1.物体是由大量分子组成的-【金版新学案】2024-2025学年高中物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套课件（教科版2019）

1．物体是由大量分子组成的 　　　　 第一章　分子动理论 1.知道物体是由大量分子组成的，会估算固体、液体分子的大小。 2.知道阿伏伽德罗常量的意义和应用。 3.知道分子间存在间隙，会估算气体分子间的间距。 素养目标 知识点一　分子的大小　阿伏伽德罗常量 1 知识点二　分子之间存在间隙 2 课时测评 4 随堂达标演练 3 内容索引 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 知识点一　分子的大小　阿伏伽德罗常量 返回 自主学习 情境导学　1 mol(或者18 g)水中含有水分子数量达6.02×1023个。 (1)如果动用60亿人来数这些水分子，每人每秒数一个，大约需要多少时间数完？ 提示：大约需要300万年； (2)由此你会对组成物体的分子数量有什么认识？ 提示：物体是由大量分子组成的。 (阅读教材P2－P4完成下列填空) 1．分子的大小 (1)分子的大小：组成物质的分子是很小的，不但用肉眼不能直接看到，用普通的光学显微镜和____________也都难以观察到。用能放大几亿倍的________________(STM)能观察到。 (2)分子大小的数量级通常是__________。 电子显微镜 扫描隧道显微镜 10－10 m 2．阿伏伽德罗常量 (1)定义：1 mol的任何物质都含有______的粒子数NA，这个数量叫作阿伏伽德罗常量。 (2)大小：NA≈____________/mol。 (3)意义：阿伏伽德罗常量把__________、__________这些宏观物理量跟分子质量、分子大小等微观物理量联系起来。 相同 6.02×1023 摩尔质量 摩尔体积 合作探究 问题探究　已知某种物质的摩尔质量为M，摩尔体积为V，阿伏伽德罗常量为NA。试分析： (1)该物质一个分子的质量为多少？ (2)每个分子平均所占的空间为多少？ 例1 角度1　分子的大小 纳米材料具有广泛的应用前景，在材料科学中，纳米技术的应用使材料科学日新月异，在1 nm的长度上可以排列的分子(其直径约为10－10 m)个数最接近多少个？ 答案：10个 1 nm＝10－9m，即1 nm＝10×10－10m，所以排列的分子个数最接近 10个。 例2 √ 角度2　阿伏伽德罗常量 仅利用下列某一组数据，就可以计算出阿伏伽德罗常量的是 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 知道水的密度和水的摩尔质量可以求出水的摩尔体积，不能计算出阿伏伽德罗常量，故A错误；知道水分子的体积和水分子的质量，不能求出水的摩尔质量或摩尔体积，所以不能求出阿伏伽德罗常量，故B错误；知道水的摩尔质量和水分子的体积，不知道水的密度，故不能求出阿伏伽德罗常量，故C错误；用水的摩尔质量除以水分子的质量可以求出阿伏伽德罗常量，故D正确。 1.阿伏伽德罗常量的桥梁和纽带作用 (1)微观量：分子质量m0、分子体积(或气体分子所占的空间)V0、分子直径(或气体分子间的平均距离)d。 (2)宏观量：物质的质量m、体积V、密度ρ、摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol。 (3)桥梁作用：如图所示。 探究归纳 2．微观量与宏观量的关系 探究归纳 √ 针对练1.(2022·黑龙江齐齐哈尔市高二期中)阿伏伽德罗常量是NA，铜的摩尔质量为M，铜的密度是ρ，则下列说法中正确的是 针对练2.180 g水中含有多少个水分子？若一个人每分钟数200个分子，需要数多长时间？(已知水的摩尔质量为18 g/mol，NA取6.0×1023/mol) 答案：6.0×1024个　3×1022 min(约5.7×1016年) 返回 知识点二　分子之间存在间隙 返回 自主学习 情境导学　气体很容易被压缩；半试管水和半试管酒精混合之后总体积小于整个试管的容积；给装在钢筒中的油施加很大的压强，将有油从钢筒壁上渗出。这些现象说明了什么？ 提示：分子间存在间隙。 (阅读教材P4－P5完成下列填空) 1．水和酒精混合后的体积小于原来的体积和，说明液体分子间有______。 2．气体很容易被压缩，表明气体分子之间存在很大的______。 3．油能从钢筒壁渗出，说明______分子之间也是有间隙的。 间隙 间隙 固体 合作探究 问题探究　回答下面问题： (1)固体、液体怎样建立分子模型？如何计算分子直径？ (2)气体怎样建立分子模型？如何计算分子间的平均距离？ 例3 √ 角度1　固体、液体的小球模型 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/m3)，摩尔质量为M(单位为g/mol)，阿伏伽德罗常量为NA。已知1克拉＝0.2克，则 例4 角度2　气体的立方体模型 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/m3，阿伏伽德罗常量NA＝6.02×1023/mol，求：(计算结果均保留2位有效数字) (1)氧气的摩尔质量； 答案：3.2×10－2 kg/mol 氧气的摩尔质量为M＝NAm＝6.02×1023×5.3×10－26 kg/mol≈3.2× 10－2 kg/mol。 (2)标准状况下氧气分子间的平均距离； 答案：3.3×10－9 m (3)标准状况下1 cm3的氧气含有的氧气分子数。 答案：2.7×1019个 标准状况下1 cm3氧气的质量为m′＝ρV ′＝1.43×1×10－6 kg＝1.43× 10－6 kg 两种分子模型 分子模型 意义 分子大小(直径)或分子间的平均距离 图例 小球模型(固体、液体) 固体和液体可看成是由一个个紧挨着的小球排列而成的，忽略分子间的间隙 d＝ [分子大小(直径)]   探究归纳 分子模型 意义 分子大小(直径)或分子间的平均距离 图例 立方体模型(气体) 气体分子间的间隙很大，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 d＝ (分子间的平均距离)   探究归纳 √ 针对练1.某气体的摩尔体积和摩尔质量分别为Vm和M，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m0和V0，阿伏伽德罗常量为NA。以下结果正确 的是 针对练2.假设在某材料表面镀银，镀层厚度为d，银的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏伽德罗常量为NA，求： (1)银原子的直径D； (2)在面积为S的表面上共镀有银原子的数目N。 返回 随堂达标演练 返回 1．(2023·黔西南州同源中学高二下期中)一切物质都是由______组成的，分子很小，大多数分子直径的数量级约为______m，把10 cm3的水和10 cm3酒精混合后发现它们的总体积小于20 cm3，说明液体分子间有______。 分子 10－10 间隙 √ 2．(选自鲁科版教材课后练习，有改编)若以M表示水的摩尔质量，V m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。下面四个关系式正确的是 A．①和② B．①和③ C．③和④ D．①和④ √ 3．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 4．(2023·江苏扬州市高二期中)某种液体的密度为ρ＝0.8×103 kg/m3，摩尔质量为M0＝4.0×10－2 kg/mol，阿伏伽德罗常量为NA＝6.0×1023/mol，求： (1)1 L此液体中分子的个数； 答案：1.2×1025个 (2)若将液体分子视为球体，求此液体分子的直径(保留1位有效数字)。 答案：5×10－10 m 返回 课 时 测 评 返回 1.(多选)关于分子，下列说法中正确的是 A．将分子看作小球是对分子模型的简化，实际上，分子的形状并不真的都是球体 B．用高倍的光学显微镜能观察到分子 C．一般分子直径的数量级为10－10 m D．只有气体分子之间才有间隙 √ √ 分子的结构非常复杂，它的形状并不真的都是小球，A正确；分子的直径非常小，用光学显微镜不能观察到分子，B错误；不同分子的直径不同，数量级一般为10－10 m，C正确；无论固体、液体还是气体，分子之间都有间隙，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ 2．(多选)已知阿伏伽德罗常量为NA，下列说法正确的是 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ 3．(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m0和V0，则阿伏伽德罗常量NA可表示为 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ 4．下列事实中，能说明分子间有间隙的是 A．用瓶子装满一瓶砂糖，反复抖动后总体积减小 B．手捏面包，体积减小 C．水很容易渗入沙土层中 D．用一带有活塞的容器封闭部分气体，用力压活塞，气体的体积减小 反复抖动砂糖、手捏面包，使总体积减小，水很容易渗入沙土层中，都只能说明宏观物体有空隙，不能说明分子间有间隙，故A、B、C错误；封闭在容器中的气体可以被压缩，说明气体分子之间有间隙，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ 5．(多选)某种物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏伽德罗常量为NA，则关于该物质的说法正确的是 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ 6．在标准状况下，水蒸气的摩尔体积是2.24×10－2 m3/mol，则水蒸气分子间的平均距离约是水分子直径的(水的摩尔体积为1.8×10－5 m3/mol) A．1倍 B．10倍 C．100倍 D．1 000倍 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ 8．肺活量检测是中学生体质检测中的一项重要内容，肺活量指一次尽力吸气后，再尽力呼出的气体量。在某次体质检测中发现某男同学肺活量为3 500毫升，在呼出的气体中水蒸气大约占总体积的6%。已知此时水蒸气的密度ρ＝0.6 kg/m3，水蒸气的摩尔质量M＝18 g/mol，阿伏伽德罗常量NA＝6×1023/mol。关于该同学这次呼出气体说法正确的是 A．水蒸气的体积为2.1×10－3 m3 B．含有的水分子物质的量为0.07 mol C．含有的水分子的数量为4.2×1021 D．含有的水蒸气的质量为1.26×10－2 g 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 9．(多选)已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏伽德罗常量为NA，地面大气压是由大气的重力产生的，大小为p0，重力加速度大小为g，由以上数据可估算 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ 10．专家们在研究二氧化碳的深海处理技术时发现，当水深超过2 500 m时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体。设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常量为NA，二氧化碳气体变成硬胶体后，可将二氧化碳分子看作直径为D的球体，则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后的体积约为 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 11．(10分)如图所示，科学家在铜表面将48个铁原子排成圆圈，形成半径为7.13 nm的“原子围栏”，相邻铁原子间有间隙。估算铁原子平均间隙的大小，结果保留1位有效数字。(已知铁的密度是7.8×103 kg/m3，摩尔质量是5.6×10－2 kg/mol，阿伏伽德罗常量NA＝6.02×1023/mol) 答案：6×10－10 m 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 12．(10分)空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥。某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V＝1.0×103 cm3。已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏伽德罗常量NA＝6.0×1023/mol。求：(结果均保留一位有效数字) (1)该液化水的质量； 答案：1 kg 根据m＝ρV代入数据可得该液化水的质量m＝1 kg。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (2)该液化水中含有水分子的总数N； 答案：3×1025 水分子数N＝nNA 联立并代入数据解得N≈3×1025。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (3)一个水分子的直径d。 答案：4×10－10 m 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 谢 谢 观 看 ！ 第一章　 　分子动理论 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 其中密度ρ＝＝，但要切记对单个分子是没有物理意义的。 (1)分子质量：m0＝＝。 (2)分子体积：V0＝＝(仅适用于固体和液体，对于气体，V0表示每个气体分子所占的空间)。 (3)物质所含的分子数：N＝nNA＝NA＝NA。 $$