物体是由大量分子组成的公开课.ppt

一、分子的大小一、分子的大小组成物质的分子是很小的，不但用肉眼不能直接看到它们，就是用光学显微镜也看不到它们。那怎么才能看到分子呢？(2)油酸分子一个紧挨一个整齐排列油酸分子一个紧挨一个整齐排列(1)把分子看成一个个小球把分子看成一个个小球理想化处理：理想化处理：一、分子的大小一、分子的大小水油酸分子油酸分子d(3)让油酸分子单层排列，则油膜厚度等于分子直径让油酸分子单层排列，则油膜厚度等于分子直径实验器材：用酒精稀释过的油酸、滴管、痱子粉、浅实验器材：用酒精稀释过的油酸、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩笔盘及水、玻璃板、彩笔量筒量筒坐标纸坐标纸实验简要步骤如下实验简要步骤如下：1、用注射器或滴管将事先配置好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量、用注射器或滴管将事先配置好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数。记下量筒内增加一定体积时的滴数。根据酒精油酸溶液的浓度，根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积算出一滴溶液中纯油酸的体积V。2、用浅盘装入约、用浅盘装入约2cm深的水，然后用痱子粉或石膏粉均匀地洒在水深的水，然后用痱子粉或石膏粉均匀地洒在水面上。面上。3将一滴酒精油酸溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将将一滴酒精油酸溶液滴在水面上，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。玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上。4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），再根据方格的边长求出油（不足半个的舍去，多于半个的算一个），再根据方格的边长求出油膜的面积膜的面积S。5用公式用公式d=V/S求出薄膜厚度，即油酸分子的大小。求出薄膜厚度，即油酸分子的大小。油酸酒精溶液的实际浓度和理论值间存在偏差；油酸酒精溶液的实际浓度和理论值间存在偏差；一一滴油酸酒精溶液的实际体积和理论值间存在偏差；滴油酸酒精溶液的实际体积和理论值间存在偏差；油油酸在水面上的实际分布情况和理想中的酸在水面上的实际分布情况和理想中的“均匀均匀”、“单单分子纯油酸层分子纯油酸层”间存在偏差；间存在偏差；采用采用“互补法互补法”（即不（即不足半个舍去，多于半个的算一个）计算获得的油膜面积足半个舍去，多于半个的算一个）计算获得的油膜面积与实际的油膜面积间存在偏差。与实际的油膜面积间存在偏差。实验前应注意方盘是否干净，否则难以形成油膜实验前应注意方盘是否干净，否则难以形成油膜向水向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成则油膜难以形成在求油酸膜面积时，以坐标纸上的方格在求油酸膜面积时，以坐标纸上的方格的数目来计算，不足半个舍去，多于半个的算一个的数目来计算，不足半个舍去，多于半个的算一个计算计算分子直径时，注意滴加的不是纯油酸，而是油酸酒精溶液，分子直径时，注意滴加的不是纯油酸，而是油酸酒精溶液，要用一滴溶液的体积乘以溶液的体积百分比浓度。要用一滴溶液的体积乘以溶液的体积百分比浓度。方法小结：方法小结：通过测量较大量来研究较小量。通过测量较大量来研究较小量。(2)产生误差的主要原因：产生误差的主要原因：(3)注意事项：注意事项：思考：在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了理想化处理，思考：在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了理想化处理，有哪些地方做了理想化处理有哪些地方做了理想化处理？把分子看成球形把分子看成球形.把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层.油分子一个紧挨一个整齐排列油分子一个紧挨一个整齐排列.例例1.1.将将1cm1cm3 3的油酸溶于酒精，制成的油酸溶于酒精，制成200cm200cm3 3的油酸酒精的油酸酒精溶液。已知溶液。已知1cm1cm3 3有有5050滴，现取滴，现取1 1滴油酸酒精溶液滴到水滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子层，已测出这一薄层的面积为层，已测出这一薄层的面积为0.2m0.2m2 2,由此可个测出油由此可个测出油酸分子的直径为酸分子的直径为 .1 1滴滴油酸酒精的体积为油酸酒精的体积为1/50cm1/50cm3 3其中含油酸体积为其中含油酸体积为1010-10-10m m3 3油酸膜的厚度为油酸膜的厚度为5 51010-10-10m m练习练习1 1、体积是体积是1010-4-4cmcm3 3的油滴滴于水中，若展的油滴滴于水中，若展开成一单分子油膜，则油膜面积的数量级是开成一单分子油膜，则油膜面积的数量级是（）A A10102 2cmcm2 2 B B10104 4cmcm2 2 CC10106 6cmcm2 2D D10108 8cmcm2 2B2分子直径数量级分子直径数量级:除少数有机物大分子除少数有机物大分子,一般分子直径的一般分子直径的数量级是数量级是10-10m。例例:水分子直径是水分子直径是410-10m,氢分子直径是氢分子直径是2.310-10m,钨原子直径是钨原子直径是210-10m.扫瞄隧道显微镜下的扫瞄隧道显微镜下的硅片表面原子的图像硅片表面原子的图像把分子看成小球，是对分子建立的简化模型，也是一种把分子看成小球，是对分子建立的简化模型，也是一种理想化模型理想化模型固体、液体固体、液体小球模型小球模型dddd分子模型的建立分子模型的建立 在计算固液体分子大小时，作为一个近似的物理在计算固液体分子大小时，作为一个近似的物理模型，模型，一般一般可把分子看成是一小球可把分子看成是一小球.则：则：dd气体气体立方体模型立方体模型d分子模型的建立分子模型的建立 对气体可以把分子当作是一个小立方体，对气体可以把分子当作是一个小立方体，这个小立方体的边长可以看作相当于分子间这个小立方体的边长可以看作相当于分子间的平均距离的平均距离.即即 二、阿伏伽德罗常数二、阿伏伽德罗常数1.1.阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数NA：1 1摩尔（摩尔（mol）任何物质所任何物质所含的微粒数叫做阿伏加德罗常数含的微粒数叫做阿伏加德罗常数.例例2 2：已知水的摩尔体积是已知水的摩尔体积是1.8101.810-5-5 mm3 3/mol/mol，每个水分子的每个水分子的直径是直径是410410-10-10m m，设想水分子是一个挨一个排列的，求设想水分子是一个挨一个排列的，求1 1 molmol水中所含的水分子数水中所含的水分子数.2.2.根据分子的大小，可以计算出阿伏加德罗常数根据分子的大小，可以计算出阿伏加德罗常数一个分子的体积：一个分子的体积：1 mol1 mol水中所含的水分子数：水中所含的水分子数：.=6.01023mol-1N=数值数值:1986年年X射线法射线法 NA=6.02213671023/mol(mol-1).一般计算时记作一般计算时记作6.021023mol-1,粗略的计算可用粗略的计算可用61023mol-1.阿伏伽德罗常数是一个非常巨大的数字。阿伏伽德罗常数是一个非常巨大的数字。例如：例如：1cm3水中含有水中含有3.351022个水分子。设想有个水分子。设想有一个人，每秒钟移去一个人，每秒钟移去1万个水分子，要把这万个水分子，要把这1cm3的水的水移完，将用移完，将用1011年，即年，即1000亿年，超过地球的年龄亿年，超过地球的年龄（45亿年）二十多倍！所以说，物体是由大量分子组亿年）二十多倍！所以说，物体是由大量分子组成的。成的。例例3 水的分子量水的分子量18，水的密度为，水的密度为103kg/m3,阿伏加德罗常数为阿伏加德罗常数为NA=6.021023个个/mol，则：则：（1）水的摩尔质量）水的摩尔质量M=_（2）水的摩尔体积）水的摩尔体积V=_M/=18/1=18cm3/mol （3）一个水分子的质量）一个水分子的质量m0=_M/NA=18/6.021023g=2.99 10-26 kg（4）一个水分子的体积）一个水分子的体积V0=_V/NA=2.99 10-29 m3（5）将水分子看作球体，分子直径）将水分子看作球体，分子直径(取取1位有效数字位有效数字)d=_(6v0/)-3=3.810-10m（6）10g水中含有的分子数目水中含有的分子数目N=_mNA/M=3.344 1023可见阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁可见阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁18g/mol微观微观宏观宏观NA桥梁桥梁（1）已知物质的摩尔质量）已知物质的摩尔质量MA，可求出分子质量可求出分子质量m0（其中（其中，VA为摩尔体积为摩尔体积,为物质的密度）为物质的密度）（3）已知物质的量（摩尔数）已知物质的量（摩尔数）n，可求出物体所含分可求出物体所含分子的数目子的数目N（2）已知物质的摩尔体积）已知物质的摩尔体积VA ，可求出分子的体积可求出分子的体积V0练习练习2.若已知铁的原子量是若已知铁的原子量是56,铁的密度是铁的密度是7.8103kgm3,试求铁原子的直径试求铁原子的直径解解:1 mol铁的质量是铁的质量是M=5.610-2Kg,铁的摩尔体积铁的摩尔体积v:v=M/=5.610-2/7.8103 7.210 7m3 一个铁原子的体积一个铁原子的体积vo:v o=v/NA=(7.210 7)/(6.021022)1.210 29 m3 铁原子的直径铁原子的直径练习练习3试估算氢气分子在标准状态下的平均距离。试估算氢气分子在标准状态下的平均距离。解析：此题的关键是建立气体分子的立方体模型，解析：此题的关键是建立气体分子的立方体模型，分子看作是一个质点，处在规则且均匀分布的正分子看作是一个质点，处在规则且均匀分布的正方体中心，小正方体的体积是分子平均占据空间方体中心，小正方体的体积是分子平均占据空间的大小。设的大小。设L为小正方体的边长，为小正方体的边长，d为分子间距，为分子间距，若取若取1mol标准状态下的氢气，则：标准状态下的氢气，则：d=310-9m.随堂随堂练习练习1 1、下列哪一组已知数据中能求出阿伏加德罗、下列哪一组已知数据中能求出阿伏加德罗常数常数 。（）A A物质分子的质量和体积物质分子的质量和体积 B B物体的质量和它的摩尔质量物体的质量和它的摩尔质量 CC物体的质量、密度和它的分子体积物体的质量、密度和它的分子体积 D D物体的摩尔体积、密度及其分子质量物体的摩尔体积、密度及其分子质量DD2 2、1 1克水中含有的水分子个数为（克水中含有的水分子个数为（）A 6.02A 6.0210102323 B 3.01 B 3.0110102323 C 6.02 C 6.0210102222 D 3.34 D 3.34101022223.(20043.(2004年年浙浙江江高高考考)若若以以表表示示水水的的摩摩尔尔质质量量，表表示示在在标标准准状状态态下下水水蒸蒸气气的的摩摩尔尔体体积积，为为表表示示在在标标准准状状态态下下水水蒸蒸气气的的密密度度，N NA A为为阿阿伏伏加加德德罗罗常常数数，m m、分分别别表表示示每每个个水水分分子子的的质质量量和和体体积积，下下面是四个关系式面是四个关系式 N NA A=/m/m =/N/NA A m m=/N/NA A =/N/NA A 其中其中A A和和都是正确的；都是正确的；B B和和都是正确的；都是正确的；C C和和都是正确的；都是正确的；D D和和都是正确的。都是正确的。答案：答案：B B4.4.已已知知阿阿伏伏加加德德罗罗常常数数为为N NA A，铜铜的的摩摩尔尔质质量量为为M M，密密度为度为（均为国际单位），则（均为国际单位），则（）A A1m1m3 3铜原子含原子数目为铜原子含原子数目为NNA A/M/M B B1 1个铜原子质量是个铜原子质量是M/NM/NA A C C1 1个铜原子的体积是个铜原子的体积是M/NM/NA A D D1kg1kg铜所含原子的数目是铜所含原子的数目是NNA AABC 5.5.只只要要知知道道下下列列哪哪一一组组物物理理量量，就就可可以以估估算算出出气气体体中分子的平均距离中分子的平均距离（）A A阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量 B B阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度 C C阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和体积阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和体积 D D该气体的密度、体积和摩尔质量该气体的密度、体积和摩尔质量B6.6.下列数据能求出阿伏加德罗常数的下列数据能求出阿伏加德罗常数的是（）是（）A.A.水的密度和水的摩尔质量水的密度和水的摩尔质量B.B.水的摩尔质量和水分子的体积水的摩尔质量和水分子的体积C.C.水分子的体积和水分子的质量水分子的体积和水分子的质量D.D.水分子的质量和水的摩尔质量水分子的质量和水的摩尔质量D7.7.估算在标准状态下气体分子间的距离。估算在标准状态下气体分子间的距离。解：解：将每个空气分子所占据的空间设为将每个空气分子所占据的空间设为小立方体，则小立方体的边长为气体分小立方体，则小立方体的边长为气体分子间的距离。子间的距离。(V(V摩尔摩尔=22.4=22.41010-3-3 m m3 3)N NA Ad d3 3=V=V摩尔摩尔 d=d=（V V摩尔摩尔 /N NA A ）1/31/3=22.4=22.41010-3-3/（6.026.0210102323 ）1/31/3m m =3.8 =3.8 1010-9-9 m m小结小结：阿伏伽德罗常数阿伏伽德罗常数油膜法测分子直径油膜法测分子直径物体是由大量分物体是由大量分子组成的子组成的