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学习-----好资料更多精品文档选修3-3复习专题讲义第一部分：分子动理论部分一、物质是由大量分子组成的1．分子的大小⑴.测定方法：分子是看不见的，怎样能知道分子的大小呢？①.单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法：介绍并定性地演示：如果油在水面上尽可能地散开，可认为在水面上形成单分子油膜，可以通过幻灯观察到，并且利用已制好的方格透明胶片盖在水面上，用于测定油膜面积。如图1所示。如果分子直径为d，油滴体积是V，油膜面积为S，则d=V／S，根据估算得出分子直径的数量级为10-10m。②.利用离子显微镜测定分子的直径。看物理课本上彩色插图，钨针的尖端原子分布的图样：插图的中心部分亮点直接反映钨原子排列情况。经过计算得出钨原子之间的距离是2×10-10m。如果设想钨原子是一个挨着一个排列的话，那么钨原子之间的学习-----好资料更多精品文档距离L就等于钨原子的直径d，如图2所示。用不同方法测量出分子的大小并不完全相同，但是数量级是相同的。测量结果表明：一般分子直径的数量级是10-10m。例如水分子直径是4×10-10m，氢分子直径是2.3×10-10m。例1.利用油膜法估测油酸分子的大小,实验器材有:浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1mL的量筒、盛有适量水的45×50cm2的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸.(1)下面是实验步骤,请填写所缺的步骤C。A.用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下滴入1mL油酸酒精溶液时的滴数N.B.将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上,用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液,从低处向水面中央一滴一滴地滴入,直到油酸膜有足够大的面积又不与器壁接触为止,记下滴入的滴数n.C..D.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,以坐标学习-----好资料更多精品文档纸上边长为1cm的正方形为单位,计算轮廓内正方形的个数,算出油酸膜的面积S.(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小(单位:cm).解析：(1)C.将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将油酸膜的形状画在玻璃板上.(2)每滴油酸酒精溶液的体积为：1/Ncm3,n滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为：V=n/N×0.05%cm3,所以，单个油酸分子的大小为：d=V/S=n×0.05%/NS.答案:(1)见解析(2)n×0.05%/NS变式题：在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，油酸酒精的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL.用注射器测得1mL上述溶液为75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，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm。（1）油酸膜的面积是__________；（2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积________；（3）按以上实验数据估测出油酸分子的直径是______。学习-----好资料更多精品文档解析：（1）图中正方形方格为87个，用补偿法近似处理，可补19个整小方格，实际占小方格87+19=106个，那么油膜面积S=106×1cm2=106cm2（2）由1mL溶液中有75滴，1滴溶液的体积1/75mL，又每104mL溶液中有纯油酸6mL，1/75mL溶液中纯油酸的体积V=（6×1/75）/104mL=8×10-6mL（3）油酸分子直径d=V/S=8×10-6/106cm=7.5×10-10m⑵.分子模型：分子的形状近似为球形。实际分子结构很复杂。2.阿伏伽德罗常数：1mol物质中含有的微粒数（包括原子数、分子数、离子数……）都相同。此数叫阿伏伽德罗常数，可用符号NA表示此常数，NA=6.02×1023个／mol，粗略计算可用NA=6×1023个／mol。（阿伏伽德罗常数是一个基本常数，科学工作者不断用各种方法测量它，以期得到它精确的数值。）例如：1mol水的质量是0.018kg（叫摩尔质量），体积是1.8×10-5m3（叫摩尔体积）。每个水分子的直径是4×10-10m，它的体积是（4×10－10）m3=3×10-29m3。如果设想水分子是一个挨着一个排列的。如何算出1mol水中所含的水分子数？学习-----好资料更多精品文档NA=1mol的水的体积/一个分子的体积=6×1023个／mol。3.微观物理量的估算：若已知阿伏伽德罗常数，可对液体、固体的分子大小进行估算。事先我们假定近似地认为液体和固体的分子是一个挨一个排列的（气体不能这样假设）。对固、液体：①.分子质量：mo=Mmol/NA=ρVmol/NA②.分子体积：Vo=Vmol/NA=Mmol/ρVmol③.分子直径：d=(6V/π)1/3（球体模型）d=（立方体模型）④.物质所含的分子数：n=MNA/Mmol=VNA/Vmol=ρVNA/Mmol=MNA/ρVmol例2.1mol水的质量是M=18g，那么每个水分子质量如何求？例3.若已知铁的相对原子质量是56，铁的密度是7.8×103kg／m3，试求质量是1g的铁块中铁原子的数目（取1位有效数字）。又问：是否可以计算出铁原子的直径是多少来？学习-----好资料更多精品文档点评：以上计算分子的数量、分子的直径，都需要借助于阿伏伽德罗常数。因此可以说，阿伏伽德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁。它把摩尔质量、摩尔体积等这些宏观量与分子质量、分子体积（直径）等这些微观量联系起来。如分子质量m，可通过物质摩尔质量M和阿伏伽德罗常数NA，得到m=M／NA。通过物质摩尔质量M、密度ρ、阿伏伽德罗常数NA，计算出分子直径：例4.1cm3的水里含有3.35×1022个水分子，100g水中有多少个水分子．解析：本题有两种解法：解法一：先求出1cm3水的质量，再计算水分子数mV10kg/m10m10kgn3.35103.3510336332224＝ρ＝×＝＝××＝×Mm解法二：先求出100g水的体积，再计算水分子数学习-----好资料更多精品文档V0.110m100cmn3.35103.35103332224＝ρ＝×＝＝××＝×－MVV二、分子的热运动1．介绍布朗运动现象1827年英国植物学家布朗用显微镜观察悬浮在水中的花粉，发现花粉颗粒在水中不停地做无规则运动，后来把颗粒的这种无规则运动叫做布朗运动。不只是花粉，其他的物质如藤黄、墨汁中的炭粒，这些小微粒悬浮在水中都有布朗运动存在。看教科书上图，图上画的几个布朗颗粒运动的路线，指出这不是布朗微粒运动的轨迹，它只是每隔30s观察到的位置的一些连线。实际上在这短短的30s内微粒运动也极不规则，绝不是直线运动。2．介绍布朗运动的几个特点：（1）连续观察布朗运动，发现在多天甚至几个月时间内，只要液体不干涸，就看不到这种运动停下来。这种布朗运动不分白天和黑夜，不分夏天和冬天（只要悬浮液不冰冻），永远在运动着。所以说，这种布朗运动是永不停息的。（2）换不同种类悬浮颗粒，如花粉、藤黄、墨汁中的炭粒等都存在布朗运动，说明布朗运动不取决于颗粒本身。更换不同种类液体，都不存在布朗运动。学习-----好资料更多精品文档（3）悬浮的颗粒越小，布朗运动越明显。颗粒大了，布朗运动不明显，甚至观察不到运动。（4）布朗运动随着温度的升高而愈加激烈。3．分析、解释布朗运动的原因：（1）布朗运动不是由外界因素影响产生的，所谓外界因素的影响，是指存在温度差、压强差、液体振动等等。液体存在着温度差时，液体依靠对流传递热量，这样悬浮颗粒将随液体有定向移动。但布朗运动对不同颗粒运动情况不相同，因此液体的温度差不可能产生布朗运动。又如液体的压强差或振动等都只能使液体具有定向运动，悬浮在液体中的小颗粒的定向移动不是布朗运动。因此，推理得出外界因素的影响不是产生布朗运动的原因，只能是液体内部造成的。布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒受到液体各个方向液体分子撞击作用不平衡造成的。显微镜下看到的是固体的微小悬浮颗粒，液体分子是看不到的，因为液体分子太小。但液体中许许多多做无规则运动的分子不断地撞击微小悬浮颗粒，当微小颗粒足够小时，它受到来自各个方向的液体分子的撞击作用是不平衡的。如教科书上的插图所示。在某一瞬间，微小颗粒在某个方向受到撞击作用强，学习-----好资料更多精品文档它就沿着这个方向运动。在下一瞬间，微小颗粒在另一方向受到的撞击作用强，它又向着另一个方向运动。任一时刻微小颗粒所受的撞击在某一方向上占优势只能是偶然的，这样就引起了微粒的无规则的布朗运动。悬浮在液体中的颗粒越小，在某一瞬间跟它相撞击的分子数越少。布朗运动微粒大小在10－6m数量级，液体分子大小在10－10m数量级，撞击作用的不平衡性就表现得越明显，因此，布朗运动越明显。悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间跟它相撞击的分子越多，撞击作用的不平衡性就表现得越不明显，以至可以认为撞击作用互相平衡，因此布朗运动不明显，甚至观察不到。液体温度越高，分子做无规则运动越激烈，撞击微小颗粒的作用就越激烈，而且撞击次数也加大，造成布朗运动越激烈。5．布朗运动的发现及原因分析的重要意义：（1）固体颗粒是由大量分子组成的，仍然是宏观物体；显微镜下看到的只是固体微小颗粒，光学显微镜是看不到分子的；布朗运动不是固体颗粒中分子的运动，也不是液体分子的无规则运动，而是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动。无规则运动的原因是液体分子对它无规则撞击的不平衡性。因此，布朗运动间接地证实了液体分子的无规则运动。学习-----好资料更多精品文档（2）布朗运动随温度升高而愈加激烈，在扩散现象中，也是温度越高，扩散进行的越快，而这两种现象都是分子无规则运动的反映。这说明分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子无规则运动越激烈。所以通常把分子的这种无规则运动叫做热运动。布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。例5.关于布朗运动的下列说法中，正确的是（）。A．布朗运动就是液体分子的热运动B．布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒内的分子的无规则热运动C．温度越高，布朗运动越激烈D．悬浮颗粒越小，布朗运动越激烈例6.如图是观察记录做布朗运动的一个微粒的运动路线。从微粒在A点开始记录，每隔30s记录下微粒的一个位置，得到B、C、D、E、F、G等点，则微粒在75s学习-----好资料更多精品文档末时的位置（）。A．一定在CD连线的中点B．一定不在CD连线的中点C．可能在CD连线上，但不一定在CD连线的中点D．可能在CD连线以外的某点变式题：做布朗运动实验，得到某个观测记录如图。图中记录的是（）A．分子无规则运动的情况B．某个微粒做布朗运动的轨迹C．某个微粒做布朗运动的速度——时间图线D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线例7.关于布朗运动，下列说法正确的是（）A．布朗运动是指微粒的无规则运动B．布朗运动是指液体分子的无规则运动C．布朗运动说明了微粒分子的无规则运动D．微粒越小，液体温度越高，布朗运动越剧烈，说明学习-----好资料更多精品文档分子的无规则运动越剧烈。解析：关于布朗运动问题应从实质、成因、影响因素上认识。应指出的是利用一般的光学显微镜是不能观察到分子的，而只能看到悬浮在液体中的微粒，所以我们看到的做无规则运动的“小颗粒”应是悬浮在液体中的微粒。因此选项A正确，而选项B是错误的。微粒中分子包含在微粒内部，对整个微粒的作用力合力为零。因此不能改变微粒的运动状态，微粒的运动也就不能说明微粒分子的运动，故C选项错误。当微粒足够小时，它受到来自各个方向液体分子的撞击是不平衡的，出现无规则运动。微粒越小，在大量分子撞击作用下越容易改变运动状态，液体温度越高，分子无规则运动越剧烈，从而导致分子对微粒的撞击力越大，撞击也越频繁。所以微粒小，液体温度高都是造成微粒无规则运动加剧的原因，