2013高三物理总复习 选修部分同步练习 选3-3-1分子动理论 内能

选3-3-1分子动理论 内能 一、选择题 1．若以μ表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：

①NA＝ρVm ②ρ＝μNAΔ ③m＝μNA ④Δ＝VNA其中( ) A．①和②都是正确的 B．①和③都是正确的 C．③和④都是正确的 D．①和④都是正确的 [答案] B

[解析] 由NA＝μm＝ρVm，故①③对，因水蒸气为气体，水分子间的空隙体积远大于分子本身体积，即V≫NA·Δ，④不对，而ρ＝μV≪μNA·Δ

，②也不对，故B项正确。

2．分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质。据此可判断下列说法中正确的是( ) A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性 B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大 C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 D．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素 [答案] ACD [解析] A选项中小炭粒做布朗运动反映了液体分子的无规则热 运动，故A是正确的。B选项中分子间的相互作用力在间距r内，随分子间距的增大而减小，在r>r0的范围内，随分子间距的增大先增大后减小，故B是错误的。C选项中分子势能在r能随r的增大而减小，在r0处势能最小，在r>r0时，分子势能随r的增大而增大，故C选项是正确的。D选项中真空环境是为防止其他杂质的介入，而高温条件下，分子热运动剧烈，有利于所掺入元素分子的扩散。 3．(2012·广东理综)清晨 ，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠 ，这一物理过程中，水分子间的( ) A．引力消失 ，斥力增大 B．斥力消失，引力增大 C．引力、斥力都减小 D．引力、斥力都增大 [答案] D [解析] 露珠是由空气中的水蒸气凝结成的水珠，液化过程中，分子间的距离变小，引力与斥力都增大，选项D正确。 4．(2012·上海长宁)关于分子运动，下列说法中正确的是( ) A．布朗运动就是液体分子的热运动 B．布朗运动图中不规则折线表示的是液体分子的运动轨迹 C．当分子间的距离变小时，分子间作用力可能减小，也可能增大 D．物体温度改变时，物体分子的平均动能不一定改变 [答案] C [解析] 布朗运动是悬浮颗粒的运动，布朗运动图中不规则折线是将间隔相等时间描出的点用直线连接起来得到的，不表示液体分子的运动轨迹，A、B均错；当分子间的距离变小时，分子间作用力如果表现为引力，则分子力减小，分子间作用力如果表现为斥力，则分子力增大，C对；温度是分子平均动能的标志，物体温度改变时，物体分 子的平均动能一定改变，D错。 5．(2012·辽宁大连)某气体的摩尔质量为Mmol，摩尔体积为Vmol，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m和V0 ，则阿伏加德罗常数NA不可表示为( )

A．NA＝Mmolm B．NA＝ρVmolm C．NA＝VmolV0 D．NA＝MmolρV0 [答案] CD [解析] 阿伏加德罗常数NA＝Mmolm＝ρVmolm＝VmolV，其中V应为每个气体分子所占有的体积，而V0是气体分子的体积，故选项C错误。选项D中，ρV0不是气体分子的质量，因而也是错误的。 6．质量相等的氢气和氧气温度相同，若不考虑分子间的势能，则( ) A．氢气的内能较大 B．氧气的内能较大 C．两者的内能相等 D．氢气和氧气分子的平均动能相等 [答案] AD [解析] 因为氢的摩尔质量小，故同质量的氢气和氧气，氢气的分子数多，内能大。 7．有甲、乙两种气体，如果甲气体分子的平均速率比乙气体分子的平均速率大，则( ) A．甲气体的温度一定高于乙气体的温度 B．甲气体的温度一定低于乙气体的温度 C．甲气体的温度可能高于也可能低于乙气体的温度 D．甲气体中每个分子的运动都比乙气体中每个分子的运动快 [答案] C [解析] A选项认为气体分子平均速率大，温度就高，这是对气体温度微观本质的错误认识，气体温度是气体分子平均动能的标志，而分子的平均动能不仅与分子的平均速率有关，还与分子的质量有关。本题涉及两种不同的气体(即分子质量不同)，它们的分子质量无法比较，因而无法比较两种气体温度的高低，故A、B选项错误。C选项正确，速率的平均值大，并不一定每个分子速率都大，故D选项错误。 8．(2012·九江模考)对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是( ) A．温度高的物体其内能和分子平均动能一定大 B．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大 C．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，但斥力减小得更快，所以分子间的作用力总表现为引力 D．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 [答案] B [解析] 物体内能包括分子动能和分子势能，选项A错误；分子力表现为斥力时，分子间距离减小，斥力增大，且做负功，分子势能增大，选项B正确；分子间距离小于r0时，分子的作用力表现为斥力，距离大于r0时表现为引力，选项C错误；布朗运动是指悬浮在液体中的微粒的无规则运动，选项D错误。因此答案选B。 二、非选择题 9．某物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏伽德罗常数为NA， 则该物质每个分子的质量m0＝__________，每个分子的体积V0＝__________，单位体积内所含的分子数n＝__________。 [答案] M/NA M/ρNA ρNA/M [解析] 因为1mol的任何物质中都含有NA个分子数，则NA·m0

＝M

即 m0＝MNA，

设该物质质量为m，体积为V，则ρ＝mV得 V0＝m0ρ＝M/NAρ＝MρNA 该1mol物质的体积为Vmol，那么它对应的分子数为NA。 而1mol物质的体积为Vmol＝Mρ 那么每单位体积所具有的分子数为 n＝NAVmol＝NAM/ρ＝ρNAM 10．(2012·杭州名校模考)用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：①向体积为V1的纯油酸中不断加入酒精，直到油酸酒精溶液总体积为V2；②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为V0；③先往边长为30～40cm的浅盘里倒入约2cm深的水；④用注射器往水面上滴一滴上述油酸酒精溶液；⑤等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的轮廓；⑥将画有油膜轮廓的玻璃板放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上，计算出油膜面积为Na2；⑦整理器材。上述实验操作过程中遗漏了一个什么步骤？油酸分子的直径d是多少？

[答案] 将痱子粉均匀撒在水面上 V1V0NnV2a2 [解析] 遗漏步骤“将痱子粉均匀撒在水面上” d＝VS＝V1V2×V0nNa2＝V1V0NnV2a2 11．用长度放大600倍的显微镜观察布朗运动，估计放大后的小颗粒(碳)体积为0.1×10－9m3，碳的密度为2.25×103kg/m3，摩尔质量是1.2×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数为6.0×1023mol－1，则该小碳粒含分子数约为多少个？(取一位有效数字) [答案] 5×1010个 [解析] 设小颗粒的边长为a，则放大600倍后，其体积为V＝

(600a)3＝0.1×10－9m3，实际体积为V′＝a3＝10－16216m3 质量为m＝ρV′＝2524×10－15kg

含分子数为n＝2524×10－151.2×10－2×6.0×1023＝5×1010(个) 12．一滴水的体积为1.2×10－5cm3，如果放在开口容器中，由于蒸发每分钟跑出的水分子数为6.0×108个，需要多长时间跑完？ [答案] 6.7×108min [解析] 水的摩尔体积为V＝1.8×10－5m3/mol 一滴水中含水分子个数为

N＝V′VNA＝1.2×10－5×10－61.8×10－5×6.02×1023＝4.0×1017(个) 水分子跑完的时间为 t＝Nn＝4.0×10176.0×108＝6.7×108(min) 我们知道，在开口容器中蒸发掉一滴水，根本不需要6.7×108min 的时间，原因在于实际生活中每分钟跑出的水分子个数比6.0×108还要多得多。 13．(2012·湖北三校联考)空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥。若有一空调工作一段时间后，排出液化水的体积V＝1.0×103cm3。已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1。试求：(结果均保留

一位有效数字) (1)该液化水中含有水分子的总数N； (2)一个水分子的直径d。 [答案] (1)3×1025 (2)4×10－10m

[解析] (1)水的摩尔体积为：V0＝Mρ＝1.8×10－21.0×103m2/mol＝1.8×10－5m3/mol

水分子数：N＝VNAV0＝1.0×103×10－6×6.0×10231.8×10－5≈3×1025(个) (2)建立水分子的球模型有V0NA＝16πd3

得水分子直径d＝36V0πNA＝36×1.8×10－53.14×6.0×1023m＝4×10－10m