2018-2019学年人教版高中物理选修3-3第七章+分子动理论+第1节+Word版含解析

第1节　物体是由大量分子组成的
1．把体积为V1(mL)的油酸倒入适量的酒精中，稀释成V2(mL)的油酸酒精溶液，测出1 mL油酸酒精溶液共有N滴；取一滴溶液滴入水中，最终在水中形成面积为S(cm2)的单分子层油膜，则该油酸分子的直径大约为
A. m　　　　　　　 B. m
C. cm D. cm
解析　一滴溶液中纯油酸的体积V＝，由d＝得d＝(注意单位)。
答案　D
2．纳米材料具有很多优越性，有着广阔的应用前景。边长为1 nm的立方体，可容纳液态氢分子(其直径约为10－10m)的个数最接近于
A．102个　　B．103个　　C．106个　　D．109个
解析　1 nm＝10－9m，则边长为1 nm的立方体的体积V＝(10－9)3m3＝10－27m3；将液态氢分子看作边长为10－10m的小立方体，则每个氢分子的体积V0＝(10－10)3m3＝10－30m3，所以可容纳的液态氢分子的个数N＝＝103(个)。液态氢分子可认为分子是紧挨着的，其空隙可忽略，对此题而言，建立立方体模型比球形模型运算更简洁。
答案　B
3.已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol－1。估算：
(1)每个水分子的质量。
(2)每个水分子所占的体积。(计算结果保留两位有效数字)
解析　(1)每个水分子的质量m＝，代入数据解得：
m＝3.0×10－26kg
(2)每个水分子所占的体积V＝，代入数据解得：
V＝3.0×10－29m3。
答案　(1)3.0×10－26kg
(2)3.0×10－29m3
[限时30分钟，满分50分]
一、选择题(每小题6分，共30分)
1．一艘油轮装载着密度为9×102 kg/m3的原油在海上航行，由于故障而发生原油泄漏。如果泄漏的原油是9 t，海面上风平浪静时，这些原油造成的污染面积最大可达到
A．108 m2　　　　　　　　 B．109 m2
C．1010 m2 D．1011 m2
解析　泄漏的原油的体积为V＝＝10 m3，而油分子直径的数量级为10－10 m，所以这些原油造成的污染总面积最大为S＝＝1011 m2，故D正确。
答案　D
2．(多选)已知阿伏加德罗常数为NA，铜的摩尔质量为M(kg·mol－1)，密度为ρ(kg·m－3)，下面的结论中正确的是
A．1 m3铜所含原子的数目为
B．1个铜原子的质量为
C．1个铜原子的体积为
D．1 kg铜所含原子的数目为NA
解析　固体与微观量之间的关系为
摩尔质量＝NA·原子质量
摩尔体积＝NA·原子体积
故1 m3铜所含原子数目为：·NA，故A项错误；1个铜原子的质量为，故B项正确；一个铜原子的体积是，故C项正确；1 kg铜所含原子的数目为，故D项错误。
答案　BC
3．(多选)在用油膜法估测分子直径大小的实验中，若已知油的摩尔质量为M，密度为ρ，油滴质量为m，油滴在水面上扩散后的最大面积为S，阿伏加德罗常数为NA，以上各量均采用国际单位，那么
A．油滴分子直径d＝
B．油滴分子直径d＝
C．油滴所含分子数N＝NA
D．油滴所含分子数N＝NA
解析　油膜法测分子直径，认为油膜的厚度就为分子直径，油膜的质量为m，最大面积为S，则油膜的体积为V＝，油滴分子直径为d＝，选项B对A错；油滴的物质的量为，油滴所含分子数为N＝NA，选项D对C错。
答案　BD
4．(多选)利用油膜法测分子直径，将1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液。已知1 cm3溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子层，已测出这一薄层的面积为0.2 m2，以下分析正确的是
A．实验中要测量油酸的体积，且所取油酸的体积为10－4 cm3
B．实验中要测量一个油酸分子的体积，且油酸分子的体积为10－5 cm3
C．该实验测得油酸酒精分子的直径约为5×10－10 m
D．如果还知道油酸的摩尔体积，则依据本实验的测量结果还可以测得阿伏加德罗常数
解析　一滴油酸的体积V0＝ cm3＝1×10－4 cm3，A项正确，B项错误；油酸分子的直径d＝＝×10－6 m＝5×10－10 m，C项正确；若还知道油酸的摩尔体积，则依据本实验的测量结果，求出对应体积，可以求得阿伏加德罗常数，D项正确。
答案　ACD
5．空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥。某空调工作一段时间后，排出液化水的体积为V，水的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则液化水中水分子的总数N和水分子的直径d分别为
A．N＝，d＝
B．N＝，d＝
C．N＝，d＝
D．N＝，d＝
解析　水的摩尔体积Vm＝
水分子数N＝NA＝
将水分子看成球形，由＝πd3，解得水分子直径d＝，C项正确。
答案　C
二、非选择题(共20分)
6．(8分)利用油膜法估测油酸分子的直径，实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、分度值为0.1 mL的量筒、盛有适量清水的45×50 cm2的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃管、彩笔、坐标纸。
(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C。
A．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数N；
B．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n；
C．________________________________________________________________________；
D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S。
(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径为______(单位：cm)。
解析　本题考查油膜法测油酸分子直径的步骤及数据处理方法。
(1)将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油膜薄膜的形状画在玻璃板上。
(2)每滴油酸酒精溶液的体积为 cm3
n滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为
V＝×0.05%
所以单个油酸分子的直径为
＝＝。
答案　(1)见解析　(2)
7．(12分)很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全，轿车在发生一定强度的碰撞时，利用叠氮化钠(NaN3)爆炸产生的气体(假设都是N2)充入气囊，若氮气充入后安全气囊的容积V＝56 L，囊中氮气的密度ρ＝2.5 kg·m－3，氮气的摩尔质量M＝0.028 kg·mol－1，阿伏加德罗常数NA＝6×1023 mol－1，试估算：
(1)囊中氮气分子的总个数N。
(2)囊中氮气分子间的平均距离(结果保留一位有效数字)。
解析　(1)设N2的物质的量为n，则n＝，氮气的分子总数N＝nNA＝NA
代入数据得N＝3×1024个。
(2)每个分子所占的空间为V0＝
设分子间平均距离为a，则有V0＝a3
即a＝＝ 代入数据得a≈3×10－9 m。
答案　(1)3×1024个　(2)3×10－9 m