第十章第一节《分子的大小》（同步课件）-2023-2024学年高二物理同步精品课堂（沪科版2020上海选择性必修第三册）

选择性必修三 第十章《分子动理论》 第一节《分子的大小》 【沪科版(2020)】 【沪科版(2020)】 1 初中物理中学过分子动理论的三个观点： （1）物质有大量分子组成，分子之间有间隙； （2）组成物质的分子在永不停息的无规则运动； （3）分子间存在相互作用的引力和斥力。 需要说明：在研究物质的化学性质时，我们认为组成物质的微粒是分子、原子或者离子。但在研究物体的热运动性质和规律时，不必区分它们在化学变化中所起的不同作用，而把组成物体的微粒统称为分子。 1mol水中含有水分子的数量就达6.02×1023个。分子数量之大太惊人。但也说明了分子非常小，人们用肉眼无法直接看到分子，就是用高倍的光学显微镜也看不到。 【沪科版(2020)】 20世纪80年代发明的扫描隧道显微镜（STM）才让我们清楚的看到物质内部分子的排列情况 这是观测到的硅表面原子的排列情况，整齐划一。 (1nm=109m) 【沪科版(2020)】 【沪科版(2020)】 一、分子大小的测量 研究热学运动性质和规律： 把分子、离子、原子统称“分子”。 1、如果把分子抽象成球形，那么分子直径大小数量级约为10-10米。 2、分子直径大小的测量----油膜法估测分子直径。 d 三个假设： （1）假设分子为球形； （2）分子紧密排列； （3）单分子层油膜。 实验原理：将油酸用酒精稀释后滴入水中，在水面形成单分子层油膜。测量一滴油酸的体积 V 以及形成的油膜面积 S，则厚度即油酸分子的直径。 水 【沪科版(2020)】 【沪科版(2020)】 油膜法实验： 【沪科版(2020)】 【沪科版(2020)】 实验操作注意事项： 实验前由教师配制一定浓度（浓度 c 指油酸体积与溶液体积之比，约为 0.2%）的油酸酒精溶液。用注射器吸取体积为 V0（如 1 ml）的溶液，缓慢推动注射器活塞，将溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴数 n。 待油膜形状稳定后，将刻有方格的透明板盖上浅水盘，用水彩笔在透明板上画出油膜轮廓（注意：描边时应正视透明板）。取出透明板，数出油膜轮廓所占的格数 N。不足半格的舍去，多于半格的算一格。 【沪科版(2020)】 【沪科版(2020)】 实验数据处理 （1）计算一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积 V。 （2）计算单分子油膜的面积 S。 （3）计算油酸分子的直径 d。 结果分析与实验结论 油酸分子的直径 d = ___________。 【沪科版(2020)】 【沪科版(2020)】 二 、分子大小的计算 2、数值： 1 mol的任何物质都含有相同的粒子数 微观世界的重要常数，是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁 3、意义： 1、阿伏伽德罗常数： 阿伏伽德罗常数NA＝6.02×1023mol－1 4、宏观量与微观量的关系: V 物体体积 Vmol 摩尔体积 m 物体的质量 Mmol 摩尔质量 物体的密度 宏观量 微观量 m0 分子质量 V0 分子体积 d 分子直径 N 分子数量 分子质量 分子体积 分子个数 【沪科版(2020)】 【沪科版(2020)】 5、分子直径计算 固体、液体分子看作小球模型且紧密排列 分子的直径 6、分子间距计算 气体分子看作立方体模型且紧密排列 【沪科版(2020)】 【沪科版(2020)】 特别提醒 (1)不论把分子看成球体还是看成立方体，都只是一种简化的模型，是一种近似的处理方法。由于建立的模型不同，得出的结果稍有不同，但分子直径的数量级都是10-10 m。一般分子的质量的数量级为10-26kg。 (2)分子体积V0的意义： 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。 【沪科版(2020)】 【沪科版(2020)】 【典型例题】 【例1】估算常温常压下一杯体积为6-4 m3的水中约有多少个水分子？ 解：这杯水的质量m= 这杯水中含有的水分子个数n= 【沪科版(2020)】 【典型例题】 【例2】如果水分子的直径是4.0×10-10m，并且知道1mol的水的体积是 1.8×10-5m3，请计算阿伏伽德罗常数。 解：一个水分子的体积V0= 阿伏伽德罗常数NA= 【沪科版(2020)】 【课堂小结】 【沪科版(2020)】 课堂练习 1、体积为1×10-3 cm3的一滴石油,滴在湖面上,扩展成面积是2.5m2的油膜,可估算出石油分子直径的大小为_____ m。 2、分子直径数量级为