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成才之路 物理,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 選修3-3,分子動(dòng)理論,第七章,第一節(jié) 物體是由大量分子組成的,第七章,我們喝一口水大約喝下6.01023個(gè)水分子，如果動(dòng)用全世界60億人來(lái)數(shù)這些分子，每人每秒數(shù)一個(gè)，300萬(wàn)年也數(shù)不完，可見(jiàn)，分子是極小的，這么小的分子我們可以通過(guò)什么途徑估測(cè)它的大小呢？,,分子的大小,1．分子 物體是由__________組成的，在熱學(xué)中，組成物質(zhì)的微觀粒子統(tǒng)稱為________。 2．油膜法估測(cè)分子直徑 (1)原理：把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，在水面上形成油酸薄膜，認(rèn)為薄膜是由________油酸分子組成的，并把油酸分子簡(jiǎn)化成________，油膜的________認(rèn)為是油酸分子的直徑。,大量分子,分子,單層的,球形,厚度,(2)計(jì)算：如果油酸的體積為V，油膜的面積為S，則分子的直徑d＝__________。(忽略分子間的空隙) 3．分子的大小 除了一些有機(jī)物質(zhì)的大分子外，多數(shù)分子大小的數(shù)量級(jí)為________m。,10－10,阿伏加德羅常數(shù),1．概念 1mol的任何物質(zhì)都含有________粒子數(shù)，這個(gè)數(shù)量用____________常數(shù)表示。 2．?dāng)?shù)值 阿伏加德羅常數(shù)通?？扇A＝_________________，在粗略計(jì)算中可取NA＝______________。,相同的,阿伏加德羅,6.021023mol－1,6.01023mol－1,3．意義 阿伏加德羅常數(shù)是一個(gè)重要的常數(shù)，是聯(lián)系宏觀量與微觀量的橋梁，它把________、摩爾體積這些宏觀物理量與分子質(zhì)量，________等微觀物理量聯(lián)系起來(lái)。,摩爾質(zhì)量,分子大小,一、用油膜法估測(cè)分子的直徑 1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?(1)估測(cè)油酸分子的大小。 (2)學(xué)習(xí)間接測(cè)量微觀量的原理和方法。,3．實(shí)驗(yàn)器材 盛水的容器，有溶液刻度并能使油滴溶液一滴一滴下落的滴管或注射器，一個(gè)量筒，按一定的比例(一般為1200)稀釋了的油酸溶液，帶有坐標(biāo)方格的透明有機(jī)玻璃蓋板(面積略大于容器的上表面積)，少量痱子粉或石膏粉，彩筆。 4．實(shí)驗(yàn)步驟 (1)用注射器或滴管將一定容積的油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，記下量筒內(nèi)增加一定體積的滴數(shù)，求出一滴油酸溶液中所含純油酸的體積V。,式中的S是滴入水中后純油酸形成的油膜面積，其大小用數(shù)坐標(biāo)紙上對(duì)應(yīng)的格數(shù)來(lái)計(jì)算，以1cm為邊長(zhǎng)的坐標(biāo)紙上占了多少個(gè)格，其面積就是多少平方厘米，數(shù)格時(shí)，不足半個(gè)格的舍去，多于半格的算1個(gè)格。這樣就可粗略地計(jì)算出油酸分子的直徑。 6．注意事項(xiàng) (1)痱子粉不要撒得太多，只要能夠幫助看清油膜邊界即可。 (2)滴入油酸溶液時(shí)，一定要細(xì)心，不要一下滴得太多，使油膜的面積過(guò)大。,(3)待測(cè)油酸面擴(kuò)散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廊，擴(kuò)散后又收縮有兩個(gè)原因：第一是水面受油酸滴沖擊凹陷后恢復(fù)；第二是酒精揮發(fā)后液面收縮。 (4)利用坐標(biāo)紙求油膜面積時(shí)，以邊長(zhǎng)1cm的正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)時(shí)，大于半個(gè)的均算一個(gè)。 (5)當(dāng)重做實(shí)驗(yàn)時(shí)，水從盤的一側(cè)邊緣倒出，在這側(cè)面會(huì)殘留油酸，用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦去再用清水沖洗，這樣可保持盤的清潔。,7．誤差分析 (1)由于我們是采用間接測(cè)量的方式測(cè)量分子的直徑，實(shí)驗(yàn)室中配制的酒精溶液的濃度、油酸在水面展開的程度、油酸面積的計(jì)算都直接影響測(cè)量的準(zhǔn)確程度。 (2)雖然分子直徑的數(shù)量級(jí)應(yīng)在10－10m。但中學(xué)階段，對(duì)于本實(shí)驗(yàn)只要能測(cè)出油酸分子直徑的數(shù)量級(jí)在10－10m左右即可認(rèn)為是成功的。,(1)本實(shí)驗(yàn)中，在水面上撒痱子粉的作用是什么？ (2)油酸分子的形狀真的是球形嗎？排列時(shí)會(huì)一個(gè)緊挨一個(gè)嗎？ 答案：(1)使油膜的輪廓更清楚。 (2)實(shí)際分子的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，分子間有空隙，認(rèn)為分子是球形，且一個(gè)緊挨一個(gè)排列，是一種近似模型，是對(duì)問(wèn)題的簡(jiǎn)化處理。,二、宏觀量與微觀量及相互關(guān)系 1．微觀量 分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m 2．宏觀量 物體體積V、摩爾體積Vmol、物體的質(zhì)量M、摩爾質(zhì)量Mmol、物體的密度ρ,特別提醒： (1)阿伏加德羅常數(shù)NA是微觀世界的一個(gè)重要常數(shù)，是聯(lián)系微觀物理量和宏觀物理量的橋梁。 (2)固體、液體分子可視為球形，分子間緊密排列可忽略間隙。 (3)可以近似認(rèn)為氣體分子是均勻分布的，每個(gè)氣體分子占據(jù)一個(gè)正方體，其邊長(zhǎng)即為氣體分子間的距離。,(1)摩爾體積＝NA分子體積，對(duì)于任何物質(zhì)都成立嗎？ (2)為什么說(shuō)阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀和微觀的橋梁？ 答案：(1)不都成立。固體和液體分子排列比較緊密，分子間距可以忽略，但氣體分子間距較大，分子間距不能忽略，故公式只對(duì)固體和液體成立，對(duì)氣體不成立。對(duì)氣體而言應(yīng)為摩爾體積＝NA分子占據(jù)的體積。 (2)阿伏加德羅常數(shù)把摩爾質(zhì)量和摩爾體積這些宏觀量與分子質(zhì)量和分子體積這些微觀量聯(lián)系起來(lái)了，所以說(shuō)阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀和微觀的橋梁。,(煙臺(tái)市2014～2015學(xué)年高二下學(xué)期期中)在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，若所用油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中含有純油酸6mL，上述溶液為75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用筆在玻璃板上描繪出油酸膜的輪廓形狀再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標(biāo)紙中正方形方格的邊長(zhǎng)為1cm，試求：,油膜法估測(cè)分子的大小,(1)油酸膜的面積是________________cm2； (2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是______________mL； (3)按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子的直徑________________m。[(2)，(3)兩問(wèn)答案保留一位有效數(shù)字],,(河南南陽(yáng)市2014～2015學(xué)年高二下學(xué)期期中)某同學(xué)在“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，計(jì)算結(jié)果明顯偏大，可能是由于( ) A．油酸未完全散開 B．油酸中含有大量的酒精 C．計(jì)算油膜面積時(shí)不足1格的全部按1格計(jì)算 D．求每滴溶液的體積時(shí)，1mL的溶液的滴數(shù)少記了10滴 答案：AD,某種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M(kg/mol)，密度為ρ(kg/m3)，若用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則 (1)每個(gè)分子的質(zhì)量是________________kg； (2)1m3的這種物質(zhì)中包含的分子數(shù)目是________________； (3)1mol的這種物質(zhì)的體積是________________m3； (4)平均每個(gè)分子所占據(jù)的空間是________________m3。,阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用與估算,點(diǎn)評(píng)：本題所用的是利用宏觀量(摩爾質(zhì)量、摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù))求微觀量(分子質(zhì)量、分子體積)的典型計(jì)算方法，在計(jì)算過(guò)程中注意利用密度建立摩爾質(zhì)量和摩爾體積的聯(lián)系。這種計(jì)算必須要熟練掌握，還要注意計(jì)算結(jié)果是否與分子質(zhì)量的數(shù)量級(jí)(10－26kg)及直徑的數(shù)量級(jí)(10－10m)相近。,(海岳中學(xué)2014～2015學(xué)年高二下學(xué)期期末)能根據(jù)下列一組數(shù)據(jù)算出阿伏加德羅常數(shù)的是( ) A．氧氣的摩爾質(zhì)量、氧氣分子的質(zhì)量 B．水的摩爾質(zhì)量、水的密度及水分子的直徑 C．氧氣的摩爾質(zhì)量、氧氣的密度及氧氣分子的直徑 D．水分子的質(zhì)量和一杯水的質(zhì)量、體積 答案：AB,隨著“嫦娥三號(hào)”的成功發(fā)射，中國(guó)探月工程順利進(jìn)行。假設(shè)未來(lái)在月球建一間實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)a＝8m，寬b＝7m，高c＝4m，實(shí)驗(yàn)室里的空氣處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。為了估算出實(shí)驗(yàn)室里空氣分子的數(shù)目，有兩位同學(xué)各提出一個(gè)方案：,探究應(yīng)用,2014年4月19日，韓國(guó)“歲月”號(hào)客輪，由于故障而發(fā)生原油泄漏。如果泄漏的原油有9t，原油密度為9102kg/m3，海面上風(fēng)平浪靜時(shí)，這些原油造成的污染面積最大可達(dá)到多少？ 答案：1011m2,易錯(cuò)點(diǎn)：將兩種分子模型混淆,易錯(cuò)分析：本題易錯(cuò)選項(xiàng)及錯(cuò)誤原因分析如下：,