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

第一节物体是由大量分子组成的 通过初中物理的学习我们已经知道 物体是由大量分子组成的 那么一个分子到底有多大 一滴水到底由多少个分子组成 人呼吸一次能吸入多少个分子 现在就让我们开始学习新的物理知识 哈勃望远镜使我们感受到宇宙的浩瀚 电子显微镜使我们认识到微观世界的深邃 关于宇宙和粒子 下列说法错误的是 a 天体之间和分子之间都存在着相互作用力b 电子绕原子核运动与地球绕太阳运动相似c 人类对宇宙和微观世界的探索将不断深入d 用光年表示宇宙时间 用纳米量度分子大小 答案 d 天体之间存在万有引力 物体是由分子组成的 分子之间有相互作用的引力和斥力 故a说法正确 原子是由原子核与核外电子组成的 电子绕原子核运动 地球绕太阳运动 两者相似 故b说法正确 人类对宇宙和微观世界的探索将不断深入 永无止境 所以c说法正确 用光年表示宇宙距离 用纳米量度分子大小 所以d说法不正确 一 分子的大小1 认识分子物体是由大量 组成的 分子是构成物质并保持物质化学性质的最小微粒 人们只能用放大上亿倍的扫描 才能观察到单个的分子或原子 分子 隧道显微镜 2 分子的数量级 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 2 分子的质量的数量级一般为 kg 3 分子的数目很多 1mol物质含有 个分子 10 10m 10 26 阿伏加德罗常数 二 阿伏加德罗常数1 定义 1mol物质所含有的粒子数为阿伏加德罗常数 2 数值 阿伏加德罗常数通常取na 在粗略的计算中可取na 3 意义 阿伏加德罗常数是一个重要的常数 它把摩尔质量 摩尔体积等宏观物理量与 等微观物理量联系起来了 即阿伏加德罗常数na是联系微观量与宏观量的桥梁 2 6 02 1023mol 1 6 0 1023mol 1 分子质量 分子体积 怎样理解 物体是由大量分子构成的 中的 大量 答案 1 从分子几何尺寸的大小来感受 一般地 分子尺寸的数量级为10 10m 2 从分子体积的数量级来感受 一般地 分子体积的数量级为10 29m3 3 从1mol物质中所含分子的个数来反映 大量 的数量级 1mol的任何物质都含有相同的粒子数 这个数量叫阿伏加德罗常数 na 6 02 1023mol 1 4 从一个分子的质量的多少来体会 大量 的含意 一般分子质量的数量级为10 26kg 分子模型 3 气体分子间距离较大 常是分子线度的十倍 百倍等 常把分子占据的空间视为立方体 以此来估算分子间的平均距离 4 对简化模型的理解不论把分子视为球体还是立方体 都只是一种简化的理想模型 实际的分子有复杂的内部结构 在计算分子大小时 指固体 液体分子 由于建立的模型不同 得到的结果会稍有不同 但数量级都是10 10m 特别提醒 对于固体和液体 分子并非紧密排列 只是为研究问题方便而建立分子紧密排列的模型 例1在标准状况下 水蒸气的摩尔体积是22 4 10 3m3 mol 则水蒸气分子的平均间距约是水分子直径的 a 1倍b 10倍c 100倍d 1000倍 答案 b 题后反思 气体分子并不是紧密排列的 所有分子体积之和不是气体的总体积 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的空隙 1 某种物质的摩尔质量为m kg mol 密度为 kg m3 若用na表示阿伏加德罗常数 则 1 每个分子的质量是 kg 2 1m3的这种物质中包含的分子数目是 3 1mol的这种物质的体积是 m3 4 平均每个分子所占据的空间是 m3 阿伏加德罗常数na把摩尔质量m 摩尔体积v这些宏观物理量与分子质量m0 分子体积v0等微观物理量联系起来 其关系如下 阿伏加德罗常数的应用 特别提醒 固体 液体分子可视为球形 且分子间紧密排列没有间隙 气体分子在一个正立方体的空间范围内活动 可以近似认为气体分子均匀分布 即认为每个气体分子占据一个正方体 其边长即为气体分子间的距离 例2某空旷仓库呈立方体形 其占地面积是15m2 高是3m 已知空气的平均摩尔质量是2 9 10 2kg mol 若仓库内所有水蒸气凝结成水后的体积为103cm3 已知水的密度为 1 0 103kg m3 水的摩尔质量mmol 1 8 10 2kg mol 求 1 仓库内空气的质量 2 仓库中有多少个水分子 3 估算一个水分子的线度为多大 结果保留2位有效数字 答案 1 58kg 2 3 3 1025个 3 3 9 10 10m或3 1 10 10m 例3水的相对分子质量是18 水的密度是 1 0 103kg m3 阿伏加德罗常数na 6 02 1023mol 1 求 1 水分子的质量 2 全世界的人 50亿人 分一瓶水 500g 每人可分得的水分子个数 3 一小注射器 2ml 盛的水 若水分子一个挨一个排列成一条线 可绕地球多少圈 设地球赤道周长为4 104km 答案 1 3 0 10 26kg 2 3 4 1015个 3 6 5 105圈 答案 c 固体 液体分子质量为m0 则c正确 a中根据铜的质量和体积 能求出铜的密度 不能求得铜分子质量 故a错误 根据铜的密度和体积 能求出铜的质量 但不能求得铜的分子数 也就求不出铜分子质量 故b错误 根据铜的摩尔体积和质量 不能求得铜的分子数 也就求不