高中物理 第一章 分子动理论 1 物体是由大量分子组成的课件 教科版选修33.ppt

1物体是由大量分子组成的 第一章分子动理论 学习目标 1 知道物体是由大量分子组成的 2 知道分子的球形模型和分子直径的数量级 3 知道阿伏伽德罗常量的物理意义 数值和单位 4 知道分子之间存在空隙 内容索引 重点探究启迪思维探究重点 达标检测检测评价达标过关 自主预习预习新知夯实基础 自主预习 一 物体的组成 在热学范围内 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 往往不区分原子 分子或离子 故物体是由组成的 分子 二 分子的大小 多数分子的直径的数量级为 10 10m 三 阿伏伽德罗常量 1 定义 1mol的任何物质都含有 这个数量用 表示 2 数值 na 6 02 1023mol 1 3 意义 阿伏伽德罗常量把摩尔质量 摩尔体积这些宏观物理量与 等微观物理量联系起来了 四 分子之间存在空隙 固体 液体 气体分子间均存在 气体分子间的空隙 距离 要比分子的线度大的多 相同的分子数 阿伏伽德 罗常量 分子 质量 分子大小 空隙 判断下列说法的正误 1 所有分子直径的数量级都是10 9m 2 分子的形状为球形或立方体形状 3 分子间距离等于分子的直径 4 分子体积等于摩尔体积与阿伏伽德罗常量的比值 即学即用 答案 重点探究 一 分子的大小及模型 导学探究 答案多数分子直径的数量级为10 10m 一般把分子看做球形或立方体 通过初中物理的学习 我们知道组成物体的分子是很小的 成年人做一次深呼吸 大约能吸入1 1022个分子 那么分子到底有多小 这么小的分子又是什么形状的呢 答案 知识深化 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 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 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1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 图1 3 分子的大小 1 分子直径的数量级为10 10m 2 分子体积的数量级一般为10 29m3 3 分子质量的数量级一般为10 26kg 特别提醒对于分子模型 无论是球体还是立方体 都是一种简化的理想模型 实际的分子是有复杂结构的 在用不同的模型计算分子的大小时 所得结果会有差别 但分子直径的数量级一般都是10 10m 例1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球形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 答案 解析 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 例2现在已经有能放大数亿倍的非光学显微镜 如电子显微镜 场离子显微镜等 使得人们观察某些物质内的分子排列成为可能 如图2所示是放大倍数为3 107倍的电子显微镜拍摄的二硫化铁晶体的照片 据图可以粗略地测出二硫化铁分子体积的数量级为 m3 照片下方是用最小刻度为毫米的刻度尺测量的照片情况 答案 解析 图2 10 29 解析由题图可知 将每个二硫化铁分子看做一个立方体 四个小立方体并排边长之和为4d 4 00cm 所以平均每个小立方体的边长d 1 00cm 又因为题图是将实际大小放大了3 107倍拍摄的照片 所以二硫化铁分子的小立方体边长为 d 3 33 10 10m 所以测出的二硫化铁分子的体积为 v d3 3 33 10 10m 3 3 7 10 29m3 二 阿伏伽德罗常量 导学探究 答案 1 1mol的物质内含有多少个分子 用什么表示 答案6 02 1023个na 2 若某种物质的摩尔质量为m 摩尔体积为v 则一个分子的质量为多大 假设分子紧密排列 一个分子的体积为多大 已知阿伏伽德罗常量为na 答案 3 vmol nav0 v0为一个分子的体积 vmol为摩尔体积 对于任何物质都成立吗 答案vmol nav0仅适用于固体和液体 不适用于气体 知识深化 阿伏伽德罗常量的应用1 na的桥梁和纽带作用阿伏伽德罗常量是联系宏观世界和微观世界的一座桥梁 它把摩尔质量mmol 摩尔体积vmol 物体的质量m 物体的体积v 物体的密度 等宏观量 跟单个分子的质量m0 单个分子的体积v0等微观量联系起来 如图3所示 图3 2 常用的重要关系式 例3 多选 若以 表示氮气的摩尔质量 v表示在标准状况下氮气的摩尔体积 是在标准状况下氮气的密度 na为阿伏伽德罗常量 m v分别表示每个氮分子的质量和体积 下面四个关系式中正确的是 答案 解析 氮气分子间距离很大 nav并不等于摩尔体积v 故b d错误 答案 解析 例4已知氧气分子的质量m 5 3 10 26kg 标准状况下氧气的密度 1 43kg m3 阿伏伽德罗常量na 6 02 1023mol 1 求 1 氧气的摩尔质量 答案3 2 10 2kg mol 解析氧气的摩尔质量为m nam 6 02 1023 5 3 10 26kg mol 3 2 10 2kg mol 答案 解析 2 标准状况下氧气分子间的平均距离 答案3 3 10 9m 答案 解析 3 标准状况下1cm3的氧气中含有的氧分子数 保留两位有效数字 答案2 7 1019个 解析1cm3氧气的质量为m v 1 43 1 10 6kg 1 43 10 6kg则1cm3氧气中含有的氧分子个数 分子的两种模型 图4 达标检测 1 分子的大小及模型 多选 下列说法中正确的是a 物体是由大量分子组成的b 无论是无机物质的分子 还是有机物质的分子 其分子大小的数量级都是10 10mc 本节中所说的 分子 包含了单原子分子 多原子分子等多种意义d 分子的质量是很小的 其数量级为10 19kg 答案 1 2 3 解析 解析有些大分子特别是有机大分子的直径数量级会超过10 10m 故b错 分子质量的数量级 对一般分子来说是10 26kg 则选项d错误 1 2 3 2 阿伏伽德罗常量的应用 多选 已知某气体的摩尔体积为22 4l mol 摩尔质量为18g mol 阿伏伽德罗常量为6 02 1023mol 1 由以上数据可以估算出这种气体a 每个分子的质量b 每个分子的体积c 每个分子占据的空间d 分子之间的平均距离 答案 1 2 3 解析 解析实际上气体分子之间的距离比分子本身的直径大得多 即气体分子之间有很大空隙 故不能根据v0 计算气体分子的体积 这样算得的应是该气体每个分子所占据的空间 故b错误 c正确 1 2 3 3 阿伏伽德罗常量的应用 已知水的摩尔质量m