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1、会计学11物体是由大量分子物体是由大量分子(fnz)组成的组成的PPT课件课件第一页，共55页。第1页/共55页第二页，共55页。n n一、分子(fnz)的大小n n1用油膜法估测分子(fnz)的大小第2页/共55页第三页，共55页。n n(1)实验原理n n理想化：认为油酸薄膜是由紧密排列组成如图所示n n模型化：把油酸分子简化成n n估算(sun)：油膜的厚度就等于油酸分子的 ，即d .单层油酸分子(fnz)小球(xio qi)直径 第3页/共55页第四页，共55页。n n(2)实验器材：注射器(或滴管)、浅盘、痱子粉或细石膏粉、水、酒 精、油 酸、彩 笔、n n(3)由实验得到油酸分子(
2、fnz)大小的数量级是 m.小量筒(lingtng)玻璃板坐标纸1010第4页/共55页第五页，共55页。n n【特别(tbi)提醒】用油膜法估测油酸分子的大小时，在水面上滴上一滴油酸酒精溶液，形成的油膜面积会先变大；随着酒精的挥发，油膜面积又会变小，所以要等油膜面积变化稳定后再测油膜面积第5页/共55页第六页，共55页。n n2分子的大小n n(1)除了一些有机(yuj)物质的大分子外，多数分子尺寸的数量约为 m.n n(2)分子的质量的数量级一般为1026 kg.n n(3)分子的数目很多，1 mol物质含有 个分子1010阿伏加德罗常数(chngsh)第6页/共55页第七页，共55页。n
3、 n二、阿伏加德罗常数n n1定义：1 mol的任何物质都含有，这个数量可以用 来表示n n2数值：阿伏加德罗常数通常取NA ，粗略计算中可取NA.n n3意义：阿伏加德罗常数是一个(y)重要常数它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与、等微观物理量联系起来了，即阿伏加德罗常数NA是联系宏观世界与微观世界的桥梁.相同(xin tn)的粒子数阿伏加德罗常数(chngsh)6.021023mol16.01023 mol1分子质量分子大小第7页/共55页第八页，共55页。第8页/共55页第九页，共55页。n n一、用油膜法估测分子的大小n n1实验目的：用油膜法估测油酸分子的大小n n初步学会用统计的
4、方法求物理量n n2实验原理n n当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水中并很快挥发，在水面上形成一层纯油酸的单分子层薄膜，如图所示如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可以认为等于(dngy)油酸分子的直径第9页/共55页第十页，共55页。第10页/共55页第十一页，共55页。n n3实验器材(qci)n n清水、酒精、油酸、量筒、浅盘(边长约为30 cm40 cm)、注射器(或滴管)、玻璃板、彩笔、痱子粉(或石膏粉)、坐标纸、容量瓶(500 mL)n n4实验步骤n n(1)用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以减少实验误差；第11页/共5
5、5页第十二页，共55页。n n(2)配制油酸酒精溶液：取油酸1 mL，注入500 mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500 mL刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸分子充分与酒精分子结合，这样就得到了浓度为0.2%的油酸酒精溶液；n n(3)用注射器或滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下(j xi)量筒内增加一定体积时的滴数；n n(4)向浅盘里倒入约2 cm深的水，并将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上；n n(5)用注射器或滴管将油酸酒精溶液滴在水面上一滴；第12页/共55页第十三页，共55页。第13页/共55页第十四页，共55页。第14页/共55页第十五页，共55页。n
6、 n6注意事项n n(1)油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免改变浓度产生实验误差n n(2)实验前应练习好滴法n n(3)待测油酸扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓，扩散后又收缩有两个原因：第一是水面(shu min)受到油酸滴冲击凹陷后恢复；第二是酒精挥发后液面收缩第15页/共55页第十六页，共55页。n n(4)当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧面上会残留油酸，可用少量酒精清洗(qngx)，并用脱棉擦干，再用清水冲洗，这样可保持盘的清洁n n(5)从盘的中央加痱子粉，使粉自动扩散至均匀，比在水面上撒粉效果好n n(6)本实验只要求估算分子大小，实验结果数量级符合要求即可第16页/
7、共55页第十七页，共55页。n n(2011大纲全国卷22)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤(bzhu)：n n往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上n n用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定n n将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小第17页/共55页第十八页，共55页。n n用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积n n将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的
8、形状用彩笔描绘(miohu)在玻璃板上n n完成下列填空：第18页/共55页第十九页，共55页。n n(1)上述步骤(bzhu)中，正确的顺序 是 _(填 写 步 骤(bzhu)前面的数字)n n(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为_m(结果保留1位有效数字)第19页/共55页第二十页，共55页。第20页/共55页第二十一页，共55页。n n二、分子模型n n分子的实际(shj)结构是很复杂的，可以把单个分子看成一个立方体，也可
9、以看成是一个个小球.分子分子模型模型意义意义分子大分子大小小图例图例球形球形模型模型固体和液体可看成是一个个紧固体和液体可看成是一个个紧挨着的球形分子排列而成的，挨着的球形分子排列而成的，忽略分子间的空隙忽略分子间的空隙立方立方体模体模型型气体分子间的空隙很大，把气气体分子间的空隙很大，把气体分成若干个小立方体，气体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，分子位于每个小立方体的中心，每个小立方体是平均每个分子每个小立方体是平均每个分子占有的活动空间，这时忽略空占有的活动空间，这时忽略空气分子的大小气分子的大小第21页/共55页第二十二页，共55页。n n试估算氢气分子在标准状态下
10、的平均距离(保留(boli)一位有效数字)第22页/共55页第二十三页，共55页。答案(d n)：71010 m 第23页/共55页第二十四页，共55页。n n三、阿伏加德罗常数的应用n n1宏观物理量：物质的质量M，体积(tj)V，密度，摩尔质量MA，摩尔体积(tj)VA.n n2微观物理量：分子质量m0，分子体积(tj)V0，分子直径d.n n3宏观量与微观量的桥梁：阿伏加德罗常数是联系宏观物理量与微观物理量的桥梁根据油膜法测出分子的直径，可算出阿伏加德罗常数；反过来，已知阿伏加德罗常数，根据摩尔质量(或摩尔体积(tj)就可以算出一个分子的质量(或一个分子所占据的体积(tj)第24页/共5
11、5页第二十五页，共55页。第25页/共55页第二十六页，共55页。第26页/共55页第二十七页，共55页。第27页/共55页第二十八页，共55页。n n(2010江苏高考(o ko)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空气的摩尔质量为0.029 kg/mol，阿伏加德罗常数NA6.021023 mol1.若潜水员呼吸一次吸入2 L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数(结果保留一位有效数字)第28页/共55页第二十九页，共55页。答案(d n)：31022 个 第29页/共55页第三十页，共55页。n n 教材资料分析(fnx
12、)n n思考与讨论教材P4n n以水分子为例，知道水分子的大小，不难估算阿伏加德罗常数n n(1)如果知道每个水分子的直径是41010 m，那么每个水分子的体积约为多少？n n(2)我们还知道水的摩尔体积是1.8105 m3/mol.如果水分子是一个挨一个地排列的，那么1 mol水所含水分子数是多少？n n把你的估算结果和化学课本中的阿伏加德罗常数相比较第30页/共55页第三十一页，共55页。第31页/共55页第三十二页，共55页。第32页/共55页第三十三页，共55页。n n 油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液
13、体积增加1 mL.若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定(wndng)后形成单分子油膜的形状如图所示：第33页/共55页第三十四页，共55页。n n(1)若每一小方格的边长为30 mm，则 油 酸 薄 膜 的 面 积 为_m2；n n(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为_m2；n n(3)根据上述数据，估算出油酸分子(fnz)的直径为_m.n n思路点拨：第34页/共55页第三十五页，共55页。第35页/共55页第三十六页，共55页。答案(d n)：(1)4.9510 2(2)1.21011(3)2.41010 第36页/共55页第三十七页，共55页。
14、n n【跟踪发散】11：将1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液，已知1 cm3溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为 0.2 m2.由此可估算(sun)油酸分子的直径为多大？第37页/共55页第三十八页，共55页。第38页/共55页第三十九页，共55页。第39页/共55页第四十页，共55页。n n1 mol铜的质量为63.5 g，铜的密度(md)为8.9103 kg/m3，试估算一个铜原子的质量和体积第40页/共55页第四十一页，共55页。答案(d n)：1.051025 kg1.181029 m
15、3第41页/共55页第四十二页，共55页。n n【反思总结】估算法是解答物理问题的一种常用方法，不要求精确的求解，但要求合理的近似(jn s)由其特点是：n n(1)建立必要的理想模型(如把分子看成球体)；n n(2)寻找估算依据，建立估算式；n n(3)对数值进行合理取舍(如3，重力加速度g取10 m/s2等)第42页/共55页第四十三页，共55页。n n【跟踪发散】21：钻石是首饰和高强度的钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为，(单 位 为 kg/m3)，摩 尔 质 量(zhling)为M(单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为NA，请写出a克拉钻石所含有的分子数和每个钻石分子直径的
16、表达式(1克拉0.2克)第43页/共55页第四十四页，共55页。第44页/共55页第四十五页，共55页。第45页/共55页第四十六页，共55页。n n1关于分子，下列说法中正确的是()n nA把分子看做球形是对分子的简化模型，实际上，分子的形状并不真的都是球形n nB所有分子的直径都相同n nC不同(b tn)分子的直径一般不同(b tn)，但数量级基本一致n nD不同(b tn)分子的质量一般不同(b tn)，但数量级基本一致n n解析：把分子看做球形是将实际问题的理想化，A对不同(b tn)分子直径大小不同(b tn)，但数量级除有机物的大分子外，一般都是1010 m，B错，C对同理知D对
17、n n答案：ACD第46页/共55页第四十七页，共55页。n n2采用油膜法估测分子的直径(zhjng)，需要测量的物理量是()n nA1滴油酸的质量和它的密度n nB1滴油酸的体积和它的密度n nC1滴油酸的体积和它散成油膜的最大面积n nD所散成的油膜的厚度和它的密度n n答案：C 第47页/共55页第四十八页，共55页。n n32010年4月20日夜间，位于墨西哥湾的“深水地平线”钻井平台发生爆炸，造成大量原油泄漏假设密度为9102 kg/m3的原油泄漏出9 t，则这9 t原油造成的最大可能污染面积约为()n nA1011 m2B1012 m2n nC108 m2 D109 m2n n解
18、析：在最大污染面积的情况下，泄漏的原油在海面形成单分子(fnz)油膜，油分子(fnz)直径约 为 10 10 m，所 以 10 10 mS9102 kg/m39103 kg，解得S1011 m2.n n答案：A第48页/共55页第四十九页，共55页。n n4(2011上海单科，27)在“用单分子(fnz)油膜估测分子(fnz)大小”实验中，n n(1)某同学操作步骤如下：n n取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；n n在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；n n在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；n n在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格
19、纸测量油膜的面积第49页/共55页第五十页，共55页。n n改 正 其 中(qzhng)的 错 误：_ _n n(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8103 mL，其形成的油膜面积为40 cm2，则估测出油酸分子的直径为_m.第50页/共55页第五十一页，共55页。n n解析：(1)由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差n n液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败n n答案(d n)：(1)在量筒中滴入N滴溶液在水面上先撒上痱子粉(2)1.2109第51页/共55页第五十二页，共55页。第52页/共55页第五十三页，共55页。第53页/共55页第五十四页，共55页。第54页/共55页第五十五页，共55页。