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。

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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＝＝