物体是由大量分子组成的习题

物体是由大量分子组成的习题

基础夯实

1．用“油膜法”测算分子的直径时，必须假设的前提是( )

A．将油分子看成球形分子

B．认为油分子之间不存在间隙

C．把油膜看成单分子油膜

D．考虑相邻油分子的相互作用力

2．(2012·潍坊模拟)最近发现纳米材料具有很多优越性能，有着广阔的应用前景。已知1nm(纳米)＝10－9m，边长为1nm的立方体可容纳的液态氢分子(其直径约为10－10m)的个数最接近下面的哪一个数值( )

A．102 B．103 C．106 D．109

3．只要知道下列哪一组物理量，就可以估算气体分子间的平均距离( )

A．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量

B．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度

C．阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积

D．该气体的密度、体积和摩尔质量

4．用筷子滴一滴水，体积约为0.1cm3，这一滴水中含有水分子的个数最接近以下哪一个值(阿伏加德罗常数N A＝6×1023mol－1，水的摩尔体积为V mol＝18cm3/mol)( ) A．6×1023个B．3×1021个

C．6×1019个D．3×1017个

5．(成都高二期末)某种物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N，则关于该物质的说法中，不正确的是( )

A．分子的质量是M/N

B．单位体积内分子的个数是ρN/M

C．分子的体积一定是M/(ρN)

D．平均每个分子占据的空间是M/(ρN)

6．(2012·寿光高二检测)体积为V的油滴，落在平静的水面上，扩展成面积为S的单分子油膜，则该油滴的分子直径约为________。已知阿伏加德罗常数为N A，油的摩尔质量为M，则一个油分子的质量为________。

7．地球到月球的平均距离为384 400km，如果把铁的分子一个紧挨一个地排列起来，筑成从地球通往月球的“分子大道”，试问这条大道需要多少个分子？这些分子的总质量是多少？(已知铁分子的直径为×10－10m，铁的摩尔质量为×10－2kg/mol)

8．(2011·南京高二检测)为保护环境和生态平衡，在各种生产活动中都应严禁污染水源。在某一水库中，一艘年久失修的快艇在水面上违规快速行驶，速度为8m/s，导致油箱

突然破裂，柴油迅速流入水中，从漏油开始到船员堵住漏油处共用分钟。测量时，漏出的油已在水面上形成宽约为 a ＝100m 的长方形厚油层。已知快艇匀速运动，漏出油的体积V ＝×10－3m 3

。

(1)该厚油层的平均厚度D 为多少？

(2)该厚油层的厚度D 约为分子直径d 的多少倍？(已知油分子的直径约为10

－10

m)

能力提升

1．从下列数据组可以算出阿伏加德罗常数的是( ) 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 ．水分子的体积和水分子的质量 D ．水分子的质量和水的摩尔质量 2．下列说法中正确的是( ) A ．物体是由大量分子组成的

B ．无论是无机物质的分子，还是有机物质的大分子，其分子大小的数量级都是10－10

m

C ．本节中所说的“分子”，只包含化学中的分子，不包括原子和离子

D ．分子的质量是很小的，其数量级为10

－10

kg

3．阿伏加德罗常数是N A mol －1

，铜的摩尔质量是μkg/mol ，铜的密度是ρkg/m 3

，则下列说法不正确的是( )

A ．1m 3

铜中所含的原子数为

ρN A

μ

B ．一个铜原子的质量是μN A

C ．一个铜原子所占的体积是

μρN A

D ．1kg 铜所含有的原子数目是ρN A

4．(江苏新海中学高二期末)用油膜法估测分子的大小时有如下步骤： A ．向浅盘中倒入约2cm 深的水；

B ．向浅盘中的水面均匀地撒入石膏粉(或痱子粉)；

C ．将油酸和酒精按一定比例配制好；

D ．把酒精油酸溶液一滴一滴滴入量筒中，当体积达到1mL 时记下滴入的滴数，算出每滴液滴的体积；

E ．把一滴酒精油酸溶液滴在水面上，直到薄膜形态稳定；

F ．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形态用彩笔画在玻璃板上；

G ．把玻璃板放在方格纸上，数出薄膜所占面积；

H ．计算出油膜的厚度L ＝V

S

若所用油酸酒精溶液的浓度为每104

mL 溶液中含有纯油酸6mL ，上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描绘出油酸膜的轮廓形状再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm ，试求：

(1)油酸膜的面积是________cm 2

；

(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______mL ；

(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径________m 。[(2)，(3)两问答案保留一位有效数字]

5．(2012·威海模拟)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m 3

和2.1 kg/m 3

，空气的摩尔质量为0.029 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝×1023

mol －1

。若潜水员呼吸一次吸入2 L 空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数。(结果保留一位有效数字)

6．水的摩尔质量为×10－2

kg/mol ，摩尔体积为×10－5m 3

/mol ，设想水分子是一个挨着一个排列的球体。现有容积是250mL 的矿泉水一瓶。

(1)均匀洒在地面上形成一块单分子水膜，求该水膜面积为多大？

(2)如果水分子一个挨着一个排列成一条线，这条线能绕赤道几圈？(已知地球赤道的周长约为4×104

km)

1答案：ABC

解析：用“油膜法”估测分子直径时不须考虑分子间的作用力，而且认为分子是紧密排列的，且把分子看成小球，在水面上形成单分子油膜。

2答案：B

解析：纳米是长度的单位，1nm ＝10－9

m ，即1nm ＝10×10

－10

m ，所以排列的分子个数接

近于10个，可容纳103

个，B 项正确。

3答案：B

解析：对四个选项的条件逐一分析，看根据每个选项的条件能求出何种物理量，由该物理量求出分子间的距离d 。如：A 选项的条件只能求出分子的总个数，而不能继续求得分子的体积V 0，故A 选项不正确。同理对选项C ，D 进行分析判断，C 只能求出该气体的密度，D 能求出该气体的质量和摩尔数。故正确答案为B 。

4答案：B 解析：n ＝

VN A V mol

＝错误!个≈3×1021

个。 5答案：C

解析：M /(ρN )是平均每个分子占据的空间并不一定是一个分子的体积，C 选项错。 6答案：V S

M

N A

7答案：×1018

个 ×10－7

kg 解析：这条大道需要的分子个数为

n ＝s

d

＝错误!个≈×1018个， 铁分子的质量m ＝M A N A

＝错误!kg≈×10

－26

kg ，

m 总＝mn ＝×10－26××1018kg ＝×10－7kg

8答案：(1)2×10－8

m (2)200倍 解析：(1)油层长度L ＝vt ＝8×90m＝720m 油层厚度D ＝V La

＝错误!m ＝2×10－8

m

(2)n ＝D d ＝2×10－8

10

－10＝200(倍)。

能力提升 1答案：D

解析：阿伏加德罗常数是指1mol 任何物质所含的粒子数，对固体和液体，阿伏加德罗常数N A ＝摩尔质量M 分子质量m ，或N A ＝摩尔体积V

分子体积V 0

因此，正确的选项是D 。

2答案：A

解析：物体是由大量分子组成的，故A 项正确。一些有机物质的大分子大小的数量级超过10

－10

m ，故B 项错误。本节中把化学中的分子、原子、离子统称为分子，故C 项错误。

分子质量的数量级一般为10

－26

kg ，故D 项错误。

3答案：D

解析：1m 3

铜所含有的原子数为n ＝m μ·N A ＝

ρ·V ′μN A ＝ρN A

μ

，A 正确。一个铜原子的质量为m 0＝μN A

，B 正确。一个铜原子所占的体积为V 0＝V N A ＝μ

ρN A

，C 正确。1kg 铜所含原子数目

为n ＝1μ·N A ＝N A

μ

，D 错误。

4答案：(1)110 (2)8×10－6 (3)7×10

－10

解析：(1)由图示可知，油酸薄膜轮廓内的正方形个数为110个，则油酸膜的面积是S ＝110×1×1cm 2

＝110cm 2

；

(2)1mL 溶液中含有纯油酸的体积为6104mL ，则1滴该液中含有纯油酸的体积为V ＝175×6

104

mL ＝8×10－6

mL ；

(3)d ＝V S ＝8×10－6×10－3×10－3110×10

－4

≈7×10－10

m 。 5答案：3×1022

解析：设空气的摩尔质量为M ，在海底和岸上的密度分别为ρ海和ρ岸，一次吸入空气的体积为V ，则有Δn ＝

ρ海－ρ岸V

M

N A ，代入数据得Δn ＝3×1022。

6答案：(1)×105m 2 (2)×107

圈 解析：(1)水分子的体积为V 0＝

V mol N A ，因为每个水分子的体积为V 0＝43π(D 2)3＝16

πD 3

，所以D ＝36V 0π，形成水膜的面积S ＝V D ，将数据代入后得D ＝36××10－5×6×1023m ＝×10

－10

m ，S ＝250×10－6

×10

－10m 2＝×105m 2

。 (2)250mL 水中分子的个数为n ＝V V 0

，水分子排成的线长为s ＝n ·D ＝×1015

m 。可绕地球赤道的圈数为N ＝s L

＝×107

圈。