第10.1节 分子的大小-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（沪科版2020上海选择性必修第三册）

第十章 分子动理论 10.1 分子的大小 🧭目标导航 知识要点 难易度 1. 分子直径数量级10-10 m，1nm=10-9 m 2. 油墨法测油酸分子大小d = 3. 物质的量n 单位mol 4. 阿伏伽德罗常数，即NA＝6.02×1023mol－1 5. 求分子数： 6. 求分子质量和体积： ★ ★★ ★★ ★★ ★★★ ★★★ 📚知识精讲 一、分子的大小 常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。 (1) 无论是生命体还是非生命体，无论物体是大还是小，都是由分子、原子等粒子构成的。 (2) 分子和原子非常小，若把分子看成球形，一般分子的直径以10-10 m 为单位来量度。 (3) 构成物质的分子数量非常巨大。例如：体积为1 cm3 的空气中分子数大约为2.7×1019 个。 (4) 构成物质的分子间有间隙。 例1. 如图所示是新型冠状病毒的电子显微镜照片，根据所学知识分析图中“100”的单位是（　　） A．nm B．mm C．m D．km 二、分子大小的测量：油膜法测油酸分子大小 1.实验原理：a毫升油酸配制成b毫升溶液，1毫升溶液有n滴，油膜面积S，则d = 三点理想化处理： 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。 ③油分子一个紧挨一个整齐排列。 2.实验器材： 盛水方盘、注射器(或胶头滴管)、坐标纸、玻璃板、痱子粉、酒精油酸溶液、量筒、彩笔 3.实验步骤： (1)用注射器(或胶头滴管)取配好的酒精油酸溶液，滴入量筒，记下1mL溶液的滴数； (2) 在方盘中盛入适量的水(约2cm深)，使水处于稳定状态后，将痱子粉均匀地撒在水面上； (3) 用注射器(或胶头滴管)靠近水面将一滴酒精油酸溶液滴在水面上； (4) 待油酸膜的面积稳定后，把玻璃板放在方盘上，用笔描绘出油膜的形状； (5) 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，算出油酸分子直径的大小。 4.注意事项： (1) 酒精的作用是稀释，溶入水中对测量无影响，不能用没有稀释或浓度高的油酸溶液。 (2) 只滴1滴。 (3) 痱子粉的作用是使轮廓清晰，便于计算面积。 5.数据处理： 计算坐标纸上方格的数目来计算(边长1cm)，不足半个的舍去，多于半个的算1个。 6.误差分析： 使用分子直径的理论计算公式d = ，进行误差分析。 (1) 方格的计数偏多，S偏大，测量值偏小。 (2) 主要误差是分子排列不是单层，多层导致面积S偏小，测量值偏大。 (3) 计算1ml的溶液的滴数时，多滴了一滴，体积大于1ml，导致测量值偏小。 7.物理思想：(1)建立模型进行估测 (2)累计法（单摆周期测量同理） 例2. 在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，每103mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL。用注射器测得58滴这样的溶液为1mL。把1滴这样的溶液滴入到浅盘里，等油膜稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油酸膜的轮廓，如图所示。图中正方形小方格的边长为1cm。 (1)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少? (2)油酸膜的面积是多少? (3)按以上数据，估算油酸分子的大小。 三、物质的量 阿伏伽德罗常数 1. 物质的量定义：粒子的数量，用n表示。 日常生活中用“个”表示，物理上通常省略不写，而且“个”对于微观世界太小，所以需要定义新单位。 2. 单位：摩尔（mol） 国际单位制中7个基本单位之一。 1 摩尔（mol）的任何物质都含有相同的粒子数，称为阿伏伽德罗常数，即NA＝6.02×1023mol－1 物理含义：1mol的任何物质含有6.02×1023个粒子！ 3. 计算公式 ① N=nNA 由摩尔数可计算粒子个数。 ➁ n= 由粒子数可计算其物质的量，即摩尔数。 4. 摩尔质量：指单位物质的量的物质所具有的质量，即1mol物质的质量，用符号Mmol表示。 ① 根据定义： m0为分子质量 摩尔质量单位：g/mol，在数值上等于该物质的相对原子质量或相对分子质量。 对于某一纯净物来说，它的摩尔质量是固定不变的，而物质的质量则随着摩尔数不同而发生变化。 ➁ m=nMmol 5. 摩尔体积：指单位物质的量的物质所具有的体积，即1mol物质的体积，用符号Vmol表示。 ① 根据定义： V0为分子体积 ➁ V=nVmol 但气体的体积与压强、温度有关，标准状况指1大气压，温度为0摄氏度。 标准状况下任何气体摩尔体积VA=22.4L/mol。 6. 阿伏伽德罗常数，即NA是联系微观和宏观的桥梁。 ①宏观物理量：质量m、体积V、密度ρ、摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol ➁微观物理量：分子质量m0、分子体积V0、分子直径d、分子数N