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简答题

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,含有多少个炭原子?设金刚石中炭原子是紧密地排列在一起的,估算炭原子体积的大小.已知阿伏加德罗常数

正确答案

解:

金刚石的摩尔质量M=12×10-3kg①

体积为5.7×10-8m3小块金刚石质量为m=ρV=3.5×103×5.7×10-8kg=2.0×10-4kg②

其中所含的炭原子数为

炭原子体积的大小

答:体积为5.7×10-8m3小块金刚石中,含有1×1022个;炭原子体积的大小为5.7×10-30m3

解析

解:

金刚石的摩尔质量M=12×10-3kg①

体积为5.7×10-8m3小块金刚石质量为m=ρV=3.5×103×5.7×10-8kg=2.0×10-4kg②

其中所含的炭原子数为

炭原子体积的大小

答:体积为5.7×10-8m3小块金刚石中,含有1×1022个;炭原子体积的大小为5.7×10-30m3

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简答题

用长度可放大600倍的显微镜观察布朗运动.估计放大后的小碳粒体积为0.1×10-9 m3,碳的密度是2.25×103 kg/m3,摩尔质量是1.2×10-2 kg/mol,阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol-1,则

(1)碳的摩尔体积为多少?(取1位有效数字)

(2)该小碳粒含多少个碳原子?(取1位有效数字)

正确答案

解:(1)碳的摩尔体积V==m3/mol=4.8×10-6m3/mol≈5×10-6m3/mol

    (2)小碳粒实际体积V=×0.1×10-9m3,质量m=ρV

        小碳粒含有的碳原子数目n==6.0×1023×≈3×1010(个)

答:(1)碳的摩尔体积为5×10-6m3/mol.

    (2)该小碳粒含有3×1010个碳原子.

解析

解:(1)碳的摩尔体积V==m3/mol=4.8×10-6m3/mol≈5×10-6m3/mol

    (2)小碳粒实际体积V=×0.1×10-9m3,质量m=ρV

        小碳粒含有的碳原子数目n==6.0×1023×≈3×1010(个)

答:(1)碳的摩尔体积为5×10-6m3/mol.

    (2)该小碳粒含有3×1010个碳原子.

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(2015•江苏模拟)某学校物理兴趣小组组织开展一次探究活动,想估算地球周围大气层空气的分子个数.一学生通过网上搜索,查阅得到以下几个物理量数据:已知地球的半径R=6.4×106m,地球表面的重力加速度g=9.8m/s2,大气压强p0=1.0×105Pa,空气的平均摩尔质量M=2.9×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1.这位同学根据上述几个物理量能估算出地球周围大气层空气的分子数吗?若能,请说明理由;若不能,也请说明理由.

正确答案

解:能.

因为大气压强是由大气重力产生的,由p0•4πR2=mg

得m=5.2×1018 kg 

大气层空气的分子数 n=NA=1.1×1044个.

答:能估算出地球周围大气层空气的分子数,大气层空气的分子数为1.1×1044个.

解析

解:能.

因为大气压强是由大气重力产生的,由p0•4πR2=mg

得m=5.2×1018 kg 

大气层空气的分子数 n=NA=1.1×1044个.

答:能估算出地球周围大气层空气的分子数,大气层空气的分子数为1.1×1044个.

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已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3,水的摩尔质量Mmol=1.8×10-2kg/mol.

求:(1)1cm3的水中有多少个分子?

(2)估算水分子间的平均距离为多少?

正确答案

解:(1)1cm3水的物质的量为:

μ===5.6×10-2(mol)

1cm3水中分子的个数为n=

(2)忽略分子间的空隙,单个水分子的体积为:

V0==2.9×10-29(m3),

将水分子看成球体时:V=πd3/6,(d为水分子的直径),则水分子之间的距离为:d===3.9×10-10(m)

答:(1)1cm3的水中有3.4×1022个分子;

(2)估算水分子间的平均距离为3.9×10-10(m).

解析

解:(1)1cm3水的物质的量为:

μ===5.6×10-2(mol)

1cm3水中分子的个数为n=

(2)忽略分子间的空隙,单个水分子的体积为:

V0==2.9×10-29(m3),

将水分子看成球体时:V=πd3/6,(d为水分子的直径),则水分子之间的距离为:d===3.9×10-10(m)

答:(1)1cm3的水中有3.4×1022个分子;

(2)估算水分子间的平均距离为3.9×10-10(m).

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水的摩尔质量为1.8×10-2kg/mol,摩尔体积为1.8×10-5m3/mol,设想水分子是一个挨着一个排列的球体.现有容积是250mL的矿泉水一瓶.

(1)均匀洒在地面上形成一块单分子水膜,求该水膜面积为多大?

(2)如果水分子一个挨着一个排列成一条线,这条线能绕赤道几圈?(已知地球赤道的周长约为4×104km)

正确答案

解:(1)设分子的直径为d,则有:=

由V=Sd得,

=S②

联立①②得,S≈6.4×105m2

(2)物质的量为:n=

分子个数为:N=nNA

分子的总长度为:L=Nd

绕地球赤道的圈数为:x=

代入数据得:x=8.1×107

答:(1)均匀洒在地面上形成一块单分子水膜,求该水膜面积为6.4×105m2

(2)这条线能绕赤道8.7×107

解析

解:(1)设分子的直径为d,则有:=

由V=Sd得,

=S②

联立①②得,S≈6.4×105m2

(2)物质的量为:n=

分子个数为:N=nNA

分子的总长度为:L=Nd

绕地球赤道的圈数为:x=

代入数据得:x=8.1×107

答:(1)均匀洒在地面上形成一块单分子水膜,求该水膜面积为6.4×105m2

(2)这条线能绕赤道8.7×107

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