高中物理第七章分子动理论1物体是由大量分子组成的互动课堂学案新人教版选修3-3.pdf

小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学1 物体是由大量分子组成的互动课堂疏导引导一、分子的大小怎样理解“物体是由大量分子构成的”中的“大量”？（1）从分子几何尺寸的大小来感受，一般地，分子直径数量级为10-10 m.（2）从分子体积的数量级来感受：10-29 m3.（3）从 1 mol 物质中所含分子的个数来反映“大量”的数量级，1 mol的任何物质含有的微粒数均相同，这个数叫阿伏加德罗常数，NA=6.021023 mol-1.（4）从一个分子的质量的多少来体会“大量”的含意：一般分子质量的数量级为10-26 kg.二、阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数NA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、摩尔体积 V、密度 和作为微观量的分子直径d、分子质量m、每个分子的体积V0等，是通过阿伏加德罗常数联系起来.(1)一个分子的质量：ANMm(2)一个分子的体积：ANMV(3)一摩尔物质的体积：MVmol(4)单位质量中所含分子数：MNnA(5)单位体积中所含分子数：MNnA(6)气体分子间的距离：3AmolNVd(7)分子球体模型36AmolNVd注意：求每个分子的体积时用公式ANMV，只适用于固体和液体，因为组成固体、液体的分子间隙比较小，可近似认为分子紧密排列，即忽略分子间隙，但此公式不能用于求气体分子的体积，因为气体分子间距离较大，用此公式求出的是每个气体分子平均占有的体积.三、实验(1)油膜法测分子直径的原理把一滴油滴到水面上，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.实验时测出油滴小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学的体积 V，再测出油膜的面积S，就可估算出油分子的直径d=V/S.把分子看作小球，是分子动理论中对分子的一种简化模型.根据研究问题的需要，人们为分子建立了不同模型.在不涉及分子内部的结构和运动时，可以用小球作为分子的模型.在研究分子内部的结构和运动时，则需要较复杂的分子结构模型.总之，“模型”在物理学研究中有重要的意义.（2）实验误差分析误把油酸溶液液滴当成纯油酸液滴；方格数数的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；痱子粉没能均匀的浮在水面上；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.（3）在做此实验时，或许细心的同学发现这样一个现象:在实验过程中，油酸液面先扩张然后收缩.出现这种现象的原因一是酒精先迅速溶解于水后又蒸发；二是水面受油酸冲击凹陷后又恢复，从而使油酸液面出现先扩张然后收缩的现象.活学巧用1.下列说法正确的是（）A.1 mol任何物质的质量都相同 B.1 mol任何物质的体积都相同C.1 mol任何物质的分子数都相同 D.1 mol任何物质的密度都相同解析：阿伏加德罗常数是指1 mol 任何物质含有的分子个数，这个量与物质种类无关，与物质的质量、体积、密度无关.答案：C 2.下列说法正确的是（）A.所有分子的直径都相同B.所有分子的质量都相同C.不同分子的直径一般不同，但数量级基本一致，为10-10 m D.组成物质的分子其实就是些小球，只是体积和质量都很小而已解析：不同分子的直径和质量一般都不同，但数量级基本一致.把分子看成球形，仅是一种近似处理，分子并不是真正的小球.答案：C 3.阿伏加德罗常数是NA，铜的摩尔质量为M，铜的密度为，则下列说法中正确的是（）A.1 m3铜所含的原子数目是MNAB.1 个铜原子的质量是ANMC.1 个铜原子占有的体积是ANMD.1 kg 铜所含有的原子数目是NA解析：1 m3铜含有的原子数为VNA，根据VM，得MNVNAA.选项 A 正确.1 个铜原小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学子的质量为ANMm，故选项B 也正确.1 个铜原子占有的体积为ANV，因为VM，所以AANMNV，选项 C正确.1 kg 铜所含有的原子数目为MNANA，故 D选项不正确.答案：ABC 4.已知氧气分子的质量是5.3 10-26kg，标准状况下氧气的密度是=1.43 kg/m3,求在标准状况下，1 cm3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？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5.3 10-26 kg去除以氧气的密度1.43 kg/m3,结果是3.7 10-26 m3，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，1 cm3氧气的质量是m=V=1.43110-6kg=1.4310-6 kg,含有氧气分子个数为2660103.51043.1mmN=2.7 1019,每 个氧气分子平 均占有体积为31960107.2101mNVV=3.710-26 m3.答案：2.7 1019个3.7 10-26 m35.一个直径为D的球形油滴，在水面上散开成油膜时的最大面积为S，由此可粗略地测出该油分子的直径为多少？解析：把油滴分子看成一个弹性小球，且油分子是一个个紧密排列的，这样面积最大时的油膜厚度等于分子直径.油滴体积361DV，油滴直径SDSVd63.答案：SD636.将 1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液.已知 1 cm3溶液有 50 滴，现取一滴溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成单分子薄层，现测出薄层面积为0.2 m2，由此估测油酸分子直径为_ m.解析：由题意知，一滴油酸酒精溶液体积为V1=501 cm3溶液浓度为2001，故一滴溶液中油酸的体积为V2=32001501cm=10-4 cm3=10-10 m3所以mSVd2.010102=5 10-10 m.答案：510-10 m 小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学7.利用单分子油膜法可以粗略测定分子的大小和阿伏加德罗常数，如果已知体积为V的一个油滴在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，求这种油分子的直径表达式；如果这种油摩尔质量为M，密度为,再写出阿伏加德罗常数的表达式.解析：分子直径SVD，设一个油分子的质量为m，一个油分子的体积为V分，则阿伏加德罗常数 NA=M/m=V0/V分，V0是油的摩尔体积.由于 V分=D3/6=V3/6S3，V0=M/则 NA=V0/V分=（M/）/（V3/6S3）整理得 NA=6MS3/V3另解：m=V分=D3/6 mMNA=6M/D3=6MS3/V3.答案：D=V/S 6MS3/V3