第七章分子動理論第七章分子動理論第一節(jié)物體是由大量分子組成的第一節(jié)物體是由大量分子組成的 欄目鏈接欄目鏈接掃描隧道顯微鏡掃描隧道顯微鏡掃描隧道顯微鏡是掃描隧道顯微鏡是20世紀(jì)世紀(jì)80年代初發(fā)展起來的一種年代初發(fā)展起來的一種顯微鏡，其分辨本領(lǐng)是目前各種顯微鏡中最高的：橫向顯微鏡，其分辨本領(lǐng)是目前各種顯微鏡中最高的：橫向分辨本領(lǐng)為分辨本領(lǐng)為0.10.2 nm，深度分辨本領(lǐng)為，深度分辨本領(lǐng)為0.01 nm.它的它的高分辨本領(lǐng)可以清晰地展示直徑大約為高分辨本領(lǐng)可以清晰地展示直徑大約為1010 m尺度的尺度的單個原子單個原子(或分子或分子)，使人類實(shí)現(xiàn)了直接看到微小的原子，使人類實(shí)現(xiàn)了直接看到微小的原子的理想的理想 欄目鏈接欄目鏈接掃描隧道顯微鏡的工作原理與通常的光學(xué)顯微鏡工掃描隧道顯微鏡的工作原理與通常的光學(xué)顯微鏡工作原理截然不同，它是應(yīng)用量子力學(xué)中的作原理截然不同，它是應(yīng)用量子力學(xué)中的“隧道效應(yīng)隧道效應(yīng)”來觀察物質(zhì)的原子來觀察物質(zhì)的原子(分子分子)的的 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接1把分子看作小球，這是分子的簡化模型實(shí)際上，把分子看作小球，這是分子的簡化模型實(shí)際上，分子有著復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并不是小球測量結(jié)果表明，分子有著復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并不是小球測量結(jié)果表明，除了一些有機(jī)大分子外，多數(shù)分子尺寸的數(shù)量級為除了一些有機(jī)大分子外，多數(shù)分子尺寸的數(shù)量級為_21 mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)，這個數(shù)量的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)，這個數(shù)量用用_表示，這個常數(shù)的數(shù)值是表示，這個常數(shù)的數(shù)值是_1010 m阿伏加德羅常數(shù)阿伏加德羅常數(shù)6.021023 mol1 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接要點(diǎn)一要點(diǎn)一 分子的大小分子的大小 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接不同的物質(zhì)形態(tài)其分子的排布也有區(qū)別，對固體不同的物質(zhì)形態(tài)其分子的排布也有區(qū)別，對固體和液體而言，可以認(rèn)為分子是一個挨著一個排列和液體而言，可以認(rèn)為分子是一個挨著一個排列的我們可以用不同的方法測出分子的大小的我們可以用不同的方法測出分子的大小氣體分子間距離較大，常是分子線度的十倍、百氣體分子間距離較大，常是分子線度的十倍、百倍等，常把分子占據(jù)的空間視為立方體，以此來估算倍等，常把分子占據(jù)的空間視為立方體，以此來估算分子間的平均距離分子間的平均距離 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接4實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟(1)用注射器或滴管將教師事先配制好的酒精油酸溶液用注射器或滴管將教師事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)增加一定體積一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)增加一定體積(例如例如1 mL)時的滴數(shù)時的滴數(shù)(2)實(shí)驗(yàn)時先往邊長為實(shí)驗(yàn)時先往邊長為3040 cm的淺盤里倒入約的淺盤里倒入約2 cm深深的水，然后將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上，再用注射的水，然后將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上，再用注射器或滴管將教師事先配制好的酒精油酸溶液滴在水面上一滴，器或滴管將教師事先配制好的酒精油酸溶液滴在水面上一滴，形成如左欄下圖所示的形狀，待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將形成如左欄下圖所示的形狀，待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板事先準(zhǔn)備好的玻璃板(或有機(jī)玻璃板或有機(jī)玻璃板)放在淺盤上，然后將油放在淺盤上，然后將油酸膜的形狀用彩筆畫在玻璃板上酸膜的形狀用彩筆畫在玻璃板上 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接5注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)(1)油酸溶液配制后不要長時間放置，以免改變濃度油酸溶液配制后不要長時間放置，以免改變濃度產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差(2)實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)練習(xí)好滴法實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)練習(xí)好滴法(3)待測油酸面擴(kuò)散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓，待測油酸面擴(kuò)散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓，擴(kuò)散后又收縮有兩個原因：一是水面受油酸滴沖擊凹陷擴(kuò)散后又收縮有兩個原因：一是水面受油酸滴沖擊凹陷后恢復(fù)；二是酒精揮發(fā)后液面收縮后恢復(fù)；二是酒精揮發(fā)后液面收縮 欄目鏈接欄目鏈接(4)當(dāng)重做實(shí)驗(yàn)時，從水盤的一側(cè)邊緣倒出，在這側(cè)當(dāng)重做實(shí)驗(yàn)時，從水盤的一側(cè)邊緣倒出，在這側(cè)面會殘留油酸，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦去，面會殘留油酸，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦去，再用清水沖洗，這樣可保持盤的清潔再用清水沖洗，這樣可保持盤的清潔(5)從盤的中央加痱子粉，使粉自動擴(kuò)散至均勻，比從盤的中央加痱子粉，使粉自動擴(kuò)散至均勻，比在水面上撒粉的效果好在水面上撒粉的效果好(6)本實(shí)驗(yàn)只要求估算分子大小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)量級符本實(shí)驗(yàn)只要求估算分子大小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)量級符合要求即可合要求即可 欄目鏈接欄目鏈接在在“油膜法估測油酸分子的大小油膜法估測油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，有下實(shí)驗(yàn)中，有下列實(shí)驗(yàn)步驟：列實(shí)驗(yàn)步驟：往邊長約為往邊長約為40 cm的淺盤里倒入約的淺盤里倒入約2 cm深的水待深的水待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上用注射用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定狀穩(wěn)定將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大小直徑的大小 欄目鏈接欄目鏈接用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù)，由此滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù)，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積計算出一滴油酸酒精溶液的體積將玻璃板放在淺盤上，將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上完成下列填空：完成下列填空：(1)上述步驟中，正確的順序是上述步驟中，正確的順序是_(填寫填寫步驟前面的數(shù)字步驟前面的數(shù)字) 欄目鏈接欄目鏈接(2)將將1 cm3的油酸溶于酒精，制成的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精的油酸酒精溶液；測得溶液；測得1 cm3的油酸酒精溶液有的油酸酒精溶液有50滴現(xiàn)取一滴該油滴現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測得所形成的油膜的面積是酸酒精溶液滴在水面上，測得所形成的油膜的面積是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直徑為由此估算出油酸分子的直徑為_m(結(jié)果保留結(jié)果保留1位有效數(shù)字位有效數(shù)字) 欄目鏈接欄目鏈接變變 式式遷遷 移移1用油膜法估測分子的大小、方法及步驟如下：用油膜法估測分子的大小、方法及步驟如下：向體積向體積V油油1 mL的油酸中加酒精，直至總量達(dá)到的油酸中加酒精，直至總量達(dá)到V總總500 mL；用注射器吸取用注射器吸取中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當(dāng)?shù)稳氲稳胄×客仓?，?dāng)?shù)稳雗100滴時，測得其體積恰好是滴時，測得其體積恰好是V0100 mL；先往邊長為先往邊長為30 cm40 cm的淺盤里倒入的淺盤里倒入2 cm深的水，深的水，然后將然后將_均勻地撒在水面上；均勻地撒在水面上； 欄目鏈接欄目鏈接變變 式式遷遷 移移用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀玻璃板上描下油酸膜的形狀；將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，如圖所將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，如圖所示，數(shù)出輪廓范圍內(nèi)小方格的個數(shù)示，數(shù)出輪廓范圍內(nèi)小方格的個數(shù)N，小方格的邊長，小方格的邊長l20 mm. 欄目鏈接欄目鏈接變變 式式遷遷 移移根據(jù)以上信息，回答下列問題根據(jù)以上信息，回答下列問題：(1)步驟步驟中應(yīng)填寫：中應(yīng)填寫：_；(2)1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V_mL；(3)油酸分子直徑是油酸分子直徑是 _m.分析：分析：(1)了解實(shí)驗(yàn)的具體操作，明確痱子粉或石膏粉了解實(shí)驗(yàn)的具體操作，明確痱子粉或石膏粉的作用；的作用；(2)根據(jù)濃度按比例算出純油酸的體積；根據(jù)濃度按比例算出純油酸的體積； 欄目鏈接欄目鏈接變變 式式遷遷 移移(3)根據(jù)所畫出的油膜面積輪廓，在所圍成的小正方根據(jù)所畫出的油膜面積輪廓，在所圍成的小正方形中不足半個舍去，多于半個的算一個，統(tǒng)計出油酸薄膜形中不足半個舍去，多于半個的算一個，統(tǒng)計出油酸薄膜的面積則用的面積則用1滴此溶液的體積除以滴此溶液的體積除以1滴此溶液的面積，恰滴此溶液的面積，恰好就是油酸分子的直徑好就是油酸分子的直徑解析：解析：(1)在該實(shí)驗(yàn)中，由于油酸薄膜的邊緣在水中在該實(shí)驗(yàn)中，由于油酸薄膜的邊緣在水中不易觀察和畫出，因此淺盤中倒入水后，將痱子粉或石膏不易觀察和畫出，因此淺盤中倒入水后，將痱子粉或石膏粉均勻撒在水面上，以便于操作粉均勻撒在水面上，以便于操作 欄目鏈接欄目鏈接變變 式式遷遷 移移 欄目鏈接欄目鏈接變變 式式遷遷 移移 欄目鏈接欄目鏈接要點(diǎn)二要點(diǎn)二 阿伏加德羅常數(shù)阿伏加德羅常數(shù)1阿伏加德羅常數(shù)阿伏加德羅常數(shù)NA6.021023 mol1.阿伏加德羅常數(shù)的含義：阿伏加德羅常數(shù)的含義：1摩爾的任何物質(zhì)含有摩爾的任何物質(zhì)含有的微粒數(shù)相同，這個數(shù)叫阿伏加德羅常數(shù)其值是的微粒數(shù)相同，這個數(shù)叫阿伏加德羅常數(shù)其值是6.021023 mol1，這個數(shù)常用，這個數(shù)常用NA表示，是微觀世界表示，是微觀世界的一個重要常數(shù)，是聯(lián)系微觀物理量和宏觀物理量的的一個重要常數(shù)，是聯(lián)系微觀物理量和宏觀物理量的橋梁橋梁 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接標(biāo)準(zhǔn)狀況下，空氣的摩爾體積為標(biāo)準(zhǔn)狀況下，空氣的摩爾體積為V22.4 L/mol，已，已知阿伏加德羅常數(shù)為知阿伏加德羅常數(shù)為6.021023 mol1.(1)估算空氣分子間的距離；估算空氣分子間的距離；(2)已知潛水員在岸上和在海底吸入空氣的密度分別已知潛水員在岸上和在海底吸入空氣的密度分別為為1.3 kg/m3和和2.1 kg/m3，空氣的摩爾質(zhì)量為，空氣的摩爾質(zhì)量為0.029 kg/mol，若潛水員呼吸一次吸入若潛水員呼吸一次吸入2 L空氣，試估算潛水員在海底比空氣，試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)(結(jié)果保留結(jié)果保留1位有位有效數(shù)字效數(shù)字) 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接變變 式式遷遷 移移2清晨，湖中荷葉上有一滴約為清晨，湖中荷葉上有一滴約為0.1 cm3的水珠，已的水珠，已知水的密度知水的密度1.0103 kg/m3，水的摩爾質(zhì)量，水的摩爾質(zhì)量M1.8102 kg/mol，試估算：，試估算：(1)這滴水珠中約含有多少水分子？這滴水珠中約含有多少水分子？(2)一個水分子的直徑有多大？一個水分子的直徑有多大？(以上計算結(jié)果保留以上計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字位有效數(shù)字) 欄目鏈接欄目鏈接變變 式式遷遷 移移 欄目鏈接欄目鏈接