1、分子动理论的基本内容 (25分钟60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.下列现象中,叙述正确的是()A.用手捏面包,面包体积会缩小,这是因为分子间有间隙B.在一杯热水中放几粒盐,整杯水很快就会变咸,这是食盐分子的扩散现象C.把一块铅和一块金表面磨光后紧压在一起,在常温下放置四五年,结果铅和金就互相渗入而连在一起,这是两种金属分别做布朗运动的结果D.把碳素墨水滴入水中,稀释后,借助显微镜能够观察到的布朗运动就是碳分子的无规则运动【解析】选B。手捏面包,面包体积变小,是因为面包内部有间隙,而不是分子间有间隙,故A错误;B、C都是扩散现象;D中做布朗运动的是墨水中的颗粒(大量碳分子
2、的集结体),而不是碳分子。【补偿训练】关于布朗运动,下列说法正确的是()A.布朗运动是指液体分子的无规则运动B.布朗运动说明了微粒分子的无规则运动C.微粒越大,布朗运动越剧烈D.液体温度越高,布朗运动越剧烈【解析】选D。悬浮在液体中的固体微粒由于受到周围液体分子撞击的冲力不平衡而做无规则运动,所以布朗运动是固体小颗粒的运动,是液体分子无规则运动的反映,不是液体分子及微粒内部分子的运动,A、B错误;布朗运动是液体分子撞击的冲力不平衡而引起的,故颗粒越小、温度越高,布朗运动越剧烈,故C错误,D正确。2.对以下物理现象的正确分析是()从射来的阳光中,可以看到空气中的微粒在上下飞舞上升的水蒸气的运动用
3、显微镜观察悬浮在水中的小炭粒,小炭粒不停地做无规则运动向一杯清水中滴入几滴红墨水,红墨水向周围运动A.属于布朗运动B.属于扩散现象C.只有属于布朗运动D.属于布朗运动【解析】选C。扩散现象是两种不同的物质相互接触时而彼此进入对方的现象,是扩散现象,而布朗运动是固体小颗粒的无规则运动,观察布朗运动,必须在高倍显微镜下,肉眼看到的不属于做布朗运动的颗粒,它做的运动也不是布朗运动,只有是布朗运动,既不是扩散现象也不是布朗运动。故C正确。3.下列现象能说明分子间存在斥力的是()A.液体难以压缩B.破碎的玻璃通过压紧不能粘合C.压缩气体要用力D.用斧子花很大的力气才能把柴劈开【解析】选A。液体难以压缩,
4、是由于分子间存在斥力,故A正确;将破碎的玻璃用力压紧,却不能将它们粘合在一起,是由于分子之间的距离较大,引力比较小,不能说明分子之间存在斥力,故B错误;压缩气体要用力,是由于气体压强的原因,不能说明分子间存在斥力,故C错误;用斧子花很大的力气才能把柴劈开,说明分子间存在引力而不是斥力,故D错误。【补偿训练】在通常情况下,固体分子间的平均距离为r0,分子间的引力和斥力相互平衡,由此可以判定,在通常情况下()A.固体膨胀时,分子间距增大,分子力近乎为零B.固体膨胀时,分子间距增大,分子力只有引力C.固体收缩时,分子间距减小,分子力只有斥力D.固体收缩时,分子间距减小,分子力表现为斥力【解析】选D。
5、根据热胀冷缩的原理,固体膨胀时分子间距离增大,比r0略大一些,分子间的作用力表现为引力;固体收缩时,分子间距离减小,比r0略小一些,分子力表现为斥力,故D正确。4.如图所示,设有一分子位于图中的坐标原点O处不动,另一分子可位于正x轴上不同位置处,图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小,两条曲线分别表示斥力或引力的大小随两分子间距离变化的关系,e为两曲线的交点,则()A.ab线表示引力,cd线表示斥力,e点的横坐标约为10-10 mB.ab线表示斥力,cd线表示引力,e点的横坐标约为10-15 mC.ab线表示斥力,cd线表示引力,e点的横坐标约为10-10 mD.ab线表示引力,cd线表示斥力
6、,e点的横坐标约为10-15 m【解析】选C。分子间相互作用的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,当rr0时,F引和F斥都随分子间距离的增大而减小,但F斥减小得更快,分子力表现为引力,两条线的交点为平衡位置,e点的横坐标约为10-10 m,故C正确。5.两个同种类的分子从远处以相等的初速率v0相向运动,在靠近到距离最小的过程中,其动能的变化过程是()A.一直增加B.一直减小C.先减小后增加D.先增加后减小【解析】选D。两分子在靠近过程中,分子力必然经历一个先表现为引力,后表现为斥力的过程,分子力做功实现分子动能变化。先是引力做正功,动能增加,接着是斥力做负功,动能减小,故D正确。6.在标准状
7、况下,水蒸气的摩尔体积是22.410-3 m3/mol,则水蒸气分子的平均间距约是水分子直径的(水的摩尔体积Vmol=1810-6 m3/mol)()A.10倍B.1倍C.100倍D.1 000倍【解析】选A。水蒸气是气体,在标准状况下的摩尔体积是22.410-3 m3/mol,每个水蒸气分子所占体积(包括水蒸气分子和它周围空间的体积)为V= 3.7210-26 m3。把每个分子和它所占空间看成一个小立方体,分子间距等于每个立方体的棱长,即d=3.3410-9 m。水的摩尔体积Vmol=1810-6 m3/mol,一个水分子的体积为,把水分子看成球体,其直径为d0=3.910-10 m。所以,
8、水蒸气分子的平均间距约是水分子直径的10倍,故A选项正确。【补偿训练】某气体的摩尔质量为M,标准状态下的摩尔体积为V,阿伏加德罗常数为NA,下列叙述正确的是()A.该气体在标准状态下的密度为B.该气体每个分子的质量为C.每个气体分子在标准状态下的体积为D.该气体单位体积内的分子数为【解析】选B。摩尔质量除以摩尔体积等于密度,故A错误;每个气体分子的质量为,故B正确;由于分子间距的存在,每个气体分子的体积远小于,故C错误;该气体单位体积内的分子数为,故D错误。二、非选择题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)7.(10分)在一锅水中撒一点胡椒粉,加热时发
9、现水中的胡椒粉在翻滚。这说明温度越高,布朗运动越激烈,这种说法对吗?【解析】不对。首先,胡椒粉是较大的固体微粒,做布朗运动的微粒用肉眼是看不到的;其次,水中的胡椒粉在翻滚,这是水的对流引起的,并不是水分子撞击的结果。答案:见解析8.(14分)环境问题与我们的生活息息相关。比如说公共场所禁止吸烟,我们知道被动吸烟比主动吸烟害处更大。试估算一个高约2.8 m,面积约10 m2的办公室,若只有一人吸了一根烟,求:(人正常呼吸一次吸入气体300 cm3,一根烟大约吸10次)(1)估算被污染的空气分子间的平均距离。(2)另一不吸烟者一次呼吸大约吸入多少个被污染过的空气分子。【解析】(1)吸烟者吸一根烟吸
10、入气体的总体积为10300 cm3,含有空气分子数为n=6.021023个8.11022个办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为个/米3=2.91021个/米3,每个污染分子所占体积为V= m3,所以平均距离为L=710-8 m。(2)被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为:n=2.9102130010-6个=8.71017个答案:(1)710-8 m(2)8.71017个 (15分钟40分)9.(7分)(多选)已知阿伏加德罗常数为NA,某物质的摩尔质量为M(kg/mol),该物质的密度为(kg/m3),则下列叙述中正确的是()A.1 kg该物质所含的分子个数是NAB.1 kg该物质所含的
11、分子个数是C.该物质1个分子的质量是(kg)D.该物质1个分子占有的体积是(m3)【解析】选C、D。知道物质的摩尔质量,可以求出1 kg该物质的物质的量为,所含分子数目N=NA=,故A、B选项错误;每个分子的质量为m0=(kg),故C选项正确;每个分子所占体积V0=(m3),故D选项正确。10.(7分)如图所示,把一块铅和一块金的接触面磨平磨光后紧紧压在一起,五年后发现金中有铅,铅中有金,对此现象说法正确的是()A.属扩散现象,原因是金分子和铅分子的相互吸引B.属扩散现象,原因是金分子和铅分子的运动C.属布朗运动,小金粒进入铅块中,小铅粒进入金块中D.属布朗运动,由于外界压力使小金粒、小铅粒彼
12、此进入对方中【解析】选B。扩散现象是指物质相互接触,物质的分子彼此进入对方的现象,是分子无规则运动的体现,选项B正确。11.(7分)(多选)某人用原子级显微镜观察高真空的空间,发现有一对分子A和B环绕一个共同“中心”旋转,如图所示,从而形成一个“类双星”体系,并且发现此“中心”离A分子较近,这两个分子间的距离用r表示。已知当r=r0时两分子间的分子力为零,则在上述“类双星”体系中,A、B两分子间有()A.间距rr0B.间距rr0;又F=m2r,v=r,而它们的相同且rAmB、vAvB。故选项A、C正确,B、D错误。12.(19分)钻石是制作首饰和高强度钻头、刻刀等工具的主要材料,它是一种由纯碳
13、组成的矿物,也是自然界中最坚硬的物质之一,已知金刚石的密度=3.5 103 kg/m3,碳原子的摩尔质量为1.210-2 kg/mol,现有一块体积V=2.010-6 m3的金刚石,阿伏加德罗常数为6.021023 mol-1。(计算结果保留2位有效数字)(1)它含有多少个碳原子?(2)假如金刚石中碳原子是紧密地堆在一起的,把金刚石中的碳原子看成球体,试估算碳原子的直径。【解析】(1)金刚石的质量m=V=3 5002.010-6 kg=7.010-3 kg碳的物质的量n= mol=0.583 mol金刚石所含碳原子数N=nNA=0.5836.021023个=3.51023个。(2)一个碳原子的体积V0= m3=5.710-30 m3把金刚石中的碳原子看成球体,则由公式V0=d3可得碳原子直径为d= m=2.210-10 m。答案:(1)3.51023个(2)2.210-10 m
