内容正文:
1、物体是由大量分子组成的
第七章 分子动理论
2、分子永不停息地做无规则运动
3、分子间存在着相互作用的引力和斥力
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一、物体是由大量分子组成的
1、热学中定义的分子包括什么?
2、分子有多大?如何测量?
在热学中由于原子、离子、或分子做热运动时遵从相同的规律,所以统称为分子.
(一)、扫描隧道显微镜
扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子排布图
图中每一个亮斑都是一个碳原子
(二)单分子油膜法
思考:如何测定一颗油酸分子的直径?
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已知体积V=1mm3的一滴油,在水面上形成面积S=3.5m2
的油膜,那么这种油分子的直径d为多少m?
(埃)
利用现代技术,使用不同的方法测出的分子大小并不完全相同,但数量级是一样的,均为:
油酸分子
d
油膜法估算分子直径公式
例1 (课本第4页第2题改编)在做“用油膜法估测分子的大小”实验中,104 mL油酸酒精溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液中有50滴.把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待油膜形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓,然后把玻璃板放在坐标纸
上,其形状如图4所示,坐标纸中正方形小方格
的边长为20 mm.
(1)油膜的面积是多少?
答案
解析
一、用油膜法估测分子的大小
图4
答案 2.32×10-2 m2
解析 数出在油膜轮廓范围内的格子数(面积大于半个方格的算一个,不足半个方格的舍去不算)为58个,油膜面积约为S=58×(0.02)2 m2=2.32×10-2 m2.
(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少?
答案
解析
解析 因为50滴油酸酒精溶液的体积为1 mL,且能求出溶液中含纯油酸的浓度为η= =6×10-4,故每滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为V0
= ×6×10-4 mL=1.2×10-11 m3.
答案 1.2×10-11 m3
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(3)根据上述数据,估算出油酸分子的直径.
答案
解析
答案 5.2×10-10 m
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固体、液体
小球模型:
气体
立方体模型:
分子模型的建立:
L
L
d
d
d
d
L
三、阿伏加德罗常数NA
1mol的任何物质含有相同的粒子数,这个数叫阿伏加德罗常数
(1)粗略估算阿伏加德罗常数
已知:测得水分子的直径为4.0×10-10m,1mol水的质量是0.018kg,求:NA
物质的质量 m 摩尔质量 Mm 分子的质量 m0
物质的体积 V 摩尔体积Vm 分子体积 V0
阿伏加德罗常数 NA 物质的量 n 分子总个数 N
物质的密度 ρ
(2)应用阿伏加德罗常数
A、计算物质所含的粒子数
求:1cm3水中含有的分子数(1mol水的质量是0.018kg)
微观 宏观
NA
桥梁
B、计算分子的质量
分子质量的数量级: 10-26--10-27kg
已知:水和氢气的摩尔质量分别是1.8×10-2kg/mol和2×10-3kg/mol,求水分子和氢分子的质量(已知NA=6.0×1023mol-1)
C、计算分子的体积
不适用于求气体分子的体积
但能计算气体分子的平均间距
L
L
L
d
d
d
d
二、阿伏加德罗常数的应用
例2 (课本第4页第3题改编)水的分子量是18 g·mol-1,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 mol-1,则:
(1)水的摩尔质量M=___g·mol-1或M=_________kg·mol-1,水的摩尔体积Vmol=_________m3·mol-1.
答案
解析
18
1.8×10-2
1.8×10-5
解析 某种物质的摩尔质量用“g·mol-1”作单位时,其数值与该种物质的分子量相同,所以水的摩尔质量M=18 g·mol-1.如果摩尔质量用国际单位制的单位“kg·mol-1”,就要换算成M=1.8×10-2 kg·mol-1.
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(2)水分子的质量m0=_________kg,水分子的体积V′=________m3.
(结果保留一位有效数字)
答案
解析
3×10-26
3×10-29
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(3)将水分子看做球体,其直径d=________m(结果保留一位有效数字),一般分子直径的数量级是_____m.
答案
解析
4×10-10
10