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分子動理論 內(nèi)能 一、選擇題(每小題5分，共40分) 1．如圖所示，是關(guān)于布朗運動的實驗，下列說法正確的是(　　) A．圖中記錄的是分子無規(guī)則運動的情況 B．圖中記錄的是微粒做布朗運動的軌跡 C．實驗中可以看到，微粒越大，布朗運動越明顯 D．實驗中可以看到，溫度越高，布朗運動越劇烈 　解析　D　圖中記錄的是每隔若干時間(如30 s)微粒位置的連線，而不是分子無規(guī)則運動，A、B錯．而這段時間內(nèi)微粒的運動情況卻不得而知，雖然圖示所反映的不是微粒的軌跡，但卻可看出其運動的無規(guī)則性，做布朗運動的微粒都很小，一般為10－6 m左右，微粒做布朗運動的根本原因是：各個方向的液體分子對它的碰撞不平衡，因此，只有微粒越小、溫度越高時液體分子對它的碰撞越不平衡，布朗運動才越劇烈．故選D. 2．下面關(guān)于分子力的說法中正確的是(　　) A．鐵絲很難被拉長，說明鐵絲分子間存在引力 B．水很難被壓縮，說明水分子間存在斥力 C．磁鐵可以吸引鐵屑，說明分子間存在引力 D．分子力做正功，分子勢能將增大 　解析　AB　因為分子間存在較大的引力，所以鐵絲很難被拉長；水被壓縮時，分子間表現(xiàn)為斥力作用，所以水很難被壓縮，A、B正確．磁鐵吸引鐵屑是磁場力的作用，不是分子力的作用，所以C錯．當(dāng)分子力做正功時，分子勢能將減小，D錯． 3．下面證明分子間存在引力和斥力的實驗中，錯誤的是(　　) A．兩塊鉛塊壓緊以后能連成一塊，說明存在引力 B．固體、液體很難壓縮，說明存在斥力 C．碎玻璃不能再拼成一整塊，說明分子間存在斥力 D．拉斷一根繩子需很大力氣，說明存在引力 　解析　C　兩塊鉛塊壓緊后能連成一塊、繩子很難被拉斷，說明分子間存在引力，而固體、液體很難被壓縮，說明分子間存在斥力，因此選項A、B、D說法都是符合事實的．碎玻璃再拼在一起，分子間距離比10r0大得多，不能達到分子引力和斥力發(fā)生作用的范圍，或者說分子間作用力非常微弱，所以兩塊玻璃很難拼在一塊．故選C. 4．用筷子滴一滴水，體積約為0.1 cm3，這一滴水中所含有水分子的個數(shù)最接近以下哪一個值(阿伏加德羅常數(shù)NA＝61023 mol－1，水的摩爾體積為Vmol＝18 cm3/mol)(　　) A．61023個 B．31021個 C．61019個 D．31017個 　解析　B　一滴水中所含的分子數(shù)NA＝61023個≈3.31021個，故選項B正確． 5．下列有關(guān)擴散現(xiàn)象與布朗運動的敘述中，正確的是(　　) A．?dāng)U散現(xiàn)象與布朗運動都能說明分子在做永不停息的無規(guī)則運動 B．?dāng)U散現(xiàn)象與布朗運動沒有本質(zhì)的區(qū)別 C．?dāng)U散現(xiàn)象突出說明了物質(zhì)的遷移規(guī)律，布朗運動突出說明了分子運動的無規(guī)則性規(guī)律 D．?dāng)U散現(xiàn)象與布朗運動都與溫度有關(guān) 　解析　ACD　擴散現(xiàn)象與布朗運動都是分子做永不停息無規(guī)則運動的結(jié)果，故A對．?dāng)U散是物質(zhì)分子的遷移，布朗運動是宏觀顆粒的運動，是兩種完全不同的運動，則B錯．兩個實驗現(xiàn)象說明了分子運動的兩個不同規(guī)律，則C正確．兩種運動隨溫度的升高而加劇，所以都與溫度有關(guān)． 6．如下圖所示為物體分子勢能與分子間距離之間的關(guān)系，下列判斷正確的是(　　) A．當(dāng)rr0時，r越小，則分子勢能Ep越大 C．當(dāng)r＝r0時，分子勢能Ep最小 D．當(dāng)r→∞時，分子勢能Ep最小 　解析　AC　當(dāng)r＝r0時，分子勢能最小，則C正確，D錯誤；當(dāng)rr0時，r越小，分子勢能越小，B錯誤． 7．氣體內(nèi)能是所有氣體分子熱運動動能和勢能的總和，其大小與氣體的狀態(tài)有關(guān)，分子熱運動的平均動能與分子間勢能分別取決于氣體的(　　) A．溫度和體積 B．體積和壓強 C．溫度和壓強 D．壓強和溫度 　解析　A　由于溫度是分子平均動能的標(biāo)志，所以氣體分子的動能宏觀上取決于溫度；分子勢能是由分子間引力和分子間距離共同決定的，宏觀上取決于氣體的體積．因此A正確． 8．如圖所示，縱坐標(biāo)表示兩個分子間引力、斥力的大小，橫坐標(biāo)表示兩個分子間的距離，圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的變化關(guān)系，e為兩曲線的交點，則下列說法正確的是(　　) A．a(chǎn)b為斥力曲線，cd為引力曲線，e點橫坐標(biāo)的數(shù)量級為10－10 m B．a(chǎn)b為引力曲線，cd為斥力曲線，e點橫坐標(biāo)的數(shù)量級為10－10 m C．若兩個分子間距離大于e點的橫坐標(biāo)，則分子間作用力表現(xiàn)為斥力 D．若兩個分子距離越來越大，則分子勢能亦越來越大 　解析　B　分子引力和分子斥力都隨分子間距的增大而減小，但分子斥力變化得更快些；當(dāng)分子間距為平衡距離，即10－10 m時，分子引力和分子斥力大小相等，分子力為零，當(dāng)分子間距大于平衡距離時，分子引力大于分子斥力，分子力表現(xiàn)為分子引力；當(dāng)分子間距小于平衡距離時，分子引力小于分子斥力，分子力表現(xiàn)為分子斥力；所以兩圖的交點為平衡距離即10－10 m，分子勢能隨分子間距的變化而發(fā)生改變，當(dāng)分子間距大于10－10 m，分子勢能隨分子間距的增大而增大；當(dāng)分子間距小于10－10 m，分子勢能隨分子間距的增大而減?。划?dāng)分子間距等于平衡距離，分子勢能是最小的．若取無窮遠處的分子勢能為0，則分子間距為平衡距離時，分子勢能為負的，且最小. 二、非選擇題(共60分) 9．(10分)體積為V的油滴，滴在平靜的水面上，擴展成面積為S的單分子油膜，則該油滴的分子直徑約為________．已知阿伏加德羅常數(shù)為NA，油的摩爾質(zhì)量為M，則一個油分子的質(zhì)量為________． 　解析　單分子油膜指油滴分子在水面上一個個地緊密地排列在一起，油滴分子的直徑就是單分子油膜的高，d＝；一個油分子的質(zhì)量m＝. 【答案】　　 10．(14分)用放大倍率為600∶1的顯微鏡觀察布朗運動，估計放大后的小炭粒體積為0.110－9 m3，碳的密度為2.25103 kg/m3，摩爾質(zhì)量是1.210－2 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)為6.021023 mol－1，則： (1)該小炭粒含分子數(shù)約為多少個？(保留一位有效數(shù)字) (2)假設(shè)小炭粒中的分子是緊挨在一起的，試估算碳分子的直徑． 【答案】　(1)51010個　(2)2.610－10 m 11．(16分)要落實好國家提出“以人為本，創(chuàng)建和諧社會”的號召，不只是政府的事，要落實到我們每個人的生活中，比如說公共場所禁止吸煙，我們知道被動吸煙比主動吸煙害處更多．假設(shè)一個高約2.8 m、面積約10 m2的兩人辦公室中，只有一人吸了一根煙，求： (1)被污染的空氣分子間的平均距離． (2)另一不吸煙者一次呼吸大約吸入多少個被污染過的空氣分子．(人正常呼吸一次吸入氣體300 cm3，一根煙大約吸10次) 　解析　(1)吸煙者抽一根煙吸入氣體的總體積為 10300 cm3，含有空氣分子數(shù) n＝6.021023個≈8.11022個． 辦公室單位體積空間內(nèi)含被污染的空氣分子數(shù)為 個≈2.91021個， 每個污染分子所占體積為V＝ m3， 所以平均距離為L＝≈710－8 m. (2)被動吸煙者一次吸入被污染的空氣分子數(shù)為2.9102130010－6個＝8.71017個． 【答案】　(1)710－8 m　(2)8.71017個 12．(20分)一個房間的地面面積是15 m2，高3 m．已知空氣的平均摩爾質(zhì)量是2.910－2 kg/mol.通常用空氣濕度(有相對濕度、絕對濕度)表示空氣中含有的水蒸氣的情況，若房間內(nèi)所有水蒸氣凝結(jié)成水后的體積為103 cm3，已知水的密度為ρ＝1.0103 kg/m3，水的摩爾質(zhì)量Mmol＝1.810－2 kg/mol，求： (1)房間內(nèi)空氣的質(zhì)量． (2)房間中有多少個水分子？ (3)估算一個水分子的線度多大？(保留兩位有效數(shù)字) 　解析　(1)此題是估算題，因此可將空氣壓強看成標(biāo)準(zhǔn)狀況，即壓強為1.01105 Pa(1大氣壓)，溫度為273 K(0 ℃)．此時，每摩爾空氣占有體積22.4 L，由已知條件可得 房間內(nèi)空氣的物質(zhì)的量為： n1＝＝ mol≈2103 mol. 房間內(nèi)空氣的質(zhì)量為： m＝21032.910－2 kg＝58 kg. (2)水的摩爾體積： V0′＝＝ m3/mol＝1.810－5 m3/mol. 房間中的水分子數(shù)： n2＝＝個≈3.31025個． (3)①建立水分子的球形模型，有πd3 ＝. 水分子直徑： d＝＝ m≈3.910－10 m. ②建立水分子的立方體模型，有a3＝V0′/NA， 水分子直徑： a＝＝ m≈3.110－10 m. 【答案】　(1)58 kg　(2)房間中有3.31025個水分子　(3)①建立球形模型，水分子直徑為3.910－10 m?、诮⒘⒎襟w模型，水分子直徑為3.110－10 m - 5 -