第七章分 子 動 理 論目標(biāo)定位1.知道物體是由大量分子組成的.2.知道分子的大小，能夠用油膜法估測油酸分子的大小.3.知道阿伏加德羅常數(shù)，會用它進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算或估算.學(xué)案1物體是由大量分子組成的知識探究自我檢測一、用油膜法估測分子的大小知識探究1.實(shí)驗(yàn)原理把一滴油酸(事先測出其體積V)滴在水面上，在水面上形成油酸薄膜，認(rèn)為是單分子層，且把分子看成球形.油膜的厚度就是油酸分子的直徑d，測出油膜面積S，則分子直徑 d .2.實(shí)驗(yàn)器材配制好的一定濃度的油酸酒精溶液、淺盤、痱子粉(或細(xì)石膏粉)、 、量筒、玻璃板、彩筆、 .3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)用注射器取出按一定比例配制好的油酸酒精溶液，緩緩?fù)苿踊钊?，使溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒?nèi)增加一定體積V1時的滴數(shù)n，算出一滴油酸酒精溶液的體積V .再根據(jù)油酸酒精溶液中油酸的濃度，算出一滴油酸酒精溶液中的油酸體積V .注射器坐標(biāo)紙V(2)在水平放置的淺盤中倒入約2 cm深的水，然后將痱子粉(或細(xì)石膏粉)均勻地撒在水面上，再用注射器將配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上.(3)待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板平放到淺盤上，然后用彩筆將油酸膜的形狀畫在玻璃板上.(4)將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油膜的面積S(以坐標(biāo)紙上邊長為1 cm的正方形為單位，計(jì)算輪廓范圍內(nèi)的正方形個數(shù)，不足半個的 ，多于半個的).(5)油膜的厚度d可看做油酸分子的直徑，即d .舍去算一個延伸思考1.實(shí)驗(yàn)中為什么用酒精對油酸進(jìn)行稀釋？答案用酒精對油酸進(jìn)行稀釋是為了獲取更小體積的純油酸，這樣更有利于油酸在水面上形成單分子油膜.同時酒精易揮發(fā)，不影響測量結(jié)果.2.實(shí)驗(yàn)中為什么在水面上撒痱子粉？答案撒痱子粉后，便于觀察所形成的油膜的輪廓.二、阿伏加德羅常數(shù)及微觀量的估算1.阿伏加德羅常數(shù)：NA6.021023 mol1它是宏觀世界和微觀世界之間的一座橋梁.它把摩爾質(zhì)量M、摩爾體積V、物質(zhì)的質(zhì)量m、物質(zhì)的體積V、物質(zhì)的密度等宏觀量，跟單個分子的質(zhì)量m0、單個分子的體積V0等微觀量聯(lián)系起來.2.熱學(xué)中的分子(1)熱學(xué)中的分子與化學(xué)上講的不同，它是構(gòu)成物質(zhì)的分子、原子、離子等微粒的統(tǒng)稱，因?yàn)檫@些微粒在熱運(yùn)動時遵從相同的規(guī)律.(2)一般分子大小的數(shù)量級是 m，質(zhì)量的數(shù)量級是1026 kg.1010圖1典例精析一、用油膜法估測分子的大小例1在做“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，104 mL油酸酒精溶液中有純油酸6 mL.用注射器測得1 mL上述溶液中有50滴.把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待油膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，然后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀如圖2所示，坐標(biāo)紙中正方形小方格的邊長為20 mm.圖2(1)油膜的面積是多少？解析數(shù)出在油膜輪廓范圍內(nèi)的格子數(shù)(面積大于半個方格的算一個，不足半個方格的舍去不算)為58個，油膜面積約為S58(0.02)2 m22.32102 m2.答案2.32102 m2(2)每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少？答案1.21011 m3(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估算出油酸分子的直徑.答案5.21010 m二、分子的大小例2關(guān)于分子，下列說法中正確的是()A.分子看做小球是分子的簡化模型，實(shí)際上，分子的形狀并不真的都是小球B.所有分子大小的數(shù)量級都是1010 mC.“物體是由大量分子組成的”，其中“分子”只包含分子，不包括原子和離子D.分子的質(zhì)量是很小的，其數(shù)量級一般為1010 kg解析將分子看做小球是為研究問題方便而建立的簡化模型，故A選項(xiàng)正確.一些有機(jī)物質(zhì)的分子大小的數(shù)量級超過1010 m，故B選項(xiàng)錯誤.“物體是由大量分子組成的”，其中“分子”是分子、原子、離子的統(tǒng)稱，故C選項(xiàng)錯誤.分子質(zhì)量的數(shù)量級一般為1026 kg，故D選項(xiàng)錯誤.答案A三、阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用例3水的分子量是18 gmol1，水的密度1.0103 kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)NA6.021023 mol1，則：(1)水的摩爾質(zhì)量M gmol1或M kgmol1，水的摩爾體積Vmol m3mol1.解析某種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量用“gmol1”作單位時，其數(shù)值與該種物質(zhì)的分子量相同，所以水的摩爾質(zhì)量M18 gmol1.如果摩爾質(zhì)量用國際單位制的單位“kgmol1”，就要換算成M1.8102 kgmol1.答案181.81021.8105(2)水分子的質(zhì)量m0 kg，水分子的體積V m3.(保留一位有效數(shù)字)3102631029(3)將水分子看做球體，其直徑d m(保留一位有效數(shù)字)，一般分子直徑的數(shù)量級是 m.水分子直徑410101010解析36 g水中所含水分子的個數(shù)(4)36 g水中所含水分子個數(shù)n 個.1.21024解析1 cm3的水中水分子的個數(shù)為(5)1 cm3的水中所含水分子個數(shù)n 個.3.31022自我檢測C.先在淺盤中撒些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液多滴幾滴在水面上D.用牙簽把水面上的油膜盡量撥弄成矩形B項(xiàng)的做法是正確的；多滴幾滴能夠使測量形成油膜的油酸體積更精確些，但多滴以后會使油膜面積增大，可能使油膜這個不規(guī)則形狀的一部分與淺盤的壁相接觸，這樣油膜就不是單分子油膜了，故C項(xiàng)錯；D項(xiàng)中的做法沒有必要，并且牙簽上沾有油酸，會使油酸體積測量誤差增大.答案B2.(用油膜法估測分子的大小)把體積為V1(mL)的油酸倒入適量的酒精中，稀釋成V2(mL)的油酸酒精溶液，測出1 mL油酸酒精溶液共有N滴；取一滴溶液滴入水中，最終在水中形成面積為S(cm2)的單分子層油膜，則該油酸分子的直徑大約為()答案D3.(分子的大小)納米材料具有很多優(yōu)越性，有著廣闊的應(yīng)用前景.邊長為1 nm的立方體，可容納液態(tài)氫分子(其直徑約為1010 m)的個數(shù)最接近于()A.102個 B.103個C.106個 D.109個4.(阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用)已知某氣體的摩爾體積為22.4 L/mol，摩爾質(zhì)量為 18 g/mol，阿伏加德羅常數(shù)為 6.021023 mol1，由以上數(shù)據(jù)可以估算出這種氣體()A.每個分子的質(zhì)量 B.每個分子的體積C.每個分子占據(jù)的空間 D.分子之間的平均距離答案ACD課堂要點(diǎn)小結(jié)