知道阿伏伽德罗常数的含义

物体是由大量分子组成的学习目标1．在物理知识方面的要求：（1）知道一般分子直径和质量的数量级；（2）知道阿伏伽德罗常数的含义，记住这个常数的数值和单位；（3）知道用单分子油膜方法估算分子的直径。2．培养在物理学中的估算能力，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。3．运用理想化方法，建立物质分子是球形体的模型，是为了简化计算，突出主要因素的理想化方法。二、重点、难点分析1．重点：其一是使学生理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法；其二是运用阿伏伽德罗常数估算微观量（分子的体积、直径、分子数等）的方法。2．难点：运用估算方法和建立理想模型方法研究固体、液体分子的体积、直径、分子数。物理所说的分子与化学中所说的分子有何不同?化学中讲的分子是：具有物质的化学性质的最小微粒。物理中所说的分子指的是：做热运动时遵从相同规律的微粒，包括组成物质的原子、离子或分子。一、分子的大小组成物质的分子是很小的，不但用肉眼不能直接看到它们，就是用光学显微镜也看不到它们。那怎么才能看到分子呢？我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的排布图，图中的每个亮斑都是一个碳原子.用扫描隧道显微镜（能有放大几亿倍）（一）、扫描隧道显微镜扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子排布图分子的大小放大上亿倍的蛋白质分子结构模型怎样才能知道分子的大小呢？2.把一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上散开形成单分子油膜，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可认为等于油膜分子的直径.1.有一种粗略测定分子大小的方法叫油膜法.水油酸分子d那么如何才能求出单分子油膜层的厚度(即分子直径)呢？1.先测出油酸滴的体积V；2.测出水面上漂浮的油膜的表面积S；3.单分子油膜的厚度等于油滴体积V与油膜面积S的比值：SVd水油酸分子d问题1：如何测量油酸滴的体积？问题2：如何测量油膜的面积？方法小结：通过测量较大量来研究较小量。在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了理想化处理，请问：有哪些地方做了理想化处理？②把分子看成球形.答：①把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层.(3)油分子一个紧挨一个整齐排列;水油酸分子d一些数据太大或很小,为了书写方便,习惯上用科学记数法写成10的乘方数,如3×10-10m。我们把10的乘方数叫做数量级,1×10-10m和9×10-10m，数量级都是10-10m。一般分子直径的数量级为10-10m（除少数有机物大分子以外）数量级练习1、体积是10-4cm3的油滴滴于水中，若展开成一单分子油膜，则油膜面积的数量级是（）A．102cm2B．104cm2C．106cm2D．108cm2Bdd固体、液体小球模型ddd气体立方体模型dd①分子模型：在计算固液体分子大小时，作为一个近似的物理模型，可把分子看成是一小球.则：336432VVd②对气体可以把分子当作是一个小立方体，这个小立方体的边长可以看作相当于分子间的平均距离.即：3Vd（以上两式中d表示分子的直径，V表示固液体分子的体积或气体分子所占的空间体积.）二、阿伏加德罗常数1.回忆化学中学过的阿伏加德罗常数.1mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数就叫阿伏加德罗常数。2.根据分子的大小，可以计算出阿伏加德罗常数。一个分子的体积：3293m103.0)2dπ(34V1mol水中所含的水分子数：32935m100.3mol/m108.1=6.0×1023mol-11231002.6molNA例2：已知水的摩尔体积是1.8×10-5m3/mol，每个水分子的直径是4×10-10m，设想水分子是一个挨一个排列的，求1mol水中所含的水分子数.0AAVVN应用：(1)已知物质的摩尔质量M，物体的密度ρ，阿伏加德罗常数NA，物质的质量m则：分子的质量m分子=M/NA分子的体积v分子=V摩尔/NA=(M/ρ)/NA所含有的分子数N=摩尔数×NA=(m/M)×NA标准状态下，1mol气体的体积为22.4升。v升气体含有的分子数N=（v/V摩尔）×NA注意：上式对气体不适用，求得的分子体积应是气体分子占有的空间对于固体、液体对于气体（2）应用阿伏加德罗常数A、计算物质所含的粒子数例3.求:1cm3水中含有的分子数(1mol水的质量是0.018kg)(个)103.34106.02101.8101.0NVVN222356A摩微观宏观NA桥梁B、计算分子的质量kg103.3106102NMmkg1031061018NMm27233A摩氢26233A摩水分子质量的数量级:10-26--10-27kg例4.已知:水和氢气的摩尔质量分别是1.8×10-2kg/mol和2×10-3kg/mol，求水分子和氢分子的质量（已知NA=6.0×1023mol-1)C、计算分子的体积AmolAmol0NMNVNvv不适用于求气体分子的体积但能计算气体分子所占的空间体积课后思考：哈佛大学图书馆训言中的一条：现在淌的哈喇子，将成为明天的眼泪。假设一滴眼泪约为(1/33)ml,把这些水分子排列能绕地球赤道多少圈啊？（地球半径约为6400km，每个水分子的直径是4×10-10m）先猜想，后算算看！随堂练习1、下列哪一组已知数据中能求出阿伏加德罗常数。（）A物质分子的质量和体积B物体的质量和它的摩尔质量C物体的质量、密度和它的分子体积D物体的摩尔体积、密度及其分子质量DD2、1克水中含有的水分子个数为（）A6.02×1023B3.01×1023C6.02×1022D3.34×10223.(2004年浙江高考)若以μ表示水的摩尔质量，υ表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为表示在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式①NA=υρ/m②ρ=μ/NAΔ③m=μ/NA④Δ=υ/NA其中A．①和②都是正确的；B．①和③都是正确的；C．②和④都是正确的；D．①和④都是正确的。答案：B4.已知阿伏加德罗常数为NA，铜的摩尔质量为M，密度为ρ（均为国际单位），则（）A．1m3铜原子含原子数目为ρNA/MB．1个铜原子质量是M/NAC．1个铜原子的体积是M/ρNAD．1kg铜所含原子的数目是ρNAABC5.只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子的平均距离（）A．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量B．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度C．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和体积D．该气体的密度、体积和摩尔质量B6.下列数据能求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D7.水的分子量18，水的密度为103kg/m3,阿伏加德罗常数为NA=6.02×1023个/mol，则：（1）水的摩尔质量M=__________18g/mol（2）水的摩尔体积V=__________M/ρ=18/1=18g/cm3（3）一个水分子的质量m0=_____________M/NA=18/6.02×1023=2.99×10-26kg（4）一个水分子的体积V0=_____________V/NA=2.99×10-23cm3（5）10g水中含有的分子数目N=___________________mNA/M=3.344×10218.估算在标准状态下气体分子间的距离。解：将每个空气分子所占据的空间设为小立方体，则小立方体的边长为气体分子间的距离。(V摩尔=22.4×10-3m3)NA×d3=V摩尔d=（V摩尔/NA）1/3=[22.4×10-3/（6.02×1023）]1/3m=3.8×10-9m［小结］1.一般物体中的分子数目是很大的.2.一般分子的质量也是很小的.一般分子质量数量级是10-26Kg3.阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁，通过该常数把摩尔质量、摩尔体积跟分子质量、分子大小等微观物理量联系起来了.一般分子直径的数量级为10-10m分子的模型：把分子看成球形或正方体模型。