第1节 第1课时 分子的大小 阿伏伽德罗常量-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步课堂高效讲义配套课件（粤教版）

第1课时　分子的大小　阿伏伽德罗常量 　　　　 第一章　第一节　物质是由大量分子组成的 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。 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　两种模型 2 课时测评 4 随堂演练　对点落实 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 情境导入　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？ 提示：大约需要300万年； (2)由此你会对组成物质的分子数量有什么认识？ 提示：物质是由大量分子组成的。 教材梳理 (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______(如金属)，或是______(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________ m的数量级。 原子 离子 10－10 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＝____________ 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。 6.02×1023 课堂探究 师生互动　任务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？ 任务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？ 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 例1 √ 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。 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) 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。 例2 答案：6.0×1024个 求解分子数的思路 探究归纳 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 √ 例3 √ 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 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。 返回 探究归纳 知识点二　两种模型 返回 例4 (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 √ √ 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； 答案：3×1024个 (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：3×10－9 m 返回 随堂演练　对点落实 返回 √ 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。 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 √ 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 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 √ 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 返回 课 时 测 评 返回 1．(多选)如果把氧气分子看成球体，则氧气分子直径的数量级为 A．10－4 μm B．10－1nm C．10－10 m D．10－15 m √ 氧气分子直径的数量级为10－10 m或10－4 μm、10－1nm，故选项A、B、C正确。 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ 由水的摩尔质量M除以一个水分子的质量m，即可算出1 mol水包含的水分子个数，即阿伏伽德罗常量，故D正确；由A、B、C项均不能算出阿伏伽德罗常量。 2．从下列各组数据中可以算出阿伏伽德罗常量的是 A．水的密度和水的摩尔质量 B．水的摩尔质量和水分子的体积 C．水分子的体积和水分子的质量 D．水分子的质量和水的摩尔质量 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ 3．一定量某种气体的质量为m，该气体的摩尔质量为M，摩尔体积为Vm，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．快递公司用充气的塑料袋包裹物品，在标准状态下一个塑料袋内气体的体积为448 mL，已知气体在标准状态下的摩尔体积Vm＝22.4 L/mol，阿伏伽德罗常量NA＝6.02×1023 mol－1，则塑料袋内气体分子数为 A．1.2×1021个 B．1.2×1022个 C．1.2×1023个 D．1.2×1024个 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ 立方体的体积为V＝(10－9)3 m3＝10－27m3，每个氢分子的体积V0＝(10－10)3 m3＝10－30 m3，所以边长为1 nm的立方体可容纳的液态氢分子的个数为N＝ ＝103个，B正确。 5．纳米材料具有很多优越性能，有着广阔的应用前景。边长为1 nm的立方体可容纳液态氢分子的个数最接近于(液态氢分子可看作边长为10－10 m的小立方体) A．102个 B．103个 C．106个 D．109个 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ 6．已知某气体的摩尔体积为22.4 L/mol，摩尔质量为18 g/mol，阿伏伽德罗常量为6.02×1023 mol－1，由以上数据不能估算出这种气体的 A．每个分子的质量 B．每个分子的体积 C．每个分子平均占据的空间 D．分子之间的平均距离 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 每个分子的质量等于摩尔质量除以阿伏伽德罗常量，两个量都已知，故能求出，A不符合题意；由于气体分子间的距离较大，气体的体积远大于气体分子体积之和，所以不能求出每个分子的体积，B符合题意；建立立方体模型，则每个分子平均占据的空间等于摩尔体积除以阿伏伽德罗常量，C不符合题意；由立方体模型可知，立方体的棱长等于分子间的平均距离，D不符合题意。故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ 7．已知水银的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏伽德罗常量为NA，则水银分子的直径是 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ √ 8．(多选)阿伏伽德罗常量是NA(mol－1)，铜的摩尔质量是μ(kg/mol)，铜的密度是ρ(kg/m3)，则下列说法正确的是 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 9．(多选)设某固体物质的摩尔质量为M，密度为ρ，此种物质样品的质量为m，体积为V，分子总数为N，阿伏伽德罗常量为NA，则下列表示一个分子的质量的表达式中正确的是 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ 10．把铁分子围着地球表面一个紧挨一个地单列排起来，筑成一个围绕着地球的大“分子环”。已知地球半径为R，铁的摩尔质量为M，铁的密度为ρ，阿伏伽德罗常量为NA，筑这个大“分子环”共需的铁分子个数为 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)铁的密度ρ＝7.8×103 kg/m3、摩尔质量M＝5.6×10－2 kg/mol，阿伏伽德罗常量NA＝6.0×1023 mol－1。可将铁原子视为球体，试估算：(结果均保留1位有效数字) (1)1 g铁含有的原子数； 答案：1×1022个 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (2)铁原子的直径大小。 答案：3×10－10 m 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 12．(10分)一个高约为2.8 m、面积约为10 m2的两人办公室，若只有一人吸了一根烟。求：(人正常呼吸一次吸入气体300 cm3，一根烟大约吸10次，阿伏伽德罗常量NA＝6.02×1023 mol－1，标准状态下空气的摩尔体积Vm＝22.4 L/mol，结果保留2位有效数字) (1)估算被污染的空气分子间的平均距离； 答案：7.0×10－8m 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)另一个不吸烟者一次呼吸大约吸入多少个被污染过的空气分子。 被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为N′＝nV人＝2.9×1021×300 ×10－6个＝8.7×1017个。 答案：8.7×1017个 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 ＝ ＝ 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＝＝。 由于气体分子间的距离较大，所以气体分子的体积V0小于摩尔体积与阿伏伽德罗常量之比，即V0＜，所以NA＜，故A错误；阿伏伽德罗常量等于气体的摩尔质量与气体分子质量之比，即NA＝＝，故B正确，C错误；气体密度与单个分子体积的乘积不等于单个气体分子的质量，故D错误。故选B。 设铁分子的直径为d，根据题意可得，把铁分子围着地球表面一个紧挨一个地单列排起来，筑成一个围绕地球的大“分子环”需要的分子数为N＝，一个铁分子的质量m0＝，一个铁分子的体积V0＝，则有＝π，联立解得筑这个大“分子环”共需的铁分子个数为N＝2πR，故选D。 吸烟者吸一根烟吸入气体的总体积为V＝10×300 cm3，含有空气分子数N＝＝×6.02×1023个≈8.1×1022个 办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为 n＝＝个/m3≈2.9×1021个/m3 每个被污染的分子所占体积为V分＝＝ m3 则平均距离L＝≈7.0×10－8m。 $