2022年高中物理第章用统计思想研究分子运动_一种新的研究方法_走进分子世界学业分层测评沪科版选修- .pdf

1 一种新的研究方法走进分子世界( 建议用时： 45 分钟 ) 学业达标 1用油膜法估测分子直径实验的科学依据是( ) A将油膜看成单分子油膜B不考虑各油分子间的间隙C考虑了各油分子间的间隙D将油膜分子看成球形E考虑了油膜由多层分子构成【解析】该实验的原理就是把油酸分子视为球形，且认为是一个一个紧挨着单层分布，不考虑分子间隙，故A、 B、D选项正确【答案】ABD 2关于分子，下列说法中不正确的是( ) A分子是球形的，就像我们平时的乒乓球有弹性，只不过分子非常非常小B所有分子的直径都相同C不同分子的直径一般不同，但数量级基本一致D测定分子大小的方法只有油膜法一种方法E测定分子大小的方法有多种【解析】分子的形状非常复杂，为了研究和学习方便，把分子简化为球形，实际上不是真正的球形，故A 项错误；不同分子的直径一般不同，但数量级基本一致，为1010 m，故 B错、 C对；油膜法只是测定分子大小的一种方法，还有其他方法，如扫描隧道显微镜观察法等，故D错误、 E正确【答案】ABD 3下列可算出阿伏伽德罗常量的一组数据是( ) 【导学号： 35500002】A水的密度和水的摩尔质量B水的摩尔质量和水分子的体积C水分子的体积和水的摩尔体积D水分子的质量和水的摩尔质量E水的摩尔体积、水的密度和水分子的质量【解析】知道水的密度和水的摩尔质量可以求出其摩尔体积，不能计算出阿伏伽德罗常量， A错误；若知道水的摩尔质量和水分子质量或者知道水的摩尔体积以及水分子的体积名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 2 都能求出阿伏伽德罗常量；B错误， C、D、E正确【答案】CDE 4某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，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，1 mL 溶液的滴数多数了几滴D求每滴体积时，1 mL 溶液的滴数少数了几滴E计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格【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， D正确；数方格时舍去了所有不足一格的方格，计算出的油膜面积偏小，导致计算结果偏大，E正确【答案】ADE 5知道下列哪一组物理量，不能估算出气体分子间的平均距离( ) A阿伏伽德罗常量、气体的摩尔质量B阿伏伽德罗常量、气体的摩尔质量和密度C气体的密度、体积和摩尔质量D气体的质量和体积E阿伏伽德罗常量、气体的摩尔体积【解析】A项知道阿伏伽德罗常量和气体的摩尔质量，只能求出分子的质量B项已知气体的密度， 可以求出单位体积气体的质量，知道气体摩尔质量可以求出单位体积气体物质的量，知道阿伏伽德罗常量可以求出单位体积分子个数，可以求出分子平均占据的体积，可以进一步求出分子间的平均距离，故B正确； C项知道该气体的密度、体积和摩尔质量，可以求出该体积气体物质的量，求不出气体分子体积，求不出分子间的平均距离，故 C错误；D项知道气体的质量和体积，只能求解气体的密度，故D错误； E项中可以求出一个气体分子占据的体积【答案】ACD 6已知某气体的摩尔体积为22.4 L/mol，摩尔质量为18 g/mol ，阿伏伽德罗常量为6.021023 mol1，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E分子总数名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 3 【解析】实际上气体分子之间的距离远比分子本身的线度大得多，即气体分子之间有很大空隙，故不能根据VVNA计算分子体积，这样算得的应是该气体每个分子所占据的空间，故 C正确；可认为每个分子平均占据了一个小立方体空间，3V即为相邻分子之间的平均距离， D正确；每个分子的质量显然可由mMANA估算， A正确；根据条件无法估算分子总数， E错误【答案】ACD 7在“用单分子油膜估测分子大小”实验中(1) 某同学操作步骤如下：取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；向量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积改正其中的错误：(2) 若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8 103mL ，其形成的油膜面积为 40 cm2，则估测出油酸分子的直径为 m. 【解析】(1) 由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败(2) 由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得：dVS4.8 1031060.10%40104m 1.2 109 m. 【答案】(1) 在量筒中滴入N滴溶液在水面上先撒上痱子粉(2)1.2 1098 标准状态下1 cm3的水蒸汽中有多少个水分子？相邻两个水分子之间的距离是多少？【解析】1 mol 的任何气体在标准状态下，占有的体积都为22.4 L ，则 1 cm3水蒸汽内所含有的分子数为nVVANA110 322.46.021023个2.7 1019个，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 4 设水蒸汽分子所占据的空间为正方体，分子间距为d，则有V0Vnd3，所以d3Vn31.0 1062.7 1019m 3.3 109 m. 【答案】2.7 1019个3.3 109 m 能力提升 9(2016济南高二检测) 已知阿伏伽德罗常量NA，铜的摩尔质量为M，铜的密度是，则下列说法中正确的是( ) 【导学号： 35500003】A1 m3铜所含原子数目是NAMB1 kg 铜所含原子数目是NAC一个铜原子的质量是MNAD一个铜原子占有的体积为MNAE一个铜原子占有的体积为MNA【解析】据已知条件知1 m3铜的质量为 kg，相当于M mol ，所含原子数为MNA，A正确； 1 kg 铜所含原子数目是NAM，B错误；每个原子的质量为MNA，C正确；每个原子占有体积为V摩NAMNA，D正确， E错误【答案】ACD 10若以V表示在标准状态下水蒸汽的摩尔体积， 表示在标准状态下水蒸汽的密度，M表示水的摩尔质量，M0表示一个水分子的质量，V0表示一个水分子的体积，NA表示阿伏伽德罗常量，则下列关系式正确的是( ) AVMBV0VNACM0MNADMNAV0ENAVM0【解析】因 表示在标准状态下水蒸汽的密度，M表示水的摩尔质量，则在标准状态下水蒸汽的摩尔体积为VM，选项 A正确；VNA表示一个水分子运动占据的空间，不等于名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 5 一个水分子的体积，选项B错误；一个水分子的质量为：M0MNA，选项 C正确；MNAV0表示水的密度，选项D 错误； V是水的摩尔质量，则阿伏伽德罗常量可表示为：NAVM0，选项E正确【答案】ACE 11利用油膜法估测分子的大小实验时，现有按体积比为nm配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个充入约2 cm 深水的浅盘，一支滴管，一个量筒请补充下述估测分子大小的实验步骤：(1) ( 需测量的物理量自己用字母表示) (2) 用滴管将 1 滴油图 1-1-4酸酒精溶液滴入浅盘，等油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图1-1-4所示， ( 已知坐标纸上每个小方格面积为S，求油膜面积时， 半个以上方格面积记为S，不足半个舍去 )则油膜面积为(3) 估算油酸分子直径的表达式为d . 【解析】(1) 用滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液，读其体积V. (2) 由图可查得面积为105S. (3)1 滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为VVNnmn，油膜面积S105S，由dVS，得dnV105NS mn. 【答案】(1) 见解析(2)105S(3)nV105NS mn12随着“嫦娥一号”的成功发射，中国探月工程顺利进行假设未来在月球建一间实名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 6 验室，长a8 m，宽b7 m，高c4 m，实验室里的空气处于标准状态为了估算出实验室里空气分子的数目，有两位同学各提出了一个方案：方案 1 取分子直径D11010 m，算出分子体积V116D3，根据实验室内空气的体积Vabc，算得空气分子数为：nVV16abcD3. 方案 2 根据化学知识，1 mol空气在标准状态下的体积V022.4 L 22.4103 m3.由实验室内空气的体积，可算出实验室内空气的摩尔数nmolVV0abcV0；再根据阿伏伽德罗常量算得空气分子数为：nnmolNAabcV0NA. 请对这两种方案做一评价，并估算出实验室里空气分子的数目【解析】方案 1 把实验室里的空气分子看成是一个个紧挨在一起的，没有考虑空气分子之间的空隙，不符合实际情况通常情况下气体分子间距的数量级为10 9m ，因此分子本身体积只是气体所占空间的极小一部分，常常可以忽略不计，方案 1 错误；方案 2 的计算方法是正确的，根据方案2 计算结果如下：nabcV0NA87 422.41036.021023个6.021027个【答案】方案 1 错误，方案2 正确6.021027个名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -