2013届高考物理核心要点突破系列课件：第11章第一节《物体是由大量分子组成的》(人教版选修3-3)

第一节物体是由大量分子组成的学习目标：1.知道物体是由大量分子组成的．2．知道油膜法估测分子大小的原理，知道分子直径和分子质量的数量级．3．知道阿伏加德罗常数，并能应用阿伏加德罗常数进行有关的计算和估算．重点难点：1.重点：阿伏加德罗常数及其应用．2．难点：摩尔质量、摩尔体积、分子质量、分子体积的关系及有关估算．学法指导：体会阿伏加德罗常数在联系宏观和微观的桥梁作用，初步了解估算题的解题方法及要求．目标概览课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练第一节物体是由大量分子组成的基础知识梳理核心要点突破一、分子的大小1．油膜法是一种粗略测定分子大小的方法．其方法是把油滴滴到水面上，油在水面上散开，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以认为等于____________．如果油滴的体积为V，单分子油膜的面积为S，则分子的大小(即直径)为d＝________.在此忽略了分子间的空隙．基础知识梳理分子直径V/S(1)液体、固体分子占有的体积与分子体积可认为近似相等，气体分子的为什么不能认为相等？(2)物质密度和分子密度，这两个密度含义相同吗？思考2．一般分子直径的数量级为________m.物理学中有各种不同的方法测定分子的大小．用不同方法测出的分子大小并不完全相同，但________相同．3．分子的质量(1)如果某物质的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则该物质一个分子的质量为m＝________.(2)一般分子质量的数量级为10－27kg～10－26kg.10－10数量级M/NA【思考·提示】(1)固体液体分子排列紧密，气体分子间距较大．(2)不相同．分子密度是指单位体积内的分子个数．二、阿伏加德罗常数1．1mol的任何物质含有的____________相同，这个数叫做阿伏加德罗常数，其值为_____________________.2．如果某物质的摩尔体积为Vmol，该物质分子直径为d，并假设分子一个挨一个排列，不留空隙，则阿伏加德罗常数NA＝__________.分子数6.02×1023mol－16Vmol/πd3核心要点突破一、物体是由大量分子组成的1．热力学中的“分子”的含义把做无规则的热运动且遵从相同规律的原子、分子或离子统称为分子(与化学中所讲的“分子”是有区别的)．2．分子十分微小一般分子直径的数量级是10－10m，质量的数量级是10－27kg～10－26kg.3．组成物体的分子是“大量的”例如：1mol水(质量为18g)含有6.02×1023个分子；标准状况下，每立方厘米的任何气体都含有2.7×1019个分子．二、分子简化模型实际分子的结构很复杂，在简化处理时我们一般有两种具体的分子模型(设一个分子的体积为V0)图11－1－11．球形分子模型：认为分子是一个挨着一个紧密排列的，视为球形分子模型，如图11－1－1所示，则直径d＝36V0π.2．立方体分子模型：认为每个分子占据一个相同的立方体空间，该立方体的边长即为分子间的平均距离，边长d＝3V0.特别提醒1．对固体、液体来说，可以看作球形分子模型，也可以看作立方体分子模型．两种模型不会影响数量级的估算．2．对于气体来说，由于气体分子间的距离远大于气体分子的直径，故通过立方体分子模型(不采用球形分子模型)可以估算得到每个气体分子的平均占有空间，而无法得到每个气体分子的实际体积．已知金刚石的密度为3.5×103kg/m3，在一块体积为6.4×10－8m3的金刚石内含有多少个碳原子？一个碳原子的直径大约是多少？(保留两位有效数字)即时应用解析：金刚石的摩尔质量M＝12×10－3kg/mol，这块金刚石的质量为m＝ρV＝2.24×10－4kg，因此金刚石内含的碳原子数为n＝mM×NA＝1.1×1022个．把碳原子看作是球体模型，则一个碳原子的体积为：V0＝MρNA，又V0＝43π(d2)3＝16πd3，则d＝36MπρNA＝2.2×10－10m.答案：1.1×1022个2.2×10－10m三、估算分子体积、分子质量和分子数的方法阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁．微观量指：分子体积V0，分子的直径d，分子质量m0.宏观量指：物体体积V，摩尔体积Vmol，质量m，摩尔质量M，物体的密度ρ.1．计算分子的质量：m0＝MNA＝ρVmolNA.2．计算分子的体积：V0＝VmolNA＝MρNA，进而可以估算直径d.分子看成小球：V0＝43πd23.3．计算物体所含分子数N＝mMNA＝VVmol·NA＝mρVmol·NA＝ρVM·NA.课堂互动讲练宏观量和微观量的计算例1若以μ表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为在标准状态下水蒸气的密度，NA是阿伏加德罗常数，m、V′分别表示每个水分子的质量和体积，下面四个关系式：①NA＝ρVm②ρ＝μNAV′③m＝μNA④V′＝VNA，其中()A．①和②都是正确的B．①和③都是正确的C．③和④都是正确的D．①和④都是正确的【答案】B【解析】微观量与宏观量之间的联系是以阿伏加德罗常数NA为桥梁．由题意知水蒸气的摩尔质量μ＝ρV，由于m为每个水分子的质量，则NA＝μm＝ρVm，所以①和③对，②④不正确．每个水分子的体积是V′＝μρ水NA，水蒸气的密度是ρ＝μV.在1cm3的水中和标准状况下1cm3的水蒸气中求：(1)各有多少个水分子？(2)在上述两种状态下，相邻两个水分子之间的间距各是多少？建立理想化模型进行估算例2【解析】(1)1cm3水中的水分子个数为：n＝mMNA＝ρVMNA＝1×1×6.02×102318＝3.3×1022(个)．1mol的任何气体在标准状况下，占有的体积均为22.4L，则1cm3水蒸气内所含有的分子数为n′＝V′Vmol·NA＝1×10－322.4×6.02×1023个＝2.7×1019个．(2)设相邻两水分子间距离为d，视水分子为球体，则有V0＝Vn＝16πd3，所以d＝36Vπn＝36×1×10－63.14×3.3×1022m＝3.9×10－10m.设水蒸气分子所占据的空间为正方体，分子间距为d′，则有V0′＝V′n′＝d′3，所以d′＝3V′n′＝31×10－62.7×1019m＝3.3×10－9m.【答案】(1)3.3×1022个2.7×1019个(2)3.9×10－10m3.3×10－9m【思维升华】对于分子大小的估算问题要根据不同物态分子的特点，合理选择模型：固体液体分子一般可看作球体分子模型，也可看作立方体分子模型；气体分子则只能看作立方体分子模型．随堂达标自测课时活页训练本部分内容讲解结束点此进入课件目录按ESC键退出全屏播放谢谢使用