物体是由大量分子组成的公开课

例:水分子直径是4×10-10m, 氢分子直径是2.3×10-10m , 钨原子直径是2×10-10m. 扫瞄隧道显微镜下的 硅片表面原子的图像

把分子看成小球，是对分子建立的简化模型，也是一种 理想化模型
分子模型的建立
固体、液体
d
在计算固液体分子大小时，作为一个近似的物理 模型，一般可把分子看成是一小球.则：
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？
一、分子的大小
理想化处理： (1)把分子看成一个个小球
(2)油酸分子一个紧挨一个整齐排列
(3)让油酸分子单层排列，则油膜厚度等于分子直径
油酸分子
d
水
V d S
实验器材：用酒精稀释过的油酸、滴管、痱子粉、浅 盘及水、玻璃板、彩笔 量筒 坐标纸
4．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数 （不足半个的舍去，多于半个的算一个），再根据方格的边长求出油 膜的面积S。 5．用公式d=V/S求出薄膜厚度，即油酸分子的大小。
(2)产生误差的主要原因：
①油酸酒精溶液的实际浓度和理论值间存在偏差；②一 滴油酸酒精溶液的实际体积和理论值间存在偏差；③油 酸在水面上的实际分布情况和理想中的“均匀”、“单 分子纯油酸层”间存在偏差；④采用“互补法”（即不 足半个舍去，多于半个的算一个）计算获得的油膜面积 与实际的油膜面积间存在偏差。 (3)注意事项：
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：B
4. 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（ABC） A．1m3铜原子含原子数目为ρ NA/M B．1个铜原子质量是M /NA C．1个铜原子的体积是M/ρ NA D．1kg铜所含原子的数目是ρ NA
实验简要步骤如下： 1、用注射器或滴管将事先配置好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量 筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数。根据酒精油酸溶液的浓度， 算出一滴溶液中纯油酸的体积V。
2、用浅盘装入约2cm深的水，然后用痱子粉或石膏粉均匀地洒在水 面上。 3．将一滴酒精油酸溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将 玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上。
其中含油酸体积为10-10m3
油酸膜的厚度为5×10-10m
V d S
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 （ ） B A．102cm2 B．104cm2 C．106cm2 D．108cm2
2分子直径数量级除 : 少数有机物大分子,一般分子直径的 数量级是10-10m。
5.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 （ B ）
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
6.下列数据能求出阿伏加德罗常数的 是（ D ） 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
例2：已知水的摩尔体积是1.8×10-5 m3/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1 mol水中所含的水分子数.
4 d 3 V ( ) 3.0 10 29 m 3 3 2
1 mol水中所含的水分子数：.
N=
一个分子的体积：
1.8 10 m / mol 29 3 3.0 10 m
-29 m3 V/ N =2.99 × 10 （4）一个水分子的体积V0 =_____________ A
（5）将水分子看作球体，分子直径(取1位有效数字) d=_______________ (6v0/∏)-3 =3.8×10-10m 23 m N /M=3.344 × 10 （6）10g水中含有的分子数目N=___________________ A ※可见阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁
铁原子的直径
d
3
6

V0
3
6

1.2 1029 2.8 1010 m
练习3 试估算氢气分子在标准状态下的平均距离。
解析：此题的关键是建立气体分子的立方体模型， 分子看作是一个质点，处在规则且均匀分布的正 方体中心，小正方体的体积是分子平均占据空间 的大小。设L为小正方体的边长，d为分子间距， 若取1mol标准状态下的氢气，则： d= 3
微观
NA
桥梁
宏观
（1）已知物质的摩尔质量MA，可求出分子质量m0
MA VA m0 NA NA
（其中，VA为摩尔体积,为物质的密度） （2）已知物质的摩尔体积VA ，可求出分子的体积 V0
V0
VA NA
3 4 d V0 r 3 3 6
（3）已知物质的量（摩尔数）n，可求出物体所含分 子的数目N．
3.(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
① NA =υρ/m ② ρ =μ/NAΔ
③ m = μ/NA
其中
④Δ= υ/NA
d d d
小球模型
d 3
6V

分子模型的建立
气体
d d
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
立方体模型
d
d V
3
二、阿伏伽德罗常数
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. 2.根据分子的大小，可以计算出阿伏加德罗常数
V
N
=
A
3
22.4 103 -9m. =3 × 10 6.02 1023
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 。 （ ） D 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 2、1克水中含有的水分子个数为（D ） A 6.02×1023 B 3.01×1023 C 6.02×1022 D 3.34×1022
方法小结：通过测量较大量来研究较小量。
思考：在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了理想化处理， 有哪些地方做了理想化处理 ？
①把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层.
②把分子看成球形.
③油分子一个紧挨一个整齐排列.
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
小结：
油膜法测分子直径 阿伏伽德罗常数 物体是由大量分 子组成的
①实验前应注意方盘是否干净，否则难以形成油膜②向水 面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否 则油膜难以形成③在求油酸膜面积时，以坐标纸上的方格 的数目来计算，不足半个舍去，多于半个的算一个④计算 分子直径时，注意滴加的不是纯油酸，而是油酸酒精溶液， 要用一滴溶液的体积乘以溶液的体积百分比浓度。
N nN A
练习2.若已知铁的原子量是56,铁的密度是7.8×103kg／m3, 试求铁原子的直径
解: 1 mol铁的质量是M=5.6×10-2Kg,
铁的摩尔体积v:
v =M/ρ=5.6×10-2/7.8×103 ≈7.2×10 –7m3
一个铁原子的体积vo: v o=v/NA= (7.2×10 –7)/ (6.02×1022 ) ≈ 1.2×10 –29 m3
3
5
=6.0×1023 mol-1
数值: 1986年X射线法 NA=6.0221367×1023/ mol(mol-1 ). 一般计算时记作6.02×1023mol-1,粗略的计算可用 6×1023mol-1 . 阿伏伽德罗常数是一个非常巨大的数字。 例如：1cm3水中含有3.35×1022个水分子。设想有 一个人，每秒钟移去1万个水分子，要把这1cm3的水 移完，将用1011年，即1000亿年，超过地球的年龄 （45亿年）二十多倍！所以说，物体是由大量分子组 成的。
7.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=22.4×10-3 m3) • NA×d3=V摩尔 • d= （V摩尔 / NA ）1/3 • =[22.4×10-3 /（ 6.02×1023 ）]1/3m • =3.8 ×10-9 m
例3 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： 18g/mol （1）水的摩尔质量M=__________ M/ρ=18/1=18cm3/mol （2）水的摩尔体积V=__________
（3）一个水分子的质量m0 =_____________ M/ NA =18 / 6.02×1023g =2.99 ×10-26 kg