人教版高中物理选修 物体是由大量分子组成的课件.ppt

1、第一节 物体是由大量分子组成的高中物理选修高中物理选修3-33-3第七章第七章分子动理论一、分子的大小一、分子的大小 组成物质的分子是很小的，不但用肉眼不能组成物质的分子是很小的，不但用肉眼不能直接看到它们，就是用光学显微镜也看不到它们。直接看到它们，就是用光学显微镜也看不到它们。那怎么才能看到分子呢？那怎么才能看到分子呢？我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的排布图，图中的每个亮斑都是一个碳原面原子的排布图，图中的每个亮斑都是一个碳原子子.用扫描隧道显微镜（能有放大几亿倍）用扫描隧道显微镜（能有放大几亿倍）扫描隧道显微镜扫描隧道显微镜扫描隧道显微

2、镜拍摄的石墨表面原子排布图扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子排布图怎样才能知道分子的大小呢？怎样才能知道分子的大小呢？2.2.具体做法是：具体做法是：把一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上散开把一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上散开形成单分子油膜，如果把分子看成球形，单分子油形成单分子油膜，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可认为等于油膜分子的直径。膜的厚度就可认为等于油膜分子的直径。1.1.有一种粗略测定分子大小的方法叫有一种粗略测定分子大小的方法叫油膜法油膜法。那么如何才能求出单分子油膜层的厚度那么如何才能求出单分子油膜层的厚度(即分即分子直径子直径)呢？呢？1.1.先测出油酸滴的体积先测出油

3、酸滴的体积V V；2.2.测出水面上漂浮的油膜的表面积测出水面上漂浮的油膜的表面积S S；3.3.单分子油膜的厚度等于油滴体积单分子油膜的厚度等于油滴体积V V与油膜面积与油膜面积S S的的比值：比值：SVd 人教版高中物理选修-物体是由大量分子组成的人教版高中物理选修-物体是由大量分子组成的在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了理想化理想化处理，处理，请问：有哪些地方做了理想化处理？请问：有哪些地方做了理想化处理？把分子看成球形。把分子看成球形。把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层。把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层。油分子一个紧挨一个整齐排列。油分子

4、一个紧挨一个整齐排列。人教版高中物理选修-物体是由大量分子组成的人教版高中物理选修-物体是由大量分子组成的 一些数据太大或很小一些数据太大或很小,为了书写方便为了书写方便,习惯上用习惯上用科学记数法写成科学记数法写成10的乘方数的乘方数,如如 310-10m。我们。我们把把10的乘方数叫做数量级的乘方数叫做数量级,110-10m和和 910-10m，数量级都是数量级都是 10-10m。一般分子直径的数量级为一般分子直径的数量级为10-10m（除少数有机（除少数有机物大分子以外）物大分子以外）数量级数量级人教版高中物理选修-物体是由大量分子组成的人教版高中物理选修-物体是由大量分子组成的例例1

5、1：将将1cm1cm3 3油酸溶于酒精，制成油酸溶于酒精，制成200cm200cm3 3的油酸酒的油酸酒精溶液，已知精溶液，已知1cm1cm3 3溶液有溶液有5050滴，现取滴，现取1 1滴油酸酒精滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为0.2m0.2m2 2，由此可估测油酸分子直径是多少？，由此可估测油酸分子直径是多少？1滴油酸酒精的体积为滴油酸酒精的体积为1/50cm3其中含油酸体积为其中含油酸体积为10-10m3油酸膜的厚度为油酸膜的厚度为510-10

6、m人教版高中物理选修-物体是由大量分子组成的人教版高中物理选修-物体是由大量分子组成的练习练习1 1：体积是体积是1010-4-4cmcm3 3的油滴滴于水中，若展开成的油滴滴于水中，若展开成一单分子油膜，则油膜面积的数量级是一单分子油膜，则油膜面积的数量级是 （）A A10102 2cmcm2 2 B B10104 4cmcm2 2 C C10106 6cmcm2 2 D D10108 8cmcm2 2B人教版高中物理选修-物体是由大量分子组成的人教版高中物理选修-物体是由大量分子组成的dd固体、液体固体、液体小球模型小球模型ddd气体气体立方体模型立方体模型dd人教版高中物理选修-物体是由

7、大量分子组成的人教版高中物理选修-物体是由大量分子组成的分子分子分子模型：分子模型：在计算固液体分子大小时，作为一个近似在计算固液体分子大小时，作为一个近似的物理模型，可把分子看成是一小球的物理模型，可把分子看成是一小球.则：则：3432Vd对气体对气体可以把分子当作是一个小立方体，这个小立方体可以把分子当作是一个小立方体，这个小立方体的边长可以看作相当于分子间的平均距离的边长可以看作相当于分子间的平均距离.即即 3Vd（以上两式中（以上两式中d d表示分子的直径，表示分子的直径，V V表示固液体分子的体积表示固液体分子的体积或气体分子所占的空间体积或气体分子所占的空间体积.）二、阿伏加德罗常

8、数二、阿伏加德罗常数 1.1.回忆化学中学过的阿伏加德罗常数回忆化学中学过的阿伏加德罗常数.1mol 1mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数就的任何物质都含有相同的粒子数，这个数就叫阿伏加德罗常数叫阿伏加德罗常数 。例例2 2：已知水的摩尔体积是已知水的摩尔体积是1.81.81010-5-5 m m3 3/mol/mol，每个水分子，每个水分子的直径是的直径是4 41010-10-10m m，设想水分子是一个挨一个排列的，设想水分子是一个挨一个排列的，求求1 mol1 mol水中所含的水分子数。水中所含的水分子数。2.2.根据分子的大小，可以计算出阿伏加德罗常数根据分子的大小，可以计算出

9、阿伏加德罗常数 一个分子的体积：一个分子的体积：3293m103.0)2d(34V1mol1mol水中所含的水分子数：水中所含的水分子数：.32935m100.3mol/m108.1=6.01023 mol-1N=1231002.6molNA练习练习2 2：由油滴实验测得油酸分子的直径为由油滴实验测得油酸分子的直径为1.121.121010-9-9 m m，已知油酸的密度为已知油酸的密度为6.376.3710102 2 kg/m kg/m3 3，已知油酸的，已知油酸的摩尔质量为摩尔质量为282g/mol282g/mol，试求阿伏加德罗常数。，试求阿伏加德罗常数。解：设想油酸分子一个挨一个排列，

10、解：设想油酸分子一个挨一个排列，1 mol 1 mol 油酸分子的质油酸分子的质量为量为MM，密度为，密度为，油酸分子的直径为，油酸分子的直径为d d，把每个油酸分，把每个油酸分子当作小球子当作小球.则其体积为则其体积为:36dV分子1 mol1 mol油酸的体积油酸的体积 :MV 1 mol1 mol油酸所含的微粒数，即阿伏加德罗常数为油酸所含的微粒数，即阿伏加德罗常数为N NA A.361dNMA3921)1012.1(614.311037.61082.2ANNA=61023 mol-1（2 2）应用阿伏加德罗常数）应用阿伏加德罗常数A、计算物质所含的粒子数 例例3 3：求求:1cm:1c

11、m3 3水中含有的分子数水中含有的分子数(1mol(1mol水的质量水的质量是是0.018kg)0.018kg)？)(1034.31002.6108.1100.1NVVN222356A个摩微观微观 宏观宏观NA桥梁桥梁B、计算分子的质量kgNMmkgNMmAA2723326233103.31061021031061018摩氢摩水分子质量的数量级:10-26-10-27kg例4：已知:水和氢气的摩尔质量分别是1.810-2kg/mol和210-3kg/mol，求水分子和氢分子的质量（已知NA=6.01023mol-1)C、计算分子的体积AmolAmolNMNVNVV0不适用于求气体分子的体积但能

12、计算气体分子所占的空间体积随堂练习随堂练习 1 1、下列哪一组已知数据中能求出阿伏加、下列哪一组已知数据中能求出阿伏加德罗常数德罗常数 。（）A A物质分子的质量和体积物质分子的质量和体积 B B物体的质量和它的摩尔质量物体的质量和它的摩尔质量 CC物体的质量、密度和它的分子体积物体的质量、密度和它的分子体积 D D物体的摩尔体积、密度及其分子质量物体的摩尔体积、密度及其分子质量 D2.2.只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子的平均距离中分子的平均距离（）A A阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量 B

13、 B阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度 C C阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和体积阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和体积 D D该气体的密度、体积和摩尔质量该气体的密度、体积和摩尔质量B3.3.下列数据能求出阿伏加德罗常数的下列数据能求出阿伏加德罗常数的是（）是（）A.A.水的密度和水的摩尔质量水的密度和水的摩尔质量B.B.水的摩尔质量和水分子的体积水的摩尔质量和水分子的体积C.C.水分子的体积和水分子的质量水分子的体积和水分子的质量D.D.水分子的质量和水的摩尔质量水分子的质量和水的摩尔质量D4.4.水的分子量水的分子量1818，水的密度为，水的密

14、度为10103 3kg/mkg/m3 3,阿伏加德罗常数为阿伏加德罗常数为N NA A=6.02=6.0210102323个个/mol/mol，则：，则：（1 1）水的摩尔质量）水的摩尔质量M=_M=_18g/mol（2 2）水的摩尔体积）水的摩尔体积V=_V=_M/=18/1=18g/cm3 （3 3）一个水分子的质量）一个水分子的质量mm0 0=_=_M/NA=18/6.021023=2.99 10-26 kg（4 4）一个水分子的体积）一个水分子的体积V V0 0=_=_V/NA=2.99 10-23 cm3（5 5）10g10g水中含有的分子数目水中含有的分子数目N=_N=_mNA/M=3.344 1021小结小结1.一般物体中的分子数目是很大的一般物体中的分子数目是很大的.2.一般分子的质量也是很小的一般分子的质量也是很小的.一般分子质一般分子质量数量级是量数量级是10-26Kg3.阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁，通过该常数把摩尔质量、摩尔界的桥梁，通过该常数把摩尔质量、摩尔体积跟分子质量、分子大小等微观物理量体积跟分子质量、分子大小等微观物理量联系起来了联系起来了.一般分子直径的数量级为一般分子直径的数量级为10-10 m分子的模型：把分子看成球形或正方体模型。分子的模型：把分子看成球形或正方体模型。