第1講分子動理論內能用油膜法估測分子的大小一、單項選擇題1.(2018前黃中學檢測)下列說法正確的是()A.布朗運動的無規(guī)則性反映了液體分子運動的無規(guī)則性B.懸浮在液體中的固體小顆粒越大,則其所做的布朗運動就越劇烈C.物體的溫度為0時,物體的分子平均動能為零D.布朗運動的劇烈程度與溫度有關,所以布朗運動也叫熱運動答案A布朗運動的無規(guī)則性反映了液體分子運動的無規(guī)則性,選項A正確;懸浮在液體中的固體小顆粒越小,則其所做的布朗運動就越劇烈,選項B錯誤;無論物體的溫度為何值,物體分子的平均動能永遠不為零,選項C錯誤;布朗運動的劇烈程度與溫度有關,但是布朗運動不是分子運動,所以不叫熱運動,選項D錯誤。2.(2018昆山期末)如圖描繪了一顆懸浮微粒受到周圍液體分子撞擊的情景,以下關于布朗運動的說法正確的是()A.布朗運動就是液體分子的無規(guī)則運動B.液體溫度越低,布朗運動越劇烈C.懸浮微粒越大,液體分子撞擊作用的不平衡性表現得越明顯D.懸浮微粒做布朗運動,是液體分子的無規(guī)則運動撞擊造成的答案D布朗運動是懸浮在液體中固體小顆粒的無規(guī)則運動,是由于液體分子對顆粒撞擊力不平衡造成的,所以布朗運動說明了液體分子不停地做無規(guī)則運動,但不是液體分子的無規(guī)則運動,故A項錯誤;液體的溫度越高,液體分子運動越劇烈,則布朗運動也越劇烈,故B項錯誤;懸浮微粒越大,同一時刻撞擊微粒的液體分子數越多,液體分子對微粒的撞擊力越平衡,現象越不明顯,故C項錯誤;懸浮微粒做布朗運動,是液體分子的無規(guī)則運動撞擊造成的,故D項正確。3.(2018連云港質檢)如圖所示,用細線將一塊玻璃板水平地懸掛在彈簧測力計下端,并使玻璃板貼在水面上,然后緩慢提起彈簧測力計,在玻璃板脫離水面的一瞬間,彈簧測力計讀數會突然增大,主要原因是()A.水分子做無規(guī)則熱運動B.玻璃板受到大氣壓力作用C.水與玻璃間存在萬有引力作用D.水與玻璃間存在分子引力作用答案D在玻璃板脫離水面的一瞬間,彈簧測力計讀數會突然增大的主要原因是水與玻璃間存在分子引力作用。4.(2018揚州質檢)根據分子動理論,分子間同時存在著相互作用的引力和斥力,并具有分子勢能。當分子間距離減小時,下列說法正確的是()A.分子間引力一定增大B.分子間斥力一定減小C.分子勢能一定增大D.引力和斥力的合力一定增大答案A分子之間的引力和斥力都隨分子間距離的減小而增大,故A項正確,B項錯誤;當r>r0時,分子間表現為引力,分子間距離減小時,分子力做正功,分子勢能減小,C項錯誤;當r>r0時,隨著分子間距離的減小,分子力先增大,再減小,當r<r0時,隨著分子間距離的減小,分子力一直增大,故D項錯誤。5.下列說法中正確的是()A.分子間距離為r0時沒有作用力,大于r0時只有引力,小于r0時只有斥力B.分子之間的距離增大時,可能存在分子勢能相等的兩個點C.設兩個分子相距無窮遠時勢能為零,則分子間距變小時,分子勢能一直減小,故分子勢能在任何距離上都為負值D.物體的內能僅由溫度和體積決定答案B分子在相互作用的距離內都既有引力,又有斥力,故A項錯誤;當兩分子之間的距離等于r0時,分子勢能最小,從該位置起增大或減小分子間距離,分子力都是做負功,分子勢能均增加,故分子之間的距離增大時,可能存在分子勢能相等的兩個點,B項正確;當分子間距離減小時,在r>r0范圍內,分子力做正功,分子勢能減小,在r<r0時,分子力做負功,分子勢能增加,故C項錯誤;物體的內能與物體的質量、溫度、體積都有關,D項錯誤。6.(2018連云港模擬)下列有關分子動理論的各種說法,正確的是()A.溫度低的物體內能小B.溫度低的物體,其分子的平均動能也必然小C.做加速運動的物體,由于速度越來越大,因此物體分子的平均動能越來越大D.0的鐵和0的冰,它們的分子平均動能可能不相同答案B溫度是分子平均動能的標志,溫度低只能說明分子平均動能小,不能說明分子動能和分子勢能的總和小,而內能是分子動能和分子勢能的總和,故A項錯誤;溫度低的物體,分子的平均動能一定小,故B項正確;溫度是分子平均動能的標志,與物體是否運動無關,故C項錯誤;溫度是分子平均動能的標志,溫度相同說明分子平均動能相同,0的鐵和0的冰,它們的分子平均動能相同,故D項錯誤。7.下列關于分子動理論的說法中正確的是()A.分子勢能隨著分子間距離的增大,可能先減小后增大B.分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大,一定先減小后增大C.物體溫度越高,則該物體內所有分子運動的速率都一定越大D.顯微鏡下觀察到墨水中的小顆粒在不停地做無規(guī)則運動,這是液體分子的運動答案A由圖甲可以看出,A正確。由圖乙可以看出,分子力并不是一定先減小后增大,當r<r0時,分子力隨分子間距離的增大而減小;當r>r0時,分子力隨分子間距離的增大先增大再減小,故B錯。物體溫度升高時,分子的平均速率增大,但個別分子的速率并不一定增大,故C錯。墨水中小顆粒的運動是由液體分子對懸浮在墨水中的小顆粒的撞擊不平衡造成的,小顆粒的無規(guī)則運動不是液體分子的運動,故D錯。二、多項選擇題8.(2018常州一中一模)近期我國多個城市的PM2.5數值突破警戒線,受影響最嚴重的是京津冀地區(qū),霧霾籠罩,大氣污染嚴重。PM2.5是指空氣中直徑小于或等于2.5微米的懸浮顆粒物。PM2.5飄浮在空中做無規(guī)則運動,很難自然沉降到地面,吸入后危害人體健康。礦物燃料的燃燒是形成PM2.5的主要原因。下列關于PM2.5的說法中正確的是()A.PM2.5的尺寸與空氣中氧分子的尺寸的數量級相當B.PM2.5在空氣中的運動屬于布朗運動C.溫度越低PM2.5活動越劇烈D.倡導低碳生活,減少煤和石油等燃料的使用能有效減小PM2.5在空氣中的濃度答案BDPM2.5是指直徑小于或等于2.5微米的顆粒物,其尺寸遠大于空氣中氧分子的尺寸的數量級,故A項錯誤;PM2.5在空氣中的運動是固體顆粒的運動,屬于布朗運動,故B項正確;大量空氣分子對PM2.5無規(guī)則碰撞,溫度越高,空氣分子對PM2.5的撞擊越劇烈,則PM2.5的運動越劇烈,故C項錯誤;導致PM2.5增多的主要原因是礦物燃料的燃燒,提倡低碳生活,減少煤和石油等燃料的使用可有效減小PM2.5在空氣中的濃度,故D項正確。9.下列說法正確的是()A.已知某固體物質的摩爾質量、密度和阿伏加德羅常數,可以計算出分子大小B.布朗運動表明組成微粒的分子在做無規(guī)則運動C.物體運動的速率越大,其內部的分子熱運動就越劇烈D.溫度是描述熱運動的物理量,一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)達到熱平衡時,兩系統(tǒng)的溫度一定相等答案AD已知某固體物質的摩爾質量和密度,可以算出物質的摩爾體積,再除以阿伏加德羅常數就能計算出分子體積,進而計算出分子直徑,選項A正確;布朗運動表明微粒周圍的液體分子在做無規(guī)則運動,不能表明組成微粒的分子在做無規(guī)則運動,選項B錯誤;物體內部的分子熱運動與溫度有關,與物體運動的速率無關,選項C錯誤;兩系統(tǒng)達到熱平衡時,兩系統(tǒng)的溫度一定相等,選項D正確。10.(2017蘇錫常鎮(zhèn)四市調研)關于實驗“用油膜法估測分子大小”,以下說法正確的是()A.為了防止酒精的揮發(fā),配置的油酸酒精溶液不能長時間放置B.用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液后,應立即將油膜的形狀描下來C.處理數據時將一滴油酸酒精溶液的體積除以油膜面積就得到了油酸分子的直徑D.若實驗中撒的痱子粉過多,則計算得到的油酸分子的直徑將偏大答案AD配置的油酸酒精溶液長時間放置,因酒精揮發(fā),溶液的濃度會改編,A項正確;用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液后,應在液面穩(wěn)定后將油膜的形狀描下來,B項錯誤;處理數據時將一滴純油酸的體積除以油膜面積就得到了油酸分子的直徑,C項錯誤;若實驗中撒的痱子粉過多,油酸散開面積變小,則計算得到的油酸分子的直徑將偏大,D項正確。三、非選擇題11.(2018江蘇六市一調)油膜法估測分子的大小實驗中,某實驗小組用1mL的油酸配置了500mL的油酸酒精溶液,用滴管、量筒測得n滴油酸酒精溶液體積為V,一滴溶液在水槽中最終形成的油膜面積為S,則油酸分子直徑為;實驗中水面上撒的痱子粉太厚會導致分子直徑測量值(選填“偏大”或“偏小”)。 答案V500nS偏大解析一滴油酸酒精溶液中含有的油酸體積為V500n,因一滴溶液在水槽中最終形成的油膜面積為S,所以油酸分子直徑為d=V500nS=V500nS,痱子粉太厚會導致油酸在水面的擴散面積減小,從而測量的分子直徑偏大。12.(2018南京三模)在“用油膜法估測分子大小”的實驗中,將1mL的油酸溶于酒精,制成500mL的油酸酒精溶液;測得1mL的油酸酒精溶液有100滴;將1滴油酸酒精溶液滴入事先撒有均勻痱子粉的水槽中,待油膜充分散開后,在玻璃板上描出油膜的輪廓,隨后把玻璃板放在坐標紙上,其形狀如圖所示,坐標紙上正方形小方格的邊長為2cm,則一滴油酸酒精溶液中的純油酸的體積為m3;油酸分子的直徑為m。(結果均保留一位有效數字) 答案2×10-116×10-10解析一滴油酸酒精溶液中的純油酸的體積為V=1500×1100mL=2×10-5mL=2×10-11m3由題圖可知,共有90個方格,油膜的面積S=90×0.02×0.02m2=3.6×10-2m2,油酸分子的直徑為d=VS6×10-10m。13.(2018宿遷模擬)成年人在正常狀態(tài)下1分鐘呼吸18次,每次吸入的空氣約為500mL,空氣中氧氣的含量約為21%,氧氣的密度約為1.4kg/m3、摩爾質量為3.2×10-2kg/mol,阿伏加德羅常數NA取6.0×1023mol-1。求一個成年人在一晝夜的時間內:(1)吸入氧氣的質量;(2)吸入氧氣的分子數。(上述結果均保留兩位有效數字)答案(1)3.8kg(2)7.1×1025個解析(1)吸入氧氣的體積V=Ttn0V0=24×601×18×500×10-6×21%m3=2.72m3,吸入氧氣的質量m=V=1.4×2.72kg3.8kg。(2)吸入的氧氣分子數N=mMNA=3.83.2×10-2×6.0×10237.1×1025(個)。14.(2018南通、揚州、泰州三調)如圖所示,食鹽(NaCl)晶體由鈉離子和氯離子組成,相鄰離子的中心用線連起來組成了一個個大小相等的立方體,立方體的個數與兩種離子的總數目相等。已知食鹽的密度為,摩爾質量為M,阿伏加德羅常數為NA,求:(1)食鹽的分子質量m;(2)相鄰離子間的距離a。答案(1)MNA(2)3(M2NA解析(1)食鹽的分子質量m=MNA(2)建立正方體模型,1摩爾分子中有2摩爾的離子,a3=M2NA,解得a=3M2NA。7