人教版 (2019)选择性必修 第三册第一章 分子动理论综合与测试免费课时作业

第一章　分子动理论

本章达标检测

(满分:100分;时间:45分钟)

一、选择题(本题共12个小题,每小题6分,共72分。其中1~9小题只有一个选项正确,10~12小题有多个选项正确,全选对得6分,选对但不全得3分,选错或不选得0分)

1.(2020海南新高考诊断)下列说法正确的是(　　)

A.物体的温度越高,其分子的平均动能越小

B.气体对容器壁的压强是大量气体分子对器壁的碰撞引起的

C.只有气体才能产生扩散现象

D.布朗运动是固体颗粒的分子的无规则运动

2.(2019重庆一中高二下检测改编)关于分子动理论,下列说法中正确的是(　　)

A.布朗运动就是液体或者气体分子的无规则运动

B.两个邻近分子间不可能同时存在斥力和引力

C.在扩散现象中,温度越高,扩散得越快

D.温度是分子平均速率的标志

3.对下列相关物理现象的解释正确的是(　　)

A.放入菜汤的胡椒粉末最后会沉到碗底,胡椒粉末在沉之前做的是布朗运动

B.液体中较大的悬浮颗粒不做布朗运动,而较小的颗粒做布朗运动,说明分子的体积很小

C.存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒,说明煤分子在做无规则的热运动

D.高压下的油会透过钢壁渗出,说明分子是不停运动着的

4.(2020黑龙江哈尔滨三中高二下月考)根据以下哪组数据可以估算出阿伏加德罗常数(　　)

A.一定量氧气的质量与体积

B.氧气的摩尔质量与分子质量

C.氧气的摩尔体积与分子体积

D.一定量氧气的体积与摩尔体积

5.一定质量的气体,温度不变仅体积减小后,气体的压强增大,用分子动理论的观点分析,这是因为(　　)

A.气体分子每次碰撞器壁的平均作用力增大

B.单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多

C.气体分子的总数增加

D.单位体积内的分子数目不变

6.(2020吉林长春二中高二下月考)下列关于分子热运动的说法中正确的是(　　)

A.扩散现象表明,分子在做永不停息的热运动

B.布朗运动就是液体分子的无规则热运动

C.温度相同的氢气和氮气,氢气分子和氮气分子的平均速率相同

D.微粒越大,液体温度越高,布朗运动就越明显

7.(2020江苏徐州一中高二下月考)下列关于分子间的作用力和分子势能的说法中,正确的是(　　)

A.当分子间的作用力表现为引力时,分子间的作用力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大

B.当分子间的作用力表现为引力时,分子间的作用力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小

C.当分子间的作用力表现为斥力时,分子间的作用力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小

D.当分子间的作用力表现为斥力时,分子间的作用力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大

8.当某物质处于状态1,分子间距离为r=r0时,分子间的作用力为零;当它处于状态2,分子间距离为r>10r0时,分子间的作用力也为零。则(　　)

A.状态1和状态2分子间相互作用情况完全一样

B.两个状态分子势能相同,且都为零

C.从状态1变化到状态2,分子的平均动能一定增大

D.从状态1变化到状态2,分子势能一定增大

9.(2019山东日照高二上期末)分子甲固定在O点,分子乙从无限远处向甲运动,两分子间的作用力F与分子间距离r的关系图线如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.当r大于r2时,分子间的作用力表现为引力

B.当r小于r2时,分子间的作用力表现为斥力

C.当r等于r2时,分子势能最小

D.当r等于r1时,分子乙的动能最小

10.(2020山东枣庄三中高二下检测)如图所示是氧气在0 ℃和100 ℃两种不同情况下,各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系。由图可知(　　)

A.100 ℃的氧气速率大的分子比例较多

B.0 ℃时对应的具有最大比例的速率区间的峰值速率较大

C.在0 ℃时,部分分子速率比较大,说明内部有温度较高的区域

D.同一温度下,气体分子速率分布总呈“中间多,两头少”的分布特点

11.(2020山东潍坊高三模拟改编)下列说法正确的是(　　)

A.物体的温度降低,内部每个分子的运动速率不一定都减小

B.质量和温度都相同的物体,内能不一定相同

C.物体内所有分子的动能之和等于这个物体的动能

D.1摩尔气体的体积为V,阿伏加德罗常数为NA,每个气体分子的体积为

12.(2019山东宁阳一中高二下月考改编)由于分子间存在着相互作用力,而分子间的作用力做功与路径无关,因此分子间存在与其相对位置有关的分子势能。如图所示为分子势能Ep随分子间距离r变化的图像,取r趋近于无穷大时Ep为零。通过功能关系可以从分子势能的图像中得到有关分子间的作用力的信息,则下列说法不正确的是(　　)

A.假设将两个分子从r=r2处释放,它们将开始远离

B.假设将两个分子从r=r2处释放,它们将相互靠近

C.假设将两个分子从r=r1处释放,它们的加速度先增大后减小

D.假设将两个分子从r=r1处释放,当r=r2时它们的速度最大

二、非选择题(共3小题,共28分)

13.(2020江苏南京中华中学高二下段考)(10分)在用油膜法估测油酸分子大小的实验中,具体操作如下:

①取油酸0.1 mL注入250 mL的容量瓶内,然后向瓶中加入酒精,直到液面达到250 mL的刻度,摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸酒精溶液;

②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到量筒内溶液达到1.0 mL,恰好共滴了100滴;

③在边长约40 cm的浅盘内注入约2 cm深的水,将细石膏粉均匀地撒在水面上,再用滴管吸取油酸酒精溶液,轻轻地向水面滴一滴溶液,酒精挥发后,油酸在水面上尽可能地散开,形成一层油膜,膜上没有石膏粉,可以清楚地看出油膜轮廓;

④待油膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上绘出油膜的形状;

⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0 cm的方格纸上,算出完整的方格有67个,大于半格的有14个,小于半格的有19个。

(1)这种估测方法是将每个分子视为　　　　,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜可视为　　　　,这层油膜的厚度可视为油酸分子的　　　　。 

(2)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为　　　　m3,求得的油酸分子的直径为　　　　m。(结果全部保留一位有效数字) 

14.(2019山东淄博一中高二测试改编)(8分)(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,用移液管量取0.25 mL油酸,倒入标注250 mL的容量瓶中,再加入酒精后得到250 mL的溶液,然后用滴管吸取这种溶液,向小量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面达到量筒中1 mL的刻度,再用滴管取配好的油酸酒精溶液,向撒有爽身粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜稳定后,放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜,如图所示。正方形坐标格的大小为2 cm×2 cm,由图可以估算出油膜的面积是　　　　m2(保留两位有效数字),由此估算出油酸分子的直径是　　　　m(保留一位有效数字)。 

(2)(多选)某同学在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,计算出的分子直径明显偏小,可能是由于　(　　)

A.油膜面积不稳定,油酸未完全散开

B.计算纯油酸的体积时,忘记了将油酸酒精溶液的体积乘上溶液的浓度

C.计算油膜面积时,将所有不足一格的方格全部数上了

D.求每滴油酸酒精溶液的体积时,1 mL的溶液滴数多计了1滴

15.(10分)已知某瓶子的容积为500 mL,标准状况下气体的摩尔体积为22.4 L/mol,空气的摩尔质量M=29×10-3 kg/mol。阿伏加德罗常数NA=6.0×1023 mol-1,试估算:

(1)一瓶纯净空气的质量是多少?

(2)一瓶纯净空气中约有多少个气体分子?

答案全解全析

1.B　温度是分子的平均动能的标志,物体的温度越高,分子的平均动能越大,故A错误;气体对容器壁的压强是大量气体分子对器壁的碰撞产生持续均匀的压力而产生的,故B正确;固体、液体、气体都有扩散现象,故C错误;布朗运动是由于液体分子频繁撞击微粒导致的微粒的无规则运动,故D错误。

2.C　布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,反映了液体或者气体分子的无规则运动,A错误;根据分子动理论,分子间同时存在着斥力和引力,B错误;扩散现象是由分子的无规则运动产生的,温度越高,扩散得越快,C正确;温度是分子平均动能的标志,不是平均速率的标志,D错误。

3.C　做布朗运动的微粒肉眼看不到,也不会停下来,故A错误;做布朗运动的不是分子而是固体微粒,布朗运动反映了液体分子在做永不停息的无规则运动,不能说明分子体积很小,故B错误;C属于扩散现象,说明分子都在做无规则运动,故C正确;高压下的油会透过钢壁渗出,这说明分子间有间隙,不能说明分子是不停运动着的,故D错误。

4.B　知道一定量氧气的质量与体积,可以求出氧气的密度,不能计算出阿伏加德罗常数,故A错误;氧气的摩尔质量除以氧气分子的质量等于阿伏加德罗常数,故B正确;利用氧气分子占据空间的体积和氧气的摩尔体积,可求出阿伏加德罗常数,气体分子间隙较大,利用氧气分子的体积和氧气的摩尔体积,不可求出阿伏加德罗常数,故C错误;知道一定量氧气的体积与摩尔体积,能求出氧气的物质的量,不能求出阿伏加德罗常数,故D错误。

5.B　温度是分子热运动的平均动能的标志,气体温度不变,则分子热运动的平均动能不变,故气体分子每次碰撞器壁的平均作用力不变,故A错误;气体的体积减小,分子数密度增加,故单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多,故B正确;气体的体积减小,分子数密度增加,但分子总数是一定的,故C错误;气体体积减小,分子总数不变,单位体积内的分子数目增加,故D错误。

6.A　扩散现象表明分子在做永不停息的热运动,故A正确;布朗运动是固体小颗粒的无规则运动,反映了液体分子的无规则热运动,故B错误;温度是分子平均动能的标志,温度相同的氢气和氮气,氢气分子和氮气分子的平均动能相同,由于分子质量不同,分子的平均速率不同,故C错误;微粒越小,液体温度越高,布朗运动就越明显,故D错误。

7.D　当分子间的作用力表现为引力时,分子间的作用力随分子间距离的增大先增大后减小,分子势能随分子间距离的增大而增大,选项A、B错误;当分子间的作用力表现为斥力时,分子间的作用力和分子势能随分子间距离的减小而增大,选项C错误,D正确。

8.D　当某物质处于状态1,分子间距离为r0时,分子间的作用力为零,是指引力和斥力的合力为零;处于状态2,分子间距离r>10r0时分子间的作用力也为零,是指分子间相互作用力很小,可以忽略,故二者不同,则A错误。分子间距离为r0时分子势能最小,所以从此位置到其他任意位置,分子势能都增大,故B错误,D正确。平均动能由温度决定,由于状态1变化到状态2的过程中温度变化未知,故平均动能无法确定,则C错误。

9.A　由图像可知,当r大于r2时,分子间的作用力表现为引力,故A正确;当r小于r1时,分子间的作用力表现为斥力,r大于r1小于r2时,分子间的作用力表现为引力,故B错误;分子间距离为r1时分子势能最小,此时分子间的距离为平衡距离,故C错误;分子乙从无限远处向甲运动,r大于r1时,分子间的作用力做正功,当r等于r1时,分子势能最小,分子乙的动能最大,故D错误。

10.AD　同一温度下,中等速率的氧气分子所占的比例大,温度升高使得氧气分子的平均速率增大,所以100 ℃的氧气速率大的分子比例较多,故A正确;温度越低,分子的平均速率越小,结合图像可知0 ℃时对应的具有最大比例的速率区间的峰值速率较小,故B错误;在0 ℃时,部分分子速率较大,不能说明内部有温度较高的区域,故C错误;同一温度下,气体分子速率分布总呈“中间多,两头少”的分布特点,即速率处于中等的分子所占比例较大,速率特大特小的分子所占比例均比较小,故D正确。

11.AB　物体的温度降低,内部分子的平均速率减小,但并非每个分子的运动速率都减小,选项A正确;质量和温度都相同的物体,内能不一定相同,还要看体积和物质的量等因素,选项B正确;物体的动能是指物体的宏观运动的动能,而非微观的分子的动能,故C错误;1摩尔气体的体积为V,阿伏加德罗常数为NA,每个气体分子占据的空间的体积为,选项D错误。

12.ABC　由图可知,r=r2处分子势能最小,则分子间的距离为平衡距离,分子间的作用力恰好为0,假设将两个分子从r=r2处释放,它们既不会相互远离,也不会相互靠近,故A、B均错误。由于r1<r2,可知分子在r=r1处时分子间的作用力表现为斥力,分子间的距离将增大,分子间的作用力做正功,分子的速度增大,加速度减小,当分子间的距离大于r2时,分子间的作用力表现为引力,随距离的增大,分子间的作用力先增大后减小且做负功,分子的速度减小,加速度先增大后减小,当r=r2时它们的速度最大,故C错误、D正确。所以不正确的为A、B、C。

13.答案　(1)球体　单分子油膜　直径

(2)4×10-12　5×10-10(每空2分)

解析　(1)这种估测方法是将每个分子视为球体,让油酸尽可能在水面散开,形成的油膜可视为单分子油膜,这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。

(2)一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为V=× mL=4×10-12 m3。超过半格的方格个数为n=67+14=81(个),则油膜的面积为S=81×1 cm×1 cm=81 cm2=8.1×10-3 m2。油酸在水面上形成单分子油膜,则油酸分子的直径为d== m≈5×10-10 m。

14.答案　(1)0.024 m2(2分)　8×10-10(2分)　(2)CD(4分)

解析　(1)由题图可知,油膜的面积为S=61×2 cm×2 cm=244 cm2=0.024 m2

两滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积V=2××=2×10-5 mL=2×10-5 cm3=2×10-11 m3

油酸分子的直径为d===8×10-10 m

(2)计算油酸分子直径的公式是d=,V是纯油酸的体积,S是油膜的面积。油酸未完全散开,S偏小,得到的分子直径d将偏大,故A错误;计算时把油酸酒精溶液的体积当成了纯油酸的体积,V偏大,得到的分子直径d将偏大,故B错误;计算油膜面积时包括了所有不足一格的方格,S将偏大,得到的分子直径d将偏小,故C正确;求每滴油酸酒精溶液的体积时,1 mL的溶液的滴数多记了1滴,则V偏小,计算得到的分子直径d将偏小,故D正确。

15.答案　(1)6.5×10-4 kg　(2)1.3×1022个

解析　(1)一瓶纯净空气的质量m空=(3分)

解得m空= kg=6.5×10-4 kg。(2分)

(2)一瓶纯净空气中气体分子数N=nNA=·NA(3分)

解得N==1.3×1022(个)。(2分)