一物體是由大量分子組成的課件

1、第1節(jié)黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校教材解讀黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校物理與生活如圖111所示，一艘油輪裝載著密度為的原油在海上航行，由于某種事故使原油發(fā)生部分泄露，設(shè)共泄露9t 思考討論 這次事故造成的最大可能的污染面積為多少?黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校知識(shí)詳解黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校知識(shí)點(diǎn)1 分子的大小 分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容是：物體是由大量分子組成的；分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)；分子之間存在著相互作用力 為了給物體是由大量分子組成的這一理論提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)，應(yīng)從測(cè)量分子的大小入手 黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校1.微觀(guān)量的測(cè)量必須借助適當(dāng)?shù)奈锢砟Ｐ驮诔踔形覀儗W(xué)習(xí)過(guò)了用分度值為毫米的刻度尺測(cè)量一頁(yè)紙的厚度，采用的辦法是先測(cè)出一疊紙

2、的厚度，數(shù)出紙的頁(yè)數(shù)，再求平均值，這個(gè)平均值就是一頁(yè)紙的厚度分子看不見(jiàn)、摸不著，怎樣才能用這種“測(cè)出總量求平均”的方法去測(cè)呢? 用宏觀(guān)的方法去測(cè)微觀(guān)量，必須建立必要的物理模型實(shí)際分子的結(jié)構(gòu)是很復(fù)雜的，我們可以把單個(gè)分子看成是一個(gè)立方體，也可以看成是一個(gè)小球，這樣就把分子當(dāng)成了宏觀(guān)的理想模型，使其具體化，形象化通常情況下把分子當(dāng)作一個(gè)小球來(lái)處理(氣體分子所占的空間往往當(dāng)作一個(gè)立方體) 黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校2.用油膜法估測(cè)分子的直徑 用油膜法測(cè)分子的直徑實(shí)際上也是一種理想化的方法，也類(lèi)似于測(cè)一頁(yè)紙的厚度“測(cè)出總量求平均”的方法，只是這里的“總量”不是若干個(gè)分子排列起來(lái)的總長(zhǎng)度 測(cè)量的原理： 油酸分

3、子和水分子之間有很強(qiáng)的親和力(分子力)，當(dāng)一滴油酸分子浮在水面上時(shí)，在這種親和力的作用下，油酸分子在水面上能夠形成一個(gè)單分子薄膜如果事先測(cè)出這滴油酸體積V，并測(cè)出由它在水面上所形成的單分子油膜的面積S，那么，這個(gè)油膜的厚度l就是分子的直徑d即黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分?！咀⒁狻?單分子油膜是理想他的模型，實(shí)際情況較復(fù)雜 2此方法類(lèi)似“測(cè)總量求平均”，這里的平均值是“厚度”，把“厚度”當(dāng)成分予“直徑”又是一個(gè)理想化 例如：滴一滴 油酸液滴在水面上，經(jīng)一段時(shí)間后在水面上形成一個(gè)0.13 m2的單分子油膜，以此估測(cè)油酸分子的大小分析 設(shè)單分子油膜的厚度為l，面積為S，一滴油酸的體積為V， 由lS=V，得 黃

4、岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 3.用掃描隧道顯微鏡測(cè)量分子的大小現(xiàn)在可以用放大幾億倍的掃描隧道顯微鏡測(cè)量分子的直徑 4.分子直徑的數(shù)量級(jí) 用各種不同的方法測(cè)出分子直徑的數(shù)量級(jí)是一致的，除一些高分子有機(jī)物外，一般分子直徑的數(shù)量級(jí)約為10-10m【注意】我們本章所說(shuō)的“分子”是指組成物質(zhì)的原子、離子或分子。黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校知識(shí)點(diǎn)2 阿伏加德羅常數(shù)1.阿伏加德羅常數(shù)的含義 1mol任何物質(zhì)中含有的分子(微粒)數(shù)都相同，這個(gè)數(shù)叫阿伏加德羅常數(shù)，用NA表示 2.阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用 阿伏加德羅常數(shù)是微觀(guān)量和宏觀(guān)量聯(lián)系的橋梁，可以利用阿伏加德羅常數(shù)：(1)求分子的質(zhì)量 為物質(zhì)的摩爾質(zhì)量某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，如果用

5、做單位，在數(shù)值上等于該物質(zhì)的分子量，如水的摩爾質(zhì)量黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校例如：求水分子的質(zhì)量分析 求水分子的質(zhì)量m，要先知道水的摩爾質(zhì)量解：水的摩爾質(zhì)量所以一個(gè)水分子的質(zhì)量(2)求分子的體積(或氣體分子所占的空間)V1為物質(zhì)的摩爾體積，摩爾體積可用摩爾質(zhì)量除以密度求得則有黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校氣體的摩爾體積：在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下任何氣體的體積都是22.4 L，即氣體的摩爾體積為例如：求1個(gè)銅原子的體積，已知銅的原子量為636，密度為分析 要求銅原子的體積，必須先求出1mol銅的體積V1解：銅的分子量為636，那么銅的摩爾質(zhì)量為所以，銅的摩爾體積 則一個(gè)銅原子的體積黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校又如：求在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，

6、1個(gè)空氣分子所占的空間解：1mol任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積都是224 L，所以一個(gè)空氣分子在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所占的空間為【注意】氣體分子所占的空間、氣體分子間的距離，并不是氣體分子的大小氣體分子不是緊密排列的，它們之間有很大的距離，這個(gè)距離約為分子直徑的10倍由求出的分子體積可求出分子間的距離d，球模型：，立方體模型：黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校(3)求物體所含總分子數(shù)N=NA，n為物體的摩爾數(shù)n可從兩個(gè)途徑求得：其一，知道這個(gè)物體的質(zhì)量m和這種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量M1，那么，則總分子數(shù)例如：求1g NaCl里所含的總分子數(shù)分析 要求1g NaCl里所含的總分子數(shù)，必須先求出1g NaCl的摩爾數(shù)n解：NaCl

7、的分子量是585，可知其摩爾質(zhì)量Ml=585gmol黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校1g NaCl的摩爾數(shù)則1g NaCl所含的分子總數(shù) 個(gè)其二，知道這種物質(zhì)的體積V和這種物質(zhì)的摩爾體積V1，那么，則總分子數(shù)黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 又如：求在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，一間長(zhǎng)45 m，寬30 m，高28m的房間里空氣分子的總數(shù) 分析 要求分子總數(shù)，首先應(yīng)求出房間里空氣的摩爾數(shù) 解：房間里空氣的體積標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的摩爾體積故房間里空氣的摩爾數(shù) 得出房間里空氣的總分子數(shù) 個(gè)黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分?！咀⒁狻扛鶕?jù)體積來(lái)求物質(zhì)的摩爾數(shù)，一般是氣體用這種方法，對(duì)于固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)，大多通過(guò)密度和體積V求出質(zhì)量m=V，再根據(jù)第一種方法零出摩爾

8、數(shù)黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校典例剖析黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校利用阿伏加德羅常數(shù)估算微觀(guān)量例1 已知金剛石的密度為 ，在一塊體積為 的金剛石內(nèi)含有多少個(gè)碳原子?一個(gè)碳原子的直徑大約是多少?(保留兩位有效數(shù)字)解析 金剛石的摩爾質(zhì)量 這塊金剛石的質(zhì)量為 因此金剛石內(nèi)含的碳原子數(shù)為： 個(gè)把碳原子看作是球體模型，則一個(gè)碳原子的體積為： ，又黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校則答案： 點(diǎn)撥： 實(shí)際分子的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，并不是小球，且分子間存在空隙但在估算分子大小時(shí)，對(duì)于固體和液體，可將分子視為球體，認(rèn)為分子緊密排列，分子間沒(méi)有空隙黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 例2 只要知道下列哪一組物理量，就可以估算出氣體分子間的平均距離? ( )A阿伏

9、加德羅常數(shù)、該氣體的摩爾質(zhì)量和質(zhì)量B阿伏加德羅常數(shù)、該氣體的摩爾質(zhì)量和密度C阿伏加德羅常數(shù)、該氣體的質(zhì)量和體積 D該氣體的密度、體積和摩爾質(zhì)量解析 設(shè)該氣體的摩爾質(zhì)量為M，密度為，則氣體的摩爾體積為V=M，阿伏加德羅常數(shù)為NA每個(gè)氣體分子占據(jù)的體積為v=V/NA氣體分子占據(jù)的空間可看作一個(gè)邊長(zhǎng) 黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校為d的正方體，則分子間的平均距離為由此可知，氣體分子間的平均距離與阿伏加德羅常數(shù)NA、氣體的摩爾質(zhì)量M和密度(或氣體的體積和質(zhì)量)有關(guān) 答案： B點(diǎn)撥：要掌握摩爾質(zhì)量、摩爾體積和物體的質(zhì)量、物體的體積及分子的質(zhì)量、分子的體積的區(qū)別和聯(lián)系，以及質(zhì)量、體積、密度三者之間的關(guān)系黃岡中學(xué)網(wǎng)校

10、達(dá)州分校易錯(cuò)點(diǎn)和易忽略點(diǎn)導(dǎo)析黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校易錯(cuò)點(diǎn)：對(duì)理想模型的應(yīng)用易錯(cuò)點(diǎn)導(dǎo)析：對(duì)理想模型的應(yīng)用范圍模糊，是本節(jié)解題過(guò)程中的常見(jiàn)錯(cuò)誤 【例3】若已知阿伏加德羅常數(shù)，物質(zhì)的摩爾質(zhì)量和摩爾體積，則可以算出( ) A固態(tài)物質(zhì)的分子質(zhì)量和體積 B液態(tài)物質(zhì)的分子質(zhì)量和體積 C氣態(tài)物質(zhì)的分子質(zhì)量和體積 D氣態(tài)物質(zhì)的分子質(zhì)量 錯(cuò)解：C錯(cuò)解分析：錯(cuò)選C是因?yàn)椴磺宄怏w與固體和液體具有不同的微觀(guān)模型黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校創(chuàng)新講解黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校一、學(xué)科綜合思維專(zhuān)題點(diǎn)撥學(xué)科綜合思維導(dǎo)析：本部分知識(shí)常與物質(zhì)密度公式及原子量等知識(shí)結(jié)合，進(jìn)行物質(zhì)微觀(guān)量的估算解決此類(lèi)問(wèn)題時(shí)要注意兩個(gè)問(wèn)題：一是分

11、子模型；二是每個(gè)分子所占的體積 【例l】 如圖1113所示，食鹽(NaCl)是由鈉離子和氯離子組成的，這兩種離子在空間中三個(gè)互相垂直的方向上等距離地交錯(cuò)排列著已知食鹽的摩爾質(zhì)量是585 gmol，食鹽的密度是22 gcm3，阿伏加德羅常數(shù)為6021023 mol1，在食鹽晶體中兩個(gè)距離最近的鈉離子的中心距離為多少?黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校解：食鹽的摩爾體積為由于一個(gè)食鹽分子中包含一個(gè)鈉離子和一個(gè)氯離子，因此1 mol食鹽中包含的離子數(shù)目應(yīng)是2NA故一個(gè)離子所占的體積為小正方形的邊長(zhǎng)為：兩個(gè)距離最近的鈉離子中心間的距離：黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校點(diǎn)撥：本題主要考查固體分子直徑或固體分子間距離的估算認(rèn)清食鹽

12、晶體的立方結(jié)構(gòu)，找準(zhǔn)每摩爾食鹽所含離子數(shù)及找出幾何關(guān)系是解決此題的關(guān)鍵黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校二、實(shí)際應(yīng)用思維專(zhuān)題點(diǎn)撥實(shí)際應(yīng)用思維導(dǎo)析：環(huán)境污染日益嚴(yán)重，尤其是水污染局部海域的水污染主要是由大型油輪發(fā)生泄漏造成的，危害極大本節(jié)知識(shí)可為研究人員估測(cè)污染海面的面積提供計(jì)算方法 【例2】2006年8月11日，一艘載有200萬(wàn)升原油的油輪在吉馬拉斯島附近沉沒(méi)，泄漏的原油污染了吉馬拉斯島200多公里長(zhǎng)的海岸線(xiàn)，并嚴(yán)重影響島上4萬(wàn)人的正常生活，危害極大試估算在海中泄漏l噸原油造成的最大污染面積是多少?(設(shè)原油的密度為0.91103kg/m3，結(jié)果保留一位有效數(shù)字)黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校解：1噸原油的體積為 ，因?yàn)楣浪阕畲竺娣e，所以可視油膜是單分子排列的，其厚度的數(shù)量級(jí)為 點(diǎn)撥：明確估算最大污染面積時(shí)可視油膜為單分子排列，其厚度即為分子直徑的數(shù)量級(jí)，這是解此題的關(guān)鍵黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校三、研究性學(xué)習(xí)思維專(zhuān)題點(diǎn)撥類(lèi)比性思維專(zhuān)題點(diǎn)撥類(lèi)比性思維導(dǎo)析；在物理問(wèn)題中常用類(lèi)比來(lái)處理問(wèn)題，如萬(wàn)有引力場(chǎng)類(lèi)比質(zhì)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，水流類(lèi)比電流，重力勢(shì)能類(lèi)比電勢(shì)能，通過(guò)類(lèi)比有利于理解較抽象的物理概念和規(guī)律【例3】 已知地球的表面積 ，空氣分子的平均摩爾質(zhì)量個(gè)mol，大氣壓強(qiáng)則地球大氣層的空氣分子數(shù)為多少個(gè)?