1.1 物体是由大量分子组成的（word教参）- 【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第三册配套教参（教科版）

1　物体是由大量分子组成的 新课程标准 素养目标 1.知道物体是由大量分子组成的。 2.理解分子模型，知道分子直径的数量级。 3.掌握阿伏伽德罗常量，并会进行相关计算、估算。 4.知道分子间存在间隙。 1.阿伏伽德罗常量、摩尔。(物理观念) 2.分子的球形模型和立方体模型。(科学思维) 3.利用阿伏伽德罗常量这一桥梁估算分子的大小和质量。(科学思维) 4.分子间存在间隙的例证。(科学态度与责任) [知识梳理] 一、分子的大小 1．分子：在热学范围内，由于分子、原子或离子遵循相同的热运动规律，故统称为分子。 2．分子的大小：分子大小的数量级为10－10 m。 二、阿伏伽德罗常量 1．定义：1 mol的任何物质都含有相同的粒子数，用NA表示。 2．数值：通常取NA＝6.02×1023 mol－1，在粗略计算中可取NA＝6.0×1023 mol－1。 3．意义：阿伏伽德罗常量是一个重要的常数。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。 三、分子之间存在间隙 1．分子有间隙的例证 (1)液体分子：水和酒精混合后体积变小； (2)气体分子：气体很容易被压缩； (3)固体分子：加压后油从钢桶壁上渗出。 2．理想化模型 在估算分子大小时，将固体、液体分子看作紧密排列的小球。 [自主评价] 1．判断正误 (1)物体是由大量分子组成的，多数分子直径的数量级为10－10 m。(√) (2)任何物质在任何状态下的阿伏伽德罗常量相同。(√) (3)阿伏伽德罗常量是联系宏观量和微观量的桥梁。(√) (4)为了便于研究，我们通常把固体和液体分子看作球形。(√) (5)知道氧气的摩尔质量、氧气的密度及氧气分子的直径可以算出阿伏伽德罗常量。(×) 2．情景思考 (1)一根头发丝的直径约为50 μm，则头发丝的直径约为分子大小数量级的多少倍？ 提示：一根头发丝的直径约为分子直径的50万倍。 (2)大米和小米混合后体积减小、面包很容易被捏扁能否说明分子间有间隙？ 提示：不能。大米和小米混合体积减小说明大米和小米间有空隙，面包被捏扁说明面包间有空隙，不能说明分子间有间隙，分子间的间隙很小，肉眼无法观察。 要点一　阿伏伽德罗常量 　 如图所示为某购物网站出售的某地的 新鲜空气，成年人做一次深呼吸，大 约吸入450 cm3的空气，如果在标准 状况下，该体积的空气物质的量是多 少？大约含有多少个分子？ 提示：成年人做一次深呼吸吸入空气的物质的量n＝＝≈0.02 mol。大约含有的分子数N＝nNA＝0.02 mol×6.02×1023 mol－1≈1.2×1022(个)。 1．NA的桥梁和纽带作用 阿伏伽德罗常量是联系宏观世界和微观世界的一座桥梁。它把摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol、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m0、单个分子的体积V0等微观量联系起来，如图所示。 其中密度ρ＝＝，但要切记对单个分子ρ＝是没有物理意义的。 2．常用的重要关系式 (1)分子的质量：m0＝。 (2)分子的体积：V0＝＝(适用于固体和液体)。 注意：对于气体分子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＝。 (4)体积为V的物体中所含有的分子数：N＝。 　若以M表示水的摩尔质量，Vm表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏伽德罗常量，m0、V0分别表示每个水分子的质量和体积，下面四个关系式： ①NA＝　②ρ＝　③m0＝　④V0＝ 其中正确的是(　　) A．①和②　　　　　　　 B．①和③ C．③和④ D．①和④ [解析]　对于气体，宏观量M、Vm、ρ之间的关系式仍适用，有M＝ρVm，宏观量与微观量之间的质量关系也适用，有NA＝，所以m0＝，③式正确；NA＝＝，①式正确；由于气体的分子间有较大的距离，求出的是一个气体分子平均占有的空间，一个气体分子的体积远远小于该空间，所以④式不正确。②式中V0是每个分子的体积，不是每个分子所占的体积，这样算不出气体密度，故②式也不正确。 [答案]　B 宏观量和微观量关系的解题要点 (1)在处理宏观量与微观量间关系的问题时，固、液体分子紧密排列，气体分子间距离远大于自身的体积。 (2)由宏观量计算微观量，或由微观量计算宏观量，都要通过阿伏伽德罗常量建立联系。所以说，阿伏伽德罗常量是联系宏观量与微观量的桥梁。 针对训练 1．某气体的摩尔质量是M，标准状态下的摩尔体积为V，阿伏伽德罗常量为NA。下列叙述正确的是(　　) A．该气体在标准状态下的密度为 B．该气体每个分子的质量为 C．每个气体分子在标准状态下的体积为 D．该气体单位体积内的分子数为 解析：摩尔质量除以摩尔体积等于密度，该气体在标准状态下的密度为，故A