选修3-3-7.1物体是由大量分子组成的

7.1物体是由大量分子组成的第七章分子动理论东海县白塔高级中学高二物理组1、物质是有大量分子组成2、分子永不停息的做无规则热运动3、分子间存在着相互作用的引力和斥力回顾：初中学的分子动理论的基本内容是什么？放大上亿倍的蛋白质分子结构模型一、分子的大小实验：用油膜法估测分子的大小1．实验目的：用油膜法估测油酸分子的大小．初步学会用统计的方法求物理量．2．实验原理当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水中并很快挥发，在水面上形成一层纯油酸的单分子层薄膜，如图所示．如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可以认为等于油酸分子的直径．3．实验步骤(1)用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以减少实验误差；实验中如果算出一定体积V的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积S，即可算出油酸分子直径的大小，即SVd此公式忽略分子间的间隙，直径=厚度（自主学习p2）(2)配制油酸酒精溶液：取油酸1mL，注入容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到MmL刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸分子充分与酒精分子结合，这样就得到了浓度为1/M的油酸酒精溶液；(3)用注射器或滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加1mL体积时的滴数n，即能得到1滴的体积；(4)向浅盘里倒入约2cm深的水，并将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上；(5)用注射器或滴管将油酸酒精溶液滴在水面上一滴；(6)待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸薄膜的形状用彩笔画在玻璃板上；(7)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个，算出油膜的面积S；（互补法）(8)根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，并代入公式算出油酸薄膜的厚度d；(9)重复以上实验步骤多测几次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子的大小．SVd5．注意事项(1)油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免改变浓度产生实验误差．(2)实验前应练习好滴法．(3)待测油酸扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓，扩散后又收缩有两个原因：第一是水面受到油酸滴冲击凹陷后恢复；第二是酒精挥发后液面收缩．用单分子油膜法测得分子直径的数量级为利用现代技术，使用不同的方法测出的分子大小并不完全相同，但数量级是一样的，均为m1010•注意：除一些有机物质的大分子外，一般分子的直径数量级为上面数值，以后无特别说明，我们就以上面数值作为分子直径的数量级．m1010例1.将1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液。已知1cm3有50滴，现取1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层，已测出这一薄层的面积为0.2m2,由此可个测出油酸分子的直径为.1滴油酸酒精的体积为1/50cm3其中含油酸体积为10-10m3油酸膜的厚度为5×10-10mSVd二、阿伏加德罗常数1．阿伏加德罗常数NA：1摩尔（mol）任何物质所含的微粒数叫做阿伏加德罗常数.123mol1002.6AN以水分子为例，知道了分子的大小就可以估算阿伏加德罗常数。1、已知每个水分子的直径是，每个分子的体积约为多少？2、我们还知道水的摩尔体积是如果水分子是一个挨一个地排列的，那么1mol水所含的水分子数是多少？【思考与讨论】m10-104molm/108.135-2316.010molAN粗略计算，可取一个水分子的体积：32930103.361mdV1mol水中所含的水分子数：123329350104.5m103.3mol/m108.1molVVNmol123mol1002.6AN(1)一个分子的质量：m＝MNA.(2)一个分子的体积：V0＝MρNA.(3)一摩尔物质的体积：Vmol＝Mρ.(4)单位质量中所含分子数：n＝NAM.(5)单位体积中所含分子数：n′＝ρNAM.(6)气体分子间的距离：d＝3VmolNA.(7)分子球体模型d＝36VmolπNA.2．阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁．【特别提醒】求每个分子的体积时用公式V＝MρNA，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．微观量的估算方法1、固体或者液体分子的估算方法：对固体或液体来说，分子间隙数量级远小于分子大小的数量级，所以可以近似认为分子紧密排列，据这一理想化模型，1mol任何固体或液体都含有NA个分子，其摩尔体积Vmol可以认为是NA个分子体积的总和。molmolAAVMvNN2、气体分子间平均距离的估算：气体分子间的间隙不能忽略，设想气体分子平均分布，且每个气体分子平均占有的空间设想成一个小立方体，据这一微观模型，气体分子间的距离就等于小立方体的边长L，即：（d并非分子的直径）36vd如果把分子简化成球体，可进一步求出分子的直径d3dv＝如果把分子简化成立方体，则3dv＝3、物质分子所含分子数的估算：关键为求出分子的摩尔数，便可以利用阿佛加德罗常数求出含有的分子数molAAAAmolmolmolMVMnnNNNNMVV分例题：kg/mol10293AM已知空气的摩尔质量是，则空气中气体分子的平均质量多大？成年人做一次深呼吸，约吸入450cm3的空气，则做一次深呼吸所吸入的空气质量是多少？所吸入的气体分子数量是多少？（按标准状况Vmol=22.4L/mol估算）解析:１．空气分子的平均质量为：kg1082.41002.6102926233AANMm2．成年人做一次深呼吸所吸入的空气质量为：kg105.8kg1029104.22104504336m３．所吸入的分子数为：)(102.1kg1083.4kg108.522264个－mmN注：分子质量很小，一般分子质量的数量级为10-26kg课堂小结物质是有大量分子构成的：1、分子很小，直径数量级10－10m（单分子油膜法测直径）2、分子的质量很小，一般数量级为10－26kg3、分子间有间隙4、阿佛加德罗常数：NA＝6.02×1023mol－1（1）已知物质的摩尔质量MA，可求出分子质量m0（其中，VA为摩尔体积,为物质的密度）AAAANVNMm0（2）已知物质的量（摩尔数）n，可求出物体所含分子的数目N．AnNN（3）已知物质的摩尔体积VA，可求出分子的体积V0AANVV0