沪科版 (2019)选择性必修 第三册1.1 走进分子世界同步训练题

【精挑】第1节走进分子世界-4优质练习

一．填空题

1．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）

2．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=6.0×1023mol﹣1，已知炭的摩尔质量为12g/mol）

3．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

4．一个细口瓶开口向上放置，容积为 2.0L，处在温度为 0℃．压强为一个标准大气压的环境里，则瓶内气体的分子数为              （计算结果保留 2 位有效数字，阿伏加德罗常数 NA=6.0×1023/mol）．

5．如图是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1．43×l0-8m,的圆周而组成的。由此可以估算出铁原予的直径约为           m（结果保留两位有效数字）。

6．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　　       ．

7．油酸密度为．摩尔质量为M．油酸分子直径为d0将体积为V0的油酸溶于酒精，制成体积为nV0的油酸酒精溶液．用滴管取一滴油酸酒精溶液滴在水面上形成油膜，已知一滴油酸酒精溶液的体积为V0若把每个油分子看成球形，一滴油酸在水面上形的n的单分子油膜的面积是　    　，阿伏加德罗常数NA的表达式是　        　．

8．标准状况下，1mol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/mol，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6.02×1023mol）

9．已知常温常压下CO2气体的密度为ρ，CO2的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则在该状态下容器内体积为V的CO2气体含有的分子数为________．在3km的深海中，CO2浓缩成近似固体的硬胶体，此时若将CO2分子看做直径为d的球，则该容器内CO2气体全部变成硬胶体后体积约为________．

10．水的摩尔质量为M＝18g/mol，水的密度为ρ＝1.0×103kg/m3，阿伏伽德罗常数NA＝6.0×1023mol－1，则一个水分子的质量为____________kg，一瓶600ml的纯净水所含水分子的个数为 ___________。

11．一根粗细均匀的铁棒，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．

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/mol）

14．已知铝的原子量是27，铝的密度是2700kg/m3，那么1g铝里的原子个数是　      　个，估算铝原子的直径约为　             　m．

15．8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　   　．

参考答案与试题解析

1．【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＝＝SD，其中S＝0.13cm2，故油酸分子直径：

D＝＝＝5×10－10m。

2．【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.

3．【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

4．【答案】 

【解析】

试题分析：瓶内气体的摩尔数为，瓶内气体分子数为个。

考点：阿伏加德罗常数

【名师点睛】标准状况下任何气体的体积都是，所以瓶内气体的分子数，气体做等容变化，由查理定律求解。

5．【答案】

【解析】圆周周长为，为48个铁分子的直径长度，所以铁分子的直径长度为

6．【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．

7．【答案】：，．

【解析】【考点】 用油膜法估测分子的大小．

【分析】将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积．则用1滴此溶液的体积除以油酸分子的直径，等于1滴此溶液的面积．

根据摩尔质量与密度，求出摩尔体积，然后与单个分子的体积的比值，即为阿伏伽德罗常数．

【解答】解：一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，

水面上的面积S=

油酸的摩尔体积为VA=

阿伏加德罗常数为NA==

故答案为：，．

8．【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=mol，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/mol，4000cm3空气的质量为m=4000××29g/mol=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。

9．【答案】　

【解析】

试题分析：体积为V 的CO2气体质量m=ρV，则分子数．
CO2浓缩成近似固体的硬胶体，分子个数不变，则该容器内CO2气体全部变成硬胶体后体积约为：
 

考点：阿佛伽多罗常数的计算

10．【答案】    (1). 3×10－26；    (2). 2×1028

【解析】水分子的质量等于摩尔质量除以阿伏伽德罗常数，即： 
代入数据得：m=3×10-26kg
水分子数目为：

11．【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

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】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/mol，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/mol

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1mol的铜的原子的体积是关键。

14．【答案】2.2×1022，3.2×10﹣10

【解析】【考点】阿伏加德罗常数．

【分析】由质量除以摩尔质量求出摩尔数，乘以阿伏加德罗常数求出铝块中的原子数．

铝的相对原子质量为27，其摩尔质量为27g/mol．根据摩尔质量和密度求出摩尔体积，由摩尔体积除以阿伏加德罗常数求出每个铝原子的体积，由体积公式求解铝原子的直径．

【解答】解：质量为1g的铝块中的原子数为：n==个=2.2×1022个

由题，铝的相对原子质量为27，其摩尔质量为M=27g/mol，摩尔体积为V=

设铝原子的直径为d，则=

得到，d==m=3.2×10﹣10m

故答案为：2.2×1022，3.2×10﹣10

15．【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/mol，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol﹣1，氧气的摩尔数 n===0.25mol，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．