高中物理人教版3第七章分子動理論單元測試 課時作業(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．無論是無機物質(zhì)的小分子，還是有機物質(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】知識點一油膜法測分子直徑1．在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，下列哪些假設(shè)是實驗的前提()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”的實驗中，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)按以上實驗數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑．知識點二分子的大小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”實驗中，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．μNA/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驗中，計算結(jié)果明顯偏大，可能是由于________．(填選項前字母)A．油酸未完全散開B．油酸中含有大量的酒精C．計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格D．求每滴體積時，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”的實驗時，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，實際上不是真正的球形，故A項錯誤；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項錯誤．]5．A[物體是由大量分子組成的，故A項正確．一些有機物質(zhì)的大分子大小的數(shù)量級超過10－10m故B項錯誤．本節(jié)中把化學(xué)中的分子、原子、離子統(tǒng)稱為分子，故C項錯誤．分子質(zhì)量的數(shù)量級一般為10－26kg，故D項錯誤．]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，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不是實驗假設(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，用補償法近似處理，可補19個整小方格．實際占小方格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，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，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、液體在微觀量的計算中，特別是計算分子直徑時，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，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，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：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兩項均不能求出NA.D項：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；若計算油膜面積時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，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