2018版高中物理第一章分子运动论第一节物体是由大量分子组成的学案粤教版选修3-3

1、第一节 物体是由大量分子组成的目标定位1.知道物体是由大量分子组成的 2 知道分子的球体模形和立方体模型，知道分 子直径的数量级 3 知道阿伏加德罗常数，会用它进行相关的计算和估算.知识探究新知探究点点善实26.02x1023mol则每滴水中水分子个数MVmM 29 3水的摩尔体积V= ，则每个水分子的体积V6=-=沁3.0 x1029m5.代入球的体积公pNApNA1_式 乂=云nd3可解得：d 3.9x10T0m.6知识梳理阿伏加德罗常数：NA= 6.02x1023mol一1它是联系宏观世界和微观世界的桥梁它把摩尔质量M摩尔体积V、物质的质量m物质的体积V、物质的密度p等宏观量，跟单个分子

2、的质量m、单个分子的体积V)等微观量联系 起来，如图 2 所示.霊=必吃图 2其中密度p=m=VM，但要切记对单个分子p=m是没有物理意义的.1分子的质量：m=NM-2 .固体、液体中分子的体积：=NA= pNA气体中分子所占的空间：秘=NA.3 质量为m的物体所含分子数：mN=mA.4 体积为V的物体所含分子数：V N=-NA.Vm(2)每个水分子的质量m=襄3.0 x10-26kg.N=护 1.4x10 个.题型探究重点雉点十个击破3一、分子的大小【例 1 关于分子，下列说法中正确的是（）A.分子看作小球是分子的简化模型，实际上，分子的形状并不真的都是小球B.所有分子大小的数量级都是10m

3、C.“物体是由大量分子组成的”，其中“分子”只包含分子，不包括原子和离子D.分子的质量是很小的，其数量级一般为1010kg答案 A解析 将分子看作小球是为研究问题方便而建立的简化模型，故A 选项正确.一些有机物质的分子大小的数量级超过 1010厲故 B 选项错误.“物体是由大量分子组成的”，其中“分 子”是分子、原子、离子的统称，故C 选项错误.分子质量的数量级一般为1026kg，故 D选项错误.【例 2】现在已经有能放大数亿倍的非光学显微镜（如电子显微镜、场离子显微镜等），使得人们观察某些物质内的分子排列成为可能.如图 3 所示是放大倍数为 3X107倍的电子显微镜拍3摄的二硫化铁晶体的照片

4、.据图可以粗略地测出二硫化铁分子体积的数量级为_ m.（照片下方是用最小刻度为毫米的刻度尺测量的照片情况）4庁 &了8曲 图 3答案 10一29解析 由题图可知，将每个二硫化铁分子看作一个小球，四个小球并排直径之和为4d= 4cm,所以平均每个小球的直径d= 1 cm.又因为题图是将实际大小放大了3X107倍拍摄的照d1x10210-片，所以二硫化铁分子的小球直径为：d=7=73.33x10 m,所以测出的3X103X101 1_ _二硫化铁分子的体积为：V= 6nd3= 6X3.14X（3.33X10_10m）3 1.9X10_29m3.二、阿伏加德罗常数的应用【例 3】 水的分子量

5、是 18,水的密度p= 1.0X103kg/m3，阿伏加德罗常数NA= 6.02X1023mol_1,则：（1）_水的摩尔质量M=_g mol_1或M=kg mol_1,水的摩尔体积V=_3 1m mol（2）_ 水分子的质量m=_kg，水分子的体积V= m3题型探究重点雉点十个击破4（保留一位有效数字）.5(3)将水分子看作球体，其直径d=_m(保留一位有效数字)，一般分子直径的数量级是_m.(4)_36 g 水中所含水分子个数n=个.(5)1 cm3的水中所含水分子个数n=_ 个.答案(1)181.8x10-21.8x10-5(2)3x10-263x10-29(3)4x10-1010-10

6、(4)1.2x1024(5)3.3x1022解析(1)某种物质的摩尔质量用“ g mol1”作单位时，其数值与该种物质的分子量相冋，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 mol1”，就要一 2 1换算成 M= 1.8x10kg mol .宀M1.8x10231一5 3水的摩尔体积V=3m mol = 1.8x10 m molp1.0 x104d3(3)将水分子看作球体就有-n(才=V,32mN=器x6.02x1023个 1.2x1024个 (5)1 cm3水中水分子的个数623, V、10 x6.02x10人 _ 22 人n=VmNA=1.8x10-5个

7、 3.3x10个.针对训练已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m3和 2.1 kg/m3,空气的摩尔质量为 0.029 kg/mol，阿伏加德罗常数N= 6.02x1023mol1，若潜水员呼吸一次吸入2L 空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数.(结果保留一位有效数字)答案3x1022个解析 设空气的摩尔质量为M在海底和岸上的密度分别为p海和p岸，一次吸入空气的体积为Vkg3x1026kg.水分子的体积V=6100253m3-3x10-29m3.NA6.02x10称为数量级,般分子直径的一 21.8x106.02x1023(2)水分子的质量水分子直径

8、m4x1010m,这里的“ 10数量级就是这个值.(4)36 g 水中所含水分子个数6p海在海底吸入的分子数N海=MNA, 在岸上吸入的分子数N岸=朴, 贝 U 有AN=N海一N岸=p海二卩岸VN, 代入数据得ANb3X1022个.课堂要点小结f热学屮的分子达标检测当堂检测巩固反皓解析 分子的结构非常复杂，它的形状并不真的都是小球，分子的直径不可能都相同，但数量级是一致的，所以 C 正确，A B 错误密度大指相同体积质量大，但分子个数不确定，无法比较分子质量大小，D 错误.3.（阿伏加德罗常数的应用）已知某气体的摩尔体积为 22.4L/mol ，摩尔质量为 18 g/mol , 阿伏加德罗常数

9、为 6.02x1023mo1 2 3,由以上数据不可以 估算出在标题组一分子的大小2关于分子，下列说法中正确的是（）A. 分子是组成物质的最小粒子B. 分子是保持物质化学性质的最小粒子C. 分子是保持物质物理性质的最小粒子D. 分子是假想的物质粒子答案 B解析 比分子小的粒子还有电子、中子、质子等，A、C 项错误；用扫描隧道显微镜已经观察到了分子，D 项错误；由物质的化学性质可知B 项正确.3 .（多选）如果把氧气分子看成球形，则氧气分子直径的数量级为（）8-10A.10 cmB. 10 cmC. 1010mD. 1015m答案 AC3.在室温下水分子的平均间距约为3X1010m,假定此时水分

10、子是一个紧挨一个的，若使水物休足由大5分了组成的分子的大小分子的!尺度;宜径的数吊级10Om大小1盛吊：质最的数最级1Q託kg分子！球休模型、模型方体模型大/h：6.02X103arnol1阿伏加徳罗常爱分F质量:计算 分子体积:Vo =物质所含分子数 Z 跻A=NAM .tJjNA7准状态下这种气体（ ）A.每个分子的质量B.每个分子的体积C.每个分子占据的空间D.分子之间的平均距离答案 B解析实际上气体分子之间的距离远比分子本身的直径大得多，即气体分子之间有很大空隙，故不能根据 V）=补计算分子体积，这样算得的应是该气体每个分子所占据的空间；可认为每NX3个分子平均占据了一个小立方体空间，

11、V即为相邻分子之间的平均距离；每个分子的质量显然可由m=NM估算，故答案选 B.课时作业强化训练拓展提升完全变为同温度下的水蒸气，水蒸气的体积约为原来水体积的1 600 倍，此时水蒸气分子的平均间距最接近于（）9 9A.3.5x10 mB. 4.0 x10 m8C. 3X107m答案 A3,_解析 气体体积增大 1 600 倍，则边长增加1 600 倍，故正确选项为 A.题组二 阿伏加德罗常数的应用4.（多选）下列数值等于阿伏加德罗常数的是（）A. 1 m3的任何物质所含的分子数B. 1 kg 的任何物质所含的分子数C. 标准状态下 1 mol 气体所含的分子数D. 任何状态下 1 mol 任

12、何物质所含的分子数答案 CD解析 1 mol 任何物质所含的分子数均为6.02X1023个，这一数值称为阿伏加德罗常数，因此，AB 错误，C、D 正确.5.从下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数（）A. 水的密度和水的摩尔质量B. 水的摩尔质量和水分子的体积C. 水分子的体积和水分子的质量D. 水分子的质量和水的摩尔质量 答案 D解析 阿伏加德罗常数是联系宏观世界和微观世界的桥梁，有两个主要公式求阿伏加德罗常攵，分别为：摩尔质量和 X 摩尔体积.对应可得 D 项正确. 分子质量分子体积6.（多选）某气体的摩尔质量为M摩尔体积为vm,密度为P,每个分子的质量和体积分别为m和V0,则阿伏加德罗常数

13、NA可表示为（）MMC. N=mD. N=PV0答案 BC解析气体的体积是指气体所充满的容器的容积，它不等于气体分子个数与每个气体分子体积的乘积，所以 A、D 错.由质量、体积、密度关系可推知B C 正确.7 .已知阿伏加德罗常数为正确的是（）NA,某物质的摩尔质量为M该物质的密度为P，则下列叙述中D. 4.8 X 107mB. NA=Pvmm9A.1 kg 该物质所含的分子个数是 p 2B.1 kg 该物质所含的分子个数是10C. 该物质 1 个分子的质量是ND. 该物质 1 个分子占有的空间是其NA答案 D解析 1 kg 该物质的物质的量为M所以分子个数为M，选项 A B 均错；该物质 1

14、 个分子的 质量是票选项 C 错；该物质的摩尔体积为Vm=凹，所以每个分子占有的空间是 矢-，选NApNApNA项 D 对.8.已知水银的摩尔质量为M密度为P,阿伏加德罗常数为N,则水银分子的直径是（）3M1B(E36M C.-n pI答案确答案为 A.题组三 阿伏加德罗常数及微观量的估算9 .已知在标准状况下，1 mol 氢气的体积为 22.4 L，氢气分子间距约为（）A. 109mB. 10TmC. 1011mD. 10_8m答案 A解析 在标准状况下，1 mol 氢气的体积为 22.4 L，则每个氢气分子占据的体积V=22 4X103_ 36 02x1023m33.72X1026ml 按

15、立方体估算，占据体积的边长：L= ,V= .3.72X10-m3.3x109m.故选 A.10对于固体和液体来说，其内部分子可看作是一个挨着一个紧密排列的球体已知汞的摩尔质量为 200.5X10一3kg/mol，密度为 13.6x103kg/m3,阿伏加德罗常数为 6.0 x1023mol1,则汞原子的直径与以下数值中最接近的是（）9 10A.1X10mB. 2X10m6M1A，(n pNA)3MD.-PNA解析1 mol 水银的体积V=M,P个水银分子的体积Vo=紀PNA，把水银分子看成球体,则乂=6 冗d3,所以d=（6M1n pNA)3.把水银分子看成立方体，则V0=d3,所以d=（ME

16、故正pNA31110 11C. 4X10mD. 6X10m答案 C12解析 由摩尔质量和密度计算出摩尔体积Vm=M；由摩尔体积除以阿伏加德罗常数计算出一P个分子所占的体积： V)=兽；再由球体体积公式求出分子的直径计算后可知选项C 正确.NA11. 2008 年 8 月 8 日北京奥运会开赛以来， 美丽的“水立方”游泳馆简直成了破世界纪录的 摇篮，但“水立方”同时也是公认的耗水大户，因此，“水立方”专门设计了雨水回收系统，3平均每年可以回收雨水10 500 m ,相当于 100 户居民一年的用水量，请你根据上述数据估算一户居民一天的平均用水量与下面哪个水分子数目最接近(设水分子的摩尔质量为M=

17、1.8x10一2kg/mol)( )A.3x1031个B. 3x1028个C. 9X10 个D. 9X10 个答案 C10 50033解析 每户居民一天所用水的体积V=m 0.29 m，该体积所包含的水分子数目N100X365=+和9.7x1027个，最接近 C 项，故选 C.12. 2015 年 2 月，美国科学家创造出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳取代石油成为可能.假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将106g 的水分解为氢气和氧气.已知水的密度p= 1.0 x104kg/m3、摩尔质量 M= 1.8x102kg/mol，阿伏 加德罗常数NA= 6.02x10

18、23mol一1.试求：(结果均保留一位有效数字)(1) 被分解的水中含有水分子的总数N;(2) 一个水分子的体积 V.答案见解析解析水分子数：N=黔 3x1016个.M(2)水的摩尔体积为：V0=，水分子体积：P-29而-3x1013一、 分子的大小导学探究(1)我们知道组成物体的分子是很小的成年人做一次深呼吸，大约能吸入1.2X1022个分子那么分子到底有多小？(2)组成物体的分子真的是球形吗？答案(1)多数分子大小的数量级为10* 1 2 3 * * 6 * * * 10m.(2)不是分子实际的结构很复杂，不同物体的分子形状各异.知识梳理1热学中的分子与化学上讲的不同，它是构成物质的分子、原子、离子等微粒的统称，因为这些微粒在热运动时遵从相同的规律.2 一般分子直径的数量级是 10 二 m.3分子的两种模型(1) 球体模型：固体、液体中分子间距较小，可认为分子是一个挨着一个紧密排列的球体，分子体积V0和直径d的关系为V0=nd6(2) 立方体模型：气体中分子间距很大，一般建立立方体模型.如图 1 所