江苏省东海县石榴高级中学高三物理一轮复习 物质是由大量分子组成的学案

用心 爱心 专心 1 第第 1 1 课时课时 物质是由大量分子组成的物质是由大量分子组成的 知识梳理 1 分子动理论 与温度有关的现象都叫做热现象 分子动理论的基本内容是 物体是由大量分子组成的 分 子永不停息地做无规则运动 分子间存在着相互作用力 2 物体是由大量分子组成的 这里的分子是指构成物质的单元 可以是原子 离子 也可 以是分子 在热运动中它们遵从相同的规律 所以统称为分子 3 阿伏加德罗常数 NA 6 02 1023mol 1 是联系微观世界和宏观世界的桥梁 4 分子大小 质量和数量的估算 设微观量为 分子体积V0 分子直径d 分子质量m 宏观量为 物质体积V 摩尔体积V1 物质质量M 摩尔质量 物质密度 1 分子质量 AA N V N m 2 分子体积 AA 1 0 PNN V V 对气体 V0应为气体分子占据的空间大小 3 分子直径 球体模型 V d N 3 A 2 3 4 3 0 3 A 6 6 V N V d 固体 液体一般用此模型 立方体模型 3 0 Vd 气体一般用此模型 对气体 d理解为相邻分子间的平均距离 4 分子的数量 A 1 A 1 AA N V V N V M N V N M n 5 单分子油膜实验 1 用油膜法估测分子的大小时 若滴入油酸的总体积为V 散开的单分子油膜的面积为 S 则分子的直径为 若酒精油酸溶液的浓度为 1 200 用滴管向量筒中滴n滴溶 液恰为 1mL 则每滴酒精油酸溶液所含有的油酸的体积为 mL 2 在浅盘内的水面上滴入一滴酒精油酸溶液 待油酸充分散开后 将事先准备好的 的玻璃板盖在浅盘上 然后将用彩笔将 画在玻璃板上 算出油酸 的面积S 求面积时 以 cm2为单位 计算 的个数 的舍去 的算 一格 方法提示 1 微观量的估算 一般要以阿伏加德罗常数为联系桥梁对分子 原子或原子核进行有关量的 计算 2 这里建立了一个理想化模型 把分子看作是小球 所以求出的数据只在数量级上是有意义 的 固体 液体被理想化地认为各分子是一个挨一个紧密排列的 每个分子的体积就是每个 分子平均占有的空间 气体分子仍视为小球 但分子间距离较大 所以气体分子的体积远小 于每个分子平均占有的空间 每个气体分子平均占有的空间看作以相邻分子间距离为边长的 正立方体 3 数格数求面积是求不规则形状的面积的常用方法 典型例题 用心 爱心 专心 2 例 1 已知铜的摩尔质量为 M kg mol 铜的密度为 kg m3 阿伏加德罗常数为 NA mol 1 下列说法不正确的是 A 1 kg 铜所含的原子数为 M NA B 1 m3铜所含的原子数为 A MN C 1 个铜原子的质量为 A N M kg D 1 个铜原子所占的体积为 A N M m3 例 1 B 1 kg 铜所含原子数为 NA M 1 m3铜所含原子数为 M NA M NA 1 个铜原子的质量为 M NA 一个铜原子所占的体积为 A N M A N M B 选项符合题意 例 2 某气体的摩尔质量为M 摩尔体积为V 密度为 每个分子的质量和体积分别为 m 和 Vo 则阿伏加德罗常数 NA可表示为 A 0 V V NA B m V NA C m M NA D 0 V M NA 答案 BC 例 3 在标准状总值下 有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气 已知水 的密度为 求阿伏加德罗常数为NA 水的摩尔质量为MA 在标准状况下水蒸气的摩尔体积 为VA 求 1 它们中各有多少水分子 2 它们中相邻两个水分子之间的平均距离 3 分析可否求出每个分子的体积 如可以求出 写出表达式 例 3 1 A A N V V N 2 3 A A N V d 例 4 已知气泡内气体的密度为 1 29kg 3 m 平均摩尔质量为 0 29kg mol 阿伏加德罗常数 123 1002 6 molN A 取气体分子的平均直径为 10 2 10m 若气泡内的气体能完全变为 液体 请估算液体体积与原来气体体积的比值 结果保留一位有效数字 用心 爱心 专心 3 例 5 将 1 摩尔的油酸溶于酒精 制成 200 毫升的溶液 已知 1 毫升的溶液有 50 滴 取 1 滴 滴在水面上 在水面上形成 0 2 平方米的油膜 估算油酸分子的直径 解 1 cm3的溶液中 酒精溶于水后 油酸体积 V0 1 200 cm3 1 200 10 6m3 1 滴溶液中 油酸体积 v Vo 50 得油酸分子直径为 d v s 5 10 10米 例 6 在做 用油膜法估测分在大小 的实验中 有以下器材 油酸的酒精溶液 滴管 痱 子粉 浅盘及水 玻璃板 彩色笔 还缺少的器材有 实验的简要 步骤如下 A 将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上 数出轮廓内的方格数 不足半个的舍去 多余半个的算一个 再根据方格的边长丘出油膜的面积 S B 将一滴酒精油酸溶液滴在水面上 待油酸薄膜的形状稳定后 将玻璃板放在浅盘上 用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上 C 用浅盘装入约 2cm 深的水 然后用痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上 D 用公式 S V d 求出薄膜厚度 即油酸分子的直径 E 根据酒精油酸溶液的浓度 算出一滴溶液中纯油酸的体积 V F 用注射器或滴管将事先配置好的酒精油酸溶液一滴滴地滴入量筒 记下量筒内增加 一定体积时的滴数 上述实验步骤的合理顺序为 例 6 CFBAED 例 7 在做 用油膜法估测分在大小 的实验中 所用的油酸酒 精溶液的浓度为每 104ml 溶液中有纯油酸 6ml 用注射器测得 1ml 上述溶液为 50 滴 把 1 滴该溶液滴入盛水的浅盘里 待水面 稳定后 将玻璃板放在浅盘上 用笔在玻璃板上描出油酸膜的轮 廓形状 再把玻璃板放在坐标纸上 其形状如图所示 坐标纸中 正方形方格的边长为 2cm 则 油酸膜的面积是 cm2 每滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是 ml 答 案取两位有效数字 按以上实验数据估算出油酸分子的直径约为 m 答案取两位有效数字 例 7 216 10 5 5 6 10 10 同步训练 1 只要知道下列哪一组物理量 就可以估算出气体分子间的平均距离 用心 爱心 专心 4 A 阿伏加德罗常数 该气体的摩尔质量和质量 B 阿伏加德罗常数 该气体的摩尔质量和密度 C 阿伏加德罗常数 该气体的质量和体积 D 该气体的密度 体积和摩尔质量 1 B 2 假如全世界 60 亿人同时数 1 g 水的分子个数 每人每小时可以数 5000 个 不间断地数 则完成任务所需时间最接近 阿伏加德罗常数 NA取 6 1023 mol 1 A 10 年B 1 千年 C 10 万年D 1 千万年 2 C 3 在标准状况下 任何气体的摩尔体积均为 22 4L mol 水的摩尔体积为 18mL mol 则水蒸汽分子间的距离约是水分子直径的 A 1 倍 B 10 倍 C 100 倍 D 1000 倍 3 B 4 已知某种物质的密度为 摩尔质量为 阿伏加德罗常数为NA 求该物质分子的质量 分子的直径 将分子看成球形 质量为M的该物质所含的分子数目 4 1 A N m 2 A 3 3 4 N rV 3 A 6 2 N rd 3 A MN N 5 在做 用油膜法估测分子的大小 的实验时 已经准备的 器材有 油酸酒精溶液 滴管 浅盘 水 玻璃板 彩笔和 坐标纸 要完成本实验 还缺少的器材有 已知油酸酒精溶液中 油酸的体积比浓度为 0 05 1mL 这样 的溶液含 80 滴 现将 1 滴溶液滴在水面上 这滴溶液中纯油 酸的体积是 m3 用彩笔描绘出油膜的轮廓线后 印在 坐标纸上 如图 1 所示 已知坐标纸每一小格的边长为 1cm 则油膜的面积为 m2 根据上面的数据 估算油酸分子的 直径是 m 结果取一位有效数字 5 量筒 痱子粉 6 25 10 12 1 25 10 2 6 利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数 如果已知体积为V的一滴油 在水面上散开形成单分子油膜的面积为S 这种油的密度为 摩尔质量为 阿伏加德罗 常数应如何求出 6 分子体积 V0 6 1 d3 6 1 S V 3 3 3 6S V 分子质量 m0 V0 3 3 6S V 所以阿伏加德罗常数 NA 0 m M 3 3 6 V MS 7 已知金刚石的密度是 3 5 103kg m3 在一块体积为 6 4 10 8m3的纯金刚石里含有多少碳 原子 一个碳原子的质量是多少 一个碳原子的直径大约是多少 碳的摩尔质量 M 12 10 3kg mol 结果保留两位有效数字 用心 爱心 专心 5 7 1 N A N M V 1 1 1022个 2 m A N M 2 0 10 26kg 3 A N V 3 2 3 4D 8 一个房间的地面面积是 15m2 高 3m 已知空气平均摩尔质量是 2 9 10 2kg mol 通常用 空气湿度表示空气中含有的水蒸气的情况 若房间内所有水蒸气凝结成水后的体积为 10cm3 已知水的密度为 1 0 103kg m3 水的摩尔质量Mmol 1 8 10 2kg mol 标准状 况 求 1 房间内空气的质量 2 房间内有多少个水分子 3 估算一个水分子的线度是多大 保留两位有效数字 8 1 58kg 2 3 3 1025 3 3 1 10 10m 9 用放大 600 倍的显微镜观察布朗运动 在显微镜下测得小碳粒的体积为V 0 1 10 9m3 碳的密度为 2 25 103kg m3 摩尔质量为 1 2 10 2kg mol 求该小碳粒含有的碳原子 的数目 阿伏加德罗常数取 6 0 1023mol 1 9 测得的小碳粒的体积为放大后的体积 其实际体积为 3 3 9 3 m 600 10 0 1 n V V 碳的摩尔体积为 3 3 2 mol m 10 2 25 10 1 2 V 则小碳粒内的碳原子数目为 个10 5 2 10 mol V V N 10 铜的摩尔质量为 6 4 10 2 kg mol 密度为 8 9 10 3 kg m3 阿伏加德罗常数为 6 0 1023 mol 1若每个铜原子提供一个自由电子 求铜导体中自由电子的密度 保留两位 有效数字 10 8 3 1028个 11 1 某同学在用油膜法估测分子直径实验中 计算结果明显偏大 可能是由于 A 油酸未完全散开 B 油酸中含有大量的酒精 C 计算膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D 求每滴体积时 lmL 的溶液的滴数误多记了 10 滴 2 在做 用油膜法估测分子大小 的实验时 油酸酒精溶液的浓度为每 1000ml 溶液中有 用心 爱心 专心 6 纯油酸 1ml 用注射器测得 1mL 上述溶液有 200 滴 把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉 的浅盘里 待水面稳定后 测得油酸膜的近似轮廓如图所示 图中正方形小方格的边长为 1cm 则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 mL 油酸膜的面积是 cm2 根据上述数据 估测出油酸分子的直径是 nm 11 1 AC 2 5 10 6 40 0 125 12 在做 用油膜法估测分子大小 的实