高二物理选修3-3-7.1物体是由大量分子组成 ppt课件

1、第七章第七章 选修选修33热学中所说的分子与化学中所说的分子不同：热学中所说的分子与化学中所说的分子不同： 化学中讲的分子是：具有各种物质的化化学中讲的分子是：具有各种物质的化学性质的最小微粒。学性质的最小微粒。 实践上构成物质的单元是多种多样的，实践上构成物质的单元是多种多样的，或是原子如金属或是离子盐类或是分或是原子如金属或是离子盐类或是分子如有机物。子如有机物。 在热学中，由于原子、离子、分子这些微在热学中，由于原子、离子、分子这些微粒做热运动时服从一样的规律，通常统称为分粒做热运动时服从一样的规律，通常统称为分子。子。 一、分子的大小一、分子的大小 组成物质的分子是很小的，不但用肉眼不

2、能组成物质的分子是很小的，不但用肉眼不能直接看到它们，就是用光学显微镜也看不到它们。直接看到它们，就是用光学显微镜也看不到它们。 那怎样才干看到分子呢？那怎样才干看到分子呢？ 扫描隧道显微镜扫描隧道显微镜能放大几亿倍！能放大几亿倍！扫描隧道显微镜，扫描隧道显微镜，1982年用此人类才年用此人类才观测到物质外表原观测到物质外表原子的陈列子的陈列 我国科学家我国科学家用扫描隧道显用扫描隧道显微镜拍摄的石微镜拍摄的石墨外表原子的墨外表原子的排布图，排布图， 图中的每个图中的每个亮斑都是一个亮斑都是一个碳原子碳原子. dd固体、液体固体、液体小球模型小球模型ddd气体气体立方体模型立方体模型dd实践分

3、子的构造是复杂的，单个分子可看实践分子的构造是复杂的，单个分子可看作小球也可看作立方体作小球也可看作立方体 小球模型：在计算固、液体分子大小时，作为一个近似小球模型：在计算固、液体分子大小时，作为一个近似的物理模型，可把分子看成是一小球的物理模型，可把分子看成是一小球. .那么：那么：306Vd 立方体模型：对气体可以把分子当作是一个小立方立方体模型：对气体可以把分子当作是一个小立方体，这个小立方体的边长可以看作相当于分子间的平体，这个小立方体的边长可以看作相当于分子间的平均间隔均间隔. .即即 3占Vd 分子直径分子直径 气体分子间的气体分子间的平均间隔平均间隔怎样才干知道分子的大小呢？怎样

4、才干知道分子的大小呢？2.详细做法是：详细做法是： 把一滴稀释的油酸滴到水面上，油酸在水面上散开构成单分子油膜，把一滴稀释的油酸滴到水面上，油酸在水面上散开构成单分子油膜，假设把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可以为等于油膜分子的直径假设把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可以为等于油膜分子的直径.1.有一种粗略测定分子大小的方法叫油膜法有一种粗略测定分子大小的方法叫油膜法. 在用油膜法测定分子的直径时，实践上做在用油膜法测定分子的直径时，实践上做了理想化处置。了理想化处置。把分子看成球形把分子看成球形. . 把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层. .油分子一

5、个紧挨一个整齐陈列油分子一个紧挨一个整齐陈列; ;d-单分子油酸的直径单分子油酸的直径V-一滴油酸分子的体积一滴油酸分子的体积=S-一滴油酸分子的面积一滴油酸分子的面积 油酸酒精浓度总滴数油酸酒精总体积水水油酸分子油酸分子d互补法互补法SVd 油酸分子油酸分子d 例：知体积例：知体积V=1mm3V=1mm3的一滴油，在水面上构成面积的一滴油，在水面上构成面积S=3.5m2S=3.5m2的油膜，那么这种油分子的直径的油膜，那么这种油分子的直径d d为多少为多少m m？ 油膜法估算分子直径公式油膜法估算分子直径公式VdS931021 102.9 103.5mmm分子直径的数量分子直径的数量级级10

6、-10m1 1、体积是、体积是10-4cm310-4cm3的油滴滴于水中，假设展的油滴滴于水中，假设展开成一单分子油膜，那么油膜面积的数量级是开成一单分子油膜，那么油膜面积的数量级是 A A102cm2 B102cm2 B104cm2 104cm2 C C106cm2 D106cm2 D108cm2108cm2【课堂练习】【课堂练习】B242103410101010cmcmcmdVs一、分子的大小一、分子的大小分子直径的数量级为分子直径的数量级为1010 m二、阿伏加德罗常数二、阿伏加德罗常数 1 mol 1 mol的任何物质都含有一样的粒子数的任何物质都含有一样的粒子数 以水分子为例，知道了

7、分子的大小就可以估算以水分子为例，知道了分子的大小就可以估算阿伏加德罗常数。阿伏加德罗常数。 1、知每个水分子的直径是、知每个水分子的直径是 ，每个，每个分子的体积约为多少？分子的体积约为多少？ 2、我们还知道水的摩尔体积是、我们还知道水的摩尔体积是 假设水分子是一个挨一个地陈列的，那么假设水分子是一个挨一个地陈列的，那么1mol水水所含的水分子数是多少？所含的水分子数是多少？【思索与讨论】【思索与讨论】m10-104molm /108 . 135 -一个水分子的体积：一个水分子的体积：32930103.361mdV1 mol1 mol水中所含的水分子数：水中所含的水分子数： 12332935

8、0104 . 5m103 . 3mol/m108 . 1molVVNmol123mol1002. 6AN估算值估算值微观量：分子的质量、分子的体积、分子的直径微观量：分子的质量、分子的体积、分子的直径宏观量：物体的体积、物体的质量、物质的密度、宏观量：物体的体积、物体的质量、物质的密度、 摩尔质量、摩尔体积摩尔质量、摩尔体积 NA=6.02 NA=6.0210 23 / mol10 23 / mol这个数特别宏大：这个数特别宏大： 1mol 1mol水的的质量是水的的质量是181810-10-3Kg3Kg，也就相当我们喝一口水的质量，假设全世，也就相当我们喝一口水的质量，假设全世界界6060亿

9、人同时来数这些水分子，每人亿人同时来数这些水分子，每人1 1秒钟数一秒钟数一个，个，300300万年也数不完。万年也数不完。二、阿伏加德罗常数二、阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数是联络微观量和宏观量的桥梁阿伏加德罗常数是联络微观量和宏观量的桥梁微观微观 宏观宏观NA桥梁桥梁微观量的估算方法微观量的估算方法1 1、固体或者液体分子的估算方法：、固体或者液体分子的估算方法： 对固体或液体来说，分子间隙数量级远小对固体或液体来说，分子间隙数量级远小于分子大小的数量级，所以可以近似以为分子于分子大小的数量级，所以可以近似以为分子严密陈列，据这一理想化模型，严密陈列，据这一理想化模型，1mol1mol任何固

10、体任何固体或液体都含有或液体都含有NANA个分子，其摩尔体积个分子，其摩尔体积VmolVmol可以可以以为是以为是NANA个分子体积的总和。个分子体积的总和。AmolAmolNMNVV0分子体积：分子体积：分子质量：分子质量：AmolAmolNVNMm0微观量的估算方法微观量的估算方法2 2、气体分子间平均间隔的估算：、气体分子间平均间隔的估算：气体分子间的间隙不能忽略，想象气体分气体分子间的间隙不能忽略，想象气体分子平均分布，且每个气体分子平均占有的子平均分布，且每个气体分子平均占有的空间想象成一个小立方体，据这一微观模空间想象成一个小立方体，据这一微观模型，气体分子间的间隔就等于小立方体的

11、型，气体分子间的间隔就等于小立方体的边长边长d d， 即：即：d d并非分子的直径并非分子的直径ddd3占Vd 微观量的估算方法微观量的估算方法3 3、物质分子所含分子数的估算：、物质分子所含分子数的估算： 关键为求出分子的摩尔数，便可关键为求出分子的摩尔数，便可以利用阿伏加德罗常数求出含有的分子数以利用阿伏加德罗常数求出含有的分子数molAAAAmolmolmolMVMnn NNNNMVV分1.1.知阿伏加德罗常数为知阿伏加德罗常数为NANA，铜的摩尔质量为，铜的摩尔质量为M M，密，密度为度为均为国际单位，那么均为国际单位，那么 A A1m31m3铜原子含原子数目为铜原子含原子数目为NA/

12、MNA/M B B1 1个铜原子质量是个铜原子质量是M /NAM /NA C C1 1个铜原子的体积是个铜原子的体积是M/NAM/NA D D1kg1kg铜所含原子的数目是铜所含原子的数目是NANAABC 【课堂练习】【课堂练习】练习：水的分子量练习：水的分子量1818，水的密度为，水的密度为103kg/m3,103kg/m3,阿阿伏加德罗常数为伏加德罗常数为NA=6.02NA=6.0210231023个个/ mol/ mol，那么：，那么：1 1水的摩尔质量水的摩尔质量M=_M=_18g/mol2 2水的摩尔体积水的摩尔体积V=_V=_M/=18g/cm3 3 3一个水分子的质量一个水分子的

13、质量m0 =_m0 =_M/ NA =2.99 10-26 kg4一个水分子的体积一个水分子的体积V0 =_V/ NA =2.99 10-23 cm35 510g10g水中含有的分子数目水中含有的分子数目N=_N=_mNA/M=3.344 1021 练习：知空气的摩尔质量是练习：知空气的摩尔质量是，那么空气中气体分子的平均质量多大？成年人做一，那么空气中气体分子的平均质量多大？成年人做一次深呼吸，约吸入次深呼吸，约吸入450cm3450cm3的空气，那么做一次深呼的空气，那么做一次深呼吸所吸入的空气质量是多少？所吸入的气体分子数量吸所吸入的空气质量是多少？所吸入的气体分子数量是多少？规范大气压

14、空气的摩尔体积为是多少？规范大气压空气的摩尔体积为22.422.410-10-3m3/mol)3m3/mol)kg/mol10293AM空气分子的平均质量为：空气分子的平均质量为： 32 602 32 91 04 .8 21 0k g6 .0 21 0AAMmN2.2.成年人做一次深呼吸所吸入的空气质量为：成年人做一次深呼吸所吸入的空气质量为： 6343450102910kg5.810kg22.410AAMmVV所吸入的分子数为：所吸入的分子数为： 4222605.810kg1.210()4.8310kgmNm个练习：知：水的摩尔质量是练习：知：水的摩尔质量是1.81.810-2kg/mol10-2kg/mol，水，水的密度是的密度是1 1103kg/m3103kg/m3，求水分子的体积知，求水分子的体积知NA=6.0NA=6.01023mol-11023mol-1解：解：329235103106108 . 1/mNMNVvAmolAmol水课堂小结课堂小结物体是由大量分子构成的：物体是由大量分子构成的：1、分子很小，直径数量级、分子很小，直径数量级1010m 单分子油膜法测直径单分子油膜法测直径2、阿佛加德罗常数：、阿佛加德罗常数：123mol1002. 6AN 计算物质所含的分子数计算物质所含的分子数NAmolAmol