2014-2015学年人教版选修3-3 第七章第1节：物体是由大量分子组成的 课件（44张）

课件45张PPT。第七章　分子动理论
1　物体是由大量分子组成的一、用油膜法估测分子的大小
1.物体是由_________组成的,在热学中,组成物质的微观粒子
统称为_____。
2.单分子油膜:让油酸分子充分展开形成一层单分子油膜,则
该油膜的厚度就等于油酸分子的_____。大量分子分子直径3.实验步骤:
(1)配制一定浓度的_________溶液。
(2)用注射器或滴管将配制好的_________溶液一滴一滴地滴
入量筒中,记下量筒内一定体积时的总滴数,求出一滴溶液的
_____。
(3)根据溶液的浓度算出一滴溶液中纯油酸的______。
(4)用浅盘装入2cm深的水,然后将_______或细石膏粉均匀地
撒在水面上。
(5)将一滴油酸酒精溶液滴在水面上,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_____描绘在玻璃板
上。油酸酒精油酸酒精体积体积V痱子粉轮廓(6)将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内小正方
形的个数(不足半个的舍去,多于半个的算一个),再根据小正方
形的面积求出油膜的______。
(7)根据公式__________,求出油膜的厚度,即为油酸分子的直
径。面积S二、分子的大小
1.分子模型:为研究问题方便,把具有复杂内部结构的分子看作
_____。
2.分子的大小:用不同方法测量时结果有差异,但_______是一
致的。大多数分子大小的数量级是_______。
3.观察方法:用肉眼和高倍的光学显微镜都无法看到,只有用
_________显微镜才能观察到。小球数量级10-10m扫描隧道三、阿伏加德罗常数
1.定义:1mol的任何物质所含有的_______。
2.大小:在通常情况下取NA=6.02×1023mol-1,在粗略计算中可
以取NA=6.0×1023mol-1。
3.意义:它把_________、_________这些宏观物理量与_____
_____、_________等微观物理量联系起来了。粒子数摩尔质量摩尔体积分子质量分子大小1.判一判
(1)我们看到阳光下飞舞的微粒就是分子。　(　　)
(2)为了便于研究,我们通常把固体和液体分子看作球形。
(　　)
(3)我们所说的纳米就是分子直径的大小。　(　　)
(4)在做用油膜法估测分子大小的实验时,可以直接使用纯油酸溶液。　(　　)提示：(1)×。分子用肉眼是无法看到的,我们看到的飞舞的微粒是灰尘。
(2)√。把固体和液体分子看作球形是分子的简化模型,也是为了便于计算分子的大小。
(3)×。纳米是长度单位,1nm的长度也比分子的直径大很多。
(4)×。在做用油膜法估测分子大小的实验时,应该使用油酸酒精溶液。2.想一想
若已知油酸分子的摩尔体积，用油膜法测出分子直径后，
怎样进一步估算阿伏加德罗常数？
提示：测出油酸分子的直径可求出一个分子的体积V0＝
若油酸分子的摩尔体积为V，则阿伏加德罗常数NA＝主题一 探究用油膜法估测分子的大小
1.油酸分子的形状真的是球形吗?排列时会一个紧挨一个吗?
提示：实际分子的结构很复杂,分子间有空隙,认为分子是球形且一个紧挨一个排列是一种近似模型,是对问题的简化处理。2.实验中为什么对油酸分子进行稀释?
提示：用酒精对油酸进行稀释有利于获取更小体积的纯油酸,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。
3.实验中为什么在水面上撒痱子粉?
提示：撒痱子粉后,便于观察所形成的油膜的轮廓。【知识点睛】单分子油膜法估测分子大小实验
(1)实验前提:
①将油酸分子看作球形。
②形成的油膜是单分子油膜。
③不考虑油酸分子间的空隙。(2)单分子油膜实验误差分析:
①油酸酒精溶液配制后长时间放置,由于酒精的挥发会导致溶液的浓度改变,从而给实验带来较大的误差。
②利用量筒测量油酸酒精溶液的体积时,没有使用正确的观察方法而产生误差。
③油滴的体积过大,同时水面面积过小,不能形成单分子油膜。
④描绘油膜形状的画线误差。
⑤利用小正方形数计算轮廓的面积时,轮廓的不规则性容易带来计算误差。
⑥不考虑油酸分子的空隙,计算分子直径时的误差。【规律方法】用油膜法估测分子大小的注意事项
1.油酸酒精溶液配制后不要长时间放置,以免浓度改变,产生较大的实验误差。
2.实验前应注意,方盘应该干净,否则难以形成油膜。
3.痱子粉的用量不要太多,否则不易成功,撒完后,方盘中的水面应保持平衡,痱子粉应均匀浮在水面上。
4.向水面只能滴一滴油酸酒精溶液。
5.滴油酸溶液的滴口应在离水面1cm之内,否则油膜难以形成。6.要待油膜形状稳定后,再画轮廓。
7.运用数格子法测油膜面积。多于半个的算一个,少于半个的舍去。这种方法所取方格的单位越小,计算的面积误差越小。
8.本实验只要求估算分子大小,实验结果数量级符合要求即可。【典例1】在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2 cm深的水。待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定。
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。
⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。完成下列填空:
(1)上述步骤中,正确的顺序是　　　　　。(填写步骤前面的数字)
(2)将1cm3的油酸溶于酒精,制成300cm3的油酸酒精溶液;测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是0.13m2。由此估算出油酸分子的直径为　　　m。(结果保留1位有效数字)【解题探究】(1)根据油酸酒精溶液体积百分比浓度计算一滴
油酸酒精溶液中纯油酸体积的方法是V=_________________。
(2)根据纯油酸体积V和油膜面积S可计算出分子直径d=___。【解析】(1)实验操作开始之前要先配制油酸酒精溶液，确定
每一滴溶液中含有纯油酸的体积，所以步骤④放在首位。实
验操作时要在浅盘放水、痱子粉，为油膜形成创造条件，然
后是滴入油酸、测量油膜面积、计算油膜厚度(即油酸分子直
径),所以接下来的步骤是①②⑤③。
(2)油酸溶液的体积百分比浓度是 一滴溶液的体积是
cm3=2×10-8 m3，所以分子直径d=
=5×10-10 m。
答案：(1)④①②⑤③ (2)5×10-10【变式训练】“用油膜法测量油酸分子的大小”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,多于半个的算一个),再根据方格的边长求出油膜的面积S。
B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的轮廓描绘在玻璃板上。
C.用浅盘装入约2cm深的水。
D.用公式d= 求出薄膜的厚度，即油酸分子的直径。
E.根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V。上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完整之处,请指出:
(1) 。
(2) 。
上述实验步骤的合理顺序是　 。【解析】在将溶液滴入水面之前,应在水面上均匀撒上一层痱子粉或细石膏粉,这样可以清楚地看出油膜的轮廓,在实验过程中,还必须量出一滴油酸溶液的体积。
答案：(1)C步骤中,缺少在水面上撒痱子粉
(2)遗漏的步骤:F.用注射器或滴管将溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒增加一定体积时的滴数 CFBAED或FCBAED主题二 分子的大小
1.分子的两类模型:
(1)球形模型:
①意义:固体和液体可看成是一个个紧挨着的球形分子排列而
成的,忽略分子间的空隙。
②分子大小：d=______。
③图例：(2)立方体模型：
①意义：气体分子间的空隙很大，把气体分成若干个小立方
体，气体分子位于每个小立方体的中心，每个小立方体是平
均每个分子占有的活动空间，这时忽略空气分子的大小。
②分子间的距离：d=_____。
③图例：2.对于利用固体、液体、气体分子大小计算分别适用何种类型?
提示：(1)对于固体、液体来说,可以看作球形分子模型,也可以看作立方体分子模型。两种模型不会影响数量级的估算。
(2)对于气体来说,由于气体分子间的距离远大于气体分子的直径,采用球形分子模型会产生较大误差,故应通过立方体分子模型估算每个气体分子的平均占有空间。【知识点睛】分子的大小
(1)一般分子直径的数量级是10-10m。若把两万个分子一个挨一个地紧密排列起来,约有头发丝直径那么长,若把一个分子放大到像芝麻那么大,则相当于把芝麻成比例地放大到地球那么大。
(2)人们不可能用肉眼直接观察到分子,也无法借助光学显微镜观察到,通过离子显微镜可观察到分子的位置,用扫描隧道显微镜(放大数亿倍)可直接观察到单个分子或原子。【规律方法】估算法的解题特点
估算法是解答物理问题的一种常用方法,不要求精确地求解,但要求合理地近似。其特点:
(1)建立必要的理想模型(如把分子看成球体);
(2)寻找估算依据,建立估算式;
(3)对数值进行合理取舍(如π≈3,重力加速度g取10m/s2等)。【典例2】关于分子,下列说法中正确的是　(　　)
A.把分子看作球形是对分子的简化模型,实际上,分子的形状并不真的都是球形
B.所有分子的直径都相同
C.不同分子的直径一般不同,但数量级基本一致
D.测定分子大小的方法有很多种,油膜法只是其中一种方法【解题探究】(1)把分子看作球形或者立方体,只是将实际问题
_______,分子不是真正的_______________。
(2)因测量方法的不同,出现的结果有效数字有差异,但是_____
___应该是一致的。
【解析】选A、C、D。把分子看作球形是将实际问题的理想化, A正确。不同分子直径大小不同,但数量级除有机物的大分子外,一般都是10-10m,B错误,C正确。油膜法只是常见的测量分子大小的一种方法,选项D正确。理想化球形或者立方体数量级【变式训练】已知水分子的直径大约为4×10-8cm,一滴水的体
积大约是6.0×10-6cm3,这滴水里含有的分子数大约是(　　)
A.3.6×1018个　　　　　　　B.3.6×1017个
C.2.0×1017个 D.2.7×1013个
【解析】选C。 一个分子的体积
含有的水分子数为:n= =2.0×1017个。主题三 阿伏加德罗常数
1.化学中我们学过物质的量,知道其单位是mol,1 mol任何物
质都含有相同的粒子数。那么这个常数叫什么?具体值是多少?
提示：这个常数叫阿伏加德罗常数,具体值是6.02×1023mol-1。2.阿伏加德罗常数是连接宏观量和微观量的桥梁:
(1)宏观物理量:物质的质量m、体积V、密度ρ、__________、
____________。
(2)微观物理量:__________、__________、分子直径d。摩尔质量M摩尔体积Vmol分子质量m0分子体积V0(3)利用阿伏加德罗常数可以对一些微观量进行估算。
①一个分子的质量：m0＝_____。
②一个分子的体积：V0＝______(固体、液体)。
③1 mol物质的体积：Vmol＝____。
④单位质量中所含分子数：n＝____。
⑤单位体积中所含分子数：n′＝_____。
⑥气体分子间的距离：d＝________。
⑦分子的直径d＝_________。【规律方法】微观量的估算方法
阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁。
微观量指分子体积V0、分子的直径d、分子质量m0。
宏观量指物体体积V、摩尔体积Vmol、质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ。(1)计算分子的质量：m0＝
(2)计算分子的体积：V0＝ 进而可以估算直径d。
分子看成小球：V0＝
(3)计算物体所含分子数：【误区警示】公式V＝ 不能应用于气体
求每个分子的体积时用公式V＝ 只适用于固体和液体。
因为组成固体、液体的分子间隙比较小，可近似认为分子紧
密排列，即忽略分子间隙，但此公式不能用于求气体分子的
体积，因为气体分子间距离较大，用此公式求出的是每个气
体分子平均占有的体积。【典例3】在1cm3的水中和标准状况下1 cm3的水蒸气中求:
(1)各有多少个水分子?
(2)在上述两种状态下,相邻两个水分子之间的间距各是多少?
【解题探究】(1)水分子可看作_____分子模型,也可看作
_______分子模型;水蒸气分子则只能看作_______分子模型。
(2)计算水分子的个数应根据水的_______________________
计算。
(3)计算分子间距离,液态水时等于_____________,气态水时
等于每个水分子_______________。球体立方体立方体摩尔数和阿伏加德罗常数水分子的直径占据空间的边长【解析】(1)1 cm3水中的水分子个数为：
1 mol的任何气体在标准状况下，占有的体积均为22.4 L，
则1 cm3水蒸气内所含有的分子数为n′=
×6.02×1023个=2.7×1019个。
(2)设相邻两水分子间距离为d，视水分子为球体，则有V0=
所以d= =3.9×10-10 m。设水蒸气分子所占据的空间为正方体，分子间距为d′，则
有V0′= =d′3，所以
答案：(1)3.3×1022个 2.7×1019个
(2)3.9×10-10 m 3.3×10-9 m【变式训练】(2013·济宁高二检测)阿伏加德罗常数是NA，
铜的摩尔质量为M ，铜的密度是ρ ，则下列说法中正确的
是( )
A.1 m3铜所含原子数目是
B.1 kg铜所含原子数目是ρNA
C.1个铜原子的质量是
D.1个铜原子占有的体积为【解析】选A。据已知条件知1 m3铜的质量为ρ kg，相当于
mol ，所含原子数为 ·NA，A正确；1 kg铜所含原子数
目是 B错误；每个原子的质量为 C错误；每个原子
占有体积为 D错误。