物理选修3-3分子动理论学案__第一节_物体是由大量分子组成的
人教版高二物理选修3-3第七章第一节学案设计：物体是由大量分子组成的
7.1 物体是由大量分子组成的【学习目标】1．理解单分子油膜法估算油酸分子的尺寸的原理，掌握实验方法，能熟练处理实验数据。
2．能熟练运用阿伏加德罗常数进行相关的计算或估算。
【学习重难点】物质结构的微观模型，知道分子大小、质量的数量级。
【学习过程】1．试写出用单分子油膜法粗测油分子直径的步骤。
（1）测出一滴油的体积V ；（2）将油滴滴在水面上形成单分子油膜； （3）测出油膜的面积S ；（4）算出油膜的厚度，即为油分子的直径d=vs 。
阿伏加德罗常数的测量值 N A =6．02×1023mol-1．。
阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁。
在此所指微观物理量为：分子体积υ、分子的直径D ．分子的质量m 。
宏观物理量为：物体的体积V 、摩尔体积Vm 、物质的质量M 、摩尔质量Mm 、物质的密度ρ。
计算分子的质量：m mAAm V MNNρ==计算（固体、液体）分子的体积（或气体分子所占的空间）：m m AAv VM NNρ==计算物质所含的分子数： A A Amm mMVMn N N NV VMρ===2．分子大小的计算（1）对于固体和液体，分子的直径（2） 对于气体，分子间的平均距离4．如何测量油膜的面积？【典型例题】例题1．将1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm 3的油酸酒精溶液。
已知1cm 3有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子层，已测出这一薄层的面积为0.2m 2，由此可个测出油酸分子的直径为 。
解析：设1cm 3溶液的滴数位N ，则1滴油酸酒精溶液的体积为υ=1N cm 3。
由于取用的油酸酒精溶液的浓度为1200 =0.5%，故1滴溶液中油酸的体积为v 0=υ×0.5%=1N ×0.5%×10-6m 3．已知油酸薄层的面积为S=0.2m 2，所以油酸分子的直径为d=v S =610.5%10N S-⨯⨯=1NS ×0.5%×10-6=150*20 ×0.5%×10-6m=5×10-10m例题2． 已知水的密度ρ=1．0×103kg /m3，水的摩尔质量M=1．8×10-2kg /mol 。
高中物理人教版选修3-3 第七章第1节 物体是由大量分子组成的教案-教育文档
分子动理论第一节物体是由大量分子组成的教学设计时间：2019年4月[理念指导]《基础教育课程改革纲要（试行）》中明确指出“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力，获取新知识的能力，分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。
”探究式教学是一种建立在现代教育思想基础之上的拥有全新教育理念的全新教学模式，它充分体现了新课改对教学模式的要求。
探究式教学以提出问题、分析问题、解决问题为主线，注重以人为本，强调学生主动参与学习的全过程，使学生的思维始终处于积极地探究过程之中，激发学生的灵感，开拓思维能力，塑造创新的潜质，它不仅重视知识的掌握，更重视过程的体验和情感态度的养成。
本节课我采用指导学生学习，当堂训练的模式。
我首先采用视频引入，给学生展示一个微观世界，体会到组成物体的分子很多很小。
然后采用以下步骤进行教学：1、提出分子模型——球模型，给学生2分钟的时间思考并尝试测量实物球直径的方法，探究测量分子直径的方法。
2、自学指导。
教师设置问题，让学生在问题下有目的的学习，并且教师要指导学习方法，告诉学生自学的时间，完成课堂探究第一个问题，理解并能简述实验原理。
3、用小球模拟油酸滴入水中成膜的过程，设置问题，让学生自学。
思考并理解解决问题的方案的原理。
体会放大法在物理中的运用。
4、演示实验过程，设置问题，思考如何快速计算面积。
5、分组实验，处理实验数据。
6、当堂训练。
教师根据学生掌握情况，马上进行知识检测。
规范解题过程。
师：科学家运用先进的仪器，可以进行精密的测量，得到分子直径的数量级为们没有这样的仪器，我们有什么办法估测吗？这就是本节课所要学习的内容。
师：同学们再来看，分子的结构虽然不同。
但我们把它们简化为一种模型——球模型。
（二）课堂探究师：每组都要这样一份器材，给同学们两分钟的时间，思考并尝试测量实物小球直径的方法。
（2分钟）师：哪位同学说说你们组测量小球直径的方法？晏英翔：用直尺直接测量，还可以用绳子绕一圈，测量绳子的长度，在求解直径。
人教版高中物理选修3-3《1.1物体是由大量分子组成的》教案
第一节物体是由大量分子组成的教学目标：1、知道物体是由大量分子组成的.2、理解用单分子油膜法测定分子大小的原理，并能进行计算。
3、知道分子的球形模型，知道分子大小的数量级.4、理解阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁，记住它的数值和单位，会用这个常数进行有关的计算和估算.教学重点：1、物体是由大量分子组成的；2、分子大小的数量级及用单分子油膜法测定分子大小的原理.教学难点：1、理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法；2、用阿伏加德罗常数进行有关计算或估算的方法教学方法：讲述法、练习法教学用具：多媒体教学课件教学过程：自古以来，人们在不断地探索物质组成的秘密，两千多年以前，古希腊的著名思想家德谟克利特说过：万物都是由极小的微粒构成的.科学技术发展到今天，这种猜想已被证实，本节课我们就来学习构成物质的微粒的特点.1、分子的大小自然界中所有物质都是由大量的分子组成的。
此处所提出的“分子”是个广义概念，指组成物质的原子、离子或分子。
(1)分子模型首先，可以把单个分子看做一个立方体，也可以看做是一个小球。
通常情况下把分子看做小球，是对分子的简化模型。
实际上，分子有着复杂的内部结构，并不真的都是小球。
其次，不同的物质形态其分子的排布也有区别，任何物质的分子间都有空隙。
对固体和液体而言，分子间空隙比较小，我们通常认为分子是一个挨着一个排列的，而忽略其空隙的大小。
(2)用油膜法估测分子的大小估测分子的大小通常采用油膜法。
具体把一滴油膜滴到水面上，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。
最后根据1滴油酸的体积V 和油膜面积S 就可以算出油膜的厚度(SV D =)，即油酸分子的尺寸。
其线度的数量级为m 1010-。
用油膜法测定分子的直径时，实际是一种理想化处理过程，我们做了如下理想化处理：①把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层.②把分子看成球形.我们可以用不同的方法估测分子的大小。
高中物理选修3-3第七章分子动理论 1 物体是由大量分子组成的
1 物体是由大量分子组成的[学科素养与目标要求]物理观念：1.知道物体是由大量分子组成的.2.知道分子的大小.3.知道阿伏加德罗常数及其意义． 科学思维：会用阿伏加德罗常数进行有关计算和估算，领会阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁．科学探究：通过油膜法估测油酸分子的大小，让学生经历“实验设计、现象分析、仪器使用”，体会估测法的巧妙．一、用油膜法估测分子的大小1．处理方法(1)理想化：认为油酸薄膜是由单层油酸分子紧密排列组成的，则油膜的厚度即为油酸分子的直径，如图1所示．图1(2)模型化：把油酸分子简化成球形．2．估算方法实验时测出一滴油酸的体积V ，再测出油膜的面积S ，估算出油膜的厚度，认为就是油酸分子的直径d ＝V S. 3．分子的大小一般分子大小的数量级是10－10 m.二、阿伏加德罗常数1．定义：1 mol 的任何物质所含有的粒子数．2．大小：在通常情况下取N A ＝6.02×1023 mol －1，在粗略计算中可以取N A ＝6.0×1023 mol －1.3．意义：阿伏加德罗常数是一个重要的常数．它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子大小等微观物理量联系起来，即阿伏加德罗常数N A 是联系宏观量与微观量的桥梁．1．判断下列说法的正误．(1)若撒入水中的痱子粉太多，会使油酸未完全散开，从而使测出的分子直径偏小．( × )(2)若滴在水面的油酸酒精溶液体积为V ，铺开的油膜面积为S ，则可估算出油酸分子直径为V S. ( × )(3)阿伏加德罗常数所表示的是1 g 物质内所含的分子数．( × )(4)所有分子的直径都相同．( × )2．已知水的摩尔质量是18 g/mol ，则一个水分子的质量约为________ kg.答案 3.0×10－26解析 m 0＝18×10－36.0×1023 kg ＝3.0×10－26 kg.一、用油膜法估测分子的大小如图是用油膜法估测分子的大小时在水面上形成的油酸膜的形状．(1)实验中为什么不直接用纯油酸而是用被稀释过的油酸酒精溶液？(2)实验中为什么在水面上撒痱子粉(或细石膏粉)?(3)实验中可以采用什么方法测量油膜的面积？答案 (1)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．(2)撒痱子粉(或细石膏粉)后，便于观察所形成的油膜的轮廓．(3)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．实验：用油膜法估测分子的大小 1．实验原理把一滴油酸(事先测出其体积V )滴在水面上，油酸在水面上形成油酸薄膜，将其认为是单分子层，且把分子看成球形．油膜的厚度就是油酸分子的直径d ，测出油膜面积S ，则油酸分子直径 d ＝V S. 2．实验器材配制好的一定浓度的油酸酒精溶液、浅盘、水、痱子粉(或细石膏粉)、注射器、量筒、玻璃板、彩笔、坐标纸．3．实验步骤(1)用注射器取出按一定比例配制好的油酸酒精溶液，缓缓推动活塞，把溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积V 1时的滴数n ，算出一滴油酸酒精溶液的体积V ′＝V 1n.再根据油酸酒精溶液中油酸的浓度η，算出一滴油酸酒精溶液中的纯油酸体积V ＝V ′η.(2)在水平放置的浅盘中倒入约2 cm 深的水，然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上，再用注射器将配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上．(3)待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板平放到浅盘上，然后用彩笔将油酸膜的形状描在玻璃板上．(4)将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油膜的面积S (以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位，计算轮廓范围内的正方形个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)．(5)根据测出的一滴油酸酒精溶液里纯油酸的体积V 和油酸薄膜的面积S ，求出油膜的厚度d ，则d 可看做油酸分子的直径，即d ＝V S. 4．注意事项(1)油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免浓度改变，造成较大的实验误差．(2)实验前应注意检查浅盘是否干净，否则难以形成油膜．(3)浅盘中的水应保持平稳，痱子粉(或细石膏粉)应均匀撒在水面上．(4)向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成．(5)待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再描轮廓．例1 (2018·宜春市期末)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL 溶液中有纯油酸0.2 mL ，用量筒和注射器测得1 mL 上述溶液有80滴，用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，画出油酸薄膜的轮廓如图2所示，图中正方形小方格的边长为1 cm.(结果均保留两位有效数字)图2(1)油酸薄膜的面积是________ m 2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______ m 3.(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________ m ．(结果保留两位有效数字)(4)某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小，可能是由于________．A ．油酸未完全散开B ．油酸酒精溶液中含有大量酒精C ．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格D ．在向量筒中滴入1 mL 油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴答案 (1)4.0×10－3 (2)2.5×10－12 (3)6.3×10－10 (4)D解析 (1)由于每个小方格边长为1 cm ，则每一个小方格的面积就是1 cm 2，数出在油膜轮廓范围内的格子数(超过半格的以一格计算，小于半格的舍去)为40个，则油酸薄膜的面积S ＝40 cm 2＝4.0×10－3 m 2.(2)由题意知，80滴油酸酒精溶液的体积为1 mL ，且油酸酒精溶液的体积分数为0.02%，故每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V 0＝V N ×0.02%＝180×0.02%×10－6 m 3＝2.5×10－12 m 3. (3)油酸分子直径d ＝V 0S ＝2.5×10－124.0×10－3m ≈6.3×10－10 m. (4)计算油酸分子直径的公式是d ＝V S，V 是纯油酸的体积，S 是油膜的面积．若水面上痱子粉撒得较多，油酸未完全散开，即油膜没有充分展开，则测量的面积S 偏小，导致计算结果偏大，A 错误；大量的酒精更易使油酸分子形成单分子层薄膜，会使测量结果更精确，B 错误；若计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S 将偏小，计算结果将偏大，C 错误；若在向量筒中滴入1 mL 油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴，则计算所得的V 偏小，故d 偏小，D 正确．针对训练 (2019·上海市嘉定区期末)在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中(1)实验简要步骤如下：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，再根据方格的边长求出油膜的面积SB ．将一滴油酸酒精溶液滴在水面，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2 cm 深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上D ．取一定体积的油酸和确定体积的酒精混合均匀配制成一定浓度的油酸酒精溶液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VF ．用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数G ．由V S得到油酸分子的直径d 上述实验步骤的合理顺序是________________．(填写字母编号)(2)在本实验中“将油膜分子看成紧密排列的球形，在水面形成单分子油膜”，体现的物理思想方法是______________________________________________________________________.(3)若所用油酸酒精溶液的浓度约为每104 mL 溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL 上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，描出的油酸膜的轮廓形状和尺寸如图3所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm ，由此可估测油酸分子的直径是_____ m ． (保留一位有效数字)图3答案 (1)CDFEBAG(或DFECBAG) (2)理想模型法 (3)6×1010解析 (1)实验步骤为：将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积．然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积．则用1滴此溶液中纯油酸的体积除以1滴此溶液形成的油酸薄膜的面积，恰好就是油酸分子的直径．故实验步骤的合理顺序为CDFEBAG(或DFECBAG)；(2)在本实验中“将油膜分子看成紧密排列的球形，在水面形成单分子油膜”，体现的物理思想方法是理想模型法； (3)由题图可知，油膜所占方格数为130个，则油膜的面积：S ＝130×1×1 cm 2＝130 cm 2；每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积：V ＝175×6104 mL ＝8×10－6 mL 油酸分子的直径：d ＝V S ＝8×10－6 cm 3130 cm 2≈6×10－8 cm ＝6×10－10 m.二、阿伏加德罗常数(1)1 mol 的物质内含有多少个分子？用什么表示？(2)若某种物质的摩尔质量为M ，摩尔体积为V ，则一个分子的质量为多大？假设分子紧密排列，一个分子的体积为多大？(已知阿伏加德罗常数为N A )(3)V mol ＝N A V 0(V 0为一个分子的体积，V mol 为摩尔体积)，对于任何物质都成立吗？ 答案 (1)6.02×1023个 N A (2)M N A V N A(3)V mol ＝N A V 0仅适用于固体和液体，不适用于气体．阿伏加德罗常数的应用1．N A 的桥梁和纽带作用阿伏加德罗常数是联系宏观世界和微观世界的一座桥梁．它把摩尔质量M mol 、摩尔体积V mol 、物体的质量m 、物体的体积V 、物体的密度ρ等宏观量，跟单个分子的质量m 0、单个分子的体积V 0等微观量联系起来，如图4所示．图4其中密度ρ＝m V ＝M mol V mol ，但要切记对单个分子ρ＝m 0V 0是没有物理意义的． 2．常用的重要关系式(1)分子的质量：m 0＝M mol N A. (2)分子的体积：V 0＝V mol N A ＝M mol ρN A(适用于固体和液体)． 注意：对于气体分子V mol N A只表示每个分子所占据的空间．(3)质量为m 的物体中所含有的分子数：n ＝mN A M mol . (4)体积为V 的物体中所含有的分子数：n ＝VN A V mol. (5)分子的直径①对于液体和固体，分子间距离比较小，可以认为分子是一个挨着一个紧密排列的球体，由V 0＝V mol N A 及V 0＝16πd 3可得：d ＝36V mol πN A. ②对于气体，分子间距很大，一般建立立方体模型．将每个气体分子看成一个质点，气体分子位于立方体中心，如图5所示，则立方体的边长即为分子间距．由V 0＝V mol N A及V 0＝d 3可得：d ＝3V mol N A.图5例2 (多选)若以μ表示氮气的摩尔质量，V 表示在标准状况下氮气的摩尔体积，ρ是在标准状况下氮气的密度，N A 为阿伏加德罗常数，m 、v 分别表示每个氮气分子的质量和体积，下面四个关系式中正确的是( )A ．N A ＝VρmB ．ρ＝μN A vC ．m ＝μN AD ．v ＝V N A答案 AC解析 摩尔质量μ＝mN A ＝ρV ，故N A ＝Vρm ，m ＝μN A，故A 、C 正确；氮气分子间距离很大，N A v 并不等于摩尔体积V ，故B 、D 错误．例3 在标准状况下，有体积为V 的液态水和体积为V 的可认为是理想气体的水蒸气，已知液态水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A ，液态水的摩尔质量为M A ，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为V A ，问：(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各为多少？答案 见解析解析 (1)体积为V 的液态水，质量为m ＝ρV ①分子个数为N ＝m M AN A ②联立①②式可得N ＝ρV M AN A ③ 对体积为V 的水蒸气，分子个数为N ′＝V V AN A (2)设液态水相邻的两个水分子之间平均距离为d ，将水分子视为球体，每个水分子的体积为V 0＝V N ＝16πd 3④ 联立③④式可得d ＝36M A ρN A π⑤ 设水蒸气中相邻的两个水分子之间平均距离为d ′，将水分子占据的空间视为立方体，每个水蒸气分子的体积V 0′＝V N ′＝d ′3⑥ 解得d ′＝3V A N A.1．(用油膜法估测分子的大小)在“用油膜法估测分子大小”的实验中， (1)某同学操作步骤如下：①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；③在浅盘内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；④在浅盘上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积．改正其中的错误：_________________________________________________________.(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3 mL ，其形成的油膜面积为40 cm 2，则估测出油酸分子的直径为________ m.答案 (1)②在量筒中滴入N 滴溶液，测出其体积；③在水面上先撒上痱子粉(或细石膏粉)再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定 (2)1.2×10－9解析 (1)②在量筒中直接测量一滴油酸酒精溶液的体积误差太大，应先用累积法测出N 滴该溶液体积，再求出一滴的体积；③油酸在水面上形成的油膜形状不易观察，可在水面上先撒上痱子粉(或细石膏粉)，再滴油酸酒精溶液，稳定后就呈现出清晰轮廓．(2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ＝4.8×10－3×0.10%×10－6 m 3＝4.8×10－12 m 3，故油酸分子直径d ＝V S ＝4.8×10－1240×10－4 m ＝1.2×10－9 m.2．(用油膜法估测分子的大小)(2018·济南市模拟)某实验小组在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的体积分数为0.1%,1 mL 上述溶液有50滴，实验中用滴管吸取该油酸酒精溶液向浮有痱子粉的水面中央滴入一滴．图6(1)该实验中的理想化假设是________．A ．将油膜看作单分子层薄膜B ．不考虑油酸分子间的间隙C ．不考虑油酸分子间的相互作用力D ．将油酸分子看成球形(2)实验中描出油酸薄膜轮廓如图6所示，已知每一个正方形小方格的边长为2 cm ，则该油酸薄膜的面积为________ m 2.(结果保留一位有效数字)(3)经计算，油酸分子的直径为________ m ．(结果保留一位有效数字)答案 (1)ABD (2)3×10－2 (3)7×10－10解析 (1)用油膜法测量分子的直径，不考虑分子间的间隙，将油膜看成单分子层薄膜，将油酸分子看成球形．故选A 、B 、D.(2)由于每个小方格的边长为2 cm ，则每一个小方格的面积就是4 cm 2，估算油膜面积时超过半格的按一格计算，小于半格的舍去，由题图所示，可估算出油酸薄膜占75格，则油酸薄膜面积S ＝75×4 cm 2＝300 cm 2＝3×10－2 m 2.(3)1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积V ＝150×0.1% mL ＝2×10－5 mL ＝2×10－11 m 3 则油酸分子的直径d ＝V S ＝2×10－113×10－2m ≈7×10－10 m. 3．(阿伏加德罗常数的应用)(2017·徐州市模拟)已知氧气分子的质量m ＝5.3×10－26 kg ，标准状况下氧气的密度ρ＝1.43 kg/m 3，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －1，求：(1)氧气的摩尔质量；(2)标准状况下氧气分子间的平均距离；(3)标准状况下1 cm 3的氧气中含有的氧气分子数．(以上计算结果均保留两位有效数字) 答案 (1)3.2×10－2 kg/mol (2)3.3×10－9 m (3)2.7×1019个解析 (1)氧气的摩尔质量为M ＝N A m ＝6.02×1023×5.3×10－26 kg/mol ≈3.2×10－2 kg/mol.(2)标准状况下氧气的摩尔体积V ＝M ρ，所以每个氧气分子所占空间体积V 0＝V N A ＝M ρN A，而每个氧气分子占有的体积可以看成是棱长为a 的立方体，即V 0＝a 3，则a 3＝M ρN A，故 a ＝3M ρN A ＝3 3.2×10－21.43×6.02×1023 m ≈3.3×10－9 m. (3)1 cm 3氧气的质量为m ′＝ρV ′＝1.43×1×10－6 kg ＝1.43×10－6 kg则1 cm 3氧气中含有的氧气分子个数N ＝m ′m ＝1.43×10－65.3×10－26 个≈2.7×1019个．一、选择题考点一 用油膜法估测分子的大小1．(多选)(2019·武汉市部分学校高三起点调研)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，下列做法正确的是( )A ．用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1 mL ，则1滴溶液中含有油酸10－2 mLB ．往浅盘里倒入适量的水，再将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上C ．用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上，并立即在玻璃板上描下油酸膜的形状D ．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数，并求得油膜的面积E ．根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V 和油膜面积S 就可以算出油膜厚度d ＝V S，即油酸分子的大小答案 BDE解析 用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1 mL ，则1滴油酸酒精溶液的体积是10－2 mL ，含有油酸的体积小于10－2 mL ，选项A 错误；往浅盘里倒入适量的水，再将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上，选项B 正确；用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上，待油酸在水面上散开稳定后，在玻璃板上描下油酸膜的形状，选项C 错误；将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数，并求得油膜的面积，选项D 正确；根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V 和油膜面积S 就可以算出油膜厚度d ＝VS ，即油酸分子的大小，选项E正确．2．某种油剂的密度为8×102 kg/m 3，取这种油剂0.8 g 滴在水面上，最后形成油膜的最大面积约为( ) A ．10－10m 2 B ．104 m 2 C ．1010 cm 2 D ．104 cm 2答案 B解析 由d ＝V S ，得S ＝V d ＝mρd ＝8×10－48×102×10－10 m 2＝104 m 2，故B 正确．3．(多选)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，若已知油滴的摩尔质量为M (单位为kg/mol)，密度为ρ(单位为kg/m 3)，油滴质量为m (单位为kg)，油滴在水面上扩散后的最大面积为S (单位为m 2)，阿伏加德罗常数为N A (单位为mol －1)，那么( ) A ．油滴分子直径d ＝MρSB ．油滴分子直径d ＝mρSC ．油滴所含分子数N ＝Mm N AD ．油滴所含分子数N ＝mM N A答案 BD解析 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，认为油膜的厚度为分子直径，油滴的质量为m ，密度为ρ，油滴在水面上扩散后的最大面积为S ，则油滴的体积为V ＝mρ，油滴分子直径为d ＝V S ＝m ρS ，选项B 正确，A 错误；油滴的物质的量为m M ，油滴所含分子数为N ＝mMN A ，选项D正确，C错误．考点二分子的大小4．(多选)关于分子，下列说法中正确的是()A．分子看成小球是分子的简化模型，实际上，分子的形状并不真的都是小球B．所有分子大小的数量级都是10－10 mC．“物体是由大量分子组成的”，其中“分子”只包含分子，不包括原子和离子D．分子的质量是很小的，其数量级一般为10－26 kg答案AD解析将分子看成小球是为研究问题方便而建立的简化模型，故A选项正确；一些有机物的分子大小的数量级超过10－10m，故B选项错误；“物体是由大量分子组成的”，其中“分子”是分子、原子和离子的统称，故C选项错误；分子质量的数量级一般为10－26 kg，故D 选项正确．5．纳米材料具有很多优越性，有着广阔的应用前景．边长为1 nm的立方体，可容纳液态氢分子(其直径约为10－10 m)的个数最接近于()A．102个B．103个C．106个D．109个答案 B解析 1 nm＝10－9 m，则边长为1 nm的立方体的体积V＝(10－9)3 m3＝10－27 m3；将液态氢分子看成边长为10－10 m的小立方体，则每个氢分子的体积V0＝(10－10)3 m3＝10－30 m3，所以可容纳的液态氢分子的个数N＝VV0＝103个．液态氢分子可认为分子是紧挨着的，其空隙可忽略，对此题而言，建立立方体模型比球形模型运算更简洁．6．已知在标准状况下，1 mol氢气的体积为22.4 L，氢气分子间距约为()A．10－9 m B．10－10 m C．10－11 m D．10－8 m答案 A解析在标准状况下，1 mol氢气的体积为22.4 L，则每个氢气分子占据的体积V0＝VN A＝22.4×10－36.02×1023m3≈3.72×10－26 m3.按立方体估算，则每个氢气分子所占据体积的边长：a＝3V0＝33.72×10－26m≈3.3×10－9 m，故选A.考点三阿伏加德罗常数的应用7．(多选)某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m 0和V 0，则阿伏加德罗常数N A 可表示为( ) A ．N A ＝VV 0B ．N A ＝ρV m 0 C ．N A ＝M m 0D ．N A ＝M ρV 0答案 BC解析 气体的体积是指气体所充满的容器的容积，它不等于气体分子个数与每个气体分子体积的乘积，所以A 、D 错误．由质量、体积、密度关系可推知B 、C 正确．8．(多选)阿伏加德罗常数是N A (单位为mol －1)，铜的摩尔质量为M (单位为g/mol)，铜的密度为ρ(单位为kg/m 3)，则下列说法正确的是( ) A ．1 m 3铜所含的原子数目是ρN AMB ．1个铜原子的质量是MN AC ．1个铜原子占有的体积是M ρN AD ．1 g 铜所含有的原子数目是ρN A 答案 ABC解析 1 m 3铜含有的原子数为N A V mol ，根据ρ＝M V mol ，得N A V mol ＝ρN AM ，选项A 正确；1个铜原子的质量为m ＝M N A ，选项B 正确；1个铜原子占有的体积为V mol N A ，因为ρ＝M V mol ，所以V mol N A ＝MρN A ，选项C 正确；1 g 铜所含有的原子数目为N AM ≠ρN A ，选项D 错误．9．根据下列哪组物理量，可以估算出气体分子间的平均距离的是( ) 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 答案 B解析 根据气体分子间的平均距离d 的表达式d ＝3V 0＝3MρN A，对照4个选项的条件，可知选项B 正确．10．(2019·敦煌中学一诊)钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m 3)，摩尔质量为m mol (单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A (单位为mol －1)，已知1克拉＝0.2 g ，则( )A ．a 克拉钻石所含有的分子数为0.2×103a N Am molB ．a 克拉钻石所含有的分子数为aN Am molC ．每个钻石分子直径的表达式为36m mol ×10－3N A ρπ(单位为m)D ．每个钻石分子直径的表达式为36m molN A ρπ(单位为m) 答案 C解析 a 克拉钻石的物质的量为：n ＝0.2a m mol ，所含的分子数为：N ＝nN A ＝0.2aN Am mol，故A 、B 错误；钻石的摩尔体积为：V ＝m mol ×10－3ρ，每个钻石分子体积为：V 0＝V N A ＝m mol ×10－3ρN A，设钻石分子直径为d ，则：V 0＝43π(d2)3，由上述公式可求得：d ＝36m mol ×10－3N A ρπ(单位为m)，故C正确，D 错误． 二、非选择题11．(2019·海安高级中学月考)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，1 mL 的油酸中加入酒精，直到总量达到1 000 mL ，配制成油酸酒精溶液，1 mL 溶液通过滴管实验测得为80滴，取1滴溶液滴在撒有痱子粉的浅水槽中，待油酸界面稳定后测得油膜面积为260 cm 2. (1)试估算油酸分子的直径________．(结果保留一位有效数字)(2)按照一定比例配制的油酸酒精溶液置于一个敞口容器中，如果时间偏长，会影响分子尺寸测量结果，原因是_______________________________________________________. 答案 (1)5×10－10m (2)酒精挥发使得溶液中油酸浓度变大解析 (1)测得油膜面积为S ＝260 cm 2＝2.6×10－2 m 2，每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为：V ＝11 000×180 mL ＝1.25×10－11 m 3.油酸分子的直径：d ＝V S ＝1.25×10－112.6×10－2 m ≈5×10－10 m. (2)油酸酒精溶液置于一个敞口容器中，如果时间偏长，酒精挥发，导致油酸浓度增大，因此分子直径测量结果比实际偏小．12．(2018·湖北省部分重点中学高二下期中)下面介绍了两种测量分子大小的方法： (1)先用移液管量取0.30 mL 油酸，倒入标注300 mL 的容量瓶中，再加入酒精后得到300 mL的溶液．然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入200滴溶液，溶液的液面刚好达到量筒中1 mL 的刻度，再用滴管吸取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图1所示．坐标格的正方形大小为1 cm ×1 cm.由图可以估算出油膜的面积是______ cm 2(保留两位有效数字)，由此估算出油酸分子的直径是________ m(保留一位有效数字)．图1 图2(2)如图2是用离子显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片．这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.45×10－8 m 的圆周而组成的．由此可以估算出铁原子的直径约为________ m ．(结果保留两位有效数字) 答案 (1)65 8×10－10(2)9.5×10－10解析 (1)由图示油膜可知，油膜的面积：S ＝65×1 cm ×1 cm ＝65 cm 2；1滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为：V ＝0.30300×200 mL ＝5×10－6 mL ＝5×10－6 cm 3，油酸分子的直径为：d ＝V S ＝5×10－665cm ≈8×10－8 cm ＝8×10－10 m.(2)48个铁原子组成一个圆，圆的周长等于48个原子直径之和，则铁原子的直径d ＝C n ＝πdn ＝3.14×1.45×10－848m ≈9.5×10－10 m.13．(2018·银川市期末)已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3，水的摩尔质量M ＝1.8×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1，试估算1 g 水中含有的水分子个数和水分子的直径．(结果均保留1位有效数字) 答案 3×1022个 4×10－10m解析 1 g 水中含有的水分子个数N ＝m M ·N A ＝1.0×10－31.8×10－2×6.0×1023个≈3×1022个一个水分子的体积V ＝M ρN A ＝MρN A根据球的体积公式，有V ＝16πd 3联立解得d ＝36MπρN A＝36×1.8×10－23.14×1.0×103×6.0×1023 m ≈4×10－10 m.14．(2017·武汉市联考)教育部办公厅和卫生部办公厅联合发布了《关于进一步加强学校控烟工作的意见》(以下简称《意见》)．《意见》中要求，教师在学校的禁烟活动中应以身作则、带头戒烟，通过自身的戒烟，教育、带动学生自觉抵制烟草的诱惑．试估算一个高约2.8 m 、面积约10 m 2的两人办公室，若只有一人吸了一根烟，在标准状况下，空气的摩尔体积为22.4×10－3 m 3/mol ，可认为吸入气体的体积等于呼出气体的体积，阿伏加德罗常数为N A ＝6.02×1023 mol －1，求：(结果均保留两位有效数字，人正常呼吸一次吸入气体的体积约为300 cm 3，一根烟大约吸10次)(1)估算被污染的空气分子间的平均距离；(2)另一不吸烟者呼吸一次大约吸入多少个被污染过的空气分子． 答案 (1)7.0×10－8 m (2)8.7×1017个解析 (1)吸烟者吸完一根烟吸入气体的总体积为10×300 cm 3 含有的空气分子数为n ＝10×300×10－622.4×10－3×6.02×1023个≈8.1×1022个 办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为 8.1×102210×2.8个/m 3≈2.9×1021个/m 3每个被污染的空气分子所占体积为V ＝12.9×1021m 3 所以被污染的空气分子间的平均距离为L ＝3V ≈7.0×10－8 m.(2)不吸烟者一次吸入被污染的空气分子数约为2.9×1021×300×10－6个＝8.7×1017个．。
高中物理(3-3)分子动理论教案新人教版选修3
【教学目的】1.1 物质是由大量分子组成的1.了解物质是由大量分子组成。
了解分子虽小但是可认识的,知道一般分子直径和质量的数量级；2. 知道阿伏伽德罗常数的含义，记住这个常数的数值和单位；3. 知道用单分子油膜方法估算分子的直径。
通过测量分子的直径和质量，教给学生研究物理问题的方法。
运用理想化方法，建立物质分子是球形体的模型，是为了简化计算，突出主要因素的理想化方法。
培养学生在物理学中的估算能力4、体会通过测量宏观量来研究微观量的思想方法【教学重点、难点】其一是使学生理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法；其二是运用阿伏伽德罗常数估算微观量（分子的体积、直径、分子数等）的方法。
课时安排：1课时【课前准备】教学设备：平板玻璃、量筒、塑料尺、水槽、透明方格纸、滑石粉、一次性针筒（5ml）、一小袋小白菜菜籽、洗洁精酒精溶液（1∶200）、长玻璃管、红墨水、酒精学生：预习本节内容【教学过程】引言：前七章学习了有关力学方面知识，认识了力和运动一些规律。
从第八章开始学习有关热学方面知识。
初中也学过一些热现象，对其本质也用分子动理论去认识，但很不够。
这一章要进一步学习分子动理论的知识，并讨论热现象的本质及包括热能在内的能量转化和守恒定律。
自古以来，人们就不断地探索物质组成的秘密。
两千多年以前，古希腊的著名思想家谟克得特说过，万物都是由极小的微粒构成的，并把这种微粒叫做原子。
这种古代的原子学说虽然没有实验根据，却包含着原子理论的萌芽。
科学技术发展到今天，原子的存在早已不是猜想，而被实验所证实。
请大家回忆一下初中学过的分子动理论基本内容有几点？（答：物质是由大量分子组成的、分子不停地做无规则运动、分子之间有相互作用力。
）提问：什么是分子？（答：组成物质的最小微粒叫分子）教师：分子是很小的，教师引导学生观察课本的彩图2，让学生明确可用扫描隧道显微镜来观察分子并测量其大小，而光学显微镜则不行。
学生：观看课本插图，比较光学显微镜和扫描隧道显微镜的放大倍数。
高中物理第一章分子动理论第一讲物体是由大量分子组成的教案粤教版选修3-3(new)
第一讲物体是由大量分子组成的［目标定位］1。
知道物体是由大量分子组成的。
2。
知道分子的简化模型，即球形模型或立方体模型，知道分子直径的数量级.3.知道阿伏加德罗常数是联系宏观世界和微观世界的桥梁,记住它的物理意义、数值和单位，会用这个常数进行有关的计算和估算.一、分子的大小1。
分子：物体是由大量分子组成的，分子是构成物质并保持物质化学性质的最小微粒.2.除了一些有机物质的大分子外，多数分子尺寸的数量级为10－10m.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，用符号N A表示。
2.数值：阿伏加德罗常数通常取N A＝6.02×1023mol－1，粗略计算中可取N A＝6.0×1023mol－1。
3.意义：阿伏加德罗常数是一个重要的常数,它是联系微观量和宏观量的桥梁，阿伏加德罗常数把物体的体积V、摩尔体积V m、物质的质量m、摩尔质量M、物质的密度ρ等宏观物理量和分子体积V0、分子直径d、分子质量m0等微观物理量都联系起来了.一、分子的两种模型1.球体模型对固体和液体，分子间距比较小,可以认为分子是一个一个紧挨着的球。
设分子的体积为V，由V＝错误!π错误!3，可得分子直径d＝错误!。
2.立方体模型图1由于气体分子间距比较大，是分子直径的10倍以上，此时常把分子占据的空间视为立方体，认为分子处于立方体的中心（如图1所示),从而计算出气体分子间的平均距离为a＝错误!。
例1现在已经有能放大数亿倍的非光学显微镜（如电子显微镜、场离子显微镜等），使得人们观察某些物质内的分子排列成为可能。
如图2所示是放大倍数为3×107倍的电子显微镜拍摄的二硫化铁晶体的照片。
据图可以粗略地测出二硫化铁分子体积的数量级为m3，（照片下方是用最小刻度为毫米的刻度尺测量的照片情况)图2答案10－29解析由题图可知，将每个二硫化铁分子看做一个立方体,四个小立方体并排边长之和为4d′＝4cm,所以平均每个小立方体的边长d′＝1cm。
人教版高中物理选修(3-3)第一节《物体是由大量分子组成的》ppt课件
分子直径数量级:
除少数有机物大分子,一般分子直径的 数量级是10-10m。
例:水分子直径是4×10-10m, 氢分子直径是2.3×10-10m , 钨原子直径是2×10-10m.
一、物体是由大量分子组成的
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 ？ 答：①把油滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层.
这种方法是一种估测法，测定分子直径的方法 还很多，但无论哪一种方法测出的分子直径的 数量级都是相同的，都为10-10m
（3）数量级:
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。
二、应用阿伏加德罗常数NA计算微观单个分子的 质量、体积（气体分子所占空间）、计算物 体所包含的分子个数。阿伏加德罗常数是联
系微观世界和宏观世界的桥梁．
作业：
1。课后作业1、2、3、4
2.利用网络资源或图书资料，查阅下列某一位人 物的主要贡献和他关于物质结构的观点，并与同 学交流（不交 归纳方法：（以油酸分子为例） 先测出油酸的体积，然后将这些油酸全部
滴到水面上，油酸散开形成单分子层，测 出油层面积.若把分子看成球形，单分子油 膜的厚度可以认为等于油分子的直径
V
d=
S
怎样才能知道分子的大小呢？
思考1.分子形状
把分子看成球形.
V 1 1 cm3 200 255
测定油酸的面积：
3、在水槽中倒入约2cm深的水，水面完全稳定 后均匀的撒上痱子粉。
4、等粉完全静止后开始滴一滴酒精油酸溶液。 过几分钟后油酸薄膜的形状趋于稳定。油散开形 成单分子层，测出油层面积.
高中物理 第七章 分子动理论 第1节 物体是由大量分子组成的学案 新人教版选修3-3
第1节 物体是由大量分子组成的1.知道物体是由大量分子组成的．2.理解油膜法测分子直径的原理，并能进行测量和计算． 3．知道分子球形模型和分子直径的数量级． 4.知道阿伏加德罗常数及其意义．一、分子的大小1．物体是由大量分子组成的，在热学中，组成物质的微粒(如分子、原子或者离子)统称为分子．2．用油膜法估测分子的大小(1)原理：把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，使油酸在水面上形成单分子油膜，如把油酸分子简化成球形，则油膜的厚度即为油酸分子的直径，如图．(2)计算：如果测出油酸的体积为V ，单分子油膜的面积为S ，则油酸分子的直径d ＝V S． 3．分子大小：除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为10－10m.1．(1)油酸分子的形状是球形的．( ) (2)原子或离子不是分子．( ) (3)所有分子直径的数量级都是10－10m.( )(4)测定分子大小的方法有多种，油膜法只是其中的一种方法．( ) 提示：(1)× (2)× (3)× (4)√ 二、阿伏加德罗常数1．定义：1 mol 的任何物质都含有相同的粒子数，这个数量用阿伏加德罗常数表示． 2．数值：阿伏加德罗常数通常用符号N A 表示，其值通常可取N A ＝6.02×1023mol －1，在粗略计算中可取N A ＝6.0×1023mol －1.3．意义：阿伏加德罗常数是一个重要的常数，它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观量与分子质量、分子大小等微观量联系起来了，即阿伏加德罗常数N A 是联系宏观量与微观量的桥梁．2．(1)阿伏加德罗常数与物质的种类、物质的状态无关．( ) (2)一个分子的质量等于摩尔质量除以阿伏加德罗常数．( ) (3)一个分子的体积等于摩尔体积除以阿伏加德罗常数．( ) 提示：(1)√ (2)√ (3)×油膜法测分子的大小1．实验目的：用油膜法估测分子的大小．2．实验原理：把一定体积的油酸酒精溶液滴在水面上使其形成单分子油膜，如图所示．不考虑分子间的间隙，把油酸分子看成球形模型，计算出1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V 并测出油膜面积S ，求出油膜的厚度d ，即d ＝VS就是油酸分子的直径．3．实验器材：油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、浅盘、玻璃板、坐标纸、彩笔、痱子粉或细石膏粉．4．实验步骤(1)在浅盘中倒入约2 cm 深的水，将痱子粉或细石膏粉均匀撒在水面上． (2)取1 mL(1 cm 3)的油酸溶于酒精中，制成200 mL 的油酸酒精溶液．(3)用注射器往量筒中滴入1 mL 配制好的油酸酒精溶液(浓度已知)，记下滴入的滴数N ，算出一滴油酸酒精溶液的体积V ′.(4)将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上．(5)待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔画出油酸薄膜的形状． (6)将玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S 或者玻璃板上有边长为1 cm 的方格的个数，通过数方格个数，算出油酸薄膜的面积S .计算方格数时，不足半个的舍去，多于半个的算一个．5．数据处理：根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ，并代入公式d ＝V S算出油酸薄膜的厚度d ，即为油酸分子直径的大小．6．注意事项(1)油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免改变浓度，造成较大的实验误差． (2)实验前应注意，浅盘是否干净，否则难以形成油膜． (3)浅盘中的水应保持平衡，痱子粉应均匀撒在水面上．(4)向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成． (5)待测油酸液面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓． 7．误差分析：本实验误差通常来自三个方面： (1)不能形成单分子油膜； (2)油滴的体积的测量产生误差；(3)计算油膜的面积有误差(每个方格面积越小，误差越小).油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL 油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL ，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1 mL ，若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示．(1)若每一小方格的边长为20 mm ，则油酸薄膜的面积约为________ m 2； (2)一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为______ m 3； (3)由以上数据，估算出油酸分子的直径________ m.[解析] 估测方法是将每个油酸分子视为球形模型；在水面上形成单分子油膜；油膜的厚度可视为油酸分子的直径．(1)由题图可知油膜大约占56个方格，所以油膜面积约为S ＝56×20×20 mm 2＝22 400 mm 2＝2.24×10－2m 2；(2)一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸体积V ＝6104×150mL ＝1.2×10－5 mL ＝1.2×10－11 m 3；(3)油酸分子的直径d ＝V S ＝1.2×10－112.24×10－2 m ≈5×10－10m. [答案] (1)2.24×10－2(2)1.2×10－11(3)5×10－10油膜法估测分子直径问题的关键点(1)获得一滴油酸酒精溶液，并由配制浓度求出其中所含纯油酸的体积V .(2)用数格子法(不足半个的舍去，多于半个的算一个，即“四舍五入”法)求出油膜面积S .(3)由公式d ＝VS计算结果．其中V 和S 的单位均采用国际单位制中的单位，即体积V 的单位是m 3，面积S 的单位是m 2.(2019·高考全国卷Ⅲ)用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是__________________________________．实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以__________________________________________．为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是________________．解析：由于分子直径非常小，极少量油酸所形成的单分子层油膜面积也会很大，因此实验前需要将油酸稀释，使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜．可以用累积法测量多滴溶液的体积后计算得到一滴溶液的体积．油酸分子直径等于油酸的体积与单分子层油膜的面积之比，即d ＝V S，故除测得油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积外，还需要测量单分子层油膜的面积．答案：使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜 把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1 mL 油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积 单分子层油膜的面积阿伏加德罗常数的应用1．两种分子模型固体、液体分子间紧密排列可忽略间隙．可以近似认为气体分子是均匀分布的，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．如表所示． 分子模型意义分子大小或分子间 的平均距离图例球形模型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d ＝36V 0π立方体模型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，每个小立方体是每个分子占有的活动空间，这时忽略气体分子的大小d ＝3V 0(1)微观量：分子质量m 0，分子体积V 0，分子直径d .(2)宏观量：物质的质量M 、体积V 、密度ρ、摩尔质量M A 、摩尔体积V A ． (3)微观量与宏观量的关系 ①分子质量：m 0＝M A N A ＝ρV AN A.②分子体积：V 0＝V A N A ＝M AρN A(适用于固体和液体)．③物质所含的分子数：N ＝nN A ＝M M AN A ＝V V AN A ．④气体分子间的平均距离：d ＝3V 0＝3V AN A(V 0为气体分子所占据空间的体积)．⑤固体、液体分子直径：d ＝36V 0π＝36V AπN A(V 0为分子体积)．命题视角1 微观量与宏观量关系的判断已知阿伏加德罗常数为N A (mol －1)，某物质的摩尔质量为M (kg/mol)，该物质的密度为ρ(kg/m 3)，则下列叙述中正确的是( )A ．1 kg 该物质所含的分子个数是ρN AB ．1 kg 该物质所含的分子个数是ρN AMC ．该物质1个分子的质量是ρN A(kg) D ．该物质1个分子占有的空间是M ρN A (m 3) [解析] 1 kg 该物质的物质的量为1M；所含分子数目为N A ×1M＝N AM，故A 、B 错误；每个分子的质量为m 0＝MN A kg ，故C 错误；每个分子所占体积为V 0＝m 0ρ＝M ρN Am 3，故D 正确．[答案] D命题视角2 微观量的估算已知铜的摩尔质量M ＝6.4×10－2kg/mol ，铜的密度ρ＝8.9×103kg/m 3，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023mol －1.试估算：(计算结果保留两位有效数字)(1)一个铜原子的质量；(2)若每个铜原子可提供两个自由电子，则3.0×10－5m 3的铜导体中有多少个自由电子？ [解题探究] (1)铜原子的质量太小，怎样用宏观量M 和N A 去求解这个微观量？ (2)怎样求解3×10－5m 3的铜导体中铜原子的个数？ [解析] (1)一个铜原子的质量m ＝M N A ＝6.4×10－26.0×1023 kg ≈1.1×10－25kg. (2)铜导体的物质的量n ＝ρV M ＝8.9×103×3.0×10－56.4×10－2mol ≈4.2 mol 铜导体中含有的自由电子数N ＝2nN A ≈5.0×1024(个)．[答案] (1)1.1×10－25kg (2)5.0×1024个(1)分子体积V 0的意义：V 0＝V AN A，对于固体和液体指分子的体积，对于气体则指每个分子所占据空间的体积．(2)物体的密度ρ的计算：ρ＝M V ＝M A V A ，但要切记ρ＝m 0V 0是没有物理意义的．【通关练习】1．仅利用下列某一组数据，可以计算出阿伏加德罗常数的是( )A ．水的密度和水的摩尔质量B ．水分子的体积和水分子的质量C ．水的摩尔质量和水分子的体积D ．水的摩尔质量和水分子的质量解析：选D.知道水的密度和水的摩尔质量可以求出其摩尔体积，不能计算出阿伏加德罗常数，故A 错误；知道水分子的体积和水分子的质量可求水的密度，不能求出阿伏加德罗常数，故B 错误；若知道水的摩尔质量和水分子的体积，不知道密度，故不能求出阿伏加德罗常数，选项C 错误；用水的摩尔质量除以水分子的质量可以求解阿伏加德罗常数，故D 正确．2．据统计“酒驾”是造成交通事故的主要原因之一，交警可以通过手持式酒精测试仪很方便地检测出驾驶员呼出的气体中的酒精含量，以此判断司机是否饮用了含酒精的饮料．当司机呼出的气体中酒精含量达2.4×10－4g/L 时，酒精测试仪开始报警．假设某司机呼出的气体刚好使酒精测试仪报警，并假设成人一次呼出的气体体积约为300 mL ，试求该司机一次呼出的气体中含有酒精分子的个数(已知酒精分子的摩尔质量为46 g ·mol －1，N A ＝6.02×1023mol－1)．解析：该司机一次呼出气体中酒精的质量为m ＝2.4×10－4×300×10－3 g ＝7.2×10－5 g一次呼出酒精分子的个数为N ＝m M ·N A ＝7.2×10－546×6.02×1023个≈9.42×1017个． 答案：9.42×1017个。
高中物理 第七章 分子动理论 第一节 物体是由大量分子组成的预习导航学案 新人教版选修33
第一节 物体是由大量分子组成的 据权威资料统计，1滴水(体积约为中所含的水分子，平均分给60亿人，大约每2 778亿个！可见，物体是由大量分1滴水中分子的数量是如此惊人，1．估测方法——油膜法把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，在水面上就会形成油酸薄膜，薄膜是由单层的油酸分子组成的，尽管油酸分子有着复杂的结构和形状，但在估测其大小的数量级时，可以把它简化为球形(如图所示)，油膜的厚度认为是油酸分子的直径d ，测出油膜的面积S 和体积V ，则分子直径d=V S 。
思考油酸分子的形状真的是球形的吗？排列时会一个紧挨一个吗？提示：实际分子的结构很复杂，分子间有间隙，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。
简化处理在物理学的研究和学习方面是很有用的。
2．尺度大小测量结果表明，除了一些有机物质的大分子外，多数分子尺寸的数量级为10－10 m 。
3．观察方法用肉眼或用高倍的光学显微镜都无法看到，只有用能放大几亿倍的扫描隧道显微镜才能观察到。
二、阿伏加德罗常数1．定义：1 mol 的任何物质都含有相同的粒子数，这个数量用阿伏加德罗常数表示。
2．数值：阿伏加德罗常数通常用符号N A 表示，其值通常可取N A ＝6.02×1023_mol －1，在粗略计算中可取N A ＝6.0×1023_mol －1。
3．意义：阿伏加德罗常数是一个重要的常数，它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观量与分子质量、分子大小等微观量联系起来了，即阿伏加德罗常数N A 是联系宏观量与微观量的桥梁。
思考结合阿伏加德罗常数的意义想一想如何求出单个水分子的质量。
提示：用M 表示水的摩尔质量，用m 表示单个水分子的质量，N A 表示阿伏加德罗常数，则单个水分子的质量m ＝A M N 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一节物体是由大量分子组成的
一、学习目标
（1）知道物体是由大量分子构成的
（2）知道阿伏伽德罗常数的含义，记住这个常数的数值和单位；
（3）知道用单分子油膜方法来估算分子的直径
(4) 知道分子的球形模型，及般分子直径和质量的数量级
自主学习
1．油膜法估测油酸分子的大小：
1）如何获得很小的1滴油酸，怎样测量它的体积？
2）如何测量油膜的面积？
3）这样估测的原理和假设是什么？
2．阿伏加德罗常数：1摩尔的任何物质含有的微粒数相同，这个数叫阿伏加德罗常N mol-1
数。
数值为
3．微观物理量的估算
已知摩尔质量M、摩尔体积V、物质密度ρ、阿伏加德罗常数N。
则：
1）分子质量m=
2）液体和固体分子体积v=
3）气体分子所占的空间v=
4．分子大小极小、数目极大：
1）分子直径的数量级约为m，分子质量一般约为kg
2）水的摩尔质量为kg/mol，水的密度kg/m3、水的摩尔体积为m3
二．典型例题
例1．已知一滴油的体积V和水面上油膜面积S，那么这种油分子的直径是多少？
例2．已知1摩尔水的体积约为1.8×10-5m3，试计算：
1）水分子体积为m3
2）1cm3水中含有个水分子。
三．巩固练习
1．只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子间的平均距离( ) 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，该气体的质量和体积
C．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和密度
D．该气体的密度，体积和摩尔质量
2．已知某液体的摩尔质量为μ，液体的密度为ρ，阿佛伽德罗常数为N，则该液体分子的直径为（）
A．3
6
N
πρ
μ
B．3
6
πρ
μN
C．3
6
πρμ
N
D．3
4
3
πρ
μN
3．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
4．已知铜的密度为8.9×103 kg/m3，相对原子质量为64，阿伏加德罗常数为6.0×1023
mol-1，求：每个铜原子的体积为多少？。