人教版 (2019)选择性必修 第三册第一章 分子动理论1 分子动理论的基本内容练习题

第01讲 分子动理论的基本内容

知识点01  物体是由大量分子组成的

1．物体是由大量分子组成的．

2．阿伏加德罗常数

(1)定义：1 mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数量用阿伏加德罗常数表示．

(2)大小：NA＝6.02×1023 mol－1.

【知识拓展】

1．与阿伏加德罗常数相关的物理量

宏观量：摩尔质量M、摩尔体积Vmol、物质的质量m、物质的体积V、物质的密度ρ；

微观量：单个分子的质量m0、单个分子的体积V0

其中密度ρ＝＝，但是切记ρ＝是没有物理意义的．

2．微观量与宏观量的关系

(1)分子质量：m0＝＝.

(2)分子体积：V0＝＝(适用于固体和液体)．

(对于气体，V0表示每个气体分子所占空间的体积)

(3)物质所含的分子数：N＝nNA＝NA＝NA.

3.两种分子模型

（1）球体模型：固体和液体可看作一个一个紧挨着的球形分子排列而成，忽略分子间空隙，如图甲所示．

d＝＝(V0为分子体积)．

（2）立方体模型：气体分子间的空隙很大，把气体分成若干个小立方体，气体分子位于每个小立方体的中心，每个小立方体是每个气体分子平均占有的活动空间，忽略气体分子的大小，如图乙所示．d＝＝(V0为每个气体分子所占据空间的体积)．

【即学即练1】关于分子动理论，下列说法中不正确的是（  ）

A．物质是由大量分子组成的 B．分子是组成物质的最小微粒

C．分子永不停息地作无规则热运动 D．分子间有相互作用的引力和斥力

【即学即练2】阿伏加德罗常数是，铜的摩尔质量是，铜的密度是，则下列说法不正确的是（　　）

A．铜中所含的原子数为 B．一个铜原子的质量是

C．1kg铜所含有的原子数目是 D．一个铜原子所占的体积是

知识点02  分子热运动和分子间的作用力

一、分子热运动

1．扩散

(1)定义：不同种物质能够彼此进入对方的现象．

(2)产生原因：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的．

(3)意义：扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证据之一．

(4)应用：生产半导体器件时，在高温条件下通过分子的扩散，在纯净半导体材料中掺入其他元素．

2．布朗运动

(1)定义：悬浮微粒的无规则运动．

(2)产生原因：悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少，撞击作用的不平衡性表现得越明显，并且微粒越小，它的质量越小，其运动状态越容易被改变，布朗运动越明显．

(3)意义：间接地反映液体分子运动的无规则性．

3．热运动

(1)定义：分子永不停息的无规则运动．

(2)温度是分子热运动剧烈程度的标志．

二、分子间的作用力

1．分子间有空隙

(1)气体分子间有空隙：气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在着很大的空隙．

(2)液体分子间有空隙：水和酒精混合后总体积变小，说明液体分子之间存在着空隙．

(3)固体分子间有空隙：压在一起的金块和铅块，各自的分子能扩散到对方的内部，说明固体分子之间也存在着空隙．

2．分子间的作用力

(1)分子间的作用力F跟分子间距离r的关系如图1所示．

①当r＜r0时，分子间的作用力F表现为斥力．

②当r＝r0时，分子间的作用力F为0；这个位置称为平衡位置．

③当r＞r0时，分子间的作用力F表现为引力．

(2)产生原因：由原子内部的带电粒子的相互作用引起的．

三、分子动理论

1．分子动理论：把物质的热学性质和规律看作微观粒子热运动的宏观表现而建立的理论．

2．基本内容

(1)物体是由大量分子组成的．

(2)分子在做永不停息的无规则运动．

(3)分子之间存在着相互作用力．

【知识拓展】

1．扩散现象

(1)扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的．

(2)气体物质的扩散现象最显著；常温下物质处于固态时扩散现象不明显．

(3)扩散现象发生的显著程度与物质的温度有关，温度越高，扩散现象越显著，这表明温度越高，分子运动得越剧烈．

(4)分子运动的特点：①永不停息；②无规则．

2．布朗运动

(1)微粒的大小：做布朗运动的微粒是由许多分子组成的固体颗粒而不是单个分子．其大小直接用人眼观察不到，但在光学显微镜下可以看到(其大小在10－6 m的数量级)．

(2)影响因素：

①悬浮的微粒越小，布朗运动越明显．

②温度越高，布朗运动越激烈．

3．热运动

(1)分子的“无规则运动”，是指由于分子之间的相互碰撞，每个分子的运动速度无论是方向还是大小都在不断地变化．

(2)热运动是对于大量分子的整体而言的，对个别分子无意义．

(3)分子热运动的剧烈程度虽然受到温度影响，温度高分子热运动快，温度低分子热运动慢，但分子热运动永远不会停息．

4.布朗运动与热运动的区别与联系

5．对分子间作用力的理解

分子间的作用力是分子引力和分子斥力的合力，且分子引力和分子斥力是同时存在的．

6.外力作用下三种状态表现不同的原因

（1）外力作用下固体很难被压缩的原因是分子间存在斥力；很难被拉伸的原因是分子间存在引力．

（2）外力作用下液体很难被压缩的原因是分子间存在斥力．

（3）外力作用下气体很容易被压缩的原因是分子间有空隙，气体压缩到一定程度后较难再被压缩，是气体压强的原因．

【即学即练3】关于热运动的说法中，正确的是（　　）

A．大量分子做永不停息的无规则运动 B．仅温度高的物体中的分子做无规则运动

C．单个分子做永不停息的无规则运动 D．热运动是物体受热后所做的运动

【即学即练4】据研究发现，新冠病毒感染的肺炎传播途径之一是气溶胶传播。气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统。这些固态或液态颗粒的大小一般在10-3~103μm之间。布朗运动微粒大小通常在10-6m数量级。下列说法正确的是（　　）

A．当固态或液态颗粒很小时，能很长时间都悬浮在气体中，是受到气体分子无规则热运动撞击而导致的

B．在布朗运动中，颗粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹

C．在布朗运动中，固态或液态颗粒越大，布朗运动越剧烈

D．布朗运动是气体介质分子的无规则的运动

考法01  物体是由大量分子组成的

【典例1】目前，环境污染已非常严重，瓶装纯净水已经占领柜台。再严重下去，瓶装纯净空气也会上市。设瓶子的容积为2L，空气的摩尔质量。按标准状况计算，。试估算（结果保留两位有效数字）：

（1）空气分子的平均质量是多少？

（2）—瓶纯净空气的质量是多少？

（3）—瓶中约有多少个气体分子？

考法02  计算分子的体积

【典例2】食盐晶体由钠离子和氯离子组成，其晶体结构可以用图示表示，图中相邻离子的中心用线连起来组成一个个大小相等的正立方体。已知食盐的密度ρ，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数常数为NA，晶体中正方体数目为钠离子数的2倍。求：

（1）食盐晶体的摩尔体积Vm；

（2）相邻的钠离子与氯离子之间的平均距离D。

题组A  基础过关练

1．关于布朗运动，说法正确的是（　　）

A．花粉颗粒越大，布朗运动进行得越激烈

B．因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫做热运动

C．布朗运动指的是花粉颗粒内的花粉分子的运动

D．布朗运动的无规则性能反映液体分子运动的无规则性

2．下面所列举的现象中，不能说明分子是不断运动着的是（　　）

A．汽车开过后，公路上尘土飞扬 B．将香水瓶盖打开后能闻到香味

C．洒在地上的水，过一段时间就干了 D．悬浮在水中的花粉做无规则的运动

3．2020年3月3日，国家卫健委、国家中医药管理局印发《关于印发新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第七版）的通知》，指出新型冠状病毒的传播途径：经呼吸道飞沫和密切接触传播是主要的传播途径，在相对封闭的环境中长时间暴露于高浓度气溶胶情况下存在经气溶胶传播的可能。气溶胶粒子是悬浮在大气中的微小颗粒，如云、雾、细菌、尘埃、烟尘等。气溶胶中的粒子具有很多动力学性质，比如布朗运动等。关于封闭环境中的气溶胶粒子，下列说法正确的是（　　）

A．在空气中会缓慢下沉到地面

B．在空气中会缓慢上升到空中

C．在空气中做无规则运动

D．受到的空气分子作用力的合力始终等于其所受到的重力

4．在热学研究中，常常把物质的热学性质和规律看作微观粒子热运动的宏观表现。下列判断正确的是（　　）

A．扩散现象是不同物质间的一种化学反应

B．布朗运动是由于液体的对流形成的

C．分子间的作用力总是随分子间距离的增大而减小

D．悬浮在液体中的微粒越小，越容易观察到布朗运动

5．关于分子间作用力，下列说法正确的是（　　）

A．引力和斥力都随距离的减小而增大

B．两分子间的距离为r0时，分子间斥力为零，引力也为零

C．两分子间距离为r0时，分子处于静止状态

D．分子力的本质是万有引力

6．如图所示是分子间引力F引与分子间斥力F斥随分子间距离r变化的关系曲线，根据曲线，下列说法正确的是（　　）

A．F引随r的增大而增大

B．F斥随r的增大而增大

C．r=r0时，引力与斥力大小相等

D．引力与斥力都随分子间距离r的增大而增大

7．新冠病毒在电子显微镜下观察。病毒一般呈球形，有形似皇冠状突起，直径在75160nm之间，则1nm化为国际基本单位正确的是（　　）

A．1nm=10-3m B．1nm=10-6m

C．1nm=10-9m D．1nm=10-10m

8．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，下列说法正确的是（　　）

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无规则运动

C．属布朗运动，由于外界压力使小金粒、小铅粒彼此进入对方中

D．属布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中

9．关于分子间的相互作用力，下列说法中不正确的是（   ）

A．当分子间的距离r＝r0 时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力

B．分子力随分子间的距离r的变化而变化，当r＞ r0时，分子间的引力和斥力都随距离的增大而减小，但斥力比引力减小得快，故分子力表现为引力

C．当分子间的距离r＜r0 时，分子间的引力和斥力都随距离的减小而增大，但斥力增加得快，故分子力表现为斥力

D．分子间距离大于10倍分子直径时，分子力可近似为零

10．如图所示为两分子系统的势能EP与两分子间距离r的关系曲线下列说法正确的是(   )

A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力

B．当r等于r2时，分子间的作用力表现为斥力

C．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力

D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功

题组B  能力提升练

1．下列关于布朗运动的说法中正确的是（　　）

A．将碳素墨水滴入清水中，观察到的布朗运动是碳分子无规则运动的反映

B．布朗运动是否显著与悬浮在液体中的颗粒大小无关

C．布朗运动的激烈程度与温度无关

D．微粒的布朗运动的无规则性，反映了液体内部分子运动的无规则性

2．下列关于分子动理论的叙述正确的是（　　）

A．在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动是布朗运动

B．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，但斥力减小得更快

C．水结为冰时，部分水分子已经停止了热运动

D．气体扩散现象表明气体分子间存在斥力

3．阿伏加德罗常数是NA，铜的摩尔质量为M，铜的密度是ρ，则下列说法中正确的是（　　）

A．1 m3铜所含原子数目是 B．1 kg铜所含原子数目是ρNA

C．1个铜原子的质量是 D．1个铜原子占有的体积为

4．研究表明，分子间的作用力F跟分子间距离r的关系如图所示。则下列解释正确的是（   ）

A．当r < r0时分子间的作用力F表现为斥力

B．当r < r0时分子间的作用力F表现为引力

C．当r = r0时分子间的作用力F表现为引力

D．当r>r0时分子间的作用力F无限大

5．墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是（　　）

A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用

B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动

C．使水温升高，混合均匀的过程进行得更缓慢

D．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更缓慢

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时，发现花粉颗粒在做永不停息的无规则运动，这种运动称为布朗运动。下列说法正确的是（　　）

A．液体温度一定时，花粉颗粒越大，花粉颗粒的无规则运动越明显

B．花粉颗粒大小一定时，液体温度越低，花粉颗粒的无规则运动越明显

C．布朗运动就是液体分子永不停息的无规则运动

D．布朗运动是由液体分子的无规则运动引起的

7．两个完全相同的透明的玻璃杯中，一杯盛有热水、另一杯盛有等质量的冰水。现向两个玻璃杯中各滴入一滴相同的墨滴，发现玻璃杯中热水比冰水会更快全部变成黑色。造成这一现象的主要原因是（　　）

A．水分子间有间距

B．墨滴中的碳粒比水分子重

C．温度越高水分子热运动越剧烈，墨滴中碳粒的无规则运动也越剧烈

D．温度越高分子间的作用力越大

8．如图所示，横轴表示两分子间的距离，纵轴表示两分子间引力、斥力的大小，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，为两曲线的交点。下列说法错误的是（　　）

A．为引力曲线，为斥力曲线

B．若两分子间的距离增大，分子间的斥力减小的比引力更快

C．若，则分子引力等于分子斥力，分子力表现为零

D．当分子间距从开始增大时，分子势能先减小再增大

9．空气的摩尔质量M=29g/mol，则空气中气体分子的平均质量为多少？成年人做一次深呼吸约吸入450cm3的空气（空气密度约1.2kg/m3），试估算做一次深呼吸，吸入的空气质量是多少？所吸入的气体分子数大约是多少？

10．某热水袋内水的体积约为，已知水的摩尔质量为，水的密度是，阿伏加德罗常数为，求它所包含的水分子数目约为多少？水分子的直径约为多少？（计算结果保留2位有效数字）

题组C  培优拔尖练

1．关于热学中的一些基本概念，下列说法正确的是（　　）

A．物体是由大量分子组成的，分子是不可再分的最小单元

B．分子间的斥力和引力总是同时存在的，且随着分子之间的距离增大而增大

C．分子做永不停息的无规则热运动，布朗运动就是分子的热运动

D．温度越高，分子热运动就越剧烈

2．根据下列选项中的物理量，可以计算出氧气摩尔质量的是（　　）

A．氧气分子的质量和阿伏加德罗常数

B．氧气分子的体积和阿伏加德罗常数

C．氧气的密度和阿伏加德罗常数

D．氧气分子的体积和氧气分子的质量

3．乙醇喷雾消毒液和免洗洗手液的主要成分都是酒精。下列说法正确的是（　　）

A．酒精由液体变为同温度的气体的过程中，分子间距不变

B．在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是酒精分子做布朗运动的结果

C．在房间内喷洒乙醇消毒液后，当环境温度升高时，每一个酒精分子运动速率都变快了

D．使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，是由于液体分子扩散到了空气中

4．标准状况下气体的摩尔体积为22.4L/mol，在此状态下，平均每个气体分子所占的空间约为分子自身体积的多少倍（阿伏加德罗常数近似取为6.0×1023mol-1）（　　）

A．10 B．103 C．105 D．107

5．一般情况下，分子间同时存在分子引力和分子斥力。若在外力作用下两分子的间距达到不能再靠近时，固定甲分子不动，乙分子可自由移动，则去掉外力后，当乙分子运动到很远时，速度为v，则在乙分子的运动过程中（乙分子的质量为m），则下列判断正确的是（　　）

A．乙分子的动能变化量为 B．分子力对乙分子做的功为

C．分子引力比分子斥力多做的功为 D．分子斥力比分子引力多做的功为

6．近期我国多个城市的PM2.5数值突破警戒线，受影响最严重的是京津冀地区，雾霾笼罩，大气污染严重。PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后危害人体健康，矿物燃料的燃烧是形成PM2.5的主要原因。下列关于PM2.5的说法中正确的是（　　）

A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当

B．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动

C．温度越低PM2.5活动越剧烈

D．PM2.5中小一些的颗粒的运动比大一些的颗粒更为剧烈

7．我们可以用图像表示物理量之间的关系。若用r0表示两分子之间的平衡位置，则下图中图_____（填“甲”或“乙”）表示分子间的作用力随距离的变化关系；随着分子间距离增大，分子间的斥力_________（填“减小”、“增大”或“先增大后减小”）。

8．将1mL的纯油酸配成500mL的油酸酒精溶液，待均匀溶解后，用滴管取1mL油酸酒精溶液，让其自然滴出，共计200滴，则每滴溶液总纯油酸的体积为_________mL，已知纯油酸的摩尔质量M=0.282kg/mol，密度ρ=895kg/m3，阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1，则每一滴油酸酒精溶液中所含有的油酸分子数为___________个．（均保留一位有效数字）

9．“可燃冰”是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，因其外观像冰，遇火即燃，因此被称为“可燃冰”，已知1m3可燃冰可释放标准状况下的天然气164m3。标准状况下1mol气体的体积为22.4升，标准状况下天然气的密度为0.67k/m3。阿伏加德罗常数取。求：

①1cm3可燃冰所含甲烷分子数为多少？

②平均每个甲烷分子的质量为多少？（结果均保留两位有效数字）

10．肺活量指一次尽力吸气后，再尽力呼出的气体量。高中生男子肺活量约为3500毫升，在呼出的气体中水蒸气大约占总体积的6%。已知正常大气压下水蒸气的密度=0.6kg/m3，水蒸气摩尔质量M=l8g/mol，阿伏加德罗常数NA=6×1023mol-1。（结果均保留两位有效数字）

（1）高中生男子一次呼出的水蒸气的体积；

（2）试估算高中生男子一次呼出的气体中含有的水分子的数量。

11．轿车中的安全气囊能有效保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时，叠氮化钠（亦称“三氮化钠”，化学式NaN3）受撞击完全分解产生钠和氮气而充入气囊。若充入氮气后安全气囊的容积V=56L，气囊中氮气的密度ρ=1.25kg/m3，已知氮气的摩尔质量M=28g/mol，阿伏加德罗常数NA=6×1023mol－1请估算：（结果保留一位有效数字）

（1）一个氮气分子的质量m；

（2）气囊中氮气分子的总个数N；

（3）气囊中氮气分子间的平均距离r。

12．2020年12月17日，嫦娥五号返回器带着1.731kg的月球土壤顺利在内蒙古预定区域着陆。月球土壤中的氦-3蕴藏量大，它是一种目前已被世界公认的高效、清洁、安全的核聚变原料。若每千克月球土壤中含有氦-3的质量为m，氦-3的摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为（均为国际单位），求：

(1)每个氦-3分子的质量；

(2)嫦娥五号返回器带回的1.731kg月球土壤中含有氦-3分子总个数。