2019-2020学年高中物理沪科版选修3-3：1.2走进分子世界 课时作业5（含解析）

1.2走进分子世界
课时作业（含解析)
1．利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数，如果已知体积为
V
的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为
S，这种油的摩尔质量为
M，密度为，则阿伏加德罗常数约可表示为(
)
A．
B．
C．
D．
2．空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器液化成水，经排水管排走，空气中的水分减少，人会感觉干燥。若某空调工作一段时间后，排出水的体积为V，已知水的密度为，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，则排出水中水分子的总数为（　　）
A．
B．
C．
D．
3．在“用油膜法估测分子直径”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，其中错误的是（　　）
A．向浅水盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上
B．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
C．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上
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，再根据估算出油酸分子的直径
4．下列数据中可以算出阿伏伽德罗常数的一组数据是（　　）
A．水分子的质量和1摩尔水的体积
B．氢气的摩尔体积和氢气分子的体积
C．水分子的体积和1摩尔水的质量
D．氢气的摩尔质量和氢气分子的质量
5．利用油膜法可粗略地测定分子的大小和阿伏加德罗常数。若已知滴油酸的总体积为，一滴油酸形成的油膜面积为，油酸的摩尔质量为，密度为，则每个油酸分子的直径和阿伏加德罗常数分别为（球的体积公式）（
）
A．，
B．，
C．，
D．，
6．已知某种气体的摩尔体积为22.4
L/mol，其摩尔质量为18
g/mol，阿伏加德罗常数为6.02×1023
mol－1，由以上数据可以不能估算出这种气体(
)
A．每个分子的质量
B．每个分子的体积
C．每个分子占据空间的体积
D．分子之间的平均距离
7．阿伏加德罗常数为NA(mol－1)，铝的摩尔质量为M(kg/mol)，铝的密度为ρ(kg/m3)，则下列说法正确的是(　　)
A．1
kg铝所含原子数为ρNA
B．1
m3铝所含原子数为ρNA/M
C．1个铝原子的质量为M/NA
(kg)
D．1个铝原子所占的体积为M/ρNA
(m3)
8．钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为（单位为），摩尔质量为（单位为），阿伏加德罗常数为。已知1克拉克，则（　　）
A．克拉钻石所含有的分子数为
B．克拉钻石所含有的分子数为
C．每个钻石分子直径的表达式为（单位为m）
D．每个钻石分子直径的表达式为（单位为m）
E.每个钻石分子的质量为
9．质量是18g的水，18g的水蒸气，32g的氧气，在它们的温度都是100℃时（
）
A．它们的分子数目相同，分子的平均动能不相同，氧气的分子平均动能大
B．它们的分子数目相同，分子的平均动能相同
C．它们的分子数目相同，它们的内能不相同，水蒸气的内能比水大
D．它们的分子数目不相同，分子的平均动能相同
10．已知阿伏加德罗常数为，铜的摩尔质量为（单位为），密度为（单位为），则（
）
A．1个铜原子的质量是
B．1个铜原子的体积是
C．铜所含原子的数目是
D．铜所含原子的数目为
11．已知1个铜原子的质量为a，铜的摩尔质量为b，密度为ρ，则1个铜原子所占的体积是__，阿伏加德罗常数是__．
12．某容器容积为V，充入氮气的密度为，摩尔质量M，阿伏伽德罗常数NA.则容器中氮气分子的总个数为________；氮气分子间的平均距离为___________。
13．如图所示为利用油膜法粗略测分子直径的示意图，其实验原理是油滴滴在水面上，会在水面上散开，形成________油膜.若把分子看成球形，先测出油滴的体积V，再测出油膜的面积S，就可以算出油分子的直径为________.
14．2020年1月1日起，TPMS（胎压监测系统）强制安装法规将开始执行。汽车行驶时，TPMS显示某一轮胎内的气体温度为27
℃，压强为250
kPa，己知该轮胎的容积为30L。阿伏加德罗常数为NA=6.0×
1023
mol-1，标准状态下1mol任何气体的体积为22.4L，1atm=100kPa。求该轮胎内气体的分子数。（结果保留一位有效数字）
15．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。碳原子的摩尔质量为，现有一块体积的金刚石，阿伏加德罗常数为。（计算结果保留2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。
16．很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车，若氙气充入灯头后的容积V=1.6L，氙气密度ρ=6.0kg/m3．已知氙气摩尔质量M=0.131kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6×1023mol-1．试估算：（结果保留一位有效数字）
（1）灯头中氙气分子的总个数N；
（2）灯头中氙气分子间的平均距离．
参考答案
1．A
【解析】
油的摩尔体积为
油分子的直径
每个油分子的体积为
阿伏加德罗常数为
故A正确，BCD错误。
故选A。
2．D
【解析】
由
和得，排出水种水分子的总数为
故选D。
3．B
【解析】
将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积，然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积，则用1滴此溶液中油酸的体积除以1滴此溶液散开后形成油膜的面积，恰好就是油酸分子的直径，故四个选项关于步骤的描述中，应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，并不是纯油酸，故B错误，符合题意；ACD正确，不符题意。
本题选错误的，故选B。
4．D
【解析】
A．1摩尔水的体积乘以水的密度等于1摩尔水的质量，然后除以水分子的质量等于阿伏伽德罗常数，所以已知水分子的质量和1摩尔水的体积不能求解阿佛加德罗常数，选项A错误；
B．氢气的摩尔体积是1摩尔的氢气占据的空间的体积，除以氢气分子的体积不等于阿伏伽德罗常数，选项B错误；
C．1摩尔水的质量除以水的密度等于水的摩尔体积，再除以水分子的体积等于阿伏伽德罗常数，则已知水分子的体积和1摩尔水的质量不能求解阿伏伽德罗常数，选项C错误；
D．用氢气的摩尔质量除以氢气分子的质量等于阿伏伽德罗常数，选项D正确。
故选D。
5．B
【解析】
一滴油酸体积为，故直径；
油酸的摩尔体积为
一个油酸分子的体积为
故
故选B。
6．B
【解析】
A项：每个分子的质量=，已知摩尔质量和阿伏伽德罗常量，就能求出每个分子的质量，故A正确；
B项：由于气体分子间的距离较大，气体的体积远大于气体分子体积之和，所以不能求出每个分子的体积，故B错误；
C项：建立这样的模型：将气体分子占据的空间看成立方体形，而且这些空间一个挨一个紧密排列，则每个分子占据的空间V=，可以求出每个分子占据的空间V，故C正确；
D项：由以上模型可知，立方体的边长等于分子之间的平均距离，设为d，则
V=d3，可知分子之间的平均距离d能求出，故D正确．
点晴：解决本题的关键是建立物理模型，将气体分子所占的体积看成立方体，以及知道质量和摩尔质量的关系，即可进行求解．
7．BCD
【解析】
A、铝所含原子数为：，故A错误；
B、铝所含原子数为：，故B正确；
C、1个铝原子的质量为：，故C正确；
D、1个铝原子所占的体积为：,故D正确.
故选BCD。
8．ACE
【解析】
AB．克拉钻石的物质的量为
所含分子数为
A正确，B错误；
CD．钻石的摩尔体积为
每个钻石分子的体积
又
解得
（单位为m）
C正确，D错误；
E．每个钻石分子的质量
E正确。
故选ACE。
9．BC
【解析】
水和水蒸气分子量相同，摩尔质量相同，故分子数相同，为
32g的氧气分子数为
故
N1=
N2=
N3
温度是分子热运动平均动能的标志，故分子热运动的平均动能相同，内能包括分子势能和分子热运动动能，故内能不相同；
故BC正确，AD错误。
故选BC。
10．AB
【解析】
A．阿伏加德罗常数为，铜的摩尔质量为，则一个铜原子的质量
故A正确；
B．一个铜原子的体积
故B正确；
C．铜所含原子的数目
故C错误；
D．铜所含原子的数目
故D错误。
故选AB。
11．
【解析】
[1]．1个铜原子的质量为a，密度为ρ，一个铜原子所占的体积为：
Ｖ原=
[2]．铜的摩尔质量为b，密度为ρ，铜的摩尔体积
V=
所以阿伏伽德罗常数为：
12．
。
【解析】
[1]由题可知，气体的摩尔数为
所以气体分子数为
[2]由[1]可得，单个分子的体积为
假定分子所占体积为立方体，则分子间距离r为
13．单分子
【解析】
[1]油滴滴在水面散开后，会形成单分子油膜；
[2]由体积公式可知，。
14．个
【解析】
【详解】
设胎内气体在100kPa、0℃状态下的体积为V0，根据气体状态方程有：
，
代入解得：
V0=68.25L
则胎内气体分子数为：
N=个
15．(1)；(2)。
【解析】
(1)金刚石的质量
碳的物质的量
金刚石所含碳原子数
个
(2)一个碳原子的体积
把金刚石中的碳原子看成球体，则由公式可得碳原子直径为
16．（1）N个；（2）3×10-9m．
【解析】
(1)
设疝气的物质的量为n，则
疝气分子的总数：；
(2)
每个分子所占的空间为：
设分子间平均距离为a，则有：
则．