第1节 第1课时 分子的大小 阿伏伽德罗常量-【金版新学案】2024-2025学年高中物理选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（粤教版2019）

第一节　物质是由大量分子组成的 第1课时　分子的大小　阿伏伽德罗常量 【素养目标】　1.知道物质是由大量分子组成的。　2.知道分子模型，体会建立模型在研究物理问题中的作用。　3.知道阿伏伽德罗常量及其意义，会用阿伏伽德罗常量进行计算或估算。 知识点一　分子的大小　阿伏伽德罗常量 [情境导学]　有人设计了一个有趣的问题：1 mol(或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？ (2)由此你会对组成物质的分子数量有什么认识？ 提示：(1)大约需要300万年；(2)物质是由大量分子组成的。 (阅读教材P2－P4完成下列填空) 1．分子：组成物质的微粒是多种多样的，或是原子(如金属)，或是离子(如盐类)，或是分子(如有机物)。在本章的学习中，为了简化，我们把构成物质的微粒统称为分子。 2．分子的大小：一般来说，不同物质分子大小不同，通常是10－10 m的数量级。 3．阿伏伽德罗常量 (1)概念：1 mol的任何物质所含的分子(或原子)数目都相同，这个数目被称为阿伏伽德罗常量，用符号NA表示，在通常的计算中取NA＝6.02×1023 mol－1。 (2)物理意义：阿伏伽德罗常量是联系摩尔质量、摩尔体积等宏观物理量与分子质量、分子大小等微观物理量的桥梁。 [问题探究]　(1)若已知水的摩尔质量M，阿伏伽德罗常量NA，如何求解一个水分子的质量？ (2)若已知水的摩尔体积Vm，阿伏伽德罗常量NA，如何求解一个水分子的体积？若已知水蒸气的摩尔体积Vm，其分子体积可否用相同的求法？ 提示：(1)一个水分子的质量m0＝。 (2)一个水分子的体积V0＝。不可以。 角度1　分子大小 关于分子，下列说法中正确的是(　　) A．将分子看作小球是分子的简化模型，实际上，分子的形状并不真的都是小球 B．所有分子大小的数量级都是10－10 m C．“物质是由大量分子组成的”，其中“分子”只包含分子，不包括原子和离子 D．分子的质量是很小的，其数量级一般为10－10 kg 答案：A 解析：将分子看作小球是为研究问题而建立的简化模型，故A正确；一些高分子化合物的分子大小的数量级可达到10－7 m，故B错误；“物质是由大量分子组成的”，其中“分子”是分子、原子、离子的统称，故C错误；分子质量的数量级一般为10－26 kg，故D错误。 学生用书↓第2页 角度2　阿伏伽德罗常量 180 g水中含有多少个水分子？(已知水的摩尔质量为18 g/mol，NA＝6.0×1023 mol－1) 答案：6.0×1024个 解析：180 g水的物质的量n＝＝ mol＝10 mol 180 g水中所含的分子数N＝nNA＝6.0×1024个。 求解分子数的思路 变式拓展．从筷子上滴下一滴水，体积约为0.1 cm3，这一滴水中含有水分子的个数为(已知阿伏伽德罗常量NA＝6×1023 mol－1，水的摩尔体积为Vm＝18 cm3/mol)(　　) A．6×102个 B．3×1021个 C．6×1019个 D．3×1017个 答案：B 解析：这一滴水的物质的量为n＝＝ mol，水分子数为N＝nNA≈3×1021个，故B正确。 若已知水蒸气的摩尔质量为M，标准状态下水蒸气的密度为ρ，阿伏伽德罗常量为NA；若用m表示一个水蒸气分子的质量，用V0表示一个水蒸气分子的体积，则下列表达式中正确的是(　　) A．m＝ B．m＝ C．V0＝ D．V0＝ 答案：A 解析：一个水蒸气分子的质量为m＝，由于水蒸气分子间距离较大，表示一个水蒸气分子平均占有空间的体积，一个水蒸气分子的体积远远小于该空间的体积，即Vm≠NAV0，又ρ＝，所以V0≠，故选A。 NA的桥梁和纽带作用 阿伏伽德罗常量NA是联系宏观世界和微观世界的一座桥梁，它把摩尔质量M、摩尔体积Vm、物体的质量m、物体的体积V、物体的密度ρ等宏观物理量，跟单个分子的质量m0、单个固体或液体分子的体积(或单个气体分子平均占有空间的体积)V0等微观物理量联系起来，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。　　 知识点二　两种模型 1．球体模型 如图甲所示，忽略固体(或液体)分子间的空隙，把分子看成是一个个紧密排列的球体，设固体(或液体)分子的体积为V0，分子的直径为d，有V0＝π＝πd3，则d＝＝。 2.立方体模型 如图乙所示，把气体分子平均占有的空间当作一个小立方体，气体分子位于立方体的中心，小立方体的边长等于分子间的平均距离。设气体分子所占据的立方体空间的体积为V0，则分子间的平均距离为d＝＝。 (多选)设某种液体的摩尔质量为M，分子间的平均距离为d，已知阿伏伽德罗常量为NA，下列说法正确的是(　　) A．假设分子为球体，该物质的密度ρ＝ B．假设分子为立方体，该物质的密度ρ＝ C．假设分子为立方体，该物质的密度ρ＝ D．假设分子为球体，该物质的密度ρ＝ 答案：BD 解析：分子为立方体时，1 mol该物质的体积为d3NA，则ρ＝，B正确，C错误；分子为球体时，1 mol该物质的体积为πd3NA，则ρ＝＝，D正确，A错误。故选BD。 学生用书↓第3页 针对练．很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全，轿车在发生一定强度的碰撞时，利用三氮化钠(NaN3)爆炸产生气体(假设都是N2)充入气囊。若氮气充入后安全气囊的容积V＝56 L，囊中氮气的密度ρ＝2.5 kg/m3，已知氮气的摩尔质量M＝0.028 kg/mol，阿伏伽德罗常量NA＝6×1023 mol－1，试估算： (1)囊中氮气分子的总个数N； (2)囊中氮气分子间的平均距离。(结果均保留1位有效数字) 答案：(1)3×1024个　(2)3×10－9 m 解析：(1)设氮气的物质的量为n，则n＝ 氮气的分子总个数N＝nNA＝NA 代入数据解得N＝3×1024个。 (2)每个分子所占的空间为V0＝ 设分子间平均距离为d，则有V0＝d3， 即d＝＝ 代入数据解得d≈3×10－9 m。 1．关于分子，下列说法中正确的是(　　) A．分子是球体，就像我们平时的乒乓球有弹性，只不过分子非常非常小 B．所有分子的直径都相同 C．标准状态下，1 mol气体所含的分子数为NA D．质量相同的氢气和氧气，氧气的分子数多 答案：C 解析：分子的形状非常复杂，为了研究和学习方便才把分子简化为球体，实际上不是真正的球体，故A错误；不同分子的直径一般不同，故B错误；标准状态下，1 mol气体所含的分子数为NA，故C正确；因为氢气的摩尔质量小，所以质量相同的氢气和氧气，氢气的分子数多，故D错误。 2．已知阿伏伽德罗常量为NA，水的摩尔质量为M，水的密度为ρ。则一个水分子的质量可以表示为(　　) A. B． C. D． 答案：A 解析：一个水分子的质量m＝，故选项A正确，B、C、D错误。 3．某气体的摩尔质量和摩尔体积分别为M和Vm，每个气体分子的质量和体积分别为m和V0，则阿伏伽德罗常量NA可表示为(　　) A．NA＝ B．NA＝ C．NA＝ D．NA＝ 答案：D 解析：NA＝中，V0应该为单个气体分子平均所占空间的体积，与题给条件不符，A、B错误；由NA＝可知，C错误，D正确。 4．已知在标准状态下，1 mol氧气的体积为22.4 L，则氧气分子间距的数量级约为(　　) A．10－9 m B．10－10 m 、 C．10－11 m D．10－8 m 答案：A 解析：在标准状态下，1 mol氧气的体积为22.4 L，则每个氧气分子占空间的体积V0＝＝ m3≈3.7×10－26 m3，氧气分子间距L＝＝ m≈3.3×10－9 m，故A正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$