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高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册第1章 分子动理论1.1 走进分子世界同步训练题
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这是一份高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册第1章 分子动理论1.1 走进分子世界同步训练题，共7页。
2．某物质的摩尔质量为μ，密度为ρ，NA为阿伏加德罗常数，则每单位体积中这种物质所包含的分子数目是 ．若这种物质的分子是一个挨一个排列的，则它的直径约为
3．已知铜的密度为8.9×103kg／m3,原子量为64，通过估算可知铜中每个原子所体积为________________m3．（铜的摩尔质量为64×10-3kg/ml）
4．8克氧气所含的分子个数为 个，在标准状况下氧气分子的平均距离约为 ．
5．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，若用直径为 0.5m的浅圆盘盛水，让油酸在水面上形成单分子油酸薄膜，那么油酸滴的体积的数量级不能大于 m3
6．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
① 往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水．待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
② 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。
③ 将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
④ 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。
⑤ 将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
完成下列填空：
（1）上述步骤中，正确的顺序是_________________。（填写步骤前面的数字）
（2）将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；测得lcm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13m2。由此估算出油酸分子的直径为___________________m。（结果保留l位有效数字）
7．将一滴体积为V，浓度为η的油酸溶液滴在水面上，形成的单分子油膜的面积为S，则这种油酸分子的直径表达式为d＝ .如果这种油酸的摩尔质量为m，密度为ρ，则阿伏加德罗常数的表达式为NA＝ .
8．一根粗细均匀的铁棒，一头截去20cm后，其重心位置将移动 cm．质量是5kg的物体，所受到的重力是 N．另一物体受到的重力是196N，它的质量是 kg．
9．已知金刚石的密度为3.5×103kg/m3，在体积为5.7×10﹣8m3小块金刚石中，含有
个炭原子.设金刚石中炭原子是紧密地排列在一起的，则炭原子体积约为 m3（已知阿伏加德罗常数NA=6.0×1023ml﹣1，已知炭的摩尔质量为12g/ml）
10．水的摩尔质量为M＝18g/ml，水的密度为？＝1.0×103kg/m3，阿伏伽德罗常数 ，则一个水分子的质量为______ kg，一瓶500ml的纯净水所含水分子的个数为______。
11．将1cm2的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液．已知1cm3溶液有50滴，现取其1滴，将它滴在水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层．现已测得这个薄层的面积为S=0.2m2，试由此估算油酸分子的直径d= 米．（保留1位有效数字）
12．已知某物质的摩尔质量和密度分别为M和ρ，则该物质单位体积的分子数和单位质量的分子数分别是 和 （已知阿伏加德罗常数为NA）．
13．已知二氧化碳摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，在海面处容器内二氧化碳气体的密度为ρ．现有该状态下体积为V的二氧化碳，则含有的分子数为 ．实验表明，在2500m深海中，二氧化碳浓缩成近似固体的硬胶体．将二氧化碳分子看作直径为D的球，则该容器内二氧化碳气体全部变成硬胶体后体积约为 ．
14．由油滴实验测得油酸分子的直径d=1.1x10-9m，油酸的摩尔质量M = 0.28kgml，油酸的密度为。计算阿伏伽德罗常数的表达式是 ,计算得出的阿伏伽德罗常数的值为 (保留一位有效数字）。
15．标准状况下，1ml空气的体积为22.4L，若某运动员一次深呼吸吸入空气约为4000cm3,则他这一次呼吸吞入的空气分子数约为_________个。如果空气的平均分子量为29g/ml，则他这一次呼吸吞入的空气质量约为__________kg.(答案均保留两位有效数字，阿伏伽德罗常数6.02×1023ml）
参考答案与试题解析
1．【答案】2.69×1019,1.08×1023
【解析】
2．【答案】
【解析】每个分子的质量m=．单位体积的质量等于单位体积乘以密度，质量除以摩尔质量等于摩尔数，所以单位体积所含的分子数n=将这种物质的分子是一个挨一个排列的，而且看成立方体形，则每个分子的体积为
3．【答案】1.2×10-29m3
【解析】
【分析】
根据铜的原子量为64，得出铜的摩尔质量为0.064kg/ml，求解出摩尔体积；摩尔体积除以一个铜原子的体积即平均每个铜原子所占的空间体积。
【详解】依题设条件可知，铜的原子量为64，即铜的摩尔质量为：MA=64×10-3kg/ml
铜的密度为：ρ=8.9×103kg/m3，则铜的摩尔体积
根据阿伏加德罗常数的物理意义，每个铜原子所占有的体积为：
代人数据可得：
。
【点睛】该题要计算平均每个铜原子所占的空间体积，先计算出1ml的铜的原子的体积是关键。
4．【答案】1.5×1023；4×10﹣9m．
【解析】【考点】阿伏加德罗常数
【分析】先根据氧气的质量与摩尔质量之比求出摩尔数，再乘以阿伏加德罗常数求出分子数；
根据气体的摩尔体积，用阿伏伽德罗常数计算每个气体分子占据的空间，将气体分子占据的空间看做立方体，求得边长就是气体分子间的平均距离．
【解答】解：氧气的摩尔质量M=32 g/ml，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023ml﹣1，氧气的摩尔数 n===0.25ml，氧气分子数 N=nNA=1.5×1023（个）；
在标准状况下氧气的摩尔体积为 V=22.4l=2.24×10﹣2m3；将气体分子占据的空间看做立方体，正方体的边长为d，则每个氧气分子占据的空间大小为：V==d3；
解得：d==≈4×10﹣9m．
故答案为：1.5×1023；4×10﹣9m．
【点评】本题的关键要建立模型，将气体分子形象化，可将气体分子占据的空间看做立方体；求分子数时，往往先求摩尔数，再乘以阿伏加德罗常数即可．摩尔数等于质量与摩尔质量的比值．
5．【答案】10-11
【解析】设油酸薄膜表面积为浅圆盘面积，油酸的体积为V：
V=πR2d=3.14××10-10m3=2×10-11m3
6．【答案】（1）④①②⑤③；（2）5×10－10
【解析】本题考查用油膜法估测油酸分子直径大小的实验。（1）依据实验顺序，首先配置混合溶液（④），然后在浅盘中放水和痱子粉（①），将一滴溶液滴入浅盘中（②），将玻璃板放在浅盘上获取油膜形状（⑤），最后用已知边长的坐标纸上的油膜形状来计算油墨的总面积（③），故正确的操作顺序为④①②⑤③；（2）一滴油酸酒精溶液的体积为：V＝ eq \F(1cm3,300cm3×50)＝SD，其中S＝0.13cm2，故油酸分子直径：
D＝ eq \F(V,S)＝ eq \F(1cm3,300cm3×50×0.13cm2)＝5×10－10m。
7．【答案】
【解析】油酸分子的直径表达式为摩尔体积，将每个分子都看成球形，则油酸分子的体积，则阿伏加德罗常数
8．【答案】10，49，20
【解析】质量分布均匀．外形规则的物体的重心在物体几何中心上，则铁棒左端截去20cm后，重心位置将移动10cm；
质量是m=5kg的物体，所受到的重力是 G=mg=5×9.8N=49N
物体受到的重力是 G′=196N，其质量为 m′=kg=20kg
9．【答案】1.0×1022，5.7×10﹣30.
【解析】考点: 阿伏加德罗常数.
专题： 阿伏伽德罗常数的应用专题.
分析： 根据密度和体积求出金刚石的质量，通过摩尔质量求出物质的量，从而得出炭原子的个数.根据摩尔体积的大小求出炭原子.
解答： 解：金刚石中含有炭原子的个数N=≈1.0×1022.
炭原子体积=5.7×10﹣30m3.
故答案为：1.0×1022，5.7×10﹣30.
点评： 解决本题的关键知道质量．摩尔质量．体积．密度．摩尔体积以及阿伏伽德罗常数之间的关系，知道阿伏伽德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁.
10．【答案】 (1). (2).
【解析】水分子的质量等于摩尔质量除以阿伏伽德罗常数，即：m＝
代入数据得：m＝3×l0－26kg
水分子数目为：N＝
代入数据得：（个）
11．【答案】5×10﹣10
【解析】【考点】阿伏加德罗常数
【分析】在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径．
【解答】解：一滴油酸的体积为：V0=×10﹣6m3=1×10﹣10m3
油酸分子的直径为：d===5×10﹣10m
故答案为：5×10﹣10
【点评】本题是以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个靠一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度，计算时注意单位的换算．
12．【答案】，．
【解析】【考点】阿伏加德罗常数．
【分析】每摩尔物质任何物质都含有NA个分子数，先求出单位体积的摩尔数，再用摩尔数乘以阿伏伽德罗常数，即可求得单位体积的分子数．同理可求得单位质量的分子数．
【解答】解：单位体积的分子数为n1==
单位质量的分子数为n2==
故答案为：，．
13．【答案】NA，
【解析】【考点】阿伏加德罗常数
【分析】质量为：m=ρV；物质的量为：n=；含有的分子数为N=nNA；球体的体积公式为：；二氧化碳气体全部变成硬胶体后体积大约为分子的体积之和
【解答】解：容器内二氧化碳气体的密度为ρ．现有该状态下体积为V，质量为：m=ρV
物质的量为：n=
含有的分子数为N=nNA
联立解得：N=NA
每个二氧化碳分子看作直径为D的球，其体积为：
二氧化碳气体全部变成硬胶体后，分子个数没变化，故总体积约为：V=NAV0
联立解得：V=
故答案为：NA，
【点评】本题考查了阿伏伽德罗常数的有关运算，这是热学部分的重点知识，要注意加强练习．
14．【答案】；
【解析】
考点：阿伏伽德罗常数的计算
【名师点睛】此题关键是理解阿伏伽德罗常数的意义：1摩尔的物质里所含的粒子数量。
15．【答案】1.1×1023， 5.2×10-3
【解析】
【详解】
标准状态下1摩尔体积为22.4L.所以1cm3的物质的量为n=ml，故1cm3中含有的空气分子数为N=nNA=×6.02×1023个=2.69×1019个
运动员一次深呼吸吸入空气约4000cm3，则一次呼吸吸入的空气分子数为N′=4000N=4000×2.69×1019=1.1×1023个；
空气的平均分子量为29g/ml，4000cm3空气的质量为m=4000××29g/ml=5.2g=5.2×10-3kg
【点睛】
根据理想气体状态方程求出吸进的空气相当于标准状态下的体积．从而通过标准状态下气体的体积求出气体的摩尔数，根据阿伏伽德罗常数求出气体的分子数．根据空气的平均分子量求出气体的质量。
2．某物质的摩尔质量为μ，密度为ρ，NA为阿伏加德罗常数，则每单位体积中这种物质所包含的分子数目是 ．若这种物质的分子是一个挨一个排列的，则它的直径约为
3．已知铜的密度为8.9×103kg／m3,原子量为64，通过估算可知铜中每个原子所体积为________________m3．（铜的摩尔质量为64×10-3kg/ml）
4．8克氧气所含的分子个数为 个，在标准状况下氧气分子的平均距离约为 ．
5．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，若用直径为 0.5m的浅圆盘盛水，让油酸在水面上形成单分子油酸薄膜，那么油酸滴的体积的数量级不能大于 m3
6．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
① 往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水．待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
② 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。
③ 将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
④ 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。
⑤ 将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
完成下列填空：
（1）上述步骤中，正确的顺序是_________________。（填写步骤前面的数字）
（2）将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；测得lcm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13m2。由此估算出油酸分子的直径为___________________m。（结果保留l位有效数字）
7．将一滴体积为V，浓度为η的油酸溶液滴在水面上，形成的单分子油膜的面积为S，则这种油酸分子的直径表达式为d＝ .如果这种油酸的摩尔质量为m，密度为ρ，则阿伏加德罗常数的表达式为NA＝ .
8．一根粗细均匀的铁棒，一头截去20cm后，其重心位置将移动 cm．质量是5kg的物体，所受到的重力是 N．另一物体受到的重力是196N，它的质量是 kg．
9．已知金刚石的密度为3.5×103kg/m3，在体积为5.7×10﹣8m3小块金刚石中，含有
个炭原子.设金刚石中炭原子是紧密地排列在一起的，则炭原子体积约为 m3（已知阿伏加德罗常数NA=6.0×1023ml﹣1，已知炭的摩尔质量为12g/ml）
10．水的摩尔质量为M＝18g/ml，水的密度为？＝1.0×103kg/m3，阿伏伽德罗常数 ，则一个水分子的质量为______ kg，一瓶500ml的纯净水所含水分子的个数为______。
11．将1cm2的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液．已知1cm3溶液有50滴，现取其1滴，将它滴在水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层．现已测得这个薄层的面积为S=0.2m2，试由此估算油酸分子的直径d= 米．（保留1位有效数字）
12．已知某物质的摩尔质量和密度分别为M和ρ，则该物质单位体积的分子数和单位质量的分子数分别是 和 （已知阿伏加德罗常数为NA）．
13．已知二氧化碳摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，在海面处容器内二氧化碳气体的密度为ρ．现有该状态下体积为V的二氧化碳，则含有的分子数为 ．实验表明，在2500m深海中，二氧化碳浓缩成近似固体的硬胶体．将二氧化碳分子看作直径为D的球，则该容器内二氧化碳气体全部变成硬胶体后体积约为 ．
14．由油滴实验测得油酸分子的直径d=1.1x10-9m，油酸的摩尔质量M = 0.28kgml，油酸的密度为。计算阿伏伽德罗常数的表达式是 ,计算得出的阿伏伽德罗常数的值为 (保留一位有效数字）。
15．标准状况下，1ml空气的体积为22.4L，若某运动员一次深呼吸吸入空气约为4000cm3,则他这一次呼吸吞入的空气分子数约为_________个。如果空气的平均分子量为29g/ml，则他这一次呼吸吞入的空气质量约为__________kg.(答案均保留两位有效数字，阿伏伽德罗常数6.02×1023ml）
参考答案与试题解析
1．【答案】2.69×1019,1.08×1023
【解析】
2．【答案】
【解析】每个分子的质量m=．单位体积的质量等于单位体积乘以密度，质量除以摩尔质量等于摩尔数，所以单位体积所含的分子数n=将这种物质的分子是一个挨一个排列的，而且看成立方体形，则每个分子的体积为
3．【答案】1.2×10-29m3
【解析】
【分析】
根据铜的原子量为64，得出铜的摩尔质量为0.064kg/ml，求解出摩尔体积；摩尔体积除以一个铜原子的体积即平均每个铜原子所占的空间体积。
【详解】依题设条件可知，铜的原子量为64，即铜的摩尔质量为：MA=64×10-3kg/ml
铜的密度为：ρ=8.9×103kg/m3，则铜的摩尔体积
根据阿伏加德罗常数的物理意义，每个铜原子所占有的体积为：
代人数据可得：
。
【点睛】该题要计算平均每个铜原子所占的空间体积，先计算出1ml的铜的原子的体积是关键。
4．【答案】1.5×1023；4×10﹣9m．
【解析】【考点】阿伏加德罗常数
【分析】先根据氧气的质量与摩尔质量之比求出摩尔数，再乘以阿伏加德罗常数求出分子数；
根据气体的摩尔体积，用阿伏伽德罗常数计算每个气体分子占据的空间，将气体分子占据的空间看做立方体，求得边长就是气体分子间的平均距离．
【解答】解：氧气的摩尔质量M=32 g/ml，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023ml﹣1，氧气的摩尔数 n===0.25ml，氧气分子数 N=nNA=1.5×1023（个）；
在标准状况下氧气的摩尔体积为 V=22.4l=2.24×10﹣2m3；将气体分子占据的空间看做立方体，正方体的边长为d，则每个氧气分子占据的空间大小为：V==d3；
解得：d==≈4×10﹣9m．
故答案为：1.5×1023；4×10﹣9m．
【点评】本题的关键要建立模型，将气体分子形象化，可将气体分子占据的空间看做立方体；求分子数时，往往先求摩尔数，再乘以阿伏加德罗常数即可．摩尔数等于质量与摩尔质量的比值．
5．【答案】10-11
【解析】设油酸薄膜表面积为浅圆盘面积，油酸的体积为V：
V=πR2d=3.14××10-10m3=2×10-11m3
6．【答案】（1）④①②⑤③；（2）5×10－10
【解析】本题考查用油膜法估测油酸分子直径大小的实验。（1）依据实验顺序，首先配置混合溶液（④），然后在浅盘中放水和痱子粉（①），将一滴溶液滴入浅盘中（②），将玻璃板放在浅盘上获取油膜形状（⑤），最后用已知边长的坐标纸上的油膜形状来计算油墨的总面积（③），故正确的操作顺序为④①②⑤③；（2）一滴油酸酒精溶液的体积为：V＝ eq \F(1cm3,300cm3×50)＝SD，其中S＝0.13cm2，故油酸分子直径：
D＝ eq \F(V,S)＝ eq \F(1cm3,300cm3×50×0.13cm2)＝5×10－10m。
7．【答案】
【解析】油酸分子的直径表达式为摩尔体积，将每个分子都看成球形，则油酸分子的体积，则阿伏加德罗常数
8．【答案】10，49，20
【解析】质量分布均匀．外形规则的物体的重心在物体几何中心上，则铁棒左端截去20cm后，重心位置将移动10cm；
质量是m=5kg的物体，所受到的重力是 G=mg=5×9.8N=49N
物体受到的重力是 G′=196N，其质量为 m′=kg=20kg
9．【答案】1.0×1022，5.7×10﹣30.
【解析】考点: 阿伏加德罗常数.
专题： 阿伏伽德罗常数的应用专题.
分析： 根据密度和体积求出金刚石的质量，通过摩尔质量求出物质的量，从而得出炭原子的个数.根据摩尔体积的大小求出炭原子.
解答： 解：金刚石中含有炭原子的个数N=≈1.0×1022.
炭原子体积=5.7×10﹣30m3.
故答案为：1.0×1022，5.7×10﹣30.
点评： 解决本题的关键知道质量．摩尔质量．体积．密度．摩尔体积以及阿伏伽德罗常数之间的关系，知道阿伏伽德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁.
10．【答案】 (1). (2).
【解析】水分子的质量等于摩尔质量除以阿伏伽德罗常数，即：m＝
代入数据得：m＝3×l0－26kg
水分子数目为：N＝
代入数据得：（个）
11．【答案】5×10﹣10
【解析】【考点】阿伏加德罗常数
【分析】在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径．
【解答】解：一滴油酸的体积为：V0=×10﹣6m3=1×10﹣10m3
油酸分子的直径为：d===5×10﹣10m
故答案为：5×10﹣10
【点评】本题是以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个靠一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度，计算时注意单位的换算．
12．【答案】，．
【解析】【考点】阿伏加德罗常数．
【分析】每摩尔物质任何物质都含有NA个分子数，先求出单位体积的摩尔数，再用摩尔数乘以阿伏伽德罗常数，即可求得单位体积的分子数．同理可求得单位质量的分子数．
【解答】解：单位体积的分子数为n1==
单位质量的分子数为n2==
故答案为：，．
13．【答案】NA，
【解析】【考点】阿伏加德罗常数
【分析】质量为：m=ρV；物质的量为：n=；含有的分子数为N=nNA；球体的体积公式为：；二氧化碳气体全部变成硬胶体后体积大约为分子的体积之和
【解答】解：容器内二氧化碳气体的密度为ρ．现有该状态下体积为V，质量为：m=ρV
物质的量为：n=
含有的分子数为N=nNA
联立解得：N=NA
每个二氧化碳分子看作直径为D的球，其体积为：
二氧化碳气体全部变成硬胶体后，分子个数没变化，故总体积约为：V=NAV0
联立解得：V=
故答案为：NA，
【点评】本题考查了阿伏伽德罗常数的有关运算，这是热学部分的重点知识，要注意加强练习．
14．【答案】；
【解析】
考点：阿伏伽德罗常数的计算
【名师点睛】此题关键是理解阿伏伽德罗常数的意义：1摩尔的物质里所含的粒子数量。
15．【答案】1.1×1023， 5.2×10-3
【解析】
【详解】
标准状态下1摩尔体积为22.4L.所以1cm3的物质的量为n=ml，故1cm3中含有的空气分子数为N=nNA=×6.02×1023个=2.69×1019个
运动员一次深呼吸吸入空气约4000cm3，则一次呼吸吸入的空气分子数为N′=4000N=4000×2.69×1019=1.1×1023个；
空气的平均分子量为29g/ml，4000cm3空气的质量为m=4000××29g/ml=5.2g=5.2×10-3kg
【点睛】
根据理想气体状态方程求出吸进的空气相当于标准状态下的体积．从而通过标准状态下气体的体积求出气体的摩尔数，根据阿伏伽德罗常数求出气体的分子数．根据空气的平均分子量求出气体的质量。
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