高中物理第七章分子动理论第一节物体是由大量分子组成的名师导航学案新人教版选修3-3

第一节物体是由大量分子组成的名师导航知识梳理1。分子的大小（1）一切物体是由组成的，分子的质量和体积都非常小，分子的直径数量级大约是，分子的质量数量级大约是。（2）通常采用估测分子直径的大小.任何物质所含有的分子数都是,数值大小约为。3。在用油膜法估测分子的直径的时候，我们通常把分子看作，称作分子的简化模型，实际上分子有着复杂的内部结构。疑难突破关于用油膜法测分子的直径的理解剖析:估测分子的大小通常采用油膜法，取1mL的油酸，并精确地测出它的体积，用无水酒精按1:200的体积比稀释油酸，使油酸在酒精中充分溶解，用滴管提取1mL稀释后的油酸，并测算出滴管中滴出一滴的体积,在盛水盘中装入约1cm深的蒸馏水，为便于观测油膜的面积，可在水面上轻撒一层痱子粉，在水盘中央滴一滴油酸酒精溶液，于是油酸在水面上迅速散开，到油膜面积不再扩大时，用一块玻璃盖在盘缘上描出油膜的轮廓图，把这块玻璃放在方格纸上，数出油膜面积所占的格数，然后计算出油膜的面积，于是，油膜的厚度（D二V）便可S测算出来.油酸在水面上形成单分子层油膜,油酸分子的一端对水有很强的亲和力，被水吸引在水中另一端对水没有亲和力，便冒出水面，油酸分子都是直立在水中的,单分子油膜的厚度等于油酸分子的长度，若把分子当成小球，油膜的厚度也就等于分子的直径，其线度的数量级为10—10m。测量误差分析：误把油酸溶液液滴当成纯油酸液滴；方格数不准或面积计算出现差错；油滴体积过大同时水面面积过小,不能形成单分子油膜；痱子粉没有均匀地浮在水面上;计算分子直径时，注意滴加的不是纯油酸，而是酒精油酸溶液，应用一滴溶液的体积乘以溶液的体积百分比浓度.测量步骤:用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数。根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V.用浅盘装入2cm深的水，然后将痱子粉或石松粉均匀地撒在水面。将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的格数求出油膜的面积S.用公式d二V，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小。S对于阿伏加德罗常数及有关量的正确理解剖析：1mol任何物质所含有的微粒数都是N=6。02X1023mol—i.A阿伏加德罗常数N是一个联系宏观与微观的桥梁。如作为宏观量的摩尔质量M、摩尔体A积V、密度p和作为微观量的分子直径d、分子质量m、每个分子的体积V等就可通过阿伏加0德罗常数联系起来。AA—分子的质量：m二-NA—^分子的体积：V=一PNNAA一摩尔物质的体积：V二MmolP单位质量中所含分子数：n二竹M单位体积中所含分子数：n‘二竺M分子间的距离球形模型“阳A立方体模型dr：—3NA问题探究问题：用实验检验液体分子之间是否有间隙？探究：实验器材：量筒两个、水、酒精.实验步骤：①在量筒中各倒入2mL酒精和水；把量筒中的水倒入酒精中;观察发现两者的总体积小于4mL.探究结论：液体的分子之间存在间隙.典题精讲【例1】阿伏加德罗常数是N,铜的摩尔质量为M,铜的密度为p,则下列说法中正确的是A()Ao1m3铜所含的原子数目是£MB.1个铜原子的质量是—NC.1个铜原子占有的体积是-PNADo1kg铜所含有的原子数目是pNA思路解析：1m3铜含有的原子数为Na，根据p二M，得Na=pNa•选项A正确。VVVM1个铜原子的质量为m二M,故选项B也正确.NA1个铜原子占有的体积为—，因为p二M，所以匕二旦，选项c正确。NVNpNAAA1kg铜所含有的原子数目为竹壬pN，故D选项不正确.MA答案：ABC【例2】已知氧气分子的质量是5.3X10-26kg，标准状况下氧气的密度是p=1.43kg/m3,求在标准状况下，1cm3的氧气中含有多少个氧气分子？每个氧气分子的平均占有体积是多大?思路解析：氧气的密度不能理解为氧分子的密度，这是因为氧分子间的距离较大，所有氧分子的体积总和比氧气的体积小。如果用氧气分子的质量5o3X10-26kg去除以氧气的密度1.43kg/m3,结果是3.7X10-26m3,这正是氧气分子的平均占有体积，而不是氧气分子的体积.在标准状况下，1cm3氧气的质量是m=pV=1.43X1X10-6kg=1.43X10-6kg含有氧气分子个数为N二竺=1.43灯°一6=2o7X1019(个)m5.3xlO—260每个氧气分子平均占有体积为V=-=1X10—6m3=3.7X10-26m3。N2.7x1019答案：2o7X1019个3.7X10—26m3【例3】已知水的密度p=1.0X103kg•m—3,水的摩尔质量M=1.8X10—2kg•mol-1。求:1g水中含有多少水分子?（2）水分子的质量是多少？（3）估算水分子的直径（取二位有效数字）。思路解析：（1）因为1mol任何物质中含有的分子数都是N，所以只要知道了1g水的摩尔A数n就可求得其水分子的总数N.N=nN=mN=1x10~3X6.02X1023=3o3X1022（个）.AMA1.8x10-2（2）水分子的质量m==xkg=3.0X10-26kg.分子N6.02x1023A（3）水的摩尔体积V=M/p，设水分子是一个挨一个紧密排列的，则一个水分子的体积V=VNV=VNAM

pNA将水分子视为球形，则叮6nd3,所以应有Ind3=侖于是有Am=3.9X10—10mJ6M\6xl.8xlOm=3.9X10—10md=―31■3：叩N3.14x1.0x103x6.02xIO23答案：（1）n=3.3X1022个⑵“分子=3-0X10-26kg（3）d=3.9x1O-10m知识导学回忆初中学过的分子动理论内容：分子、原子、离子.因为这些微粒遵循相同的热运动规律，所以没有必要细分。本节的重点是对“物体是由大量分子组成的"概念的理解，难点是分子直径的测量方法可以用这样一个小实验来帮助你对油膜法测分子直径的理解。给你一袋小白菜菜籽，一个10mL量筒，一把塑料尺，如何测出菜籽直径。（提示：量取3mL菜籽，在桌面上把菜籽平摊成矩形，计算菜籽直径的关系是:d二V）S疑难导析要解决这个问题我们可以这样去思考理解：把一滴油滴在水面上，油在水面上充分散开形成单分子油膜，通常把分子看成是球形，这样油膜的厚度就等于油分子的直径,而油分子又是一个挨一个地排列的，实验时测出油滴的体积V,再测出油膜的面积S,就可估算出油分子的直径d二V.S把分子看作小球是一个近似模型，是简化处理问题的方法，实际上分子结构是很复杂的，分子并不是一个真正的球,分子间也存在空隙，所估算出的分子直径、分子大小，只是一个粗略的数量级。实验注意事项（1）油酸溶液配制后不要长时间放置，以免改变浓度,而使实验误差增大.（2）注射器针头高出水面的高度应为1cm之内，当针头靠近水面很近（油酸未滴下之前）时，会发现针头下方的粉层已被排开，是由于针头中酒精挥发所致,不影响实验效果.（3）实验之前要训练好滴法。（4）待测油酸扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓.扩散后又收缩有两个原因：第一，水面受油酸滴的冲击凹陷后又恢复；第二，酒精挥发后液面收缩.（5）当重做实验时,水从盘的一侧边缘倒出，在这一侧边缘会残留少许油酸,可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗，这样可保持盘的清洁。（6）从盘的中央加痱子粉,使粉自动扩散均匀，这是由于以下两种因素所致：第一，加粉后水的表面张力系数变小,水将粉粒拉开;第二，粉粒之间的排斥.这样做,比将粉撒在水面上实验效果好.（7）本实验只要求估算分子大小，实验结果数量级符合要求即可.2。要理解这个问题，必须从阿伏加德罗常数入手.阿伏加德罗常数N=6.02X1023mol—iA阿伏加德罗常数的含义：1mol的任何物质含有的粒子数相同，这个数常称为阿伏加德罗常数,其值是N=6。02X1023mol—i，这个数常用N表示，是联系微观物理量和宏观物理量的AA桥梁。估算分子体积、分子质量和分子数的方法.利用阿伏加德罗常数N这个联系微观世界与宏观世界的桥梁，设物质的摩尔质量为MA(kg/mol),摩尔体积为V(m3/mol),物体的质量m/kg)，体积为V。(m3)，该物质1个分子的体积为V(m3)，—个分子的质量为m(kg)，则有11分子体积V二匕1NA分子质量m二M1NA分子数N二竺N或N二红N。MAVA问题导思要理解这个问题，我们可以用日常生活中常见的事物进行类比，以帮助我们对此现象进行理解，比如把一筐篮球和一筐乒乓球混合，由于乒乓球的体积较小，而篮球之间又有间隙，从而使两者的体积小于两个筐的体积之和。典题导考绿色通道：阿伏加德罗常数是联系宏观世界和微观世界的桥梁，具有代表性的关系式有：设分子的质量为m,则M二N・m；设物质的摩尔体积为V,则每个分子占有的体积为V二匕(此式A1NA仅对固体和液体近似适用，对气体不适用)•另外，物质的密度P二M•利用这些关系式，对本题的各个选项可逐一判断其正确与否。【典题变式1】某物质的摩尔质量为M,密度是p,阿伏加德罗常数为NA,则每个分子的质量和单位体积所含分子数分别是()A.B。NMA,一MNpAA.B。NMA,一MNpAD.ApMNp,A—NMA黑色陷阱：解此类题时，同学们往往不能正确理解密度的含义，容易把用分子的质量除以密度所得结果理解为分子的体积，这是本题的主要误区之一。绿色通道：解此类题的关键是要抓住质量与密度和体积的关系,再从原子的质量入手，利用原子个数等于气体总质量除以分子质量和原子体积等于气体体积除以原子个数这两个方面入手，即可求解本题。【典题变式2】已知铜的密度为8.9X103kg/m3，相对原子质量为64,通过估算求铜中每个原子所占的体积。绿色通道：在已知一定质量的物质时，若要求其中所含的分子数，应先求其物质的量，然后应用阿伏加德罗定律（N二nN）求出其分子数。A【典题变式3】已知水的密度p=1.0X103kg/m3,水的摩尔质量M=1。8X10-2kg/mol，求mol1cm3的分子数是多少？【典题变式4】物质是由大量分子组成的,那么一滴水中含有的水分子数约为（）Ao100万个B.10亿个C.1千亿个Do102o个【典题变式5】（2006全国统考江苏卷，1）从下列哪一组物理量可以算出氧气的摩尔质量（）A.氧气的密度和阿伏加德罗常数B.氧气分子的体积和阿伏加德罗常数C。氧气分子的质量和阿伏加德罗常数D。氧气分子的体积和氧气分子的质量典题变式答案【典题变式1】答案：D【典题变式2】答案：1o0X10-27m3【典题变式3】思路解析:根据质量与密度和体积的关系我们可以知道1cm3水的质量为1g.1g水的物质的量为0.0556mol，所以1cm3的水中的分子数为3。3X1022个.答案：3。3X1022个【典题变式4】思路解析:要会估计一滴水的质量，约为3X10—3g,则含有水分子个数为N二mN=3x10「3X6X1023个=1020个。MA18答案：D【典题变式5】思路解析：氧气的摩尔质量是每摩尔氧气的质量,等于氧气分子质量与阿伏加德罗常数的乘积，故C正确.ABD错误。答案：C尊敬的读者：本文由我和我的同事在百忙中收集整编出来，本文档在发布之前我们对内容进行仔细校对，但是难免会有不尽如人意之处，如有疏漏之处请指正，希望本文能为您解开疑惑,引发思考。文中部分文字受到网友的关怀和支持，在此表示感谢！在往后的日子希望与大家共同进步，成长。ThisarticleiscollectedandcompiledbymycolleaguesandIinourbusyschedule.Weproofreadthecontentcarefullybeforethereleaseofthi