1、第1页第七章 分子动理论 第2页第1节 物体是由大量分子组成的第3页学习目标 1.学会用油膜法测定分子大小的原理和方法.2.知道物质结构的微观模型，知道分子大小、质量的数量级.3.理解阿伏加德罗常数的含义，并记住这个常数的数值和单位；会用这一常数进行有关计算或估算；领会阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的纽带.4.会通过阿伏伽德罗常数估算固体和液体分子的质量、分子的体积(或直径)、分子数等微观量第4页基 础 梳 理 规 律 方 法 第5页基 础 梳 理第6页一、实验：用油膜法估测分子的大小1原理将油酸滴在水面上，让油酸尽可能散开，形成单分子油膜层单分子油膜层的厚度可以看作油酸分子的直径
2、测出油酸滴的体积 V 和油膜的面积 S，就可以算出分子的直径 dV/S.2器材盛水方盘、注射器、坐标纸、玻璃板、痱子粉、油酸酒精溶液、量筒、彩笔第7页3步骤(1)用注射器将油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，记下量筒中滴入1 mL 溶液的滴数 n；计算 1 滴油酸的体积 V.(2)在方盘中盛入适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上(3)用注射器靠近水面将 1 滴油酸酒精溶液滴在水面上(4)待油酸膜的面积稳定后，把玻璃板放在方盘上，用笔描绘出油膜的形状(5)以坐标纸上方格的数目来计算油膜的面积，不足半格的舍去，多于半格的算 1 格第8页二、物体是由大量分子组成的1分子的大小分子直径的数量级：1010 m分子质
3、量的数量级：1026 kg.2阿伏加德罗常数1 mol 的任何物质中含有相同的粒子数 NA6.021023 mol1.第9页3NA 是联系宏观量和微观量的桥梁，常用的物理量之间的关系(1)摩尔质量 MA摩尔体积 VA物质密度(2)物质的量 n物质的质量 M/摩尔质量 MA(3)物质的量 n物质的体积 V/摩尔体积 VA(4)阿伏加德罗常数 NA摩尔质量 MA/分子质量 m0(5)阿伏加德罗常数 NA摩尔体积 VA/分子体积 V0(对气体不适用)(6)分子数目 N物质的量 n阿伏加德罗常数 NA第10页李老师，NA 是联系宏观量和微观量的桥梁，怎样理解这句话？由于微观量是不能直接测量的，如分子数
4、目、分子质量、分子直径等，要想计算这些微观量，可以先测定宏观物理量，用阿伏伽德罗常数作为桥梁，间接计算出微观量第11页阿伏伽德罗常数 NA 联系着三类宏观量与微观量之间的关系：(1)物质的摩尔质量 M 和分子质量 m 的关系 MNAm；(2)物质的摩尔体积 Vmol 和一个分子占据体积 V 占的关系 VmolNAV 占；第12页(3)分子总数 N 总和物质的量 n 的关系 N 总nNA.值得注意的是：对于气体，应当将每个分子所占据空间视为一个小正方体，一个气体分子占据体积 V 占与分子平均间距 l 之间关系可表示为 V 占l3；对于金属固体和液体，一般将每一分子视为球状体，则 V占43R3，分
5、子直径(或相邻分子间距离)D3 6V占.第13页总之把握好宏观量和微观量之间的关系，可以快速解决与NA 有关的物理问题第14页规 律 方 法第15页规律一用油膜法估测分子大小的实验本实验要注意的问题是：1滴入油酸溶液时，不要一下滴得太多使油膜的面积过大2油膜扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廊3以坐标纸上方格的数目来计算油膜的面积，不足半格的舍去，多于半格的算 1 格第16页4利用公式 dVS计算时，式中的 V 不是溶液的体积，而是1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积设n滴油酸酒精溶液是1 mL，则每 1 滴的油酸酒精溶液的体积是1n mL，配制溶液的比例是 1M，则 1 滴溶液中的纯油酸体积 V1n
6、1M mL.第17页【例题 1】在用“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：往边长约为 40 cm 的浅盘里倒入约 2 cm 深的水待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小第18页用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上第19页完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是_(填写步骤前
7、面的数字)(2)将 1 cm3 的油酸溶于酒精，制成 300 cm3 的油酸酒精溶液；测得 1 cm3 的油酸酒精溶液有 50 滴现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是 0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为_ m(结果保留一位有效数字)第20页(3)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于()A油酸未完全散开B油酸中含有大量的酒精C计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格D求每滴体积时，1 mL 的溶液的滴数多记了 10 滴第21页【解析】(2)根据纯油酸的体积 V 和油膜面积 S，可计算出油膜的厚度 L，把油膜厚度 L 视为油酸分子的直径，则
8、 dVS，每滴油酸酒精溶液的体积是 150 cm3，而 1 cm3 的油酸溶于酒精，制成 300 cm3 的油酸酒精溶液，则一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积是 V 1300 150 cm3，则根据题目要求保留一位有效数字可知油酸分子的直径为 51010 m.第22页(3)油酸未完全散开，油膜面积 S 减小，计算油膜面积时舍去所有不足一格的方格，油膜面积 S 减小，由 dVS可知 S 减小，d增大，故 A、C 选项正确油酸中含有大量的酒精，不影响结果，B 项错，若求每滴溶液的体积时，1 mL 溶液的滴数多记了 10 滴，使每滴溶液的体积减小，求得纯油酸的体积 V 也变小，由 dVS可知 V 减小
9、，d 减小，故 D 选项不正确【答案】(1)(2)51010(3)AC第23页【练 1】在“用油膜法估测分子的大小”实验中，将 4 mL的纯油酸滴入 20 L 无水酒精中充分混合，用注射器取 1 mL 的上述混合溶液可分 50 滴均匀滴出，将其中的 1 滴滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸上正方形小方格的边长为 10 mm.则油酸膜的面积约是_已知每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 4106 mL，可估测油酸分子的直径为_(结果均取一位有效数字)第24页第25页【解析】油酸膜的面积：S81(1010
10、3)2 m28103m2，油酸分子直径：dVS41061068103 m51010 m.【答案】8103 m2 51010 m第26页规律二阿伏加德罗常数的相关估算用阿伏加德罗常数估算物体分子的微观量，经常用到两种理想模型：1对于固体和液体，可以认为分子是一个个紧密排列在一起的球体，球体模型的体积 V16d3.2对于气体，由于分子间距离较大，气体的体积并不等于每个分子的体积之和可以利用立方体模型估算一个气体分子占据的空间，Vd3，但不是实际分子的体积第27页【例题 2】某气体的摩尔质量为 M，摩尔体积为 V，密度为，每个分子的质量和体积分别为 m 和 V0，则阿伏加德罗常数NA 可表示为()A
11、NA VV0 BNAVmCNAMmDNA MV0第28页【解析】气体分子间距离很大，气体的体积并不等于每个分子的体积之和，A 项错，气体的质量等于每个分子质量之和，C 项对由于 MV，B 项对气体的密度是对大量气体分子而言的，一个分子质量 mV0，D 项错【答案】BC第29页【例题 3】水的密度是 1.0103 kg/m3，阿伏加德罗常数 NA6.021023 mol1，则：(1)水的摩尔质量 M_ g/mol 或 M_ kg/mol；(2)水的摩尔体积 V_ m3/mol；(3)一个水分子的质量 m0_ kg；(4)一个水分子的体积 V0_ m3；(5)将水分子看成球体，水分子的直径 d_
12、m，一般分子直径的数量级都是_ m.第30页【解析】(1)水的摩尔质量为 18 g/mol 或 1.8102 kg/mol.(2)水的摩尔体积 VM 1.81021.0103 m3/mol1.810 5m3/mol.(3)一个水分子的质量 m0 MNA 1.81026.021023 kg3.01026kg.(4)一个水分子的体积 V0 VNA 1.81056.021023 m33.01029m3.第31页(5)将水分子视为球体模型，有6d3V0，水分子的直径d3 6V0 3 63.010293.14 m3.91010 m，其数量级为 1010.【答案】(1)18 1.8102(2)1.8105
13、(3)3.01026(4)3.01029(5)3.91010 1010第32页【练 2】已知某气体的摩尔体积为 22.4 L/mol，摩尔质量为 18 g/mol，阿伏加德罗常数为 6.021023 mol1，由以上数据可以估算出这种气体()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第33页【解析】由 m0MANA可估算出每个气体分子的质量，由于气体分子间距较大，由 V0VANA求得的是平均一个分子占据的空间而不是一个分子的体积，由 a3 V0，求出分子之间的平均距离，故 A、C、D 三项正确【答案】ACD第34页【练 3】铜的摩尔质量为 MA(kg/mol)，密度为(kg/m3)，若阿伏加德罗常数为 NA，则下列说法中错误的是()A1 m3 铜所含的原子数目是 NA/MAB1 kg 铜所含的原子数目是 NAC一个铜原子的质量为(MA/NA)kgD一个铜原子占有的体积是(MA/NA)m3第35页【解析】1 m3 铜的质量为 kg，其中所含的原子数目是MANA，故 A 项正确；1 kg 铜所含的原子数目是 1MANA，故 B 项错误；一个铜原子的质量为MANA kg，C 项正确；一个铜原子占有的体积为 MANA m3，D 项正确【答案】B