1物體是由大量分子組成的學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道物體是由大量分子組成的.2.知道分子的球形模型和分子直徑的數(shù)量級.3.知道阿伏伽德羅常量的物理意義、數(shù)值和單位.4.知道分子之間存在空隙一、物體的組成在熱學(xué)范圍內(nèi)，由于原子、分子或離子遵循相同的熱運(yùn)動規(guī)律，因此在討論熱運(yùn)動時，往往不區(qū)分原子、分子或離子，故物體是由分子組成的二、分子的大小多數(shù)分子的直徑的數(shù)量級為1010m.三、阿伏伽德羅常量1定義：1mol的任何物質(zhì)都含有相同的分子數(shù)，這個數(shù)量用阿伏伽德羅常量表示2數(shù)值：NA6.021023mol1.3意義：阿伏伽德羅常量把摩爾質(zhì)量、摩爾體積這些宏觀物理量與分子質(zhì)量、分子大小等微觀物理量聯(lián)系起來了四、分子之間存在空隙固體、液體、氣體分子間均存在空隙，氣體分子間的空隙(距離)要比分子的線度大的多即學(xué)即用判斷下列說法的正誤(1)所有分子直徑的數(shù)量級都是109m()(2)分子的形狀為球形或立方體形狀()(3)分子間距離等于分子的直徑()(4)分子體積等于摩爾體積與阿伏伽德羅常量的比值()一、分子的大小及模型導(dǎo)學(xué)探究通過初中物理的學(xué)習(xí)，我們知道組成物體的分子是很小的成年人做一次深呼吸，大約能吸入11022個分子那么分子到底有多小？這么小的分子又是什么形狀的呢？答案多數(shù)分子直徑的數(shù)量級為1010m一般把分子看做球形或立方體知識深化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，因為這些微粒在熱運(yùn)動時遵從相同的規(guī)律2分子的兩種模型(1)球形模型：固體、液體中分子間距較小，可認(rèn)為分子是一個挨著一個緊密排列的球體分子體積V0和直徑d的關(guān)系為V0d3.(2)立方體模型：氣體中分子間距很大，一般建立立方體模型(如圖1所示)將每個氣體分子看成一個質(zhì)點(diǎn)，氣體分子位于立方體中心，分子占據(jù)的空間V0和分子間距離d的關(guān)系為V0d3.圖13分子的大小(1)分子直徑的數(shù)量級為1010m.(2)分子體積的數(shù)量級一般為1029m3.(3)分子質(zhì)量的數(shù)量級一般為1026kg.特別提醒對于分子模型，無論是球體還是立方體，都是一種簡化的理想模型，實際的分子是有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的，在用不同的模型計算分子的大小時，所得結(jié)果會有差別，但分子直徑的數(shù)量級一般都是1010m.例1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，實際上，分子的形狀并不真的都是球形B所有分子大小的數(shù)量級都是1010mC“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1010kg答案A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選項正確；一些有機(jī)物質(zhì)分子大小的數(shù)量級超過1010m，故B選項錯誤；“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選項錯誤；分子質(zhì)量的數(shù)量級一般為1026kg，故D選項錯誤例2現(xiàn)在已經(jīng)有能放大數(shù)億倍的非光學(xué)顯微鏡(如電子顯微鏡、場離子顯微鏡等)，使得人們觀察某些物質(zhì)內(nèi)的分子排列成為可能如圖2所示是放大倍數(shù)為3107倍的電子顯微鏡拍攝的二硫化鐵晶體的照片據(jù)圖可以粗略地測出二硫化鐵分子體積的數(shù)量級為_m3.(照片下方是用最小刻度為毫米的刻度尺測量的照片情況)圖2答案1029解析由題圖可知，將每個二硫化鐵分子看做一個立方體，四個小立方體并排邊長之和為4d4.00cm，所以平均每個小立方體的邊長d1.00cm.又因為題圖是將實際大小放大了3107倍拍攝的照片，所以二硫化鐵分子的小立方體邊長為：dm3.331010m，所以測出的二硫化鐵分子的體積為：Vd3(3.331010m)33.71029m3.二、阿伏伽德羅常量導(dǎo)學(xué)探究(1)1mol的物質(zhì)內(nèi)含有多少個分子？用什么表示？(2)若某種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，摩爾體積為V，則一個分子的質(zhì)量為多大？假設(shè)分子緊密排列，一個分子的體積為多大？(已知阿伏伽德羅常量為NA)(3)VmolNAV0(V0為一個分子的體積，Vmol為摩爾體積)，對于任何物質(zhì)都成立嗎？答案(1)6.021023個NA(2)(3)VmolNAV0僅適用于固體和液體，不適用于氣體知識深化阿伏伽德羅常量的應(yīng)用1NA的橋梁和紐帶作用阿伏伽德羅常量是聯(lián)系宏觀世界和微觀世界的一座橋梁它把摩爾質(zhì)量Mmol、摩爾體積Vmol、物體的質(zhì)量m、物體的體積V、物體的密度等宏觀量，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，如圖3所示圖3其中密度，但要切記對單個分子是沒有物理意義的2常用的重要關(guān)系式(1)分子的質(zhì)量：m0.(2)分子的體積：V0(適用于固體和液體)注意：對于氣體分子只表示每個分子所占據(jù)的空間(3)質(zhì)量為m的物體中所含有的分子數(shù)：n.(4)體積為V的物體中所含有的分子數(shù)：n.例3(多選)若以表示氮?dú)獾哪栙|(zhì)量，V表示在標(biāo)準(zhǔn)狀況下氮?dú)獾哪栿w積，是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下氮?dú)獾拿芏?，NA為阿伏伽德羅常量，m、v分別表示每個氮分子的質(zhì)量和體積，下面四個關(guān)系式中正確的是()ANABCmDv答案AC解析摩爾質(zhì)量mNAV，故NA，m，故A、C正確；氮?dú)夥肿娱g距離很大，NAv并不等于摩爾體積V，故B、D錯誤例4已知氧氣分子的質(zhì)量m5.31026kg，標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的密度1.43kg/m3，阿伏伽德羅常量NA6.021023mol1，求：(1)氧氣的摩爾質(zhì)量；(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣分子間的平均距離；(3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下1cm3的氧氣中含有的氧分子數(shù)(保留兩位有效數(shù)字)答案(1)3.2102kg/mol(2)3.3109m(3)2.71019個解析(1)氧氣的摩爾質(zhì)量為MNAm6.0210235.31026kg/mol3.2102 kg/mol.(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的摩爾體積V，所以每個氧氣分子所占空間V0.而每個氧氣分子占有的體積可以看成是棱長為a的立方體，即V0a3，則a3，am3.3109m.(3)1cm3氧氣的質(zhì)量為mV1.431106kg1.43106kg則1cm3氧氣中含有的氧分子個數(shù)N個2.71019個分子的兩種模型1球體模型：固體、液體分子可認(rèn)為是一個挨著一個緊密排列的球體，由V0及V0d3可得：d.2立方體模型：氣體中分子間距很大，一般建立立方體模型將每個氣體分子看成一個質(zhì)點(diǎn)，氣體分子位于立方體中心，如圖4所示，則立方體的邊長即為分子間距由V0及V0d3可得：d.圖41(分子的大小及模型)(多選)下列說法中正確的是()A物體是由大量分子組成的B無論是無機(jī)物質(zhì)的分子，還是有機(jī)物質(zhì)的分子，其分子大小的數(shù)量級都是1010mC本節(jié)中所說的“分子”，包含了單原子分子、多原子分子等多種意義D分子的質(zhì)量是很小的，其數(shù)量級為1019kg答案AC解析有些大分子特別是有機(jī)大分子的直徑數(shù)量級會超過1010m，故B錯；分子質(zhì)量的數(shù)量級，對一般分子來說是1026kg，則選項D錯誤2(阿伏伽德羅常量的應(yīng)用)(多選)已知某氣體的摩爾體積為22.4L/mol，摩爾質(zhì)量為 18 g/mol，阿伏伽德羅常量為6.021023mol1，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解析實際上氣體分子之間的距離比分子本身的直徑大得多，即氣體分子之間有很大空隙，故不能根據(jù)V0計算氣體分子的體積，這樣算得的應(yīng)是該氣體每個分子所占據(jù)的空間，故B錯誤，C正確；可認(rèn)為每個分子平均占據(jù)了一個小立方體空間，即為相鄰分子之間的平均距離，D正確；每個分子的質(zhì)量可由m0計算，A正確3(阿伏伽德羅常量的應(yīng)用)已知水的摩爾質(zhì)量M18103kg/mol，1 mol水中含有61023個水分子，水的密度為1103 kg/m3，試估算水分子的質(zhì)量和直徑(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)答案31026kg41010m解析水分子的質(zhì)量m0kg31026kg由水的摩爾質(zhì)量M和密度，可得水的摩爾體積V把水分子看成是一個挨一個緊密排列的小球，1個水分子的體積為V0m331029m3每個水分子的直徑為dm41010m.一、選擇題考點(diǎn)一分子的大小及模型1(多選)如果把氧氣分子看成球形，則氧氣分子直徑的數(shù)量級為()A108cmB1010cmC1010mD1015m答案AC解析分子的直徑約1010m或108cm.故選A、C.2關(guān)于分子，下列說法中正確的是()A分子的形狀要么是球形，要么是立方體B所有分子的直徑都相同C不同分子的直徑一般不同，但數(shù)量級基本一致D密度大的物質(zhì)，分子質(zhì)量一定大答案C解析分子的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，它的形狀并不真的都是球形或立方體，分子的直徑不可能都相同，但大多數(shù)分子直徑的數(shù)量級是一致的，所以C正確，A、B錯誤；密度大指相同體積質(zhì)量大，但分子個數(shù)不確定，無法比較分子質(zhì)量大小，D錯誤3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1nm的立方體，可容納液態(tài)氫分子(其直徑約為1010m)的個數(shù)最接近于()A102個B103個C106個D109個答案B解析1nm109m，則邊長為1nm的立方體的體積V(109)3m31027m3；將液態(tài)氫分子看做邊長為1010m的小立方體，則每個氫分子的體積V0(1010)3m31030m3，所以可容納的液態(tài)氫分子的個數(shù)N103個考點(diǎn)二阿伏伽德羅常量的應(yīng)用4已知在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol氫氣的體積為22.4L，氫氣分子間距約為()A109mB1010mC1011mD108m答案A解析在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol氫氣的體積為22.4L，則每個氫氣分子占據(jù)的體積V0m33.721026m3.按立方體估算，則每個氫氣分子占據(jù)體積的邊長：Lm3.3109m故選A.5從下列數(shù)據(jù)組可以算出阿伏伽德羅常量的是()A水的密度和水的摩爾質(zhì)量B水的摩爾質(zhì)量和水分子的體積C水分子的體積和水分子的質(zhì)量D水分子的質(zhì)量和水的摩爾質(zhì)量答案D解析阿伏伽德羅常量是指1mol任何物質(zhì)所含的粒子數(shù)，對固體和液體，阿伏伽德羅常量NA，或NA，選項D正確6(多選)某氣體的摩爾質(zhì)量為M，摩爾體積為V，密度為，每個分子的質(zhì)量和體積分別為m0和V0，則阿伏伽德羅常量NA可表示為()ANABNACNADNA答案BC解析氣體的體積是指氣體所充滿的容器的容積，它不等于氣體分子個數(shù)與每個氣體分子體積的乘積，所以A、D錯誤由質(zhì)量、體積、密度關(guān)系可推知B、C正確7某物質(zhì)的密度為，摩爾質(zhì)量為，阿伏伽德羅常量為NA，則單位體積該物質(zhì)中所含的分子個數(shù)為()A.B.C.D.答案D解析單個分子的質(zhì)量為m，單位體積該物質(zhì)中所含的分子個數(shù)為n，選項D正確8鉆石是首飾和高強(qiáng)度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料，設(shè)鉆石的密度為(單位為kg/m3)，摩爾質(zhì)量為M(單位為g/mol)，阿伏伽德羅常量為NA.已知1克拉0.2克則()Aa克拉鉆石所含有的分子數(shù)為Ba克拉鉆石所含有的分子數(shù)為C每個鉆石分子直徑的表達(dá)式為(單位為m)D每個鉆石分子直徑的表達(dá)式為(單位為m)答案C解析a克拉鉆石的物質(zhì)的量為n，所含分子數(shù)為NnNA，鉆石的摩爾體積為Vm(單位為m3/mol)，每個鉆石分子的體積為V0，設(shè)鉆石分子直徑為d，則V0()3，聯(lián)立解得d (單位為m)二、非選擇題9(阿伏伽德羅常量的應(yīng)用)已知空氣的摩爾質(zhì)量是M29103kgmol1，則空氣中氣體分子的平均質(zhì)量多大？成年人做一次深呼吸，約吸入450cm3的空氣，則做一次深呼吸所吸入的空氣質(zhì)量是多少？所吸入的氣體分子數(shù)是多少？(按標(biāo)準(zhǔn)狀況估算)答案4.81026kg5.8104kg1.21022個解析空氣分子的平均質(zhì)量為mkg4.81026kg成年人做一次深呼吸所吸入的空氣質(zhì)量為m29103kg5.8104kg所吸入的氣體分子數(shù)為N1.21022個10(阿伏伽德羅常量的應(yīng)用)在我國的“嫦娥奔月”工程中，科學(xué)家計算出地球到月球的平均距離L3.844105km.已知鐵的摩爾質(zhì)量5.6102kg/mol，密度7.9103 kg/m3.若把鐵的分子一個緊挨一個地單列排起來，筑成從地球通往月球的“分子大道”，試問：(NA61023mol1)(1)這條大道共需多少個鐵分子？(2)這些分子的質(zhì)量為多少？答案(1)1.361018個(2)1.26107kg解析(1)每個鐵分子可以視為直徑為d的小球，則分子體積V0d3，鐵的摩爾體積Vm，則NAV0Vm，所以V0d3dm2.831010m.這條大道需要的分子個數(shù)n個1.361018個(2)每個鐵分子的質(zhì)量mkg9.31026kg這些分子的總質(zhì)量Mnm1.3610189.31026kg1.26107kg.