(tài)下1mol任何物質(zhì)所含的分子數(shù)4．在“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，需直接測量的物理量有()A．一滴油滴的體積B．油膜的面積C．油膜的厚度D．酒精油酸溶液的體積及油滴總滴數(shù)5．某氣體的摩爾質(zhì)量為M，摩爾體積為V，密度為ρ，每個分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0，則阿伏加德羅常數(shù)NA可表示為()A．NA＝eq\f(V,V0)B．NA＝eq\f(ρV,m)C．NA＝eq\f(M,m)D．NA＝eq\f(M,ρV0)6．某物質(zhì)的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為μ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則單位體積中所含分子個數(shù)為()A．NA/ρB．NA/μC．μN(yùn)A/ρD．ρNA/μ7．已知水銀的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則水銀分子的直徑是()A．(eq\f(6M,πρNA))eq\f(1,3)B．(eq\f(3M,4πρNA))eq\f(1,3)\f(6M,πρNA)\f(M,ρNA)8．從下列哪一組數(shù)據(jù)可以算出阿伏加德羅常數(shù)()A．水的密度和水的摩爾質(zhì)量B．水的摩爾質(zhì)量和水分子的體積C．水分子的體積和水分子的質(zhì)量D．水分子的質(zhì)量和水的摩爾質(zhì)量題號12345678答案9.(1)某同學(xué)在用油膜法估測分子直徑的實(shí)驗(yàn)中，計(jì)算結(jié)果明顯偏大，可能是由于________．(填選項(xiàng)前字母)A．油酸未完全散開B．油酸中含有大量的酒精C．計(jì)算油膜面積時(shí)舍去了所有不足一格的方格D．求每滴體積時(shí)，1mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴(2)在做“用油膜法估測分子大小”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸mL，用注射器測得1mL上述溶液有200滴，把一滴該溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，測得油酸膜的近似輪廓如圖2所示，圖中正方形小方格的邊長為1cm，則每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是________mL，油酸膜的面積是________cm2.根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑是________m.圖210．鉆石是首飾和高強(qiáng)度的鉆頭、刻刀等工具中的主要材料，設(shè)鉆石的密度為ρ(單位為kg/m3)，摩爾質(zhì)量為M(單位為g/mol)，阿伏加德羅常數(shù)為NA，請寫出a克拉鉆石所含有的分子數(shù)和每個鉆石分子直徑的表達(dá)式．(1克拉＝克)11．1cm3的水中和標(biāo)準(zhǔn)狀況下1cm3的水蒸氣中各有多少個分子？在上述兩種狀態(tài)下，相鄰兩個水分子之間的間距各是多少？12．在我國的“嫦娥奔月”工程中，科學(xué)家計(jì)算出地球到月球的平均距離L＝×105km.已知鐵的摩爾質(zhì)量μ＝×10－2kg/mol，密度ρ＝×103kg/m3.若把鐵的分子一個緊挨一個地單列排起來，筑成從地球通往月球的“分子大道”，試問：(NA＝6×1023mol－1)(1)這條大道共需多少個鐵分子？(2)這些分子的質(zhì)量為多少？第七章分子動理論第1節(jié)物體是由大量分子組成的課前預(yù)習(xí)練1．單層球形厚度eq\f(V,S)2．10－1010－263．相同的阿伏加德羅常數(shù)×1023mol－1×1023mol－1分子質(zhì)量分子大小4．C[分子的形狀非常復(fù)雜，為了研究和學(xué)習(xí)方便，把分子簡化為球形，實(shí)際上不是真正的球形，故A項(xiàng)錯誤；所有分子的直徑一般不同，但數(shù)量級基本一致，為10－10m，故B錯，C對；油膜法只是測定分子大小的一種方法，還有其他方法，如掃描隧道顯微鏡觀察法等，故D項(xiàng)錯誤．]5．A[物體是由大量分子組成的，故A項(xiàng)正確．一些有機(jī)物質(zhì)的大分子大小的數(shù)量級超過10－10m故B項(xiàng)錯誤．本節(jié)中把化學(xué)中的分子、原子、離子統(tǒng)稱為分子，故C項(xiàng)錯誤．分子質(zhì)量的數(shù)量級一般為10－26kg，故D項(xiàng)錯誤．]6．B[納米是長度的單位，1nm＝10－9m，即1nm＝10×10－10m，所以排列的個數(shù)接近于10個，B項(xiàng)正確．]課堂探究練1．ABD[在忽略分子間隙的情況下，油膜為單分子油膜時(shí)，油膜的厚度為分子的大小，即使分子不是球形，這一關(guān)系仍然存在，因此C不是實(shí)驗(yàn)假設(shè)的前提，A、B、D正確．]方法總結(jié)油膜法估測分子大小的原理：假設(shè)組成油酸的分子都是球形的，而且同種物質(zhì)的分子都是一個個大小相同的小球，油酸在水面上形成的油膜是油酸分子緊密且單層排列的．只要測出油膜的面積S和這個油膜的體積V，就可以估算出油膜的厚度(油酸分子的直徑)d，即d＝eq\f(V,S).2．(1)116cm2(2)8×10－6mL(3)×10－10m解析(1)由圖形狀，其中正方形方格97個，用補(bǔ)償法近似處理，可補(bǔ)19個整小方格．實(shí)際占小方格97＋19＝116，那么油膜面積S＝116×1cm2＝116cm2.(2)由1mL溶液中有75滴，1滴溶液的體積為eq\f(1,75)mL，又每104mL溶液中有純油酸6mL，eq\f(1,75)mL溶液中含純油酸的體積為V＝eq\f(6×\f(1,75),104)mL＝8×10－6mL(3)油酸分子直徑d＝eq\f(V,S)＝eq\f(8×10－6,116)cm＝×10－10m方法總結(jié)要明確油膜法估測分子大小的原理，本題的關(guān)鍵是計(jì)算出油膜的面積和換算出每滴酒精油酸溶液中含有的純油酸的體積，解此類題的另一個關(guān)鍵是會利用數(shù)格子的方法求解油膜的面積．解決本題時(shí)常見錯誤是將純油酸的體積換算錯誤，避免錯誤的方法是認(rèn)真審題，弄清溶質(zhì)溶劑的關(guān)系．3．B[分子直徑的數(shù)量級為10－10m，故B項(xiàng)正確．]方法總結(jié)(1)容易直接套用求解固體或液體分子直徑的理想模型，而錯選A.(2)氣體分子間距很大(d≈10r)，不能忽略分子間隙．4．B[1nm＝10－9m，則邊長為1nm的立方體的體積為V＝(10－9)3m3＝10－27m3.估算時(shí)，可將液態(tài)氫分子看作邊長為10－10m的小立方體，則每個氫分子的體積V0＝(10－10)3m3＝10－30m3，所以可容納的液態(tài)氫分子個數(shù)N＝eq\f(V,V0)＝103個．]方法總結(jié)可認(rèn)為液態(tài)氫分子緊挨著，空隙可忽略．建立立方體模型比建立球形模型運(yùn)算更簡捷．5．B[對于氣體，宏觀量M、Vmol、ρ之間的關(guān)系式仍適用，有M＝ρVmol.根據(jù)宏觀量與微觀量之間的關(guān)系式可得m＝eq\f(M,NA)，所以③式正確．NA＝eq\f(M,m)＝eq\f(Vmolρ,m)，所以①式正確．而對于氣體分子來說，由于其兩鄰近分子間距離太大，Δ＝eq\f(Vmol,NA)求出的是相鄰兩分子間的平均距離，而不是單個氣體分子的體積(其體積遠(yuǎn)小于該值)，所以④式不正確．而②式是將④式代入①式得出的，也是不正確的．故B選項(xiàng)正確．]方法總結(jié)阿伏加德羅常數(shù)一手牽著宏觀量，一手?jǐn)y著微觀量．應(yīng)用它，在已知一個宏觀量的情況下，可以求出微觀量；反之，已知一個微觀量，也可以求出宏觀量；當(dāng)然已知一個微觀量，再加上一個宏觀量，也是可以求出阿伏加德羅常數(shù)的．阿伏加德羅常數(shù)既聯(lián)系著質(zhì)量端，也聯(lián)系著體積端，質(zhì)量端的應(yīng)用沒什么問題，體積端的應(yīng)用要注意針對氣體時(shí)，微觀體積量應(yīng)該是氣體分子占據(jù)的平均空間，絕不是單個氣體分子的體積，它們的差距是相當(dāng)大的，在10倍左右．6．(1)eq\f(M,NA)(2)eq\f(ρNA,M)(3)eq\f(M,ρ)(4)eq\f(M,ρNA)解析(1)每個分子的質(zhì)量等于摩爾質(zhì)量與阿伏加德羅常數(shù)的比值，即m0＝eq\f(M,NA)(2)1m3的這種物質(zhì)中含有的分子的物質(zhì)的量為n＝eq\f(1,\f(M,ρ))＝eq\f(ρ,M)故1m3的這種物質(zhì)中包含的分子數(shù)目為nNA＝eq\f(ρNA,M)(3)1mol的這種物質(zhì)的體積是摩爾體積，即Vmol＝eq\f(M,ρ)(4)平均每個分子所占據(jù)的空間是摩爾體積與阿伏加德羅常數(shù)的比值，即V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(M,ρNA)7．(1)×1022個(2)×10－10m或×10－10m解析水的摩爾體積為Vmol＝eq\f(Mmol,ρ)＝eq\f×10－2,×103)m3/mol＝×10－5m3/mol.(1)1cm3水中水分子的數(shù)目為n＝eq\f(V,Vmol)NA＝eq\f(10－6××1023,×10－5)個≈×1022個．(2)建立水分子的球形模型，有eq\f(1,6)πd3＝eq\f(Vmol,NA).水分子的直徑為d＝eq\r(3,\f(6Vmol,NA·π))＝eq\r(3,\f(6××10－5,×1023×)m≈×10－10m.再如建立水分子的立方體模型，有d3＝eq\f(Vmol,NA).水分子的直徑為d＝eq\r(3,\f(Vmol,NA))＝eq\r(3,\f×10－5,×1023))m≈×10－10m.方法總結(jié)對于固體、液體在微觀量的計(jì)算中，特別是計(jì)算分子直徑時(shí)，把固體、液體分子看成球形或一個小立方體．當(dāng)把固體、液體分子看成球形時(shí)，分子直徑d＝eq\r(3,\f(6V0,π))＝eq\r(3,\f(6Vmol,πNA))；當(dāng)把固體、液體分子看成立方體時(shí)，d＝eq\r(3,V0)＝eq\r(3,\f(Vmol,NA))，其中V0為每個分子的體積，Vmol為摩爾體積．8．(1)×10－2kg/mol(2)×10－9m(3)×1019個解析(1)氧氣的摩爾質(zhì)量為M＝NA·m＝×1023××10－26kg/mol＝×10－2kg/mol.(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的摩爾體積V＝eq\f(M,ρ)，所以每個氧分子所占空間V0＝eq\f(V,NA)＝eq\f(M,ρNA)，而每個氧分子占有的體積可以看成是棱長為a的立方體，即V0＝a3，則a3＝eq\f(M,ρNA)，a＝eq\r(3,\f(M,ρNA))＝eq\r(3,\f×10－2,××1023))m＝×10－9m.(3)1cm3氧氣的質(zhì)量m′＝ρV′＝×1×10－6kg＝×10－6kg則1cm3氧氣中含有的氧分子個數(shù)n＝eq\f(m′,m)＝eq\f×10－6,×10－26)個＝×1019個方法總結(jié)氣體分子不是一個一個緊密排列的，它們分子間的距離很大，所以氣體分子的大小不等于分子所占有的平均空間，此時(shí)每個分子占有的空間一般視為棱長為a的立方體，其大小可表示為a＝eq\r(3,\f(Vmol,NA))，其中Vmol為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的摩爾體積．a(chǎn)也可理解為氣體分子間的平均距離．課后鞏固練1．C3．CD[1mol任何物質(zhì)所含的分子數(shù)均為×1023個，這一數(shù)值稱為阿伏加德羅常數(shù)，因此，A、B錯誤，C、D正確．]4．BD5．BC[氣體分子間距離很大，氣體的體積并不等于每個分子的體積之和，A錯，氣體的質(zhì)量等于每個分子質(zhì)量之和，C對．由于M＝ρV，B對．氣體的密度是對大量氣體分子而言的，一個分子質(zhì)量m≠ρV0，D錯．]6．D[已知物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為μ，密度為ρ，則物質(zhì)的摩爾體積為eq\f(μ,ρ)，則單位體積中所含分子的個數(shù)為eq\f(1,\f(μ,ρ))·NA＝eq\f(ρNA,μ)，故本題選D.]7．A[水銀的摩爾體積為V＝eq\f(M,ρ)，水銀分子的體積V′＝eq\f(V,NA)＝eq\f(M,ρNA)；把分子看成球形，據(jù)V′＝eq\f(1,6)πD3得水銀分子直徑D＝(eq\f(6M,πρNA))eq\f(1,3)，A對．]8．D[A項(xiàng)：無論是水的體積、水的物質(zhì)的量還是水的質(zhì)量，都不能將ρ、MA與NA聯(lián)系起來，故無法求出NA.同理可判斷B、C兩項(xiàng)均不能求出NA.D項(xiàng)：取n摩爾水為研究對象，則其質(zhì)量m＝nMA，水的分子總數(shù)N＝eq\f(m,m0)＝eq\f(nMA,m0)，故NA＝eq\f(N,n)＝eq\f(MA,m0)，其中m0為水分子的質(zhì)量．]9．(1)AC(2)5×10－740×10－10解析(1)油酸分子直徑d＝eq\f(V,S).計(jì)算結(jié)果明顯偏大，可能是V取大了或S取小了，油酸未完全散開，所測S偏小，d偏大，A正確；油酸中含有大量的酒精，不影響結(jié)果，B錯；若計(jì)算油膜面積時(shí)舍去了所有不足一格的方格，使S變小，d變大，C正確；若求每滴體積時(shí)，1mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴，使V變小，d變小，D不正確．(2)每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為V＝eq\f,1000)×eq\f(1,200)mL＝5×10－7mL油膜的面積S＝40×1cm2＝40cm2，分子直徑d＝eq\f(5×10－7×10－6,40×10－4)m＝×10－10m.\f,M)NAeq\r(3,\f(6M×10－3,NAρπ))解析a克拉鉆石的摩爾數(shù)為M，所含分子數(shù)為n＝eq\f,M)NA.鉆石的摩爾體積為V＝eq\f(M×10－3,ρ)(單位為m3/mol)，每個鉆石分子的體積為V0＝eq\f(V,NA)＝eq\f(M