第07章分子動理論（B卷提升篇）

選修3-3第七章分子動理論-B卷提升篇（解析版）（時間：90分鐘，滿分：100分）第I卷選擇題一、單項選擇題(每題3分，8小題，共24分)1.從下列哪一組數可以估算出阿伏加德羅常數()A．一定量H2的質量與體積B．H2的摩爾體積與分子直徑C．H2的摩爾質量與分子質量D．H2的摩爾體積與摩爾數【答案】C【解析】根據一定量H2的質量與體積，只能求解密度，不能求解阿伏加德羅常數，選項A錯誤；由H2的分子直徑能求解分子體積，但是不知道一個分子占據的空間，則根據H2的摩爾體積與分子直徑不能求解阿伏加德羅常數，選項B錯誤；H2的摩爾質量除以分子質量，可得阿伏加德羅常數，選項C正確；已知H2的摩爾體積與摩爾數也不能求解阿伏加德羅常數，選項D錯誤；故選C。2．把墨汁用水稀釋后取出一滴放在顯微鏡下觀察，如圖所示，下列說法中正確的是()A．在顯微鏡下既能看到水分子也能看到懸浮的小炭粒，且水分子不停地撞擊炭粒B．小炭粒在不停地做無規(guī)則運動，這就是所說的分子熱運動C．越小的炭粒，運動越明顯D．在顯微鏡下看起來連成一片的液體，實際上就是由許許多多靜止不動的水分子組成的【答案】C【解析】水分子在顯微鏡下是觀察不到的，故A錯；據布朗運動的含義知道B錯誤，C正確；水分子不是靜止不動的，D錯。3．已知阿伏加德羅常數為NA，某物質的摩爾質量為M，則該物質的分子質量和mkg水中所含氫原子數分別是()A.eq\f(M,NA)，eq\f(1,9)mNA×103 B．MNA,9mNAC.eq\f(M,NA)，eq\f(1,18)mNA×103 D．eq\f(NA,M)，18mNA【答案】A【解析】某物質的摩爾質量為M，故其分子質量為eq\f(M,NA)；mkg水所含摩爾數為eq\f(m×103,18)，故氫原子數為eq\f(m×103,18)×NA×2＝eq\f(mNA×103,9)，故A選項正確。4．關于溫度的概念，下列說法正確的是()A．溫度是分子平均動能的標志，物體的溫度越高，則分子的平均動能越大B．溫度是分子平均動能的標志，溫度升高，則物體的每一個分子的動能都增大C．某物體當其內能增加時，該物體的溫度一定升高D．甲物體的溫度比乙物體高，則甲物體分子的平均速率比乙物體的平均速率大【答案】A【解析】選A．分子的平均動能變大，并不意味著每個分子的動能都變大．內能增大可能是溫度升高造成的，也可能是物體的體積變化或物態(tài)變化造成的．平均動能和平均速率是不同的概念，分子的平均動能除與分子的平均速率有關外，還與分子質量有關，故只有A正確．5．比較100℃時18g的水、18g的水蒸氣和32g氧氣可知()A．分子數相同，分子的平均動能也相同B．分子數相同，內能也相同C．分子數相同，分子的平均動能不相同D．分子數不同，內能也不相同【答案】A【解析】選A．由水和氧氣的質量、摩爾質量可知，18g的水、18g的水蒸氣和32g氧氣的摩爾數相同，故分子數相同；溫度均為100℃，它們的分子平均動能相同；它們的分子勢能不相同，所以它們的內能也不相同．故選A．6.分子動理論較好地解釋了物質的宏觀熱學性質。據此可判斷下列說法中錯誤的是()A.顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停地做無規(guī)則運動，這反映了液體分子運動的無規(guī)則性B.分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大，一定先減小后增大C.分子勢能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大D.在真空、高溫條件下，可以利用分子擴散向半導體材料摻入其他元素【解析】當分子引力與斥力相等時，分子間作用力為零；當分子間距離足夠大時，分子引力與斥力減小為零，因此分子間的相互作用力隨距離的增大是按減小—增大—減小變化的。因此，B項錯誤?！敬鸢浮緽7.如圖所示，甲分子固定于坐標原點O，乙分子從無窮遠處靜止釋放，在分子力的作用下靠近甲。圖中b點是引力最大處，d點是分子靠得最近處，則乙分子動能最大處可能是()A.a點B．b點C．c點D．d點【答案】C【解析】從a點到c點分子間的作用力表現為引力，分子間的作用力做正功，動能增加，從c點到d點分子間的作用力表現為斥力，分子間的作用力做負功，動能減小，所以乙分子動能最大時在c點，C正確。8.如圖所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于x軸上，甲分子對乙分子的作用力與兩分子間距離的關系如圖中曲線所示．F＞0為斥力，F＜0為引力．A、B、C、D為x軸上四個特定的位置，現把乙分子從A處由靜止釋放，選項中四個圖分別表示乙分子的速度、加速度、勢能、動能與兩分子間距離的關系，其中大致正確的是()【解析】選B．速度方向始終不變，A錯誤；加速度與力成正比，方向相同，故B正確；C點的分子勢能不可能最小，故C錯誤；乙分子動能不可能為負值，故D錯誤．【答案】B二、多項選擇題（每題5分,共6小題，選不全得3分，有錯誤選項不得分，共30分）9.下面關于分子力的說法中正確的有()A.鐵絲很難被拉長，這一事實說明鐵絲分子間存在引力B.水很難被壓縮，這一事實說明水分子間存在斥力C.將打氣管的出口端封住，向下壓活塞，當空氣被壓縮到一定程度后很難再壓縮，這一事實說明這時空氣分子間表現為斥力D.磁鐵可以吸引鐵屑，這一事實說明分子間存在引力【答案】AB【解析】根據分子動理論可知，A、B正確。無論怎樣壓縮，氣體分子間距離一定大于r0，所以氣體分子間一定表現為引力?？諝鈮嚎s到一定程度很難再壓縮不是因為分子斥力的作用，而是氣體分子頻繁撞擊活塞產生壓強的結果，應該用壓強增大解釋，所以C不正確。磁鐵吸引鐵屑是磁場力的作用，不是分子力的作用，所以D也不正確。10.下列說法正確的是()B.溫度計與被測系統(tǒng)的溫度不相同時，讀不出示數C.溫度計讀出的示數是它自身這個系統(tǒng)的溫度，若它與被測系統(tǒng)熱平衡時，這一示數也是被測系統(tǒng)的溫度D.溫度計讀出的示數總是被測系統(tǒng)的溫度，無論是否達到熱平衡【答案】AC【解析】溫度計能測出被測物體的溫度的原理就是熱平衡定律，即溫度計與被測物體達到熱平衡時溫度相同，其示數也就是被測物體的溫度，故A、C正確，D錯誤。溫度計與被測系統(tǒng)的溫度不相同時，仍有示數，B錯誤。10.利用油膜法可粗略地測定分子的大小和阿伏加德羅常數。若已知n滴油的總體積為V，一滴油形成的單分子油膜面積為S，這種油的摩爾質量為M，密度為ρ，則每個油分子的直徑D和阿伏加德羅常數NA分別為()A.D＝eq\f(V,S) B．D＝eq\f(V,nS)C.NA＝eq\f(6n3MS3,ρV3) D．NA＝eq\f(6n3MS3,πρV3)【答案】BD【解析】據題意，每一滴油的體積為eq\f(V,n)，油膜厚度即分子直徑D＝eq\f(V,nS)，每一個球形分子的體積V0＝eq\f(πD3,6)＝eq\f(πV3,6n3S3)，一個分子的質量為m0＝ρV0＝eq\f(ρπV3,6n3S3)，阿伏加德羅常數為NA＝eq\f(M,m0)＝eq\f(6n3MS3,πρV3)，故B、D正確。11.(2018·河北省邢臺市高二下學期月考)一銅塊和一鐵塊，質量相等，銅塊的溫度T1，比鐵塊的溫度T2高，當它們接觸在一起時，如果不和外界交換能量，則()A．從兩者開始接觸到熱平衡的整個過程中，銅塊放出的熱量等于鐵塊吸收的熱量B．在兩者達到熱平衡以前的任意一段時間內，銅塊放出的熱量不等于鐵塊吸收的熱量C．達到熱平衡時，銅塊的溫度是T＝eq\f(T1＋T2,2)D．達到熱平衡時，兩者的溫度相等【答案】AD【解析】在系統(tǒng)不和外界交換能量的條件下，高溫的銅塊放出的熱量一定等于低溫的鐵塊吸收的熱量。達到熱平衡時，兩者的溫度一定相等，故A、D正確，B錯誤；由Q＝cmΔt知銅塊和鐵塊的比熱容不同，達到熱平衡時的溫度T≠eq\f(T1＋T2,2)，C錯誤。12.(2017·河北省冀州中學高二下學期期中)如圖所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子沿x軸運動，兩分子間的分子勢能EP與兩分子間距離的關系如圖中曲線所示。圖中分子勢能的最小值為－E0。若兩分子所具有的總能量為0，則下列說法中正確的是()A．乙分子在P點(x＝x2)時，加速度最大B．乙分子在P點(x＝x2)時，其動能為E0C．乙分子在Q點(x＝x1)時，處于平衡狀態(tài)D．乙分子的運動范圍為x≥x1【答案】BD【解析】分子處于r0位置時所受分子合力為零，加速度為零，此時分子勢能最小，分子的動能最大，總能量保持不變。由題圖可知x2位置即是r0位置，此時加速度為零，A錯誤；x＝x2位置，勢能為－E0，因總能量為0，則動能為E0，B項正確；在Q點，EP＝0，但分子力不為零，分子并非處于平衡狀態(tài)，C項錯誤；在乙分子沿x軸向甲分子靠近的過程中，分子勢能先減小后增大，分子動能先增大后減小，即分子的速度先增大后減小，到Q點分子的速度剛好減為零，此時由于分子斥力作用，乙分子再遠離甲分子返回，即乙分子運動的范圍為x≥x1，D項正確。13.在觀察布朗運動的實驗過程中，每隔5s記錄下顆粒的位置，最后將這些位置用直線依次連接，如圖所示，則下列說法正確的是()A．由圖可以看出布朗運動是無規(guī)則的B．圖中軌跡就是顆粒無規(guī)則運動的軌跡C．若對比不同溫度下的軌跡，可以看出溫度高時布朗運動顯著D．若對比不同顆粒大小時的軌跡，可以看出顆粒小時布朗運動顯著【答案】ACD【解析】選ACD．由于是每隔5s記錄下顆粒的位置，最后將這些位置用直線依次連接，但并不知道這5s時間內顆粒的運動軌跡(其實這5s內的軌跡也是無規(guī)則的)，所以記錄下的并不是顆粒的實際運動軌跡．選項A、C、D正確，選項B錯誤．14.夏天，如果將自行車內胎充氣過足，又放在陽光下暴曬(暴曬過程中內胎容積幾乎不變)，車胎極易爆裂．關于這一現象有以下描述，其中正確的是()A．車胎爆裂，是車胎內氣體溫度升高，氣體分子間斥力急劇增大的結果B．在爆裂前的過程中，氣體溫度升高，標志著每一個氣體分子速率都增大了C．在爆裂的過程中，氣體分子的勢能增加D．在車胎突然爆裂的瞬間，氣體內能減少【答案】CD【解析】選CD．在判斷內能變化過程中若不能直接從內能的決定因素進行判斷，則可從做功與能量的轉化關系進行判斷．車胎爆裂是車胎內氣體溫度升高，壓強增大的原因，故A錯誤；氣體溫度升高，只能是平均速率增大，對于其中個別分子速率可能會減小，故B錯誤；爆裂的過程中，氣體分子間距增大，由于氣體分子之間的距離遠大于平衡位置間距離，故此過程勢能增加，則C正確；車胎突然爆裂的瞬間，氣體要對外做功，根據做功與能量變化關系可知，氣體的內能減小，故D正確．第Ⅱ卷非選擇題三、實驗題（每空3分，共12分）15．某實驗小組用油膜法估測油酸分子的大小，實驗用油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中含有純油酸1mL,1mL上述溶液有50滴，實驗中用滴管吸取該油酸酒精溶液向浮有痱子粉的水面中央滴入一滴油酸酒精溶液．(1)該實驗中的理想化假設是()A．將油膜看作單分子層油膜B．不考慮油分子間的間隙C．不考慮油分子間的相互作用力D．將油分子看成球形(2)實驗描出油酸薄膜輪廓如圖所示，已知每一個小正方形的邊長為2cm，則該油酸薄膜的面積為________m(3)經計算，油酸分子的直徑為________m(結果保留一位有效數字)．(4)實驗時觀察到，油膜的面積會先擴張后又收縮了一些，原因是______________________________．【解析】(1)在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，我們的實驗依據是：①油膜是呈單分子層分布的；②把油酸分子看成球形；③不考慮分子之間的空隙，故A、B、D正確．(2)由于每格邊長為2cm，則每一格就是4cm2，估算油膜面積以超過半格以一格計算，小于半格就舍去的原則，估算出75格，則油酸薄膜面積為：75×4cm2＝300cm2＝3×10－2m2.(3)1滴油酸酒精溶液中含油酸的體積：V＝eq\f(1,50)×eq\f(1,1000)mL＝2×10－5mL，由于油膜是單分子緊密排列的，因此分子直徑為：d＝eq\f(V,S)＝eq\f(2×10－11,3×10－2)m≈7×10－10m．(4)實驗時觀察到，油膜的面積會先擴張后又收縮了一些，原因是油酸酒精溶液中的酒精溶于水中．【答案】(1)ABD(2)3×10－2(3)7×10－10(4)見解析四、計算題（共3個小題，共34分。）16.(10分)將甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于x軸上，甲、乙分子間作用力與距離間關系的函數圖如圖所示。若質量為m＝1×10－26kg的乙分子從r3(r3＝12d，d為分子直徑)處以v＝100m/s的速度沿x【答案】5×10－23J【解析】在乙分子靠近甲分子過程中，分子力先做正功，后做負功，分子勢能先減小，后增大。動能和勢能之和不變。當速度為零時，分子勢能最大Epm＝ΔEk減＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)×1×10－26×104J＝5×10－23J。17.(12分)氯化鈉的單位晶胞為立方體，如圖所示，黑點為鈉離子位置，圓圈為氯離子位置，食鹽的整體就是由這些單位晶胞組成的。食鹽的摩爾質量為58.5g/mol，密度為ρ＝2.22×103kg/m3，試確定氯離子之間的最短距離。(阿伏加德羅常數NA＝6.0×1023mol－1)【答案】4.0×10－10m【解析】由題圖可知，相鄰氯離子的間距等于立方體表面對角線的長度，先求食鹽的摩爾體積Vm＝eq\f(M,ρ)已知1mol食鹽中含有2mol的離子(氯離子和鈉離子各1mol)，則每個離子平均占有的空間體積為V0＝eq\f(Vm,2NA)每個離子平均占有一個立方體，故立方體邊長為a＝eq\r(3,V0)最鄰近的兩個氯離子的間距為：a′＝eq\r(2)a＝eq\r(2)(eq\f(M,2NAρ))eq\f(1,3)＝eq\r(2)×eq\b