第7章 1 物体是由大量分子组成的-2021-2022学年高中物理选修3-3【名师导航】同步Word教参(人教版)

1　物体是由大量分子组成的 [学习目标]　1.知道物体是由大量分子组成的.2.理解分子的模型，知道分子直径的数量级．(重点)3.学会用油膜法估测分子大小的实验．(重点、难点)4.掌握阿伏加德罗常数，并会进行相关计算、估算．(难点) 一、分子的大小 1．物体是由大量分子组成的，在热学中，组成物质的微观粒子统称为分子． 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，如图所示． (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＝. 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10－10 m . 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，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． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)单分子油膜的厚度可认为与油酸分子的直径大小相等． (√) (2)为了便于研究，我们通常把固体和液体分子看作球形． (√) (3)1 mol任何物质都含有NA个粒子． (√) (4)阿伏加德罗常数可以把微观量与宏观量联系在一起． (√) (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加德罗常数． (×) 2．(多选)为了减小“油膜法估测分子的大小”的实验误差，下列方法可行的是(　　) A．用注射器向量筒中滴入(100滴)油酸酒精溶液，并读出量筒里这些溶液的体积恰为整数V1，则每滴溶液的体积为V2＝ B．把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小些 C．先在浅盘内的水中撒入一些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液滴1滴在水面上 D．用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成规则形状 E．计算油膜面积时舍去所有不足一个的方格 ABC　[测量多滴溶液的体积和溶液的滴数，以减小读数误差，A正确；水面离盘口距离小些，可减小画油膜轮廓时的误差，B正确；滴入1滴液滴形成单分子油膜，C正确；用牙签拨弄油膜，会使油膜间有空隙，还会带走一部分油酸，D错误；舍去所有不足一个的方格，结果偏大，应以半格为单位进行取舍，E错误．] 3．(多选)下列可算出阿伏加德罗常数的一组物理量是(　　) 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．水分子的体积和水的摩尔体积 D．水分子的质量和水的摩尔质量 E．水的摩尔体积、水的密度和水分子的质量 CDE　[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，A错误；若知道水的摩尔质量和水分子质量或者知道水的摩尔体积以及水分子的体积都能求出阿伏加德罗常数；B错误，C、D、E正确．] 分子大小的测定 1．分子模型 (1)固体和液体，可以认为分子是一个挨一个的小球． (2)气体分子间距较大，通常把其所在空间当作一小立方体，研究其所占体积． 2．油膜法测分子直径 (1)实验步骤 ①在浅盘中倒入约2 cm深的水，将痱子粉均匀撒在水面上． ②用注射器往小量筒中滴入1 mL油酸酒精溶液，记下滴入的滴数n，算出一滴油酸酒精溶液的体积V0. ③将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上． ④待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃放在浅盘上，用水彩笔(或钢笔)画出油酸薄膜的形状． ⑤将玻璃放在坐标纸上，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，则也可通过数方格数，算出油酸薄膜的面积S. ⑥根据已配好的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V. ⑦计算油酸薄膜的厚度d＝，即为油酸分子直径的大小． (2)注意事项 ①实验前，必须把所有的实验用具擦洗干净，实验时吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别专用，不能混用，否则会增大误差，影响实验结果． ②待测油酸面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓，扩散后又收缩有两个原因：一是水面受油酸液滴的冲击凹陷后又恢复；二是酒精挥发后液面收缩． ③本实验只要求估算分子大小，实验结果的数量级符合要求即可． ④痱子粉不宜撒得过厚，油酸酒精溶液的浓度以小于为宜． ⑤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． 3．数据处理 计算方法： (1)一滴油酸溶液的平均体积 ＝. (2)一滴油酸溶液中含纯油酸的体积 V＝×油酸溶液的体积比．(体积比＝) (3)油膜的面积S＝n×1 cm2.(n为有效格数，小方格的边长为1 cm) (4)分子直径d＝.(代入数据时注意统一单位) 【例1】　配制好的油酸酒精溶液为每1 000 mL油酸酒精溶