2019-2020学年高中物理 第一章 分子动理论 第1节 物体是由大量分子组成的课件 教科版选修3

第一章分子动理论第1节物体是由大量分子组成的第一章分子动理论1.知道物体是由大量分子组成的及分子大小(直径的大小、质量的大小)的数量级．2.知道阿伏伽德罗常量及其意义，会利用阿伏伽德罗常量进行有关的计算和估算．3.知道分子之间存在空隙．一、物体是由分子组成的1．在热学范围，由于原子、分子或离子遵循相同的热运动规律，因此在讨论热运动时，这些微粒统称为________，也可以说成宏观物体是由________组成的．2．分子是具有各种物质的化学性质的最小微粒．二、分子的大小1．除了一些有机物质的大分子外，多数分子尺寸的数量级为________m.2．一般分子质量的数量级为10－26kg.分子分子10－10三、阿伏伽德罗常量1．定义：1mol的任何物质都含有______________________，这个数量可以用_____________________来表示．2．数值：阿伏伽德罗常量通常取NA＝________________，粗略计算中可取NA＝________________________．3．意义：阿伏伽德罗常量是一个重要常数．它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与______________、_______________等微观物理量联系起来了，即阿伏伽德罗常量NA是联系宏观量与微观量的桥梁．相同的分子数NA阿伏伽德罗常量6.02×1023mol－16.0×1023mol－1分子质量分子大小四、分子之间存在空隙1．气体很容易被___________，表明气体分子之间存在很大的空隙．2．水和酒精混合后总体积会___________，表明液体分子之间也有空隙．3．给装在钢筒中的油，施加很大的压强，结果油从钢筒壁上渗出，表明固体分子之间也有空隙．总之，这些事实都说明了分子之间存在着___________．压缩减小空隙分子的大小与模型1．热学中的分子与化学上讲的不同，它是构成物质的分子、原子、离子等微粒的统称，因为这些微粒在热运动时遵从相同的规律．2．一般分子直径的数量级是10－10m.3．分子的两种模型(1)球形模型：固体、液体中分子间距较小，可认为分子是一个挨着一个紧密排列的球体．分子体积V0和直径d的关系为V0＝16πd3.(2)立方体模型：气体中分子间距很大，一般建立立方体模型(如图所示)．将每个气体分子看成一个质点，气体分子位于立方体中心，分子占据的空间V0和分子间距离d的关系为V0＝d3.关于分子，下列说法中正确的是()A．分子看做小球是分子的简化模型，实际上，分子的形状并不真的都是小球B．所有分子大小的数量级都是10－10mC．“物体是由大量分子组成的”，其中“分子”只包含分子，不包括原子和离子D．分子的质量是很小的，其数量级一般为10－10kg[解析]将分子看做小球是为研究问题方便而建立的简化模型，故A选项正确．一些有机物质的分子大小的数量级超过10－10m，故B选项错误．“物体是由大量分子组成的”，其中“分子”是分子、原子、离子的统称，故C选项错误．分子质量的数量级一般为10－26kg，故D选项错误．[答案]A1.在室温下水分子的平均间距约为3×10－10m，假定此时水分子是一个紧挨一个的，若使水完全变为同温度下的水蒸气，水蒸气的体积约为原来水体积的1600倍，此时水蒸气分子的平均间距最接近于()A．3.5×10－9mB．4.0×10－9mC．3×10－8mD．4.8×10－7m解析：选A.气体体积增大1600倍，则边长增加31600倍，故正确选项为A.阿伏伽德罗常量NA及微观量的估算1．阿伏伽德罗常量阿伏伽德罗常量是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁．在此所指的微观物理量为：分子体积V0、分子的直径d、分子的质量m0等．宏观物理量为：物体的体积V、摩尔体积Vmol、物体的质量m、摩尔质量M、物质的密度ρ等．2．阿伏伽德罗常量的应用(1)计算分子的质量：m0＝MNA＝ρVmolNA.(2)计算分子的体积：V0＝VmolNA＝MρNA.(3)计算物质所含的分子数：N＝mMNA＝ρVMNA或N＝VVmolNA＝mρVmolNA.(4)对气体分子来说，由于气体没有一定的体积和形状，气体分子间的平均距离比较大，气体分子占据的空间比每个分子的体积大得多，可以忽略每个分子的空间体积，认为每个分子占据的空间是一个紧挨一个的立方体，分子间的平均距离为立方体边长，气体分子占据的空间并非气体分子的实际体积．由此我们可以估算出气体分子间的平均距离L＝3VmolNA.式中Vmol是气体的摩尔体积，NA是阿伏伽德罗常量．(1)任何物质在任何状态下阿伏伽德罗常量相同；(2)在标准状况下，1mol气体的体积为22.4L；(3)气体分子的体积与它所占的空间体积是不同的，显然后者远大于前者．已知水的摩尔质量MA＝18×10－3kg/mol，1mol水中含有6.0×1023个水分子，试估算水分子的质量和直径．[解析]水分子的质量为m0＝MANA＝18×10－36.0×1023kg＝3.0×10－26kg由水的摩尔质量MA和密度ρ，可得水的摩尔体积，即VA＝MAρ把水分子看做是一个挨一个紧密地排列的小球，1个水分子的体积为V0＝VANA＝MAρ·NA＝18×10－31.0×103×6.0×1023m3＝3.0×10－29m3每个水分子的直径为d＝36V0π＝36×3.0×10－293.14m≈4.0×10－10m.[答案]3.0×10－26kg4.0×10－10m分析题中哪些量是宏观量，哪些量是微观量，然后通过阿伏伽德罗常量把它们联系起来，是解决此类问题的基本思路．2.据统计“酒驾”是造成交通事故的主要原因之一，交警可以通过手持式酒精测试仪很方便地检测出驾驶员呼出的气体中的酒精含量，以此判断司机是否饮用了含酒精的饮料．当司机呼出的气体中酒精含量达2.4×10－4g/L时，酒精测试仪开始报警．假设某司机呼出的气体刚好使酒精测试仪报警，并假设成人一次呼出的气体体积约为300mL，试求该司机一次呼出的气体中含有酒精分子的个数(已知酒精分子的摩尔质量为46g·mol－1，NA＝6.02×1023mol－1)．解析：该司机一次呼出气体中酒精的质量为m＝2.4×10－4×300×10－3g＝7.2×10－5g一次呼出酒精分子的个数为N＝mM·NA＝7.2×10－546×6.02×1023个≈9.42×1017个．答案：9.42×1017个