2024高中物理第七章课时作业一物体是由大量分子组成的含解析新人教版选修3-3

PAGEPAGE51物体是由大量分子组成的[全员参加·基础练]1．(多选)某同学在用油膜法估测分子直径的试验中，计算结果明显偏大，可能是由于()A．油酸未完全散开B．油酸中含有大量酒精C．求每滴体积时，1mL溶液的滴数多数了几滴D．计算油膜面积时，舍去了全部不足一格的方格【解析】形成的油膜不是单分子层，计算的油膜厚度就不是分子直径，比分子直径大得多，A正确；滴入水中后酒精都溶入水中，B错误；计算体积时多数了几滴，会使计算的油滴体积偏小，当然计算的分子直径也偏小，C错误；数方格时舍去了全部不足一格的方格，计算出的油膜面积偏小，导致计算结果偏大，D正确．【答案】AD2．关于物体中的分子数目，下列说法中正确的是()A．质量相等的物体含有相同的分子数B．体积相同的物体含有相同的分子数C．物质的量相同的物体含有相同的分子数D．体积相同的气体含有相同的分子数【解析】1摩尔任何物质所含有的分子数相同，所以物质的量相同的物体，分子数肯定相同．【答案】C3．(多选)已知某气体的摩尔体积为22.4L/mol，摩尔质量为18g/mol，阿伏加德罗常数为6.02×1023mol－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．分子之间的平均距离【解析】由m0＝eq\f(MA,NA)可估算出每个气体分子的质量，由于气体分子间距较大，由V0＝eq\f(VA,NA)求得的是平均一个分子占据的空间而不是一个分子的体积，由a＝eq\r(3,V0)可求出分子之间的平均距离，故A、C、D正确．【答案】ACD4．(多选)某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m和V0，则阿伏加德罗常数NA可表示为()A．NA＝eq\f(V,V0) B．NA＝eq\f(ρV,m)C．NA＝eq\f(M,m) D．NA＝eq\f(M,ρV0)【解析】依据题给条件和阿伏加德罗常数定义有NA＝eq\f(M,m)＝eq\f(ρV,m)，即B、C正确；而气体分子之间距离太大，气体分子的体积与分子所占据的空间体积相差太大，所以A错；同理，ρ为气体的密度，ρV0并不等于分子的质量，所以D错．【答案】BC5．(2014·南京高二检测)假如全世界60亿人同时数1g水的分子个数，每人每小时可以数5000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＝6×1023mol－1)()A．10年 B．1千年C．10万年 D．1千万年【解析】完成任务所需的时间＝eq\f(1g水中所包含的水分子个数,60亿人一年内所数的水分子个数)＝eq\f(\f(1g,18g/mol)×6×1023mol－1,60×108×365×24×5000)≈10(万年)，选项C正确，A、B、D错误．【答案】C6．(2014·黄冈检测)一艘油轮装载着密度为900kg/m3的原油在海上航行，由于某种事故而使原油发生部分泄漏导致9t的原油流入大海，则这次事故造成的最大污染面积约为()A．1011mC．108m【解析】分子直径的数量级是d＝10－10m．由d＝eq\f(V,S)，ρ＝eq\f(M,V)可知，S＝eq\f(M,ρd)＝1011m2.【答案】A7．(2015·金山区高二检测)在“用油膜法估测分子的大小”的试验中，以下给出的是可能的操作步骤，把你认为正确的步骤前的字母按合理的依次填写在横线上________，并请补充试验步骤D中的计算式．A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长1cm的正方形为单位，计算出轮廓内正方形的个数n.B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形态稳定．C．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉匀称地撒在水面上．D．用测量的物理量估算出油酸分子的直径d＝________.E．用滴管将事先配好的体积浓度为0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，登记滴入的溶液体积V0与滴数N.F．将玻璃板放在浅盘上，用笔将薄膜的外围形态描画在玻璃板上．【解析】依据试验步骤可知合理的依次为ECBFAD.一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为eq\f(V0,N)×0.05%，S＝n×10－4m2所以分子的直径d＝eq\f(V0,NS)×0.05%＝eq\f(5V0,Nn).【答案】ECBFADeq\f(5V0,Nn)8．举世瞩目的国家游泳中心“水立方”是第29届北京奥运会游泳、跳水、花样游泳的竞赛场馆，它采纳了世界上最为先进的膜结构材料建立，同时也是唯一一座由港澳台同胞和海外华人捐资建设的大型奥运体育设施．该中心拥有长50m、宽25m、水深3m、水温保持27～28℃，共10条泳道的国际标准竞赛用游泳池．已知水的摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol，密度为1.0×103kg/m3，阿伏加德罗常数为6×1023【解析】设水的密度为ρ，游泳池中水的质量为M1，阿伏加德罗常数为NA，游泳池注满水时，水的总体积为V＝50×25×3m3＝3.75×103m3.游泳池中水的物质的量n＝eq\f(M1,M)，M1＝ρV.所含的水分子数Nn＝nNA.联立解得N＝eq\f(ρVNA,M).代入数据得N＝1.3×1032个．【答案】1.3×1032[超越自我·提升练]9．(多选)在用油膜法估测分子直径大小的试验中，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，以上各量均采纳国际单位，那么()A．油滴分子直径d＝eq\f(M,ρS)B．油滴分子直径d＝eq\f(m,ρS)C．油滴所含分子数N＝eq\f(M,m)NAD．油滴所含分子数N＝eq\f(m,M)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＝eq\f(m,ρ)，油滴分子直径为d＝eq\f(m,ρS)，故选项B对，A错；油滴的物质的量为eq\f(m,M)，油滴所含分子数为N＝eq\f(m,M)NA，选项D对，C错．【答案】BD10．铜的摩尔质量为MA(kg/mol)，密度为ρ(kg/m3)，若阿伏加德罗常数为NA，则下列说法中哪个是错误的()A．1m3铜所含的原子数目是eq\f(ρNA,MA)B．1kg铜所含的原子数目是ρNAC．一个铜原子的质量为eq\f(MA,NA)kgD．一个铜原子占有的体积是eq\f(MA,ρNA)m3【解析】1m3铜的质量为ρkg，其中所含的原子数目是eq\f(ρ,MA)NA，故A项正确；1kg铜所含的原子数目是eq\f(1,MA)NA，故B项错误；一个铜原子的质量为eq\f(MA,NA)kg，C正确；一个铜原子占有的体积为eq\f(MA,ρNA)m3，D正确．【答案】B11．在“油膜法估测分子大小”的试验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL，用注射器测得1mL上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形态和尺寸如图7­1­4所示，图中正方形方格的边长为1cm.图7­1­4(1)试验中为什么要让油膜尽可能散开？(2)试验测出油酸分子的直径是多少？(结果保留两位有效数字)(3)假如已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为ρ，摩尔质量为M，试写出阿伏加德罗常数的表达式．【解析】(1)为使油膜在水面上形成单分子油膜．(2)由题图可知油膜覆盖方格数约为120个，设油酸分子的直径为d，则有eq\f(1,80)×eq\f(0.6,1000)×10－6m＝120×1×10－4d，解得d＝6.3×10－10m．(6.2×10－10m～6.4×10－10m都对)(3)每个分子的体积V0＝eq\f(1,6)π(eq\f(V,S))3，由NAρV0＝M，得NA＝eq\f(6MS3,πρV3).【答案】(1)为了形成单分子油膜(2)6.3×10－10m(6.2×10－10m～6.4×10－(3)NA＝eq\f(6MS3,πρV3)12．在我国的“嫦娥奔月”工程中，科学家计算出地球到月球的平均距离L＝3.844×105km.已知铁的摩尔质量μ＝5.6×10－2kg/mol，密度ρ＝7.9×103kg/m3.若把铁的分子一个紧挨一个地单列排起来，筑成从地球通往月球的“分子大道”(NA(1)这条大道共需多少个铁分子？(2)这些分子的总质量为多少？【解析】(1)每个铁分子可以视为直径为d的小球，则分子体积V0＝eq\f(1,6)πd3，铁的摩尔体积V＝eq\f(μ,ρ)，则NAV0＝V＝eq\f(μ,ρ)，所以V0＝eq\f(μ,ρNA)＝eq\f(1,6)πd3则d＝eq\r(3,\f(6μ,πρNA))＝eq\r(3,\f(6×5.6×10－2,3.14×7.9×103×6×1023))m＝3×10－10m.这条大道须要的分子个数n＝