高中物理 第1章 分子動理論與統(tǒng)計思想 1 物體是由大量分子組成的學業(yè)分層測評 教科版選修3-3

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物體是由大量分子組成的 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標] 1．NA代表阿伏伽德羅常數(shù)，下列說法正確的是(　　) A．在同溫同壓時，相同體積的任何氣體單質所含的原子數(shù)目相同 B．2 g氫氣所含原子數(shù)目為2NA C．在常溫常壓下，11.2 L氮氣所含的原子數(shù)目為NA D．17 g氨氣所含電子數(shù)目為10NA E．0.012 kg 12C所含的原子數(shù)為NA 【解析】　由于構成單質分子的原子數(shù)目不同，所以同溫同壓下相同體積單質氣體所含原子數(shù)目不一定相同，A錯；2 g H2所含原子數(shù)目為2 NA，B正確；在常溫常壓下11.2 L氮氣的物質的量不能確定，則所含原子數(shù)目不能確定，C錯；17 g氨氣即1 mol氨氣，其所含質子數(shù)為(7＋3)NA，即10NA，D正確；0.012 kg 12C即1 mol 12C，故E正確． 【答案】　BDE 2．若以M表示水的摩爾質量，Vm表示在標準狀況下水蒸氣的摩爾體積，ρ為標準狀況下水蒸氣的密度，NA為阿伏伽德羅常數(shù)，m、V分別表示每個水分子的質量和體積，下面四個關系式 ①NA＝　②ρ＝?、踡＝?、躒＝ 其中不正確的是(　　) 【導學號：74320002】 A．①正確 B．②正確 C．③正確 D．④正確 E．①和②都是正確的 【解析】　對于氣體，宏觀量M、Vm、ρ之間的關系仍適用，有M＝ρVm，宏觀量與微觀量之間的質量關系也適用，有NA＝，所以m＝，③式正確；NA＝＝，①式正確．由于氣體分子間有較大的距離，求出的是一個氣體分子平均占有的空間，一個氣體分子的體積遠遠小于該空間，所以④式不正確．而②式是將④式代入①式，并將③式代入得出的，也不正確． 【答案】　BDE 3．下列可算出阿伏伽德羅常數(shù)的一組數(shù)據(jù)是(　　) A．水的密度和水的摩爾質量 B．水的摩爾質量和水分子的體積 C．水分子的體積和水的摩爾體積 D．水分子的質量和水的摩爾質量 E．水的摩爾體積，水的密度和水分子的質量 【解析】　知道水的密度和水的摩爾質量可以求出其摩爾體積，不能計算出阿伏伽德羅常數(shù)，A錯誤；若知道水的摩爾質量和水分子質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伽德羅常數(shù)；B錯誤，C、D、E正確． 【答案】　CDE 4．(2016濟南高二檢測)阿伏伽德羅常數(shù)是NA，銅的摩爾質量為M，銅的密度是ρ，則下列說法中正確的是(　　) A．1 m3銅所含原子數(shù)目是 B．1 kg銅所含原子數(shù)目是ρNA C．一個銅原子的質量是 D．一個銅原子占有的體積為 E．一個銅原子占有的體積為 【解析】　據(jù)已知條件知1 m3銅的質量為ρ kg，相當于 mol，所含原子數(shù)為NA，A正確；1 kg銅所含原子數(shù)目是，B錯誤；每個原子的質量為，C正確；每個原子占有體積為＝，D正確，E錯誤． 【答案】　ACD 5．水分子的直徑為410－10 m,9 g的水分子一個接一個緊密地排成單行，可繞地球赤道約________圈．(赤道周長為4.0107 m，NA＝6.01023 mol－1) 【解析】　n＝ mol＝0.5 mol，N＝nNA＝0.56.01023個＝3.01023個． L＝Nd＝31023410－10 m＝121013 m，故x＝＝＝3106. 【答案】　3106 6．(2016開封高二檢測)已知阿伏伽德羅常數(shù)是NA＝6.01023/mol，銅的摩爾質量為6.410－2 kg/mol，銅的密度是8.9103 kg/m3.試估算1個銅原子占有的體積為多少？(結果保留二位有效數(shù)字) 【解析】　銅的摩爾體積為V＝M/ρ，一個銅原子的體積V0＝V/NA＝M/ρNA，代入數(shù)據(jù)解得V0＝1.210－29 m3. 【答案】　1.210－29 m3 7．水的相對分子質量是18，水的密度ρ＝1.0103 kg/m3，阿伏伽德羅常數(shù)NA＝6.021023 mol－1.求： 【導學號：74320003】 (1)水的摩爾質量M； (2)水的摩爾體積V； (3)一個水分子的質量； (4)一個水分子的體積V′； (5)將水分子看做球體，水分子的直徑d，一般分子直徑的數(shù)量級． 【解析】　(1)M＝18 g/mol＝1.810－2 kg/mol. (2)水的摩爾體積V＝＝ m3/mol＝1.810－5 m3/mol. (3)一個水分子的質量m＝＝ kg＝310－26 kg. (4)一個水分子的體積V′＝＝ m3＝310－29 m3. (5)水分子的直徑d＝＝ m＝3.910－10 m. 【答案】　(1)1.810－2 kg/mol　(2)1.810－5 m3/mol　(3)310－26kg　(4)310－29 m3　(5)3.910－10 m　10－10 m [能力提升] 8．知道下列哪一組物理量，不能估算出氣體分子間的平均距離(　　) A．阿伏伽德羅常數(shù)、氣體的摩爾質量 B．阿伏伽德羅常數(shù)、氣體的摩爾質量和密度 C．氣體的密度、體積和摩爾質量 D．氣體的質量和體積 E．阿伏伽德羅常數(shù)、氣體的摩爾體積 【解析】　A項知道阿伏伽德羅常數(shù)和氣體的摩爾質量，只能求出分子的質量；B項已知氣體的密度，可以求出單位體積氣體的質量，知道氣體摩爾質量可以求出單位體積氣體物質的量，知道阿伏伽德羅常數(shù)可以求出單位體積分子個數(shù)，可以求出分子平均占據(jù)的體積，可以進一步求出分子間的平均距離；C項知道該氣體的密度、體積和摩爾質量，可以求出該體積氣體物質的量，求不出氣體分子體積，求不出分子間的平均距離；D項知道氣體的質量和體積，只能求出氣體的密度；E項中可以求出一個氣體分子占據(jù)的體積．故本題選項為A、C、D. 【答案】　ACD 9．鉆石是首飾和高強度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料，設鉆石的密度為ρ(單位為kg/m3)，摩爾質量為M(單位為g/mol)，阿伏伽德羅常數(shù)為NA.則每個鉆石分子直徑d的表達式為__________m. 【解析】　鉆石的摩爾體積為V＝(單位為m3/mol)，每個鉆石分子體積為V0＝＝，設鉆石分子直徑為d，則V0＝πd3，所以分子的直徑d＝. 【答案】　 10．已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空氣的摩爾質量為0.029 kg/mol，阿伏伽德羅常數(shù)NA＝6.021023 mol－1.若潛水員呼吸一次吸入2 L空氣，試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)．(結果保留一位有效數(shù)字) 【導學號：74320004】 【解析】　設空氣的摩爾質量為M，在海底和岸上的密度分別為ρ海和ρ岸，一次吸入空氣的體積為V，則有Δn＝NA，代入數(shù)據(jù)得Δn＝31022個． 【答案】　31022個 11．空調在制冷過程中，室內空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水分越來越少，人會感覺干燥．某空調工作一段時間后，排出液化水的體積V＝1.0103 cm3.已知水的密度ρ＝1.0103 kg/m3、摩爾質量M＝1.810－2 kg/mol，阿伏伽德羅常數(shù)NA＝6.01023 mol－1.試求：(結果均保留一位有效數(shù)字) (1)該液化水中含有水分子的總數(shù)N； (2)一個水分子的直徑d. 【解析】　(1)水的摩爾體積為 V0＝＝m3/mol＝1.810－5 m3/mol 水分子數(shù)：N＝＝≈31025(個)． (2)建立水分子的球模型有＝πd3 得水分子直徑d＝＝ m ＝410－10 m. 【答案】　(1)31025個　(2)410－10 m