第一章 分子动理论
第一节 物体是由大量分子组成的
A级 抓基础
1.若已知阿伏加德罗常数,只要再知道下列哪一组物理量,就可以估算出铜分子质量( )
A.铜的质量和体积
B.铜的密度和体积
C.铜的摩尔体积和密度
D.铜的摩尔体积和质量
解析:固体、液体分子质量为m0==,则C正确;A中根据铜的质量和体积,能求出铜的密度,不能求得铜分子质量,故A错误;根据铜的密度和体积,能求出铜的质量,但不能求得铜的分子数,也就求不出铜分子质量,故B错误;根据铜的摩尔体积和质量,不能求得铜的分子数,也就求不出铜分子质量,故D错误.
答案:C
2.阿伏加德罗常数所表示的是( )
A.1 g物质内所含的分子数
B.1 kg物质内所含的分子数
C.单位体积的物质内所含的分子数
D.1 mol任何物质内所含的分子数
解析:1 mol任何物质所含的分子数均为6.02×1023个,这一数值称为阿伏加德罗常数,因此,A、B、C错误,D正确.
答案:D
3.(多选)对于液体和固体(不计分子间的空隙),若用M表示摩尔质量,m0表示分子质量,ρ表示物质密度,V表示摩尔体积,V0表示单个分子的体积,NA表示阿伏加德罗常数,则下列关系中正确的是( )
A.NA= B.NA=
C.NA= D.NA=
解析:由于液体和固体的分子间的空隙可以不计,所以摩尔质量M可以看作NA个分子质量的和,即M=NAm0=ρV;摩尔体积V可以看作NA个分子体积的和,即V=NAV0=,化简可知A、B正确,C、D错误.
答案:AB
4.NA代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( )
A.在同温同压下,相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同
B.2 g氢气所含原子数目为NA
C.在常温常压下,11.2 L氮气所含的原子数目为NA
D.17 g氨气所含电子数目为10NA
解析:由于构成单质分子的原子数目不同,所以同温同压下,同体积单质气体所含原子数目不一定相同,A错;2 g氢气所含原子数目为2NA,B错;只有在标准状况下,11.2 L氮气所含的原子数目才为NA,而常温常压下,原子数目不能确定,C错;17 g氨气即1 mol氨气,其所含电子数目为(7+3)NA,即10NA,D正确.
答案:D
5.某种物质的摩尔质量为M(kg/mol),密度为ρ(kg/m3),若用NA表示阿伏加德罗常数,则:
(1)每个分子的质量是________kg;
(2)1 m3的这种物质中包含的分子数目是________;
(3)1 mol的这种物质的体积是________m3;
(4)平均每个分子所占据的空间是________m3.
解析:(1)每个分子的质量等于摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值,即m0=.
(2)1 m3的物质中含有的物质的量为n==,故1 m3的物质中含有的分子数为N=n·NA=.
(3)1 mol物质的体积,即摩尔体积Vmol=.
(4)平均每个分子所占据的空间是摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值,即V0==.
答案:(1) (2) (3) (4)
B级 提能力
6.下列关于分子数量的说法中,正确的是( )
A.1 g的氢气和1 g的氧气中含有的分子数相等,都是6.02×1023个
B.体积相等的固体和液体相比较,固体中含有较多的分子
C.无论是什么物质,只要他们的摩尔数相同,就含有相同的分子数
D.无论是什么物质,只要他们的体积相同,就含有相同的分子数
解析:1 mol物质的微粒个数都是6.02×1023个,而1 g氢气和1 g氧气的量分别为0.5 mol、 mol,它们中的分子的数目是不相等的,故A错误;比较物质中分子数目的多少,是通过比较物质的量,即比较摩尔数,无论是什么物质,只要他们的摩尔数相同,分子数就相同,不能通过比较体积来完成.故C正确,B、D错误.
答案:C
7.假如全世界60亿人同时数1 g水的分子个数,每人每小时可以数5 000个,不间断地数,则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取6×1023 mol-1)( )
A.10年 B.1千年
C.10万年 D.1千万年
解析:1 g水中所包含的分子个数:
n=×6×1023=3.3×1022(个).
60亿人每小时可以数的分子数:
n′=60×108×5 000=3.0×1013(个).
不间断地数完1 g水中包含的分子数所用的时间
t=小时=1.1×109小时=年=1.26×105年,最接近10万年,故C正确.
答案:C
8.(多选)已知某气体的摩尔体积为22.4 L/mol,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.每个分子占据的空间 D.分子的直径
解析:实际上气体分子之间的距离远比分子本身的直径大得多,即气体分子之间有很大空隙,故不能根据V′=计算分子体积,这样算得的应是该气体每个分子所占据的空间,故C正确,B错误;可认为每个分子平均占据了一个小立方体空间,即为相邻分子之间的平均距离,D错误;每个分子的质量显然可由m′=估算,A正确.
答案:AC
9.已知水银的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA,则水银分子的直径是( )
A. B.
C. D.
解析:1 mol水银的体积V=,1个水银分子的体积V0==,把水银分子看成球体,则V0=πd3,所以d=.把水银分子看成立方体,则V0=d3,所以d=,故正确答案为A.
答案:A
10.目前,环境污染严重,瓶装纯净水已经占领柜台.再严重下去,瓶装纯净空气也可能上市.设瓶子的容积为500 mL,空气的摩尔质量M=29×10-3 kg/mol.按标准状况计算,NA=6.0×1023 mol-1,试估算:
(1)空气分子的平均质量是多少?
(2)一瓶纯净空气的质量是多少?
(3)一瓶纯净空气所含气体分子的个数?
解析:(1)空气分子的质量
m== kg=4.8×10-26 kg.
(2)一瓶纯净空气的质量m空=ρV瓶== kg=6.5×10-4 kg.
(3)分子数N=nNA=·NA
=个=1.3×1022个.
答案:(1)4.8×10-26 kg (2)6.5×10-4 kg (3)1.3×1022个