高中物理 7.1 物体是由大量分子组成的课件1 新人教版选修33.ppt

第七章分子动理论 7 1物体是由大量分子组成的 1 知道物体是由大量分子组成的 2 知道分子的大小 能够用油膜法估测油酸分子的大小 3 知道阿伏加德罗常数 会用它进行相关的计算或估算 学习目标定位 学习探究区 一 用油膜法估测分子的大小 二 阿伏加德罗常数及微观量的估算 一 用油膜法估测分子的大小 实验原理 把一滴油酸 事先测出其体积v 滴在水面上 在水面上形成油酸薄膜 认为是单分子层 且把分子看成球形 油膜的厚度就是油酸分子的直径d 测出油膜面积s 则分子直径d 一 用油膜法估测分子的大小 实验器材 配制好的一定浓度的油酸酒精溶液 浅盘 痱子粉 或细石膏粉 量筒 玻璃板 彩笔 铅笔 注射器 坐标纸 一 用油膜法估测分子的大小 实验步骤 1 用注射器取出按一定比例配制好的油酸酒精溶液 缓缓推动活塞 使溶液一滴一滴地滴入量筒 记下量筒内增加一定体积v1时的滴数n 算出一滴油酸酒精溶液的体积v 再根据油酸酒精溶液中油酸的浓度 算出一滴油酸酒精溶液中的油酸体积v v 一 用油膜法估测分子的大小 2 在水平放置的浅盘中倒入约2cm深的水 然后将痱子粉 或细石膏粉 均匀地撒在水面上 再用注射器将配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上 一会儿就会在水面上形成一层形状不规则的油酸薄膜 3 待油酸薄膜稳定后 将玻璃板平放到浅盘上 然后用彩笔将油膜的形状画在玻璃板上 一 用油膜法估测分子的大小 4 将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上 算出油膜的面积s 以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位 计算轮廓内的正方形个数 不足半个的 多于半个的 5 根据测出的一滴油酸酒精溶液里油酸的体积v和油酸薄膜的面积s 可求出油膜的厚度d 则d可看做油酸分子的直径 即d 舍去 算一个 1 实验中为什么用酒精对油酸进行稀释 延伸思考 答案用酒精对油酸进行稀释有利于获取更小体积的纯油滴 这样更有利于油酸在水面上形成单分子油膜 同时酒精易挥发 不影响测量结果 一 用油膜法估测分子的大小 2 实验中为什么在水面上撒痱子粉 答案撒痱子粉后 便于观察所形成的油膜的轮廓 一 用油膜法估测分子的大小 二 阿伏加德罗常数及微观量的估算 1 阿伏加德罗常数 na 6 02 1023mol 1它是宏观世界和微观世界之间的一座桥梁 它把摩尔质量m 摩尔体积v 物质的质量m 物质的体积v 物质的密度 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 要点提炼 二 阿伏加德罗常数及微观量的估算 1 一个分子的质量 m0 2 固体 液体中每个分子的体积 v0 气体中只能求每个分子所占的空间 v0 二 阿伏加德罗常数及微观量的估算 3 质量为m的物体所含分子数 n 4 体积为v 的物体所含分子数 n 二 阿伏加德罗常数及微观量的估算 2 热学中的分子 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m 质量的数量级是10 26kg 10 10 二 阿伏加德罗常数及微观量的估算 二 阿伏加德罗常数及微观量的估算 图2 例1 在 用油膜法估测分子的大小 实验中 104ml油酸酒精溶液中有纯油酸6ml 用注射器测得1ml上述溶液中有50滴 把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里 待油膜形状稳定后 将玻璃板放在浅盘上 在玻璃板上描出油膜的轮廓 然后把玻璃板放在坐标纸上 其形状如图2所示 坐标纸中正方形小方格的边长为20mm 一 用油膜法估测分子的大小 典例精析 图2 1 油膜的面积是多少 2 每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少 3 根据上述数据 估测出油酸分子的直径 一 用油膜法估测分子的大小 典例精析 解析 1 数出在油膜轮廓范围内的格子数 面积大于半个方格的算一个 不足半个方格的舍去不算 为58个 油膜面积约为s 58 0 02 2m2 2 32 10 2m2 一 用油膜法估测分子的大小 典例精析 典例精析 答案 1 2 32 10 2m2 2 1 2 10 11m3 3 5 2 10 10m 一 用油膜法估测分子的大小 二 分子的大小 典例精析 例2 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 二 玻意耳定律的应用 典例精析 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a 三 阿伏加德罗常数的应用 典例精析 例3 乙醇 俗称酒精 的相对分子质量是46 密度是7 9 102kg m3 阿伏加德罗常数na 6 02 1023mol 1 则 1 乙醇的摩尔质量m g mol 1或m kg mol 1 解析 1 某种物质的摩尔质量用 g mol 1 做单位时 数值与其相对分子质量相同 所以乙醇的摩尔质量m 46g mol 1 4 6 10 2kg mol 1 46 4 6 10 2 三 阿伏加德罗常数的应用 典例精析 2 乙醇的摩尔体积v m3 mol 1 3 一个乙醇分子的质量m0 kg 5 8 10 5 7 6 10 26 三 阿伏加德罗常数的应用 典例精析 4 一个乙醇分子的体积v0 m3 9 6 10 29 三 阿伏加德罗常数的应用 典例精析 5 将乙醇分子看做是个球体 其直径d m 5 7 10 10 自我检测区 1 2 3 课堂要点小结 1 用油膜法估测分子的大小 为了减小 用油膜法估测分子的大小 的误差 下列方法可行的是 a 用注射器取1ml配制好的油酸酒精溶液 共可滴n滴 则每滴中含有油酸mlb 把浅盘水平放置 在浅盘里倒入一些水 使水面离盘口距离小一些c 先在浅盘中撒些痱子粉 再用注射器把油酸酒精溶液多滴几滴在水面上d 用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形 1 2 3 答案b 1 2 3 解析ml是一滴油酸酒精溶液的体积 乘以其中油酸的浓度才是油酸的体积 a项错 b项的做法是正确的 多滴几滴能够使测量形成油膜的油酸体积更精确些 但多滴以后会使油膜面积增大 可能使油膜这个不规则形状的一部分与浅盘的壁相接触 这样油膜就不是单分子油膜了 故c项错 d项中的做法没有必要 并且牙签上沾有油酸 会使油酸体积测量误差增大 2 分子的大小 纳米材料具有很多优越性 有着广阔的应用前景 边长为1nm的立方体 可容纳液态氢分子 其直径约为10 10m 的个数最接近于 a 102个b 103个c 106个d 109个 1 2 3 解析1nm 10 9m 则边长为1nm的立方体的体积v 10 9 3m3 10 27m3 将液态氢分子看做边长为10 10m的小立方体 则每个氢分子的体积v0 10 10 3m3 10 30m3 所以可容纳的液态氢分子的个数n 103 个 液态氢分子可认为分子是紧挨着的 其空隙可忽略 对此题而言 建立立方体模型比球形模型运算更简洁 答案b 1 2 3 3 阿伏加德罗常数的应用 已知某气体的摩尔体积为22 4l mol 摩尔质量为18g mol 阿伏加德罗常数为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 1 2 3 解析实际上气体分子之间的距离远比分子本身的线度大得多 即气体分子之间有很大空隙 故不能根据v0 计算分子体积 这样算得的应是该气体每个分子所占据的空间 故c正确 可认为每个分子平均占据了一个小立方体空间 即为相邻分子之间的平均距离 d正确 每个分子的质量显然可由m0 估算 a正确 答案acd 1 2 3 物体是由大量分子组成的 用油膜法估测分子的大小 油酸在水面上形成单分子油膜 油膜厚度