2024年人教版高中物理选择性必修第三册素养培优练(一)分子动理论.docxVIP

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素养培优练(一)分子动理论

一、微观量与宏观量的计算

1.(多选)仅利用下列某一组数据,可以求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B、C。只知道水的摩尔质量和水分子的体积,而不知道水的密度,故不能求出阿伏加德罗常数,A错误;用水的摩尔质量除以水分子的质量可以求出阿伏加德罗常数,B正确;用氧气的摩尔质量除以氧气分子的质量可以求出阿伏加德罗常数,C正确;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。

2.(多选)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,地面大气压强可认为大气的重力产生的,大小为p0,重力加速度大小为g。由以上数据可估算()

A.地球大气层空气分子总数为4πN

B.地球大气层空气分子总数为4πN

C.空气分子之间的平均距离为3

D.空气分子之间的平均距离为3

【解析】选A、C。地球大气层空气的质量m=Gg=4πR2p0g,地球大气层空气分子总数N=mMNA=4πR2p0gMNA,故A正确,B错误;空气总体积V=Sh=4πR2h,

3.已知阿伏加德罗常数为NA(mol-1),某物质的摩尔质量为M(kg/mol),该物质的密度为ρ(kg/m3),则下列叙述中正确的是()

A.1kg该物质所含的分子个数是ρNA

B.1kg该物质所含的分子个数是1MN

C.该物质1个分子的质量是ρ

D.该物质分子的直径是3

【解析】选B。1kg该物质的物质的量为1M,所含分子数目为n=NA·1M=NAM,故A错误,B正确;每个分子的质量为m0=1n=MNA,故C错误;每个分子所占空间为V0=MρNA,该物质若是固体或液体,则V0=43πR3=43π(d2)3

4.已知氧气分子的质量m=5.3×10-26kg,标准状况下氧气的密度ρ=1.43kg/m3,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,求:(计算结果均保留两位有效数字)

(1)氧气的摩尔质量;

(2)标准状况下氧气分子间的平均距离;

(3)标准状况下1cm3的氧气中含有的氧气分子数。

【解析】(1)氧气的摩尔质量为M=NAm=6.02×1023×5.3×10-26kg/mol≈3.2×10-2kg/mol。

(2)标准状况下氧气的摩尔体积V=Mρ,所以每个氧气分子所占空间体积V0=VNA=MρNA,而每个氧气分子占有的空间可以看成是棱长为a的立方体,即V0=a3,则a3=M

33.2×10?21.43×6.02×1

(3)1cm3氧气的质量为

m=ρV=1.43×1×10-6kg=1.43×10-6kg

则1cm3氧气中含有的氧气分子个数

N=mm=1.43×10?65.3×10?26

答案:(1)3.2×10-2kg/mol(2)3.3×10-9m

(3)2.7×1019个

二、布朗运动与扩散现象的比较

5.陆游在诗作《村居书喜》中写道:“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴。”从物理视角分析诗词中“花气袭人”的主要原因是()

A.气体分子之间存在着空隙

B.气体分子在永不停息地做无规则运动

C.气体分子之间存在着相互作用力

D.气体分子组成的系统具有分子势能

【解析】选B。从物理视角分析诗词中“花气袭人”的主要原因是气体分子在永不停息地做无规则运动,故B正确,A、C、D错误。

6.1827年,英国植物学家布朗在显微镜下观察悬浮在液体里的花粉颗粒,发现花粉颗粒在做永不停息的无规则运动,后人把这种运动称为布朗运动。布朗运动是液体分子的无规则运动引起的。以下说法正确的是()

A.花粉颗粒越大,布朗运动越明显

B.液体温度越低,布朗运动越剧烈

C.液体温度升高,每一个液体分子的运动速率都会增大,布朗运动就越明显

D.液体温度升高,运动速率大的分子所占的比例会增多,布朗运动就越明显

【解析】选D。当温度一定时,颗粒越小,布朗运动越明显,A错误;当颗粒大小一定时,温度越高,布朗运动越明显,运动速率大的分子所占的比例会增多,B、C错误,D正确。

7.关于分子动理论,下列说法正确的是()

A.气体扩散的快慢与温度有关

B.布朗运动是液体分子的无规则运动

C.分子间有些区间仅存在引力,有些区间仅存在斥力

D.分子间的引力总是随分子间距增大而增大

【解析】选A。扩散的快慢与温度有关,温度越高,扩散越快,故A正确;布朗运动为悬浮在液体中固体小颗粒的运动,不是液体分子的热运动,固体小颗粒运动的无规则性,是液体分子运动的无规则性的间接反映,故B错误;分子间斥力