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课时作业(一) 分子动理论的基本内容
[基础达标练]
1.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个铜原子的体积为(m3)
D.铜原子的直径为 (m)
解析:选C A.1 kg铜所含的原子数为N=·NA= 故A错误;
B.1 m3铜所含的原子数为N=nNA=故B错误;
C.1个铜原子的体积为V=故C正确;
D.铜原子的体积为V=π· 则直径为d=故D错误。
故选C。
2.下列哪一组物理量,可以估算出一团气体中分子间的平均距离的是( )
A.该气体的密度、体积和摩尔质量
B.阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量
C.阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度
D.阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积
解析:选C A.已知该气体的密度、体积和摩尔质量,可以得到摩尔体积,但缺少阿伏加德罗常数,故A错误;
B.知道该气体的摩尔质量和质量,可以得到摩尔数,但不知道体积,无法计算,故B错误;
C.知道阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度,用摩尔质量除以摩尔密度可以得到摩尔体积,再除以阿伏加德罗常数得到每个分子平均占有的体积,用正方体模型得到边长,即为分子间距,故C正确;
D.阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积已知,可以得到密度,但不知道摩尔体积和摩尔质量,故D错误;
故选C。
3.(多选)关于分子的热运动,下述正确的是( )
A.分子的热运动就是布朗运动
B.布朗运动是悬浮在液体中的微粒的无规则运动,它反映液体分子的无规则运动
C.温度越高,悬浮微粒越小,布朗运动越激烈
D.物体的速度越大,内部分子的热运动越激烈
解析:选BC A.布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的运动,不是分子运动,选项A错误;
B.布朗运动是悬浮在液体中的微粒的无规则运动,它反映液体分子的无规则运动,选项B正确;
C.温度越高,悬浮微粒越小,布朗运动越激烈,选项C正确;
D.宏观物体的机械运动不影响内部分子的热运动,选项D错误。
故选BC。
4.下列事例中,不能说明分子永不停息做无规则运动的是( )
A.炒菜时加点盐,菜就有了咸味
B.看到滴入红墨水,整杯水变红
C.冠状病毒附在飞沫上随风运动
D.房间里放一箱苹果,满屋飘香
解析:选C A.炒菜时加点盐,菜有了咸味是扩散现象,证明了分子不停地做无规则运动,故A不符合题意;
B.红墨水滴入水中,整杯水变红,是分子不停地做无规则运动的结果,故B不符合题意;
C.飞沫是宏观物体的运动,和分子运动无关,故C符合题意;
D.房间里放一箱苹果,整个房间里能闻到香味是扩散现象,能说明分子永不停息地做无规则运动,故D不符合题意。
故选C。
5.据研究发现,新冠病毒感染的肺炎传播途径之是气溶胶传播。气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统,这些固态或液态颗粒的大小一般在10-3-103μm之间,布朗运动的微粒大小通常在10-6 m数量级。下列关于大小约为1μm的固态或液态颗粒的说法中错误的是( )
A.颗粒做布朗运动,运动的轨迹就是颗粒分子的无规则运动的轨迹
B.颗粒能很长时间都悬浮在空气中,这是因为颗粒受到了空气分子无规则热运动撞击
C.固态或液态颗粒越小,颗粒的运动越明显
D.环境温度越高,颗粒的运动越明显
解析:选A A.布翻运动的微粒大小通常在10-6=1 μm数量级,则当固态或液态颗粒很小时,能很长时间都悬浮在气体中,颗粒的运动属于布朗运动;在布朗运动中,颗粒本身并不是分子,而是分子集团,所以颗粒无规则运动的轨迹不是分子无规则运动的轨迹,A错误;
B.固态或液态颗粒能长时间悬浮是受到气体分子无规则热运动撞击而导致的,B正确;
CD.本题中的布朗运动是固态或液态颗粒的无规则运动,是气体分子无规则热运动撞击的结果,所以它反映的是气体分子的无规则运动:颗粒越小,气体分子对颗粒的撞击作用越不容易平衡,环境温度越高,布朗运动越剧烈,CD正确。
故选A。
6.将墨汁滴入水中,用显微镜观察,则下列说法正确的是( )
A.显微镜下炭粒的运动,是布朗运动
B.显微镜下可以直接观察到水分子撞击炭粒
C.炭粒越大,撞击的分子数越多,无规则运动越明显
D.如果水凝结成冰,炭粒的运动停止,则水分子的运动也随之停止
解析:选A A.布朗运动是悬浮在液体或气体中的微粒永不停息地做无规则运动,小碳粒在不停地做无规则的运动,是布朗运动,故A项正确;
B.分子很小,在显微镜下不能看到水分子,能看到悬浮的小碳粒,故B项错误;
C.悬浮微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数越多,液体分子对微粒的撞击就越平衡,则布朗运动越不明显,故C项错误;
D.水结成冰后,碳粒不在运动,水由液态变为固态,分子热运动的激烈程度相对减小,但热运动不会停止,一切物质的分子都在永不停息地做无规则热运动,故D项错误。
故选A。
7.根据分子动理论,下列说法正确的是( )
A.花粉颗粒在液体中的布朗运动,是由于花粉颗粒内部分子无规则热运动引起的
B.向一锅水中撒一点胡椒粉,加热时发现水中的胡椒粉在翻滚,这说明温度越高布朗运动越剧烈
C.在房间内喷洒酒精消毒液后,会闻到淡淡的酒味,这是酒精分子的扩散现象
D.因为扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关,所以扩散现象和布朗运动都是热运动
解析:选C A.花粉颗粒在液体中的布朗运动,是由于液体分子无规则撞击花粉颗粒作用不平衡所引起的结果,并非是花粉颗粒内部分子无规则热运动引起的,故A错误;
B.胡椒粉的运动是由于水的对流形成的,不是布朗运动;故B错误;
C.在房间内喷洒酒精消毒液后,会闻到淡淡的酒味,其原因是酒精分子从高浓度区域向低浓度区域的转移,这是酒精分子的扩散现象,故C正确;
D.扩散现象是指物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移直到均匀分布的现象,它直接反映了分子的无规则热运动;而布朗运动是指悬浮微粒永不停息地无规则运动,它间接反映了液体分子的无规则热运动,两者虽都与温度有关,但热运动指分子无规则运动,两者不同,故D错误。
故选C。
8.缉毒犬可以嗅出毒品藏匿位置,不仅由于其嗅觉灵敏,还因为( )
A.分子之间有间隙
B.分子的质量很小
C.分子的体积很小
D.分子不停地运动
解析:选D 缉毒犬可以嗅出毒品藏匿位置,不仅由于其嗅觉灵敏,还因为分子不停地运动。故ABC错误;D正确。
故选D。
9.关于分子间相互作用力,以下说法正确的是( )
A.分子力是分子引力和斥力的合力,当分子间距离r=r0时分子力为零,说明此时分子引力和斥力均为零
B.分子力随分子间距离r的大小而变化,当r>r0时,分子引力和斥力都随r增大而增大,但引力比斥力增加得快,也就是引力大于斥力,故分子力表现为引力
C.分子力随分子间距离r的大小而变化,当r<r0时,分子引力和斥力都随r减小而增大,但斥力比引力增加得快,也就是斥力大于引力,故分子力表现为斥力
D.分子力实质上是分子间的万有引力
解析:选C ABC.分子力是分子引力和斥力的合力,分子间距离减小,分子的引力和斥力均增大,分子间距离增大,分子的引力和斥力均减小,在r=r0时,引力和斥力大小相等,合力为零,但斥力和引力并不为零,故AB错误,C正确;
D.分子力和万有引力是不同性质的力,二者本质不一样,D错误。
故选C。
[能力提升练]
10.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:选D AB.大气中的压强由大气的质量产生,即mg=p0S=p0·4πR2
则地球大气层空气分子总数为N=NA=AB错误;
CD.大气的体积为V=4πR2h
则气体分子之间的距离为d==C错误,D正确。
故选D。
11.(多选)下列说法正确的是( )
A.把煤堆在墙角时间长了,墙内部也变黑,说明分子间存在间隙,且分子在无规则运动
B.酒精与水混合后体积减小,说明液体分子间有间隙
C.大风天看到风沙弥漫,尘土飞扬,这就是布朗运动
D.布朗运动是由于液体分子对固体小颗粒的撞击不平衡引起的
解析:选ABD A.把煤堆在墙角,时间长了墙也变黑,是因为煤分子扩散到墙上,说明分子在不断扩散,A正确;
B.水和酒精混合后体积减小,是因为相互渗入对方分子间隙,说明分子间有间隙,B正确;
C.大风天看到尘土飞扬,是固体颗粒的机械运动,不是分子运动,C错误;
D.布朗运动是由于微粒周围液体分子在做无规则的运动,对固体小颗粒的撞击不平衡引起的,D正确。 故选ABD。
12.(多选)仅利用下列某一组数据,可以计算出阿伏加德罗常数的是( )
A.水的摩尔质量和水分子的体积
B.水的摩尔质量和水分子的质量
C.氧气的摩尔质量和氧气分子的质量
D.氧气的摩尔体积和氧气分子的体积
解析:选BC A.只知道水的摩尔质量和水分子的体积,而不知道密度,故不能求出阿伏加德罗常数,A错误;
B.用水的摩尔质量除以水分子的质量可以求解阿伏加德罗常数,B正确;
C.用氧气的摩尔质量除以氧气分子的质量可以求解出阿伏加德罗常数,C正确;
D.用氧气的摩尔体积除以氧气分子所占空间的体积能求出阿伏加德罗常数,但用氧气的摩尔体积除以氧气分子的体积不能求出阿伏加德罗常数,D错误。
故选BC。
13.(多选)对于下列热学问题,说法正确的是( )
A.当两个分子间的力表现为引力时,分子间距越小,引力与斥力的合力就越小,分子间距减小时分子力做负功
B.当两个分子间的力表现为斥力时,分子间距越小,引力与斥力的合力就越大,分子间距减小时分子力做负功
C.当悬浮在液体中的微粒越小时,微粒受到周围液体分子的碰撞机会就越少,布朗运动就越不明显
D.“踏花归去马蹄香”描述了分子热运动
解析:选BD A.当两个分子间的力表现为引力时,分子间距减小,引力与斥力的合力可能减小,也可能先增大后减小,分子间距离减小时分子力做正功,故A错误;
B.当两个分子间的力表现为斥力时,分子间距越小,引力与斥力的合力就越大,分子之间的距离减小时分子力做负功,故B正确;
C.当悬浮在液体中的微粒越小时,微粒受到周围液体分子的碰撞机会就越少,微粒的受力就越不平衡,布朗运动就越明显,故C错误;
D.马蹄上的花香在空气中传播描述了分子热运动,属于扩散现象,D正确。
故选BD。
14.拒绝烟草,洁身自好,是一个中学生时刻要提醒自己的行为准则。燃烧一支烟产生的烟气中含一氧化碳和二氧化碳,假设最终进入空气中的一氧化碳约为84毫克。一个人在一个空间约为30 m3的房间内,吸了一支烟,烟气在房间中均匀分布,试估算:(一氧化碳的相对原子质量为28 g/mol,阿伏伽德罗常数NA=6.02×1023 mol-1,人正常呼吸一次吸入气体的体积约为300 cm3)
(1)房间空气中一氧化碳分子的平均距离(结果可用根号表示);
(2)一个不吸烟者进入此房间,呼吸一次吸入的一氧化碳分子数(结果保留两位有效数字)。
解析:(1)吸一支烟进入空气中的一氧化碳的物质的量
n== mol=3×10-3 mol
一氧化碳分子个数N=nNA=1.8×1021个
每个一氧化碳分子所占空间的体积V0=m3
分子间的平均距离d==m≈2.6×10-7m
(2)不吸烟者进入此房间呼吸一次吸入的一氧化碳分子数为N=×1.8×1021=1.8×1016个
答案:(1)2.6×10-7 m (2)1.8×1016个
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