新人教版必修3-3高中物理第1节-物体是由大量分子组成的(31张PPT)

(共31张PPT)
《物体是由大量分子组成的》
分子动理论的基本内容：
1、物质是有大量分子组成
2、分子永不停息的做无规则热运动
3、分子间存在着相互作用的引力和斥力
物理所说的分子与化学中所说的分子有何不同?
化学中讲的分子是：具有物质的化学性质的最小微粒。
物理中所说的分子指的是：做热运动时遵从相同规律的微粒，包括组成物质的原子、离子或分子。
一、分子的大小
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。
那怎么才能看到分子呢？
我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的排布图，图中的每个亮斑都是一个碳原子.
用扫描隧道显微镜（能有放大几亿倍）
（一）、扫描隧道显微镜
一、分子的大小
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。
那怎么才能看到分子呢？
我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的排布图，图中的每个亮斑都是一个碳原子.
用扫描隧道显微镜（能有放大几亿倍）
扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子排布图
分子的大小
放大上亿倍的蛋白质分子结构模型
怎样才能知道分子的大小呢？
2.具体做法是：?
把一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上散开形成单分子油膜，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可认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.
那么如何才能求出单分子油膜层的厚度(即分子直径)呢？
1.先测出油酸滴的体积V；
2.测出水面上漂浮的油膜的表面积S；
3.单分子油膜的厚度等于油滴体积V与油膜面积S的比值：
问题1：如何测量油酸滴的体积？
问题2：如何测量油膜的面积？
方法小结：通过测量较大量来研究较小量。
在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了理想化处理，请问：有哪些地方做了理想化处理
？
②把分子看成球形.
答：①把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层.
(3)油分子一个紧挨一个整齐排列;
一些数据太大或很小,为了书写方便,习惯上用科学记数法写成10的乘方数,如
3×10-10m。我们把10的乘方数叫做数量级,
1×10-10m和
9×10-10m，数量级都是
10-10m。
一般分子直径的数量级为10-10m（除少数有机物大分子以外）
数量级
练习1、体积是10-4cm3的油滴滴于水中，若展开成一单分子油膜，则油膜面积的数量级是??（
）
A．102cm2????????????
B．104cm2????????????
C．106cm2?????????????D．108cm2
B
固体、液体
小球模型
　　　气体
立方体模型
分子?
①分子模型：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.则：
②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均距离.即
：
（以上两式中d表示分子的直径，V表示固液体分子的体积或气体分子所占的空间体积.）
二、阿伏加德罗常数
1.回忆化学中学过的阿伏加德罗常数.
1
mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数就叫阿伏加德罗常数
。
2.
根据分子的大小，可以计算出阿伏加德罗常数
。
一个分子的体积：
1
mol水中所含的水分子数：
=6.0×1023
mol-1
例2：已知水的摩尔体积是1.8×10-5
m3/mol，每个水分子的直径是4×10-10m
，设想水分子是一个挨一个排列的，求1
mol水中所含的水分子数.?
应用：
(1)已知物质的摩尔质量M，物体的密度ρ
，阿伏加德罗常数NA，物质的质量
m
则
：分子的质量m分子=M/NA
分子的体积v分子=V摩尔/
NA=
(
M
/ρ
)
/
NA
所含有的分子数N=摩尔数×NA
=(m
/M)
×NA
标准状态下，1
mol气体的体积为22.4升。
v升气体含有的分子数N=（
v/V摩尔）×NA
注意：上式对气体不适用，求得的分子体积应是气体分子占有的空间
对于固体、液体
对于气体
（2）应用阿伏加德罗常数
A、计算物质所含的粒子数
例3.求:1cm3水中含有的分子数(1mol水的质量是0.018kg)
B、计算分子的质量
分子质量的数量级:
10-26--10-27kg
例4.已知:水和氢气的摩尔质量分别是1.8×10-2kg/mol和2×10-3kg/mol，求水分子和氢分子的质量（已知NA=6.0×1023mol-1)
C、计算分子的体积
不适用于求气体分子的体积
但能计算气体分子所占的空间体积
课后思考：
哈
佛
大
学
图
书
馆
训
言中的一条：现在淌的哈喇子，将成为明天的眼泪。
假设一滴眼泪约为
(1/33)ml,把这些水分子排列能绕地球赤道多少圈啊？（地球半径约为6400km，每个水分子的直径是4×10-10m
）
先猜想，后算算看！
随堂练习
1、下列哪一组已知数据中能求出阿伏加德罗常数
。
（
）
A物质分子的质量和体积
B物体的质量和它的摩尔质量
C物体的质量、密度和它的分子体积
D物体的摩尔体积、密度及其分子质量
D
D
2、1克水中含有的水分子个数为（
）
A
6.02×1023
B
3.01×1023
C
6.02×1022
D
3.34×1022
4.已知阿伏加德罗常数为NA，铜的摩尔质量为M，密度为ρ（均为国际单位），则（
）
A．1m3铜原子含原子数目为ρNA/M
B．1个铜原子质量是M
/NA
C．1个铜原子的体积是M/ρNA
D．1kg铜所含原子的数目是ρNA
ABC
5.只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子的平均距离
（
）
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、该气体的摩尔质量和体积
D．该气体的密度、体积和摩尔质量
B
6.下列数据能求出阿伏加德罗常数的是（　）
A.水的密度和水的摩尔质量
B.水的摩尔质量和水分子的体积
C.水分子的体积和水分子的质量
D.水分子的质量和水的摩尔质量
D
7.水的分子量18，水的密度为103kg/m3,阿伏加德罗常数为NA=6.02×1023个/
mol，则：
（1）水的摩尔质量M=__________
18g/mol
（2）水的摩尔体积V=__________
M/ρ=18/1=18g/cm3
（3）一个水分子的质量m0
=_____________
M/
NA
=18
/
6.02×1023
=2.99
×10-26
kg
（4）一个水分子的体积V0
=_____________
V/
NA
=2.99
×10-23
cm3
（5）10g水中含有的分子数目N=___________________
mNA/M=3.344
×1021
8.估算在标准状态下气体分子间的距离。
解：将每个空气分子所占据的空间设为小立方体，则小立方体的边长为气体分子间的距离。(V摩尔=22.4×10-3
m3)
NA×d3=V摩尔
d=
（V摩尔
/
NA
）1/3
=[22.4×10-3
/（
6.02×1023
）]1/3m
=3.8
×10-9
m
［小结］
1.一般物体中的分子数目是很大的.
2.一般分子的质量也是很小的.?一般分子质量数量级是10-26Kg
3.阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁，通过该常数把摩尔质量、摩尔体积跟分子质量、分子大小等微观物理量联系起来了.
一般分子直径的数量级为10-10
m
分子的模型：把分子看成球形或正方体模型。