2017_2018学年高中物理第七章分子动理论7.1物体是由大量分子组成的检测新人教版选修3_3

现行高中物理新课标教材目录（人教版）高中物理新课标教材·必修1第一章运动的描述1 质点参考系和坐标系2 时间和位移3 运动快慢的描述──速度4 实验：用打点计时器测速度5 速度变化快慢的描述──加速度第二章匀变速直线运动的研究1 实验：探究小车速度随时间变化的规律2 匀变速直线运动的速度与时间的关系3 匀变速直线运动的位移与时间的关系4 自由落体运动5 伽利略对自由落体运动的研究第三章相互作用1 重力基本相互作用2 弹力3 摩擦力3 摩擦力4 力的合成5 力的分解第四章牛顿运动定律1 牛顿第一定律2 实验：探究加速度与力、质量的关系3 牛顿第二定律4 力学单位制5 牛顿第三定律6 用牛顿定律解决问题（一）7 用牛顿定律解决问题（二）高中物理新课标教材·必修2第五章机械能及其守恒定律1 追寻守恒量2 功3 功率4 重力势能5 探究弹性势能的表达式6 探究功与物体速度变化的关系7 动能和动能定理8 机械能守恒定律9 实验：验证机械能守恒定律10 能量守恒定律与能源第六章曲线运动1 曲线运动2 运动的合成与分解3 探究平抛运动的规律4 抛体运动的规律5 圆周运动6 向心加速度7 向心力8 生活中的圆周运动第七章万有引力与航天1 行星的运动2 太阳与行星间的引力3 万有引力定律4 万有引力理论的成就5 宇宙航行6 经典力学的局限性高中物理新课标教材·选修1-1第一章电流1、电荷库仑定律2、电场3、生活中的静电现象4、电流和电源5、电流的热效应第二章磁场1、指南针与远洋航海2、电流的磁场3、磁场对通电导线的作用4、磁声对运动电荷的作用5、磁性材料第三章电磁感应1、电磁感应现象2、法拉第电磁感应定律3、交变电流4、变压器5、高压输电6、自感现象涡流7、课题研究：电在我家中第四章电磁波及其应用1、电磁波的发现2、电磁光谱3、电磁波的发射和接收4、信息化社会5、课题研究：社会生活中的电磁波高中物理新课标教材·选修1-2第一章分子动理论内能1、分子及其热运动2、物体的内能3、固体和液体4、气体第二章能量的守恒与耗散1、能量守恒定律2、热力学第一定律3、热机的工作原理4、热力学第二定律5、有序、无序和熵6、课题研究：家庭中的热机第三章核能1、放射性的发现2、原子核的结构3、放射性的衰变4、裂变和聚变5、核能的利用第四章能源的开发与利用1、热机的发展和应用2、电力和电信的发展与应用3、新能源的开发4、能源与可持续发展5、课题研究：太阳能综合利用的研究高中物理新课标教材·选修2-1第一章电场直流电路1、电场2、电源3、多用电表4、闭合电路的欧姆定律5、电容器第二章磁场1、磁场磁性材料2、安培力与磁电式仪表3、洛伦兹力和显像管第三章电磁感应1、电磁感应现象2、感应电动势3、电磁感应现象在技术中的应用第四章交变电流电机1、交变电流的产生和描述2、变压器3、三相交变电流第五章电磁波通信技术1、电磁场电磁波2、无线电波的发射、接收和传播3、电视移动电话4、电磁波谱第六章集成电路传感器1、晶体管2、集成电路3、电子计算机4、传感器高中物理新课标教材·选修2-2 第一章物体的平衡1、共点力平衡条件的应用2、平动和传动3、力矩和力偶4、力矩的平衡条件5、刚体平衡的条件6、物体平衡的稳定性第二章材料与结构1、物体的形变2、弹性形变与范性形变3、常见承重结构第三章机械与传动装置1、常见的传动装置2、能自锁的传动装置3、液压传动4、常用机构5、机械第四章热机1、热机原理热机效率2、活塞式内燃机3、蒸汽轮机燃气轮机4、喷气发动机第五章制冷机1、制冷机的原理2、电冰箱3、空调器高中物理新课标教材·选修2-3 第一章光的折射1、光的折射折射率2、全反射光导纤维3、棱镜和透镜4、透镜成像规律5、透镜成像公式第二章常用光学仪器1、眼睛2、显微镜和望远镜3、照相机第三章光的干涉、衍射和偏振1、机械波的稍微和干涉2、光的干涉3、光的衍射4、光的偏振第四章光源与激光1、光源2、常用照明光源3、激光4、激光的应用第五章放射性与原子核1、天然放射现象原子结构2、原子核衰变3、放射性同位素的应用4、射线的探测和防护第六章核能与反应堆技术1、核反应和核能2、核列变和裂变反应堆3、核聚变和受控热核反应高中物理新课标教材·选修3-1第一章静电场1 电荷及其守恒定律2 库仑定律3 电场强度4 电势能和电势5 电势差6 电势差与电场强度的关系7 电容器与电容8 带电粒子在电场中的运动第二章恒定电流1 导体中的电场和电流2 电动势3 欧姆定律4 串联电路和并联电路5 焦耳定律6 电阻定律7 闭合电路欧姆定律8 多用电表9 实验：测定电池的电动势和内阻10 简单的逻辑电路第三章磁场1 磁现象和磁场2 磁感应强度3 几种常见的磁场4 磁场对通电导线的作用力5 磁场对运动电荷的作用力6 带电粒子在匀强磁场中的运动高中物理新课标教材·选修3-2 第四章电磁感应1 划时代的发现2 探究电磁感应的产生条件3 法拉第电磁感应定律4 楞次定律5 感生电动势和动生电动势6 互感和自感7 涡流第五章交变电流1 交变电流2 描述交变电流的物理量3 电感和电容对交变电流的影响4 变压器5 电能的输送第六章传感器1 传感器及其工作原理2 传感器的应用（一）3 传感器的应用（二）4 传感器的应用实例附一些元器件的原理和使用要点高中物理新课标教材·选修3-3 第七章分子动理论1 物体是由大量分子组成的2 分子的热运动3 分子间的作用力4 温度的温标5 内能第八章气体1 气体的等温变化2 气体的等容变化和等压变化3 理想气体的状态方程4 气体热现象的微观意义第九章物态和物态变化1 固体2 液体3 饱和汽和饱和汽压4 物态变化中的能量交换第十章热力学定律1 功和内能2 热和内能3 热力学第一定律能量守恒定律4 热力学第二定律5 热力学第二定律的微观解释6 能源和可持续发展高中物理新课标教材·选修3-4第十一章机械振动1 简谐运动2 简谐运动的描述3 简谐运动的回复力和能量4 单摆5 外力作用下的振动第十二章机械波1 波的形成和传播2 波的图象3 波长、频率和波速4 波的反射和折射5 波的衍射6 波的干涉7 多普勒效应第十三章光1 光的折射2 光的干涉3 实验：用双缝干涉测量光的波长4 光的颜色色散5 光的衍射6 波的干涉7 全反射8 激光第十四章电磁波1 电磁波的发现2 电磁振荡3 电磁波的发射和接收4 电磁波与信息化社会5 电磁波谱第十五章相对论简介1 相对论诞生2 时间和空间的相对性3 狭义相对论的其他结论4 广义相对论简介高中物理新课标教材·选修3-5 第十六章动量守恒定律1 实验：探究碰撞中的不变量2 动量守恒定律（一）3 动量守恒定律（二）4 碰撞5 反冲运动火箭6 用动量概念表示牛顿的第二定律第十七章波粒二象性1 能量量子化：物理学的新纪元2 科学的转折：光的粒子性3 崭新的一页：粒子的波动性4 概率波5 不确定的关系第十八章原子结构1 电子的发现2 原子的核式结构模型3 氢原子光谱4 玻尔的原子模型5 激光第十九章原子核1 原子核的组成2 放射性元素的衰变3 探测射线的方法4 放射性的应用与防护5 核力与结合能6 重核的裂变7 核聚变8 粒子和宇宙。

第七章分子动理论7.1物体是由大量分子组成的7.2分子的热运动导学案一、学习目标⒈知道一般分子直径和质量的数量级；⒉知道阿伏伽德罗常数的含义；⒊知道什么是布朗运动及产生的原因；⒋分子热运动与温度的关系。

二、自学填空非常学案P1P4三、预习问题1、确定分子大小的方法有哪些？分子直径的数量级是多少？分子模型有哪几种？2、怎样理解阿伏伽德罗常数？如何估算单个分子的质量和体积大小？3、什么扩散现象？扩散现象产生的原因是什么？举几个扩散的例子？4、什么是布朗运动？布朗运动的特点？布朗运动的成因？课本上的折线图是不是布朗颗粒的运动轨迹？5、布朗运动的发现和扩散现象共同说明了什么？有何重要意义？四、典型例题《常学案》P2例1、P3例2小结：P5例1、例2小结：五、提升训练A组课本P4页1、2、3、4课本P6页1、2、3B组《非常学案》P3 随堂1、2、4 《非常学案》P6 随堂1、3、5 六、课后反思教学内容：一．分子的大小。

分子直径的数量级是 m⒈ 单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。

(课本P2 实验)⒉ 利用离子显微镜测定分子的直径。

⒊ 扫描隧道显微镜（几亿倍）分子模型：方法一：球形 ，方法二：立方形二．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N A 表示此常数， N A =6.02×1023个／mol ，三．微观物理量的估算⒈ 分子的质量 = 摩尔质量 / 阿伏加德罗常数⒉ 分子的体积 = 摩尔体积 / 阿伏加德罗常数⒊ 几个常用的等式⑴ mM v V N A ==即：分子质量摩尔质量＝分子体积摩尔体积阿佛加德罗常数＝ ⑵ 分子的个数 = 摩尔数 ×阿伏加德罗常数四、扩散现象：扩散现象是指 ，扩散现象说明了 。

五、布朗运动：悬浮在液体中的微小颗粒不停地做无规则的运动。

⒈ 布朗运动的特点：⑴布朗运动是永不停息的。

高中物理第七章分子动理论1物体是由大量分子组成的练习含解析新人教版选修3311301139物体是由大量分子组成的[A 组 素养达标]1．为了减小“用油膜法估测分子的大小”的实验误差，下列方法可行的是( ) A ．用注射器取1 mL 配制好的油酸酒精溶液，共N 滴，则每滴中含有油酸1NmLB ．把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一些C ．先在浅盘中撒些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液多滴几滴在水面上D ．实验时先将一滴油酸酒精溶液滴入水中，再把痱子粉洒在水面上解析：1NmL 是一滴油酸酒精溶液的体积，乘以其中油酸的浓度才是油酸的体积，A 错误，B 正确；多滴几滴能够使测量形成油膜的油酸体积更精确些，但多滴以后会使油膜面积增大，可能使油膜这个不规则形状的一部分与浅盘的壁相接触，这样油膜就不是单分子油膜了，故C 错误；为了使油酸分子紧密排列，实验时先将痱子粉均匀洒在水面上，再把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，D 错误．答案：B2．(多选)下列说法中正确的是( ) A ．很小的物体也是由大量分子组成的B ．无论是无机物质的分子，还是有机物质的分子，其分子大小的数量级都是10－10mC ．本节中所说的“分子”，包含化学中的分子，也包括原子和离子D ．分子的质量是很小的，其数量级为10－10kg解析：物体是由大量分子组成的，故A 项正确；一些有机物质的大分子其分子大小的数量级超过10－10m ，故B 项错误；本节中把化学中的分子、原子、离子统称为分子，故C 项正确；分子质量的数量级一般为10－26kg ，故D 错误．答案：AC3．下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数( ) 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解析：对于水有：M A ＝N A ·m 0①，V A ＝N A ·V 0②，可以看出只有D 项可由①式求出N A ＝M A m 0，故D 正确，A 、B 、C 错误．答案：D4．纳米材料具有很多优越性，有着广阔的应用前景．边长为1 nm 的立方体，可容纳液态氢分子(其直径约为10－10m)的个数最接近于( )A ．102个 B ．103个 C ．106个D ．109个解析：1 nm ＝10－9m ，则边长为1 nm 的立方体的体积V ＝(10－9)3m 3＝10－27m 3；将液态氢分子看成边长为10－10m 的小立方体，则每个氢分子的体积V 0＝(10－10)3m 3＝10－30m 3，所以可容纳的液态氢分子的个数N ＝V V 0＝103个．液态氢分子可认为分子是紧挨着的，其空隙可忽略，对此题而言，建立立方体模型比球形模型运算更简洁．答案：B5．已知在标准状况下，1 mol 氢气的体积为22.4 L ，氢气分子间距约为( ) A ．10－9m B ．10－10mC ．10－11 m D ．10－8m解析：在标准状况下，1 mol 氢气的体积为22.4 L ，则每个氢气分子占据的体积V 0＝V N A＝22.4×10－36.02×1023 m 3≈3.72×10－26 m 3.按立方体估算，则每个氢气分子占据体积的边长：L ＝3V 0＝33.72×10－26 m≈3.3×10－9m ．故选A.答案：A6．若以M 表示水的摩尔质量，V m 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，N A 为阿伏加德罗常数，m 0、V 0分别表示每个水分子的质量和体积，下面四个关系式：①N A ＝V m ρm 0 ②ρ＝M N A V 0 ③m 0＝M N A ④V 0＝V mN A其中正确的是( ) A ．①和② B ．①和③ C ．③和④D ．①和④解析：对于气体，宏观量M 、V m 、ρ之间的关系式仍适用，有M ＝ρV m ，宏观量与微观量之间的质量关系也适用，有N A ＝Mm 0，所以m 0＝M N A ，③式正确；N A ＝M m 0＝ρV mm 0，①式正确；由于气体的分子间有较大的距离，V mN A求出的是一个气体分子平均占有的空间，一个气体分子的体积远远小于该空间，所以④式不正确．气体密度公式不适用于单个气体分子的计算，故②式也不正确．答案：B7．已知水银的摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A ，则水银分子的直径是( )A. B.C.6MπρN AD.M ρN A解析：1 mol 水银的体积V ＝M ρ，1个水银分子的体积V 0＝V N A ＝MρN A，把水银分子看成球体，则V 0＝16πd 3，所以d ＝，故选项A 正确．答案：A8．已知地球到月球的平均距离为384 400 km ，金原子的直径为3.48×10－9m ，金的摩尔质量为197 g/mol.若将金原子一个接一个地紧挨排列起来，筑成从地球通往月球的“分子大道”，试问：(1)该“分子大道”需要多少个原子？ (2)这些原子的总质量为多少？解析：(1)地球到月球的平均距离为384 400 km ，金原子的直径为3.48×10－9m ，故“分子大道”需要的原子数N ＝s d ＝384 400×1033.48×10－9≈1.10×1017. (2)单个原子的质量m 0＝M N A这些原子的总质量m ＝m 0N联立解得m ＝NM N A ＝1.10×1017×0.1976.02×1023kg≈3.6×10－8kg. 答案：(1)1.10×1017个 (2)3.6×10－8kg[B 组 素养提升]9．已知地球表面空气的总质量为m ，空气的平均摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，若把地球表面的空气全部液化且均匀分布在地球表面，则地球的半径将增加ΔR ，为估算ΔR ，除上述已知量之外，还需要下列哪一组物理量( )A ．地球半径RB ．液体密度ρC ．地球半径R ，空气分子的平均体积V 0D ．液体密度ρ，空气分子的平均体积V 0解析：若把空气全部液化且均匀分布在地球表面时，形成一个更大的球体，液化后的空气形成球壳的体积：V ＝43π(R ＋ΔR )3－43πR 3又：V ＝m MN A V 0联立可求ΔR 的值，故C 正确． 答案：C10．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，按照酒精与油酸体积比m ∶n 配制油酸酒精溶液．现用滴管滴取油酸酒精溶液，N 滴溶液的总体积为V .(1)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，待稳定后将油酸薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示．已知坐标纸上每个小方格面积为S ，则油膜面积为________．(2)估算油酸分子直径的表达式为________(用题目中物理量的字母表示)．解析：(1)根据坐标纸上油酸薄膜的轮廓，数出轮廓范围内正方形的个数为115(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，又因为坐标纸上每个方格面积为S ，则油膜面积为S 0＝115S .(2)设油酸的体积为V 酸，油酸酒精溶液的浓度为 V 酸V 液＝n m ＋n1滴油酸酒精溶液的体积为V 滴＝V N1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V 0＝nm ＋n ·V N则估算油酸分子直径的表达式为d ＝V 0S 0＝nV 115NS (m ＋n ). 答案：(1)115S (114S 或116S 均可) (2)nV115NS (m ＋n )11．2015年2月，美国科学家创造出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳能取代石油成为可能．假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将1.0×10－6g 的水分解为氢气和氧气．已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3、摩尔质量M ＝1.8×10－2kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1.试求：(结果均保留1位有效数字)(1)被分解的水中含有水分子的总数N ； (2)一个水分子的体积V .解析：(1)水分子数N ＝mN A M ＝1×10－6×6.0×10231.8×10－2×103≈3×1016. (2)水的摩尔体积V m ＝M ρ水分子体积V ＝V m N A ＝M ρN A＝3×10－29 m 3.答案：(1)3×1016(2)3×10－29m 3[C 组 学霸冲刺]12．已知银的密度为ρ＝10.5×103 kg/m 3，摩尔质量为M ＝107.83×10－3kg/mol ，阿伏加德罗常数为N A ＝6.02×1023mol －1.假设银导线中银原子的最外层电子全部变成自由电子，那么直径为2 mm 的导线中，每米中含有自由电子数目的数量约为多少？解析：每立方米的银导线中物质的量为10.5×103×1107.83×10－3 mol≈0.97×105mol ，原子的数目为n ＝6.02×1023×0.97×105个≈5.84×1028个，因为V ＝LS ，所以长为1 m 、直径为2 mm 的银导线中的原子数目即自由电子数目(因银原子最外层只有1个电子)n 1＝nV ＝n ·L ·S ＝n ·L ·πr 2＝5.84×1028×1×3.14×(1×10－3)2个≈1.83×1023个．答案：1.83×1023个。

1 物体是由大量分子组成的庖丁巧解牛知识·巧学一、用油膜法估测分子的大小1.估算油酸分子的大小油酸分子C17H33COOH由C17H33—和—COOH两部分构成，其中—COOH对水有很强的亲和力，当一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸在水面上散开，（当酒精溶于水并挥发后）在水面上形成一层纯油酸薄膜，其中C17H33部分冒出水面，而—COOH部分留在水面，由此油酸分子直立在水面上，形成一个单分子油膜.V 实验中只要算出一定体积（V）油酸在水面上形成的单分子油膜面积（S），即可根据d=S 算出油膜厚度，即估算出油酸分子大小.2.测一滴油酸溶液中油酸的体积将油酸稀释便于控制滴入水面的油酸量，以满足形成单分子油膜的实验条件.要知道，0.01 mL的纯酸在水面上形成的单分子油膜面积就能达到7—8 m2（实验条件的控制是实验成功的关键环节）.用注射器或滴管将事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积（例如1 mL）时的滴数,从而可算出一滴溶液中所含油酸的体积V.学法一得在实际测量中经常遇到微小量的测量，由于待测量与实际应用工具精度相差较大，可以将微小量进行累积以达到可测量的目的——积累法.积累法的应用是非常广泛的！在用刻度尺测铜丝直径时，也是采用了积累法.深化升华（1）酒精油酸溶液制好后，不易长时间放置，以免酒精挥发，导致浓度改变，产生实验误差；（2）纯油酸的体积应根据酒精溶液的浓度进行换算.3.测定油膜的体积（1）向长度为30 cm—40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，将痱子粉薄而均匀地撒在水面上；（2）用注射器（或滴管）在浅盘中央、水面上方约1 cm高处滴入一滴油酸酒精溶液；（3）待油酸在水面上散开形成的油膜稳定后，将平板玻璃盖在浅盘上，用彩笔在玻璃板上摩绘出油膜轮廓形状；（4）将玻璃板覆盖在坐标纸上，算出油膜面积S.学法一得估算方法：以坐标纸上每小格面积S0为单位面积，先数出“整”格的个数，然后再数不足“整”格的个数（多于“半”格的算一格，不足“半”格的舍去），将总格数n乘以S0，即为油膜面积，S=nS0.4.由d=V/S计算出油膜的厚度，即为待估测的油酸分子大小.深化升华对估算的结果并不要求非常准确，但结果中分子大小的数量级必须是准确的！二、分子的大小1.热力学中的“分子”的含义把做无规则热运动且遵从相同规律的原子、分子或离子统称为分子.误区警示这里所说的分子与化学中所讲的“分子”是有区别的.2.分子十分微小（1）一般分子直径的数量级是10-10m.若把两万个分子一个挨一个地紧密排列起来，约有头发丝直径那么长一点，若把一个分子放大到像芝麻那么大，则芝麻将被成比例地放大到地球那么大.（2）一般分子质量的数量级是10-26—10-27kg.（3）人们不可能用肉眼直接观察到，也无法借助光学显微镜观察到，通过离子显微镜可观察到分子的位置，用扫描隧道显微镜（放大数亿倍）可直接观察到单个分子或原子.辨析比较 在化学课中我们知道分子是保持物质化学性质的最小微粒，而在热学研究中，分子、原子、离子遵循相同的热运动规律，在热学中我们研究的是其运动规律，不必分辨它们在化学变化中起的不同作用，因此把它们通称为分子. 三、阿伏加德罗常数 1.含义阿伏加德罗常数N A =6.02×1023 mol -1，它的含义是：1 mol 的任何物质都含有相同的分子数（这里所说的分子是原子、离子和分子的统称），例如，1 mol 的氧气中含有6.02×1023个氧气分子，1 mol 的碳中含有6.02×1023个碳原子. 2.意义阿伏加德罗常数是联系宏观世界和微观世界的桥梁，在用分子动理论研究热现象时，常要寻求宏观量与微观量的关系，例如：（1）物质的摩尔质量m 与分子质量m 分关系是：m=N A m 分① （2）物质的摩尔体积V 与分子体积V 分的关系是：V=N A V 分 ② （3）物质的物质的量n 与分子数N 的关系是：n=AN N ③ 正是阿伏加德罗常数，把分子质量、分子大小和分子数这些无法直接测量的微观量跟摩尔质量、摩尔体积和物质的量这些易于测量的宏观量联系起来了，为用分子动理论定量地研究热现象提供了重要条件.深化升华 在上述三个基本关系中，式①③对固体、液体、气体都是适用的，式②只适用于固体和液体，对于气体，由于分子间距离比较大，式②中的V 分应理解为气体分子所占空间的体积，它比分子本身体积大得多.误区警示 在分子体积的理解上，常出现的问题是：误认为每个分子的体积也就是每个分子所占据的空间.这种理解对于固体和液体是正确的，而对于气体来说，就不正确了，因为气体没有一定的体积和形状，分子间平均距离比较大，所以气体分子所占据的空间，就不是气体分子的实际体积.深化升华 （1）对于液体和固体，常把分子视为紧密排列的球形分子，由球体积公式V=61πd 3，可估算出分子的直径d=3/6A N V .（2）对于气体，每个分子不是紧密排列的，在不同的状态下，一定质量的气体可以有不同的体积，一般气体分子所占据的空间数倍于气体分子体积.所以，一般情况下我们把气体分子所占据的空间视为立方体模型，由此我们可以估算出气体分子间的平均距离L=30/A N V .式中V 0是气体的摩尔体积，N A 是阿伏加德罗常数. 典题·热题知识点一 油膜法测分子直径例1 将1 cm 3的油酸溶于酒精，制成200 cm 3的油酸酒精溶液，已知1 cm 3的溶液有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油膜，已测出这一油膜的面积为0.2 m 2，由此可估算出油酸分子的直径是多少？解析:油膜法测分子直径应将分子看成小球，且紧密排列，形成的油膜为（油酸）单分子层，即油膜厚为（油酸）分子直径，先推算出油酸体积，再应用d=SV进行计算. 1 cm 3溶液中油酸体积为 V′=2001 cm 31滴溶液中油酸体积为V=501V′=1×10-4 cm 3=1×10-10 m 3由于油酸在水面上形成单分子油膜，油膜厚度即为油酸分子的直径，因此油酸分子的直径为d=SV =2.010110-⨯ m=5×10-10 m.误区警示 常见错误是将一滴油酸酒精溶液的体积当成油酸体积处理从而使测量结果偏大.例2 某种油剂的密度为8×102 kg/m 3，若不慎将0.8 kg 这种油剂漏到湖水中并形成单分子油膜，则湖面受污染面积约为（ ）A.10-3 m 2B.107 cm 2C.10 km 2D.10-10m 2解析:油滴的体积V=ρm =21088.0⨯ m 3=1×10-3 m 3湖面受污染面积S=d V =10310101--⨯ m 2=107 m 2=10 km 2. 答案：C方法归纳 这是一道典型的估算问题，首先要把在水面上尽可能充分散开的这种油剂形成的油膜视为单分子层油膜,且把形成单分子油膜的分子视为紧密排列的球形分子. 知识点二 分子微观量的估算例3 已知铜的密度为8.9×103 kg/m 3，相对原子质量为64，通过估算可知铜中每个铜原子所占的体积为（ ）A.1×10-28 m 3B.1×10-29 m 3C.1×10-26 m 3D.8×10-24 m 3解析:铜的摩尔体积V =ρM=3-3108.91064⨯⨯ m 3，每个铜原子所占的体积为 1V =A N V =233-3106.0108.91064⨯⨯⨯⨯ m 3≈1×10-29 m 3，B 项正确. 答案：B深化升华 铜的相对原子质量是64，意思是1 mol 的铜质量是64 kg=64×10-3kg ，一些同学将单位搞错，导致错误.例4 已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m 3，水的摩尔质量M mol =1.8×10-2kg/mol ，求：（1）1 cm 3水中有多少个水分子？ （2）估算一下水分子的线度是多大.解析:估算分子数或分子线度，首先要确定摩尔体积，固体、液体的摩尔体积可由物质的摩尔质量和密度求得；再者要确定分子的模型，如球形或立方块形，若知道每个分子的平均体积，则较容易求出分子线度.水的摩尔体积为V mol =ρmol M =3-2101.0101.8⨯⨯ m 3/mol=1.8×10-5 m 3/mol. （1）1 cm 3水中水分子的数目为n=mol A V N =65-2310101.8106.0⨯⨯⨯个/cm 3≈3.3×1022个/cm 3. （2）建立水分子的球模型，有61πd 3=A mol N V水分子的直径为d=36πA mol N V =323-53.14106.0101.86⨯⨯⨯⨯m≈3.9×10-10m 建立水分子的立方体模型，有 a 3=AmolN V 水分子的直径为a=3πA mol N V =323-5106.0101.8⨯⨯ m≈3.1×10-10m 由上可见，用不同模型处理水分子，得出的结果稍有不同，但数量级相同.方法归纳 这是一道估算题，主要考查估算能力、建立模型的能力，及应用数学知识解决物理问题的能力.估算题历来是得分率较低的题型之一.估算不仅仅是一个计算问题，它首先是一个物理问题，对实际问题先进行简化处理（建模），建立估算用的公式，然后才是一个将数学运用到物理中去的问题. 知识点三 阿伏加德罗常数例5 某种物质的摩尔质量为M （kg/mol ）,密度为ρ（kg/m 3），若用N A 表示阿伏加德罗常数，则（1）每个分子的质量是______________kg;（2）1 m 3的这种物质中包含的分子数目是_________________；（3）1 mol 的这种物质的体积是_________________m 3;（4）平均每个分子所占据的空间是_________________m 3.解析:（1）每个分子的质量等于摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值，即 m 0=AN M . （2）1 m 3的物质中含有的分子的物质的量为： n=ρM 1=M ρ故1 m 3的物质中含有的分子数为： nN A =MN Aρ. （3）1 mol 物质的体积，即摩尔体积V mol =ρM.（4）平均每个分子所占据的空间是摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值，即 V 0=A mol N V =AN Mρ. 答案：（1）M/N A （2）ρN A /M （3）M/ρ （4）M/ρN A方法归纳 利用阿伏加德罗常数N A 这个联系微观世界与宏观世界的桥梁，设物质的摩尔质量为M （kg/mol ），摩尔体积为V （m 3/mol ），物体的质量为m 0(kg)，体积为V 0（m 3）,该物质1个分子的体积为V 1（m 3），一个分子的质量为m 1(kg). （1）每个分子所占据的体积： V 1=AN V ①对固体、液体来说，因分子排列紧密，可忽略分子间空隙，故可认为分子所占据的体积等于每个分子的体积.②对气体来说：分子间空隙很大，不能忽略，故每个分子所占据的体积不能再认为等于每个分子的体积. （2）分子质量： m=AN M . （3）分子数： N=M m 0N A 或N=VV0 N A 分子的大小计算有两种模型：一是球形模型，其直径d=316πV ；二是立方体模型，其边长d=31V 作为分子直径数量级的估量，利用两种模型均可.对于液体和固体，可认为分子为紧密排列的球形，常取第一种模型;对于气体，由于分子间距很大，常采用第二种模型估算出一个分子所占据的体积，或估算出分子之间的距离. 知识点四 关于阿伏加德罗常数的综合应用例6 在标准状况下，空气的摩尔质量是m=29×10-3kg/mol ，则空气中气体分子的平均质量是多少？成年人做一次轻微呼吸，吸入4.5 cm 3的空气，则做一次轻微呼吸吸入空气的质量是多少？所吸入的分子个数大约是多少？解析:空气是由多种物质的分子组成的混合物，这里所计算的分子质量是平均质量，分子数是相当的分子数.可由空气的摩尔质量计算出分子的平均质量，应用标准状况下气体的摩尔体积利用比例法计算出吸入空气的质量.在标准状况下，1 mol 任何气体团都含有6.02×1023个分子，因此空气分子的平均质量为23-3106.021029⨯⨯kg≈4.82×10-26kg 由于在标准状况下任何气体的一摩尔的体积都是22.4 dm 3=2.24×104cm 3,所以4.5 cm 3的空气的质量为4-3102.24 4.51029⨯⨯⨯kg=5.83×10-6kg 4.5 cm 3的空气中含有的分子数为 6.02×1023×4102.244.5⨯（个）=1.21×1020（个）. 巧妙变式 如果告诉每次吸入香水分子的个数达到1012个,那么在200 m 3的教室里喷多少摩尔的香水，就可嗅到香水味？可将香水分子看作均匀分布在教室空间里，利用比例法，即可解出.问题 ·探究 交流讨论探究问题 “物体是由大量分子组成的”，怎样理解“大量”的含义？ 探究过程： 张小波：我认为从分子的几何尺寸的大小来理解，单分子油膜法和离子显微镜都能帮助我们弄清分子直径的数量级为10-10m ；李军：我认为从阿伏加德罗常数N A =6.02×1023 mol -1去理解，组成物体的分子是“大量的”：1 mol 的任何物质含有6.02×1023个分子，若将0.5 mol 的水（9 g ）密排成单行，可绕地球赤道30万圈.又例如在标准状况下，每立方厘米的任何气体都含有2.7×1019个分子，这个数字的巨大可以通过这样一个推算来说明：假设有一个容器的容积是1 cm 3，容器里面是绝对的真空，一个分子都没有.如果在器壁上钻一个小孔，使得在1 s 时间内可以有1亿个氧气分子进入容器，则要使容器中的氧气达到它在标准状况时的密度，所需要的时间是9 000年，可以想象分子的数目是多么的巨大. 刘丽丽：我认为从一个分子的质量的多少来体会.除包含几千个原子的有机物质的大分子外，一般分子质量的数量级为10-27—10-30. 探究结论：可以从分子的大小、质量、一般物体所含的分子数目众多三个层面进行理解. 思维发散探究问题 在“油膜法估测分子的大小”的实验中，如何撒粉？探究过程：如何撒粉，这个问题是本实验成功的关键因素.一般都是说取适量的痱子粉均匀地撒到水面上，或者说用小刀刮粉笔（主要成分是石膏），使其灰尘均匀地洒落在盘中水面上.在实验中，发现用手直接撒，根本行不通，刮粉笔灰尖效果也很差.经过思考，从农民撒农药粉的劳动中受到启发，以前农民撒农药粉也不是直接撒，而是把农药粉装在一个布袋里，然后绑在棒的一端，再用另一根棒拍打装有农药粉的布袋，这样可以做到用药较均匀，药量少而效果好.本实验同样可以这样做：用手帕（或质量较好的一层餐巾纸）包痱子粉，在水面上方轻轻拍打几下即可，解决了水面上的痱子粉要薄而均匀难操作的问题，也减轻了实验里粉尘污染严重的问题，实践表明，这样的效果极佳. 探究结论：观点一（或方法一）：用手帕（或质量较好的一层餐巾纸）包痱子粉，在水面上方轻轻拍打几下即可. 观点二（或方法二）：用很细的筛子（农村早先用到的筛面粉的筛子）盛上痱子粉，轻轻敲打即可.。

高中物理3-3课本目录
《人教版高中物理选修3-3目录》如下：
人教版高中物理选修3-3目录：第七章分子动理论
1、物体是由大量分子组成的
2、分子的热运动
3、分子间的作用力
4、温度和温标
5、内能
人教版高中物理选修3-3目录：第八章气体
1、气体的等温变化
2、气体的等容变化和等压变化
3、理想气体的状态方程
4、气体热现象的微观意义
人教版高中物理选修3-3目录：第九章固体、液体和物态变化
1、固体
2、液体
3、饱和汽与饱和汽压
4、物态变化中的能量交换
人教版高中物理选修3-3目录：第十章热力学定律
1、功和内能
2、热和内能
3、热力学第一定律能量守恒定律
4、热力学第二定律
5、热力学第二定律的微观解释
6、能源和可持续发展。