高中物理3-3課時訓(xùn)練1物體是由大量分子組成的 含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課時訓(xùn)練1物體是由大量分子組成的題組一油膜法測分子的大小1.用油膜法估測分子直徑實驗的科學(xué)依據(jù)是（)A。將油膜看成單分子油膜B.不考慮油酸分子間的間隙C?？紤]了油酸分子間的間隙D。將油酸分子看成球形解析:該實驗的原理就是把油酸分子視為球形,且認(rèn)為是一個一個緊挨著單層分布,不考慮分子間隙,故選項A、B、D正確。答案:ABD2.采用油膜法估測分子的大小,需要測量的物理量是（）A。1滴油的質(zhì)量和它的密度B.1滴油的體積和它的密度C。1滴油的體積和它散成油膜穩(wěn)定時的面積D.所散成的油膜的厚度和它的密度解析:油膜法估測分子大小的原理為d=VS答案:C3.某種油劑的密度為8×102kg/m3，若不慎將0.8kg這種油劑漏到湖水中并形成單分子油膜,則湖面受污染面積約為（)A.10—3m2 B.107cm2C.10km2 D.10—10m2解析：0.8kg這種油劑的體積為V=mρ=10—3m3,而分子直徑數(shù)量級為10—10m，故面積為S=Vd≈107m2=10km答案：C4.在“油膜法”估測分子大小的實驗中，能將油膜的厚度近似認(rèn)為等于油酸分子的直徑，下列措施可行的是（)A。把痱子粉均勻地撒在水面上，測出其面積B。取油酸一滴，滴在撒有均勻痱子粉的水面上形成面積盡可能大的油膜C。取酒精油酸溶液一滴,滴在撒有均勻痱子粉的水面上形成面積盡可能大的油膜D。把酒精油酸溶液滴在撒有均勻痱子粉的水面上后,要立即描繪油酸在水面上的輪廓解析:在該實驗中滴入油酸酒精溶液之前,要在水面上均勻地撒上薄薄的一層痱子粉,其作用是形成清晰的油膜邊緣;實驗中，向水中滴入一滴酒精油酸溶液,在水面上形成單分子油膜;取酒精油酸溶液一滴,滴在撒有均勻痱子粉的水面上形成面積盡可能大的油膜，待薄膜形狀穩(wěn)定后,再描繪油酸在水面上的輪廓，所以正確選項為C。答案:C5。用油膜法估測分子的大小實驗器材：濃度為0.05％（體積分?jǐn)?shù)）的油酸酒精溶液、最小刻度為0。1mL的量筒、盛有適量清水的淺盤、痱子粉、膠頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標(biāo)紙(最小正方形邊長為1cm）。則(1）下面給出的實驗步驟中，正確排序應(yīng)為（填序號）。

A。待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上B。用滴管將濃度為0.05％的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,記下滴入1mL油酸酒精溶液的滴數(shù)NC.將痱子粉均勻地撒在淺盤內(nèi)水面上，用滴管吸取濃度為0。05％的油酸酒精溶液，從低處向水面中央滴入一滴D.

為估算油酸分子的直徑,請補填最后一項實驗步驟。（2)利用以上測量數(shù)據(jù),寫出單個油酸分子直徑的表達(dá)式為。

解析:(1)根據(jù)實驗原理可得，給出的實驗步驟的正確排序為BCA，步驟D應(yīng)為將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長為1cm的正方形為單位，計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù),算出油酸薄膜的面積S。(2）每滴油酸酒精溶液的體積為1N，1滴油酸酒精溶液所含純油酸的體積為V=1N×0.05%，所以單個油酸分子的直徑為d=答案:（1)BCA將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上,以坐標(biāo)紙上邊長為1cm的正方形為單位,計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù),算出油酸薄膜的面積S（2)0題組二阿伏加德羅常數(shù)NA的應(yīng)用6。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.棱長為1nm的立方體可容納液態(tài)氫分子（其直徑為10—10m）數(shù)最接近于（)A.102個 B.103個 C.106個 D。109個解析：1nm=10—9m，則棱長為1nm的立方體的體積為V=（10-9)3m3=10—27m3。估算時,可將液態(tài)氫分子看作棱長為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=VV0=10答案:B7。在室溫下水分子的平均間距約為3×10—10m,假定此時水分子是一個緊挨一個的,若使水完全變?yōu)橥瑴囟认碌乃魵?水蒸氣的體積約為原來水體積的1600倍，此時水蒸氣分子的平均間距最接近于（）A.3.5×10-9m B。4.0×10-9mC.3.0×10-8m D.4。8×10-7m解析:假設(shè)8個水分子組成一個邊長為3×10—10m的正方體，水蒸氣的體積約為原來水體積的1600倍，可看成是正方體的體積增大為原來的1600倍,即邊長增大為原來的31600≈11。7倍,可得水蒸氣分子的平均間距約為3×10—10×11.7m=3。51×10答案：A8.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=0.2克）解析：a克拉鉆石的摩爾數(shù)為0.所含分子數(shù)為n=0.2a鉆石的摩爾體積為V=M×10每個鉆石分子的體積為V0=VN設(shè)鉆石分子直徑為d,則V0=43π（d2）3,d=答案:0.2aM9。利用油膜法可以粗略地測出阿伏加德羅常數(shù)。取密度ρ=0。8×103kg/m3的某種油，用滴管滴出一滴油在水面上形成油膜,已知這滴油的體積為V=0.5×10—3cm3，形成的油膜面積S=0.7m2，油的摩爾質(zhì)量為M0=0.09kg/mol。若把油膜看成是單層分子膜，每個油分子看成球形。（1)油分子的直徑是多少?(2)用以上數(shù)據(jù)粗略地測出阿伏加德羅常數(shù)NA.(保留一位有效數(shù)字)解析：(1）d=VS=0.5×10(2）把每個油分子都看作球形，則每個分子的體積為V'=16πd3=16π（VS因此這一滴油中含有的分子數(shù)為N=VV由題意可知這一滴油的質(zhì)量為M=ρV，一個油分子的質(zhì)量為m=MN所以NA=M0m=6M0S答案:（1)7×10—10m(2）6×1023mol—110.很多轎車中設(shè)有安全氣囊以保障駕乘人員的安全,轎車在發(fā)生一定強度的碰撞時,利用疊氮化鈉（NaN3）爆炸產(chǎn)生的氣體(假設(shè)都是N2)充入氣囊。若氮氣充入后安全氣囊的容積V=56L,囊中氮氣的密度ρ=2。5kg/m3，氮氣的摩爾質(zhì)量M=0。028kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6×10（1）囊中氮氣分子的總個數(shù)N；（2)囊中氮氣分子間的平均距離。（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）解析:（1)設(shè)N2的物質(zhì)的量為n,則n=ρVM,氮氣的分子總數(shù)N=nNA=ρVMN代入數(shù)據(jù)得N=3×1024個.(2)每個分子所占的空間為V0=VN設(shè)分子間平均距離為a，則有V0=a3，即a=3代入數(shù)據(jù)得a≈3×10-9m。答案：(1）3×1024個（2）3×10-9m(建議用時：30分鐘）1.只要知道下列哪一組物理量,就可以估算出氣體分子間的平均距離()A.阿伏加德羅常數(shù),該氣體的摩爾質(zhì)量和質(zhì)量B。阿伏加德羅常數(shù)，該氣體的質(zhì)量和體積C。阿伏加德羅常數(shù)，該氣體的摩爾質(zhì)量和密度D。該氣體的密度、體積和摩爾質(zhì)量解析：知道阿伏加德羅常數(shù)、氣體摩爾質(zhì)量和質(zhì)量,可以求出分子質(zhì)量,但求不出分子體積,求不出分子間的平均距離，故選項A錯誤;知道阿伏加德羅常數(shù)、氣體質(zhì)量與體積，可以求出氣體的密度，求不出氣體分子體積，求不出氣體分子間的平均距離，故選項B錯誤；已知氣體的密度，可以求出單位體積氣體的質(zhì)量,知道氣體摩爾質(zhì)量可以求出單位體積氣體物質(zhì)的量,知道阿伏加德羅常數(shù)可以求出單位體積分子個數(shù)，可以求出分子體積,可以進(jìn)一步求出分子間的平均距離,故選項C正確；知道該氣體的密度、體積和摩爾質(zhì)量,可以求出該體積氣體物質(zhì)的量，求不出氣體分子的體積，求不出分子間的平均距離,故選項D錯誤。答案:C2。為了減小“用油膜法估測分子的大小”的誤差,下列方法可行的是()A.用注射器向量筒里滴100滴油酸酒精溶液,并讀出量筒里這些溶液的體積V1，則每滴油酸酒精溶液的體積V2=VB.把淺盤水平放置,在淺盤里倒入一些水，使水面離盤口距離小一些C。先在淺盤水中撒些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液滴4滴在水面上D.用牙簽把水面上的油膜盡量撥弄成矩形解析:如果100滴油酸酒精溶液的體積不是整體積數(shù),那么估讀的體積誤差就大了，故選項A錯，選項B的分析是正確的；多滴幾滴確實對測量形成油膜的油酸體積會更精確些，但多滴以后會使油膜面積增大,可能使油膜這個不規(guī)則形狀的一部分與淺盤的壁相接觸，故選項C錯；實驗中并不需要油膜是矩形,故選項D錯誤。答案:B3.根據(jù)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)量解析：知道水的密度和水的摩爾質(zhì)量可以求出其摩爾體積，不能計算出阿伏加德羅常數(shù),故選項A錯誤;若知道水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量或者知道水的摩爾體積以及水分子的體積都能求出阿伏加德羅常數(shù),故選項B、C錯誤，D正確。答案:D4.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(）A。油酸未完全散開B.油酸中含有大量酒精C。求每滴體積時,1mL溶液的滴數(shù)多數(shù)了幾滴D。計算油膜面積時，舍去了所有不足一格的方格解析:形成的油膜不是單分子層，計算的油膜厚度就不是分子直徑，比分子直徑大得多，A正確;滴入水中后酒精都溶入水中，B錯誤;計算體積時多數(shù)了幾滴，會使計算的油滴體積偏小,當(dāng)然計算的分子直徑也偏小，C錯誤;數(shù)方格時舍去了所有不足一格的方格，計算出的油膜面積偏小，導(dǎo)致計算結(jié)果偏大，D正確。答案：AD5.阿伏加德羅常數(shù)是NA,銅的摩爾質(zhì)量是M，銅的密度是ρ，則下列判斷正確的是（)A.1m3銅中含有的原子數(shù)目是ρB。1kg銅含有原子數(shù)目是ρNAC.一個銅原子的質(zhì)量為MD.1個銅原子的體積是M解析:銅的摩爾體積V=Mρ,則單位體積內(nèi)的原子數(shù)為NAV=ρNAM，A正確。1個銅原子的體積為答案：A6。用“油膜法"可以估測分子的大小,其方法是:向盛水培養(yǎng)皿中滴入油酸溶液，水面上散開的油膜輪廓如圖所示,利用濃度比算出油酸溶液所含純油酸體積為V=4×10—5mL,將邊長為1cm的方格紙水平放在培養(yǎng)皿上。則：（1）該油膜面積為S=cm2，由此可以估算油酸分子直徑約為d=m。（最后一空取一位有效數(shù)字）

（2)用V、S的符號及其他常量表示這層油膜里的油酸分子的個數(shù)n=。

答案:（1）100～1064×10-9（2)47。在“用單分子油膜法估測分子的大小”的實驗中，（1）某同學(xué)操作步驟如下：①取一定量的無水酒精和油酸，配制成一定濃度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴該溶液,測出它的體積;③在淺盤內(nèi)盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩(wěn)定;④在淺盤上覆蓋透明玻璃,描出油膜形狀，用透明方格紙估測油膜的面積.改正其中的錯誤:

。

(2）若油酸酒精溶液體積濃度為0.10%,一滴溶液的體積為4。8×10—4mL，其形成的油膜面積為40cm2，則估測出油酸分子的直徑為m.

解析：（1）②在量筒中直接測量一滴油酸溶液體積誤差太大，應(yīng)先用累積法測出N滴溶液體積,再算出一滴的體積。③油酸在水面上形成的油膜形狀不易觀察，可在水面上先撒上痱子粉,再滴油酸溶液,穩(wěn)定后就呈現(xiàn)出清晰輪廓。（2)一滴油酸溶液中純油酸的體積V=4.8×10—4×0.10%mL，由d=VS=4.答案:(1)②在量筒中滴入N滴溶液，計算得出一滴溶液的體積;③在水面上先撒上痱子粉(2)1。2×10—108。利用阿