最新人教版选修3-3第七章-分子动理论单元练习题及其答案
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第七章分子动理论单元练习题一、单选题(共10小题,每小题5.0分,共50分)1.已知在标准状况下，1 mol 氢气的体积为22．4 L，氢气分子直径的数量级为( )A． 10－9mB． 10－10mC． 10－11mD． 10－8m2.甲、乙两个分子相距较远(此时它们之间的分子力可以忽略)，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近，直到不能再靠近为止．在这整个过程中，分子力与分子势能的变化情况正确的是( )A．分子力先减小后增大，分子势能不断增加B．分子力先增大后减小，分子势能不断减小C．分子力先增大后减小再增大，分子势能先增加后减少D．分子力先增大后减小再增大，分子势能先减少后增加3.下列关于分子热运动和热现象的说法正确的是( )A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故B．一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子平均动能增加C．一定量气体的内能等于其所有分子的热运动动能和分子势能的总和D．如果气体温度升高，那么每一个分子热运动的速率都增加4.如图所示为两分子间距离与分子势能之间的关系图象，则下列说法中正确的是( )A．当两分子间距离r＝r1时，分子势能为零，分子间相互作用的引力和斥力也均为零B．当两分子间距离r＝r2时，分子势能最小，分子间相互作用的引力和斥力也最小C．当两分子间距离r<r1时，随着r的减小，分子势能增大，分子间相互作用的引力和斥力也增大D．当两分子间距离r>r2时，随着r的增大，分子势能增大，分子间相互作用的引力和斥力也增大5.当分子间距离从平衡位置(r＝r0)处增大或减小时，分子势能的变化情况是( )A．分子间的距离增大，势能增大，分子间距离减小，势能减小B．分子间距离增大，势能先增大后减小C．分子间距离增大，势能先减小后增大D．不论是距离增大还是减小，势能均增大6.两个温度不同的物体相互接触，达到热平衡后，它们具有相同的物理量是( )A．质量B．密度C．温度D．重力7.某同学在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于( ) A．油酸未完全散开B．油酸中含有大量的酒精C．计算油膜面积时不足1格的全部按1格计算D．求每滴溶液的体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴8.我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5 μm的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害．矿物燃料燃烧排放的烟尘是形成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分子热运动C． PM2.5的运动轨迹是由气流的运动决定的D． PM2.5必然有内能9.在两个分子间的距离由r0(平衡位置)变为10r0的过程中，关于分子间的作用力F和分子间的势能E p的说法中，正确的是( )A．F不断减小，E p不断减小B．F先增大后减小，E p不断增大C．F不断增大，E p先减小后增大D．F、E p都是先减小后增大10.下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能E p随分子间距离r变化关系的图线是( )A．B．C．D．二、多选题(共5小题,每小题5.0分,共25分)11.(多选)关于热力学温度和摄氏温度，下列说法错误的是( )A．某物体摄氏温度为10 ℃，即热力学温度为10 KB．热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 ℃C．摄氏温度升高10 ℃，对应热力学温度升高283 KD．热力学温度和摄氏温度的温标不同，两者表示的温度无法比较12.(多选)把一个物体竖直下抛，下列哪种情况是在下落的过程中发生的(不考虑空气阻力) ( )A．物体的动能增加，分子的平均动能也增加B．物体的重力势能减少，分子势能却增加C．物体的机械能保持不变D．物体的内能保持不变13.(多选)一辆高速行驶的运输瓶装氧气的货车，由于某种原因，司机紧急刹车，最后停下来，则下列说法正确的是( )A．汽车机械能减小，氧气内能增加B．汽车机械能减小，氧气内能减小C．汽车机械能减小，氧气内能不变D．汽车机械能减小，汽车(轮胎)内能增加14.(多选)下列说法中正确的是( )A．分子间的平均距离增大时，其分子势能一定增大B．分子间的平均距离增大时，其分子势能可能减小C．物体的体积增大时，其分子势能一定增大D．0 ℃的水变成0 ℃的冰时，体积增大，分子势能减小15.(多选)在下列叙述中，正确的是( )A．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子平均动能越大B．布朗运动就是液体分子的热运动C．一切达到热平衡的系统一定具有相同的温度D．分子间的距离r存在某一值r0，当r<r0时，斥力大于引力，当r>r0时，引力大于斥力三、填空题(共5小题,每小题5.0分,共25分)16.在用单分子油膜估测分子大小的实验中，(1)某同学计算出的结果明显偏大，可能是由于( )A．油酸未完全散开B．油酸中含有大量酒精C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL溶液的滴数多记了10滴(2)在做实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有纯油酸1 mL，用注射器测得1 mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油膜的近似轮廓如图所示．图中正方形小方格的边长为 1 cm，根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________ nm.17.水的相对分子质量是18，水的密度ρ＝1．0×103kg/m3，阿伏加德罗常数N A＝6．02×1023mol－1，则：(1)水的摩尔质量M＝______ g/mol或M＝______ kg/mol；(2)水的摩尔体积V＝________ m3/mol；(3)一个水分子的质量m＝________ kg；(4)一个水分子的体积V0＝________ m3；(5)将水分子看做球体，水分子的直径d＝______ m．18.某人做一次深呼吸，吸进400 cm3的空气，据此估算他所吸进的空气分子的总数约为____个．(按标准状况算，保留一位有效数字)19.如果取分子间距离r＝r0(r0＝10－10m)时为分子势能的零势能点，则r<r0时，分子势能为________值；r>r0时，分子势能为_________值．如果取r→∞远时为分子势能的零势能点，则r>r0时，分子势能为________值；r<r0时，分子势能可以为________值．(填“正”“负”或“零”)20.在体积、温度、质量、阿伏加德罗常数四个量中，与分子平均动能有关的量是________；与分子势能直接有关的量是________；与物体内能有关的量是______；联系微观量和宏观量的桥梁是________．四、实验题(共2小题,每小题10.0分,共20分)21.某同学做“用油膜法估测分子大小”的实验时，在边长约30 cm的浅盘里倒入约 2 cm深的水，然后将痱子粉均匀的撒在水面上，用注射器滴一滴________(选填“纯油酸”“油酸水溶液”或“油酸酒精溶液”)在水面上．稳定后，在玻璃板上描下油膜的轮廓，放到坐标纸上估算出油膜的面积．实验中若撒的痱子粉过多，则计算得到的油酸分子的直径偏________(选填“大”或“小”)．22.在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：①取油酸1．0 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的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液；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达到1．0 mL为止，恰好共滴了100滴；③在边长约40 cm的浅水盘内注入约2 cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，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，在玻璃板上绘出油酸膜的形状；⑤将画有油酸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)这种粗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的酒精溶液含油酸为________ m3，油膜面积为________ m2，求得的油酸分子直径为________ m．(结果全部取2位有效数字)五、计算题(共3小题,每小题18.0分,共54分)23.用放大600倍的显微镜观察布朗运动，估计放大后的小颗粒(碳)体积为0．1×10－9m3，碳的密度为2．25×103kg/m3，摩尔质量是1．2×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数为6．02×1023mol－1，则：(1)该小碳粒含分子数约为多少个？(取一位有效数字)(2)假设小碳粒中的分子是紧挨在一起的，试估算碳分子的直径．24.用质量为0．5 kg的铁锤去打击质量为50 g的铁钉，已知铁锤打击铁钉时的速度为12 m/s，且每次打击后铁锤不再弹起．如果在打击时有80%的能量变成内能，并且这些热量有50%被铁钉吸收，现要使铁钉温度升高10 ℃，问要打击铁钉多少次？[不计铁钉的体积变化，铁的比热容为460 J/(kg·℃)]25.已知汞的摩尔质量M＝0．20 kg/mol，密度ρ＝1．36×104kg/m3，阿伏加德罗常数N A＝6．0×1023mol－1，将体积V0＝1．0 cm3的汞变为V＝3．4×103cm3的汞蒸气，则1 cm3的汞蒸气所含的分子数为多少？第七章分子动理论单元练习题答案解析1.【答案】B【解析】分子直径的数量级为10－10m，故B项正确．2.【答案】D【解析】当分子间距离大于r0时，分子间表现为引力，当分子间距离小于r0时，分子间表现为斥力，当分子间距离大于10r0时，分子间的作用力十分微小，可以忽略，所以当乙从较远处向甲尽量靠近的过程中，分子间的引力和斥力都增大，先表现为引力且逐渐增大到最大，之后减小到零(引力和斥力相等时)，再靠近时，分子力表现为斥力且逐渐增大，分子力先是对乙做正功，后是对乙做负功(或乙克服分子力做功)，而由分子力做功与分子势能变化的关系可知，若分子力做正功，分子势能减少，若分子力做负功，分子势能增加，因此，在乙尽量向甲靠近的过程中，分子势能先减少后增加，故A、B、C错误，D正确．3.【答案】C【解析】气体分子间的距离比较大，甚至可以忽略分子间的作用力，分子势能也就不存在了，所以气体在没有容器的约束下散开是分子热运动的结果，选项A错；100 ℃的水变成同温度的水蒸气，分子的平均动能不变，所以选项B错误；根据内能的定义可知选项C正确；如果气体的温度升高，分子的平均动能增大，热运动的平均速率也增大，这是统计规律，但就每一个分子来讲，速率不一定都增加，故选项D错误．4.【答案】C【解析】当两分子间距离r＝r1时，分子势能为零，但r<r0，分子力表现为斥力，选项A错误；由于r2＝r0，分子势能最小，分子间相互作用的引力和斥力相等但不是最小，选项B错误；当r>r2时，由图象可以看出分子势能随着r的增大而增大，而分子间相互作用的引力和斥力逐渐减小，选项D错误．5.【答案】D【解析】分子势能的变化决定于分子力做功情况，若分子力做负功，则分子势能增大．分子间距离大于r0，分子力表现为引力，分子间距离从r0处增大，故分子力做负功，分子势能增大；分子间距离小于r0，分子力表示为斥力，分子间距离从r0减小，故分子力做负功，分子势能增大，故D项正确．6.【答案】C【解析】由热平衡的定义可知，C选项正确．7.【答案】A【解析】油酸分子直径d＝．计算结果明显偏大，可能是V取大了或S取小了，油酸未完全散开，所测S偏小，d偏大，A正确；油酸中含有大量的酒精，不影响结果，B错误；若计算油膜面积时不足1格的全部按1格计算，使S变大，d变小，C错误；若求每滴溶液的体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴，使V变小，d变小，D错误．8.【答案】D【解析】PM2.5的尺寸比空气中氧分子的尺寸大得多，A错误；PM2.5在空气中的运动不属于分子热运动，B错误；PM2.5的运动轨迹是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡和气流的运动决定的，C错误；PM2.5内部的热运动不可能停止，故PM 2.5必然有内能，D正确．9.【答案】B【解析】分子间距r＝r0时，分子力F＝0；随r的增大，分子力表现为引力，F≠0；当r＝10r0时，F＝0，所以F先增大后减小．在分子间距由r0至10r0的过程中，始终克服分子引力做功，所以分子势能一直增大，所以选项B正确，其他选项错误．10.【答案】B【解析】当r<r0时，分子力表现为斥力，随分子间距离r增大，分子势能E p减小；当r>r0时，分子力表现为引力，随分子间距离r增大，分子势能E p增大；当r＝r0时，分子力为零，此时分子势能最小，故选项B正确．11.【答案】ACD【解析】热力学温度与摄氏温度的关系T＝t＋273．15 K，所以选项A错误；对于T＝t＋273．15 K，有许多同学错误地认为可变形为ΔT＝Δt＋273．15 K，而认为C选项正确，实际上ΔT＝T2－T1＝t2－t1＝Δt，即用摄氏温度表示的温差等于用热力学温度表示的温差，所以选项B正确，选项C、D错误．12.【答案】CD【解析】物体下落的过程，不考虑空气阻力，只有系统内的重力做功，机械能不变；物体下落过程中，物体的温度和体积也没有发生变化，所以分子热运动的平均动能和分子势能都保持不变，故A、B错误．13.【答案】AD【解析】汽车紧急停止，由于氧气分子和容器壁的碰撞，容器中气体温度将升高，体积、质量不变，内能增加，B、C错，A对；汽车机械能减小，转化为内能，D对．14.【答案】BD【解析】若分子间的平均距离在大于r0(r0约为10－10m)的范围内增大，由于分子间的作用力表现为引力，所以分子力对分子做负功，分子势能将增大．若分子间的平均距离在小于r0的范围内增大，由于分子间的作用力表现为斥力，所以分子力对分子做正功，分子势能将减小，选项A错误，选项B正确；由于物体的体积随分子间的平均距离的增大而增大，所以其分子势能随分子距离的变化，与分子势能随物体的体积的变化规律相同，选项C错误；水在0 ℃～4 ℃的范围内温度升高时，表现出反常膨胀的特性，温度升高，体积反而减小，0 ℃的冰体积最大．0 ℃的水变成0 ℃的冰时，由于要放热，而且温度不变，所以水的分子势能减小，选项D正确．15.【答案】ACD【解析】温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子热运动越剧烈，分子平均动能越大，故A 正确；布朗运动是悬浮在液体(或固体)中的固体微粒的运动，是由液体分子的撞击形成的，反应了液体分子的无规则运动，故B错误；同一物体内或在可相互进行热交换的几个物体间，不发生热量的迁移而具有相同温度的状态称为热平衡状态，故C正确；根据分子力与分子半径之间的关系可知当两个分子间的距离为r0时，分子力合为零，当r<r0分子力表现为斥力，当r>r0时，分子力表现为引力，故D正确．故选A、C、D．16.【答案】油酸酒精溶液大【解析】此实验所用的液体是油酸酒精溶液；实验中若撒的痱子粉过多，则会使得油膜不能再水面上散成最大面积，则计算得到的油酸分子的直径偏大．17.【答案】(1)球形单分子油膜直径(2)4．0×10－118．1×10－34．9×10－9【解析】(2)一滴酒精溶液中含有纯油酸的体积为V＝×mL＝4×10－5mL＝4．0×10－11m3形成油膜的面积S＝1×(67＋14) cm2＝8．1×10－3m2油酸分子的直径d＝≈4．9×10－9m18.【答案】(1)5×1010个(2)2．6×10－10m【解析】(1)设小颗粒边长为a，放大600倍后，则其体积为V＝(600a)3＝0．1×10－9m3．实际体积为V′＝a3＝m3质量为m＝ρV′≈1．0×10－15kg含分子数为n＝N A＝×6．02×1023个≈5×1010个．(2)将碳分子看成球体模型，则有＝π()3＝得d＝＝m≈2．6×10－10m．19.【答案】16次【解析】这是一个铁锤对铁钉做功使铁钉内能增加的过程，由于不计铁钉的体积变化，所以铁钉的内能增加将完全表现为铁钉平均分子动能的变化，即反映在铁钉的温度变化上．铁锤每次打击铁钉后不再弹起，表明其全部的机械能E k＝m1v2将完全损失，其中有η1＝80%将变化为内能，并有η2＝50%被铁钉吸收．设铁钉温度升高ΔT＝10 ℃需要打击n次，则有n×η1×η2×＝cm2ΔT代入已知数据可解得打击次数n＝≈16．20.【答案】1．2×1019个【解析】体积V0＝1．0 cm3的汞的质量m＝ρV0＝1．36×10－2kg，物质的量n＝＝6．8×10－2mol,1 cm3的汞蒸气所含的分子数为N＝＝1．2×1019个．21.【答案】(1)AC (2)0.4【解析】(1)分子直径d＝，计算出的结果明显偏大，若油酸未完全散开，面积减小，直径偏大，A正确；若油酸中含有大量酒精，会使油膜面积偏大，直径偏小，B错误；若计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，会使油膜面积偏小，直径偏大，C正确；求每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL溶液的滴数多记了10滴，会使液滴体积变小，直径偏小，D错误．(2)油酸酒精溶液的浓度为，一滴溶液中含有纯油酸的体积为×mL，形成油膜约占125个小格，即S＝125×10－4m2，则油酸分子的直径d＝＝4×10－10m＝0.4 nm.22.【答案】(1)18 1．8×10－2(2)1．8×10－5(3)3×10－26(4)3×10－29(5)3．9×10－10【解析】(1)某种物质的摩尔质量用“g/mol”作单位时，其数值与该物质的相对分子质量相同，所以水的摩尔质量M＝18 g/mol．如果摩尔质量用国际单位制的单位“kg/mol”，就要换算成M＝1．8×10－2kg/mol．(2)水的摩尔体积V＝＝m3/mol＝1．8×10－5m3/mol．(3)一个水分子的质量m＝＝kg≈3×10－26kg3．(4)一个水分子的体积V0＝＝m3≈3×10－29m3．(5)将水分子视为理想球体，则有V0＝π()3＝d3，水分子的直径d＝＝m≈3．9×10－10m．23.【答案】1×1022【解析】24.【答案】正正负负或零或正【解析】分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加．取r＝r0时为零势能点，r<r0时分子力表现为斥力，做负功，分子势能增加，为正值；r>r0时，分子力为引力，分子力做负功，分子势能增加为正值．取r→∞远时为分子势能的零势能点，把分子从无限远移到r>r0处，分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能减小为负值；r<r0时，分子力表现为斥力，分子力做负功，势能增加但无法判断势能的增加量，所以无法判断分子势能的正负．25.【答案】温度体积体积、温度、质量阿伏加德罗常数【解析】与分子平均动能有关的量是温度；与分子势能直接有关的量是体积；与物体内能有关的量是体积、温度、质量；联系微观量和宏观量的桥梁是阿伏加德罗常数．安全“五统一”管理制度第一条目的为了提升河北兴安民用爆破器材有限公司宽城分公司（以下宽城分公司）安全生产标准化工作，加强宽城分公司的安全管控，提高安全管理水平，使公司各项安全管理制度、措施能更好的得到贯彻和落实，按照《民用爆炸物品企业安全生产标准化实施细则》（WJ/T9092-2018）的要求，制定本制度。
