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课时检测训练55 分子动理论 内能
对应学生用书P463
对点练1 微观量的估算
1.(多选)已知铜的摩尔质量为M(kg/mol),铜的密度为ρ(kg/m3),阿伏加德罗常数为NA(mol-1)。下列判断正确的是( )
A.1 kg铜所含的原子数为NA
B.1 m3铜所含的原子数为
C.1个铜原子的质量为(kg)
D.铜原子的直径为(m)
解析 1 kg铜所含的原子数为N=NA,故A错误;1 m3铜所含的原子数为N=nNA=,故B错误;1个铜原子的质量m=(kg),故C正确;1个铜原子的体积为V=(m3),又V=π·()3,联立解得d=(m),故D正确。
答案 CD
2.某种物质的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA,则关于该物质的说法中错误的是( )
A.分子的质量是
B.单位体积内分子的个数是
C.分子的体积一定是
D.质量为m的该物质所含有的分子数为
解析 阿伏加德罗常数等于摩尔质量除以单个分子的质量,故每个分子的质量是 ,故A不符题意;单位体积物体的质量为ρ,每个分子的质量是 ,故单位体积内分子个数是 ,故 B不符题意;摩尔质量=密度×摩尔体积,故摩尔体积为,每个分子占据的空间体积为=,液体与固体的分子之间的距离等于分子的大小而气体分子间距远大于分子直径,故分子体积小于,故C符合题意,D不符题意;故选C。
答案 C
3.(多选)已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R,空气平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,地面大气压强为p0,重力加速度大小为g。由此可估算得( )
A.地球大气层空气的总重力为2πR2p0
B.地球大气层空气分子总数为
C.每个空气分子所占空间为
D.空气分子之间的平均距离为
解析 AB.大气中的压强由大气的质量重力产生,即mg=p0S=p0·4πR2=4πR2p0,则地球大气层空气分子总数为N=NA=,故A错误,B正确;C.大气的体积为V=4πR2h,每个空气分子所占空间为V0==,故C正确;D.气体分子之间的距离为d==,故D正确。故选BCD。
答案 BCD
对点练2 布朗运动与分子热运动
4.(多选)关于扩散现象和布朗运动,下列说法正确的是( )
A.扩散现象和布朗运动都是分子的无规则运动
B.扩散现象和布朗运动没有本质的区别
C.扩散现象宏观上可以停止,但微观上分子无规则运动依然存在
D.扩散现象和布朗运动都与温度有关
解析 扩散现象是由于分子的无规则热运动而导致的物质的群体迁移,当物质在某一能到达的空间内达到均匀分布时,这种宏观的迁移现象就结束了,但分子的无规则运动依然存在。布朗运动是由于分子对悬浮微粒的不均匀撞击所致,它不会停止,这两种现象都与温度有关,温度越高,现象越明显;布朗运动是液体分子无规则运动的反映。故选 CD。
答案 CD
5.关于布朗运动,下列说法正确的是( )
A.布朗运动是液体分子的无规则运动
B.悬浮在液体中的颗粒越小、液体温度越高,布朗运动越明显
C.悬浮颗粒越大,在某一瞬间撞击它的分子数越多,布朗运动越明显
D.布朗运动的无规则性反映了颗粒内部分子运动的无规则性
解析 布朗运动就是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动,是液体分子的无规则运动的反映,选项A、D错误;布朗运动形成的原因是液体分子对悬浮微粒无规则撞击,悬浮颗粒越小,温度越高,颗粒的受力越不均衡,布朗运动就越明显,选项B正确,C错误。
答案 B
6.为了减少病毒传播,人们使用乙醇喷雾消毒液和免洗洗手液,两者的主要成分都是酒精,则下列说法正确的是( )
A.使用免洗洗手液洗手后,手部很快就干爽了,是由于液体分子扩散到了空气中
B.在房间内喷洒乙醇消毒液后,会闻到淡淡的酒味,与分子运动无关
C.在房间内喷洒乙醇消毒液后,会闻到淡淡的酒味,这是酒精分子做布朗运动的结果
D.使用免洗洗手液洗手后,洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中,分子间距不变
解析 因为一切物质的分子都在不停地做无规则运动,所以使用免洗洗手液时,手部很快就干爽了,这是扩散现象,故A正确;在房间内喷洒乙醇消毒液后,会闻到淡淡的酒味,这是酒精分子扩散运动的结果,证明了酒精分子在不停地做无规则运动,不属于布朗运动,故B、C错误;洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中,温度不变,分子平均动能不变,但是分子之间的距离变大,故D错误。
答案 A
对点练3 分子间的作用力和内能
7.分子间势能由分子间距r决定。规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零,两分子间势能与分子间距r的关系如图所示。若一分子固定于原点O,另一分子从距O点无限远向O点运动。下列说法正确的是( )
A.在两分子间距从无穷远减小到r2的过程中,分子之间的作用力先增大后减小
B.在两分子间距从无穷远减小到r1的过程中,分子之间的作用力表现为引力
C.在两分子间距等于r1处,分子之间的作用力等于0
D.对于标准状况下的单分子理想气体,绝大部分分子的间距约为r2
解析 由图可知,r2处分子势能最小,则r2处分子之间的作用力等于0,所以在两分子间距从很远处减小到r2的过程中,分子之间的作用力先增大后减小,选项A正确,C错误;由于r1<r0,分子间作用力表现为斥力,选项B错误;对于标准状况下的理想气体,绝大部分分子的间距约为10r2,选项D错误。
答案 A
8.(2023·海南卷)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是( )
A.分子间距离大于r0时,分子间表现为斥力
B.分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大
C.分子势能在 r0处最小
D.分子间距离小于r0且减小时,分子势能在减小
解析 分子间距离大于r0,分子间表现为引力,分子从无限远靠近到距离r0处过程中,引力做正功,分子势能减小,则在r0处分子势能最小;继续减小距离,分子间表现为斥力,分子力做负功,分子势能增大。故选C。
答案 C
9.关于物体的内能,下列说法正确的是( )
A.物体内部所有分子动能的总和叫作物体的内能
B.物体被举得越高,其分子势能越大
C.一定质量的0 ℃的冰融化为0 ℃的水时,分子势能不变
D.一定质量的理想气体放出热量,它的内能可能增加
解析 物体的内能包括所有分子动能和分子势能的总和,故A错误;物体被举得越高,其重力势能越大,与分子势能无关,故B错误;一定质量的0 ℃的冰融化为0 ℃的水时需要吸热,而此时分子平均动能不变,故分子势能增加,故C错误;一定质量的理想气体放出热量,如果同时有外界对它做功,且做功的量大于它放出的热量,它的内能就会增加,故D正确。
答案 D
10.关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识,描述正确的是( )
A.图甲中,微粒越大,单位时间内受到液体分子撞击次数越多,布朗运动越明显
B.图乙说明固体间也能发生扩散现象
C.由图丙可知,在r由r1变到r2的过程中分子力做负功
D.图丙中分子间距为r1时的分子力比分子间距为r2时的分子力小
解析 图甲中,微粒越大,单位时间内受到液体分子撞击次数越多,布朗运动越不明显,故A错误;图乙中,说明固体间也能发生扩散现象,故B正确;由图丙可知,在r由r1变到r2的过程中,分子势能减小,则分子力做正功,故C错误;图丙中分子间距为r2时分子势能最小,可知,该位置为平衡位置,分子力为0,即分子间距为r1时的分子力比分子间距为r2时的分子力大,故D错误。故选 B。
答案 B
11.(多选)已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R,空气的平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,地面处大气压强为p0,重力加速度大小为g。由此可估算得( )
A.地球大气层空气分子总数为
B.地球大气层空气分子总数为
C.空气分子之间的平均距离为
D.空气分子之间的平均距离为
解析 大气压强由大气层空气的重力产生,即mg=p0S=p0·4πR2,则地球大气层空气分子总数为N=NA=,A正确,B错误;大气层中空气的体积为V=4πR2h,则空气分子之间的平均距离为d==,C错误,D正确。
答案 AD
12.如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。F>0为斥力,F<0为引力。A、B、C、D为x轴上四个特定的位置,现把乙分子从A处由静止释放,选项中四个图分别表示乙分子的速度、加速度、动能、势能与两分子间距离的关系,其中大致正确的是( )
解析 经过C点前后乙分子的运动方向不变,A项错误;加速度大小与力的大小成正比,方向与力相同,故B项正确;分子动能不可能为负值,故C项错误;乙分子从A处由静止释放,分子势能不可能增大到正值,故D项错误。
答案 B
13.如图所示为一个防撞气包,包内气体在标准状况下体积为336 mL,已知气体在标准状态下的摩尔体积V0= 22.4 L/mol,阿伏加德罗常数NA=6.0×1023 mol-1,求气包内(结果均保留2位有效数字):
(1)气体的分子个数。
(2)气体在标准状况下每个分子所占的体积。
解析 (1)由题意可知,分子数目:
N=NA=9.0×1021个。
(2)由题意可知气体在标准状况下每个分子所占的体积为V′=≈3.7×10-26 m3。
答案 (1)9.0×1021个 (2)3.7×10-26 m3
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