1、高考资源网（） 您身边的高考专家目标定位1.知道物体是由大量分子组成的及分子的大小.2.能够用单分子油膜法估算出油酸分子的大小.3.知道阿伏加德罗常数，会用这个常数进行相关的计算或估算一、用油膜法估测分子的大小1理想化：把很小的一滴油酸滴在水面上，水面上会形成一块油酸薄膜，薄膜是由单层的油酸分子组成的2模型化：在估测油酸分子大小的数量级时，可以把它简化为球形，认为油膜的厚度就是油酸分子的直径3需要解决的两个问题：一是获得很小的一小滴油酸并测出其体积；二是测量这滴油酸在水面上形成的油膜面积4油膜法测分子的大小(1)实验原理把一滴油酸(事先测出其体积V)滴在水面上，在水面上形成油酸薄膜，认为是单分
2、子层，且把分子看成球形油膜的厚度就是油酸分子的直径d，测出油膜面积S，则分子直径d.(2)实验器材配制好的油酸酒精溶液、浅盘、痱子粉(或细石膏粉)、注射器、量筒、玻璃板、彩笔、坐标纸(3)实验步骤用注射器取出按一定比例配制好的油酸酒精溶液，缓缓推动活塞，使溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积V1时的滴数n，算出一滴油酸酒精溶液的体积V.再根据油酸酒精溶液中油酸的浓度，算出一滴油酸酒精溶液中的油酸体积VV.在水平放置的浅盘中倒入约2 cm深的水，然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上，再用注射器将配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，一会儿就在水面上形成一层形状不规则的油酸薄膜待油酸
3、薄膜稳定后，将玻璃板平放到浅盘上，然后用彩笔将油膜的形状画在玻璃板上将画有油膜形状的玻璃板放在坐标纸上，算出油膜的面积S(以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内的正方形个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)根据测出的一滴油酸酒精溶液里油酸的体积V和油酸薄膜的面积S，可求出油膜的厚度d，则d可看做油酸分子的直径，即d.(4)实验结论分析得到的实验数据，可得出这样的结论：油酸分子大小的数量级是1010 m.深度思考如图1是用油膜法估测分子的大小时在水面上形成的油酸膜的形状图1(1)油酸分子的形状真的是球形吗？排列时会一个紧挨一个吗？(2)实验中为什么不直接用纯油酸而是用被稀释过的油酸
4、酒精溶液？(3)实验中为什么在水面上撒痱子粉(或细石膏粉)?(4)实验中可以采用什么方法测量油膜的面积？答案(1)实际分子的结构很复杂，分子间有空隙，认为分子是球形且一个紧挨一个排列，是一种近似模型，是对问题的简化处理(2)用酒精对油酸进行稀释有利于获取更小体积的纯油酸，这样更有利于油酸在水面上形成单分子油膜同时酒精易挥发，不影响测量结果(3)撒痱子粉后，便于观察所形成的油膜的轮廓(4)运用数格子法测油膜面积多于半个的算一个，少于半个的舍去这种方法所取方格的单位越小，计算的面积误差越小例1在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL，用注射器测
5、得1 mL上述溶液中有液滴50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，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2所示，坐标纸中正方形小方格的边长为20 mm，则：图2(1)油膜的面积是多少？(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是多少？答案(1)2.32102 m2(2)1.21011m3(3)5.21010 m解析(1)油膜轮廓包围的方格数约58个，则油膜的面积S58(20103)2 m22.32102 m2.(2)每滴溶液中含纯油酸的体积V mL1.2105 mL1.21011 m3(3)
6、油酸分子的直径d m5.21010 m.油膜法估测分子直径分三个过程：(1)获得一滴油酸酒精溶液，并由配制浓度求出其中所含纯油酸的体积V.(2)用数格子法(不足半个的舍去，多于半个的算一个，即“四舍五入”法)求出油膜面积S.,(3)由公式d计算结果.其中V和S的单位均采用国际单位制中的单位，即体积V的单位是m3，面积S的单位是m2.针对训练在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，以下给出的是可能的操作步骤，把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上_，并请补充实验步骤D的计算式A将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长1 cm的正方形为单位，计算出轮廓内正方形的个数n.B将一滴
7、油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定C用浅盘装入约2 cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上D用测量的物理量估算出油酸分子的直径d_.E用滴管将事先配好的体积浓度为0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，记下滴入的溶液体积V0与滴数N.F将玻璃板放在浅盘上，用笔将薄膜的外围形状描画在玻璃板上答案ECBFAD解析根据实验步骤可知合理的顺序为ECBFAD.一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为0.05%，Sn104 m2所以分子的直径d0.05%二、分子的大小1分子的简化模型：为了研究问题方便，把具有复杂内部结构的分子看做球体或立方体(1)球体模型对固体和液体，分子间距比较小，可以认为分子是一个
8、一个紧挨着的球设分子的体积为V，由V3，可得分子直径d.(2)立方体模型图3由于气体分子间距比较大，是分子直径的10倍以上，此时常把分子占据的空间视为立方体，认为分子处于立方体的中心(如图3所示)，从而计算出气体分子间的平均距离为a.2分子的大小：用不同方法测量时结果有差异，但数量级是一致的大多数分子大小的数量级是1010_m.3观察方法：用肉眼和高倍的光学显微镜都无法看到，可以用扫描隧道显微镜观察到例2下列说法中正确的是()A物体是由大量分子组成的B无论是无机物质的分子，还是有机物质的大分子，其分子大小的数量级都是1010 mC本节中所说的“分子”，只包含化学中的分子，不包括原子和离子D分子
9、的质量是很小的，其数量级为1010 kg答案A解析物体是由大量分子组成的，故A正确一些有机物质的大分子大小的数量级超过1010 m，故B错误本节中把化学中的分子、原子、离子统称为分子，故C错误分子质量的数量级一般为1026 kg，故D错误三、阿伏加德罗常数1定义：1 mol的任何物质所含有的粒子数2大小：在通常情况下取NA6.021023 mol1，在粗略计算中可以取NA6.01023 mol1.3应用(1)NA的桥梁和纽带作用阿伏加德罗常数是联系宏观世界和微观世界之间的一座桥梁它把摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol、物体的质量m、物体的体积V、物体的密度等宏观量，跟单个分子的质量m0、单个分
10、子的体积V0等微观量联系起来，如图4所示图4其中密度，但要切记对单个分子是没有物理意义的(2)常用的重要关系式分子的质量：m0.分子的体积：V0(适用于固体和液体)注意：对于气体分子只表示每个分子所占据的空间质量为m的物体中所含有的分子数：n.体积为V的物体中所含有的分子数：n.深度思考VmolNAV0(V0为一个分子的体积，Vmol为摩尔体积)，对于任何物质都成立吗？答案VmolNAV0仅适用于固体和液体，不适用于气体(1)对于固体和液体，可认为分子紧密排列，分子间没有空隙，则VmolNAV0.(2)对于气体来说，分子间的距离远大于分子的直径V0应为每个气体分子占有的空间体积而不是每个气体分
11、子的实际体积例3阿伏加德罗常数是NA mol1，铜的摩尔质量是 kg/mol，铜的密度是 kg/m3，则下列说法不正确的是()A1 m3铜中所含的原子数为B一个铜原子的质量是C一个铜原子所占的体积是D1 kg铜所含有的原子数目是NA答案D解析1 m3铜所含有的原子数为nNANA，A正确一个铜原子的质量为m0，B正确一个铜原子所占的体积为V0，C正确.1 kg铜所含原子数目为nNA，D错误对于涉及微观量和宏观量的计算时，一定注意用阿伏加德罗常数这个桥梁联系起来，即NA，V、M分别为摩尔体积和摩尔质量，V0、m0分别为单个分子的体积(分子平均占有空间)和质量.例4已知氧气分子的质量m5.31026
12、 kg，标准状况下氧气的密度1.43 kg/m3，阿伏加德罗常数NA6.021023 mol1，求：(1)氧气的摩尔质量；(2)标准状况下氧气分子间的平均距离；(3)标准状况下1 cm3的氧气中含有的氧分子数(保留两位有效数字)答案(1)3.2102 kg/mol(2)3.3109 m(3)2.71019个解析(1)氧气的摩尔质量为MNAm6.0210235.31026 kg/mol3.2102 kg/mol.(2)标准状况下氧气的摩尔体积V，所以每个氧气分子所占空间V0.而每个氧气分子占有的体积可以看成是棱长为a的立方体，即V0a3，则a3，a m3.3109 m.(3)1 cm3氧气的质量
13、为mV1.431106 kg1.43106 kg则1 cm3氧气中含有的氧分子个数N个2.71019个.1(用油膜法估测分子的大小)(多选)用油膜法估测分子的大小的理想条件是()A将油酸分子看成球体B考虑各油酸分子间的间隙C认为油酸分子是紧密排列的D将油膜看成单分子油膜答案ACD2(用油膜法估测分子的大小)在“用油膜法估测分子的大小”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好的油酸酒精溶液滴在水面上，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
14、直径的大小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完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是_(填写步骤前面的数字)(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1位有效数字)答案(1)(2)51010解析(1)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，应先配制油酸酒精溶液，再往盘中倒入水，并撒
15、痱子粉，然后用注射器将配好的溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定后，再将玻璃板放于盘上，用彩笔描绘在玻璃板上，根据d计算(2)一滴溶液中含油酸体积V m3，故d51010 m.3(阿伏加德罗常数的应用)由阿伏加德罗常数和一个水分子的质量、一个水分子的体积，不能确定的物理量有()A1 mol水的质量 B1 mol水蒸气的质量C1 mol水的体积 D1 mol水蒸气的体积答案D解析题目已知条件是一个水分子的质量和一个水分子的体积及阿伏加德罗常数，那么由一个水分子的质量乘以阿伏加德罗常数可得一摩尔水的质量，故A能确定；又因为一摩尔水蒸气的分子数应和一摩尔水的分子数相同，所以一摩尔水蒸气的质量和一摩尔水
16、的质量相同，B能确定；又由已知一个水分子的体积，乘以阿伏加德罗常数即可得到一摩尔水的体积，C能确定；因为水分子和水蒸气的分子距离不同，所以D不能确定，故选D.4(阿伏加德罗常数的应用)已知水的摩尔质量MA18103 kg/mol,1 mol水中含有61023个水分子，试估算水分子的质量和直径(结果保留一位有效数字)答案31026 kg41010 m解析水分子的质量m0 kg31026 kg由水的摩尔质量MA和密度，可得水的摩尔体积VA把水分子看做是一个挨一个紧密排列的小球，1个水分子的体积为V0 m331029 m3每个水分子的直径为d m41010 m.题组一用油膜法估测分子的大小1(多选)
17、某同学在用油膜法估测分子的大小的实验中，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滴答案AC解析油酸分子直径d.计算结果明显偏大，可能是V取大了或S取小了，油酸未完全散开，所测S偏小，d偏大，A正确；油酸中含有大量的酒精，不影响结果，B错；若计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，使S变小，d变大，C正确；若求每滴体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴，使V变小，d变小，D不正确2某种油剂的密度为8102 kg/m3，取这种油剂0.8 g滴在水面上，最后形成油膜的最大面积约为()
18、A1010 m2 B104 m2C1010 cm2 D104 cm2答案B解析由d，得S m2104 m2.3某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M0.283 kgmol1，密度0.895103 kgm3.若100滴油酸的体积为1 mL，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是_m2.(取NA6.021023 mol1，球的体积V与直径D的关系为VD3，结果保留两位有效数字)答案10解析一个油酸分子的体积V，又VD3，得分子直径D 最大面积S，解得S10 m2.题组二分子大小的估算4(多选)关于分子，下列说法中正确的是()A把分子看做球形是对分子的简
19、化模型，实际上，分子的形状并不真的都是球形B所有分子的直径都相同C不同分子的直径一般不同，但数量级基本一致D测定分子大小的方法有很多种，油膜法只是其中一种方法答案ACD解析把分子看做球形是将实际问题的理想化，A正确；不同分子直径大小不同，但数量级除有机物的大分子外，一般都是1010 m，B错误，C正确；油膜法只是常见的测量分子大小的一种方法，选项D正确5纳米材料具有很多优越性，有着广阔的应用前景边长为1 nm的立方体，可容纳液态氢分子(其直径约为1010 m)的个数最接近于()A102个 B103个 C106个 D109个答案B解析1 nm109 m，则边长为1 nm的立方体的体积V(109)
20、3 m31027 m3.将液态氢分子看做边长为1010 m的小立方体，则每个氢分子的体积V0(1010)3 m31030 m3，所以可容纳的液态氢分子的个数N103(个)6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()A109 m B1010 m C1011 m D108 m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V0 m33.721026 m3.按立方体估算，占据体积的边长：L m3.3109 m故选A.题组三阿伏加德罗常数的应用7从下列数据组可以算出阿伏加德罗常数的是()A水的密度和水的摩尔质量B水的摩尔质量和水分子的
21、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指1 mol任何物质所含的粒子数，对固体和液体，阿伏加德罗常数NA，或NA.因此，正确的选项是D.8NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是()A在同温同压时，相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同B2 g氢气所含原子数目为NAC在常温常压下，11.2 L氮气所含的原子数目为NAD17 g氨气所含电子数目为10NA答案D解析由于构成单质分子的原子数目不同，所以同温同压下，同体积单质气体所含原子数目不一定相同，A错；2 g氢气所含原子数目为2NA，B错；只有在标准状况下，11.2 L氮气所含的原子数目才为NA
22、，而常温常压下，原子数目不能确定，C错；17 g氨气即1 mol氨气，其所含电子数目为(73)NA，即10NA，D正确92008年北京奥运会上，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，平均每年可以回收雨水10 500 m3，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M1.8102 kg/mol)()A31031个 B31028个C91027个 D91030个答案C解析每户居民一天所用水的体积V m30.29 m3，该体积所包含的水分
23、子数目nNA9.71027个，最接近C选项10某种物质的摩尔质量为M(kg/mol)，密度为(kg/m3)，若用NA表示阿伏加德罗常数，则：(1)每个分子的质量是_ kg；(2)1 m3的这种物质中包含的分子数目是_；(3)1 mol的这种物质的体积是_ m3；(4)平均每个物质分子所占有的空间是_ m3.答案(1)(2)(3)(4)解析(1)每个物质分子的质量等于摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值，即m0.(2)1 m3的物质中含有的分子的物质的量为n，故1 m3的物质中含有的分子数为nNA.(3)1 mol物质的体积，即摩尔体积Vmol.(4)平均每个物质分子所占有的空间是摩尔体积与阿伏加德罗
24、常数的比值，即V0.11在“用油膜法估测分子的大小”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为1 000 mL溶液中有纯油酸0.6 mL，用注射器测得1 mL上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图1所示，图中每一小方格的边长为1 cm，试求：图1(1)油酸薄膜的面积是_cm2；(2)实验测出油酸分子的直径是_m；(结果保留两位有效数字)(3)实验中为什么要让油膜尽可能散开？答案(1)114(113115都对)(2)6.61010(3)这样做的目的是让油膜在水面上形成单分子油膜解析(1)舍去不足半格的，多于半格的算一格，数一下共有114(
25、113115)个；一个小方格的面积S0L21 cm2，所以面积S1141 cm2114 cm2.(2)一滴纯油酸的体积V mL7.51012 m3油酸分子直径d m6.61010 m.(3)让油膜尽可能散开，是为了让油膜在水面上形成单分子油膜121 mol铜的质量为63.5 g，铜的密度为8.9103 kg/m3，试估算一个铜原子的质量和体积(已知NA61023 mol1)答案1.061025 kg1.191029 m3解析铜的摩尔质量M63.5 g/mol6.35102 kg/mol，1 mol铜有NA61023个原子，一个原子的质量为：m01.061025 kg铜的摩尔体积为：Vmol m3/mol7.13106 m3/mol所以，一个铜原子的体积：V0 m31.191029 m3.高考资源网版权所有，侵权必究！
