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1、第一节物体是由大量分子组成的黄冈中学网校达州分校第1页，本讲稿共36页黄冈中学网校达州分校第2页，本讲稿共36页物理与生活物理与生活如图如图111所示，一艘油轮装载着密度为的原所示，一艘油轮装载着密度为的原油在海上航行，由于某种事故使原油发生部分泄油在海上航行，由于某种事故使原油发生部分泄露，设共泄露露，设共泄露9t 思考讨论思考讨论 这次事故造成的最大可能的污染这次事故造成的最大可能的污染面积为多少面积为多少?黄冈中学网校达州分校第3页，本讲稿共36页黄冈中学网校达州分校第4页，本讲稿共36页知识点知识点1 分子的大小分子的大小 分子动理论的基本内容是：物体是由大量分分子动理论的基本内容是：
2、物体是由大量分子组成的；分子永不停息地做无规则运动；分子子组成的；分子永不停息地做无规则运动；分子之间存在着相互作用力之间存在着相互作用力 为了给物体是由大量分子组成的这一理论提为了给物体是由大量分子组成的这一理论提供实验依据，应从测量分子的大小入手供实验依据，应从测量分子的大小入手 黄冈中学网校达州分校第5页，本讲稿共36页1.微观量的测量必须借助适当的物理模型微观量的测量必须借助适当的物理模型在初中我们学习过了用分度值为毫米的刻度尺测量一页纸在初中我们学习过了用分度值为毫米的刻度尺测量一页纸的厚度，采用的办法是先测出一叠纸的厚度，数出纸的页数，的厚度，采用的办法是先测出一叠纸的厚度，数出纸
3、的页数，再求平均值，这个平均值就是一页纸的厚度分子看不见、摸再求平均值，这个平均值就是一页纸的厚度分子看不见、摸不着，怎样才能用这种不着，怎样才能用这种“测出总量求平均测出总量求平均”的方法去测呢的方法去测呢?用宏观的方法去测微观量，必须建立必要的物理模型用宏观的方法去测微观量，必须建立必要的物理模型实际分子的结构是很复杂的，我们可以把单个分子看成是一实际分子的结构是很复杂的，我们可以把单个分子看成是一个立方体，也可以看成是一个小球，这样就把分子当成了宏个立方体，也可以看成是一个小球，这样就把分子当成了宏观的理想模型，使其具体化，形象化通常情况下把分子当观的理想模型，使其具体化，形象化通常情况
4、下把分子当作一个小球来处理作一个小球来处理(气体分子所占的空间往往当作一个立方气体分子所占的空间往往当作一个立方体体)黄冈中学网校达州分校第6页，本讲稿共36页2.用油膜法估测分子的直径用油膜法估测分子的直径 用油膜法测分子的直径实际上也是一种理想化的用油膜法测分子的直径实际上也是一种理想化的方法，也类似于测一页纸的厚度方法，也类似于测一页纸的厚度“测出总量求平均测出总量求平均”的方法，只是这里的的方法，只是这里的“总量总量”不是若干个分子排列起不是若干个分子排列起来的总长度来的总长度 测量的原理：测量的原理：油酸分子和水分子之间有很强的亲和力油酸分子和水分子之间有很强的亲和力(分子力分子力)
5、，当一，当一滴油酸分子浮在水面上时，在这种亲和力的作用下，油滴油酸分子浮在水面上时，在这种亲和力的作用下，油酸分子在水面上能够形成一个单分子薄膜如果事先测酸分子在水面上能够形成一个单分子薄膜如果事先测出这滴油酸体积出这滴油酸体积V，并测出由它在水面上所形成的单，并测出由它在水面上所形成的单分子油膜的面积分子油膜的面积S，那么，这个油膜的厚度，那么，这个油膜的厚度l就是分子就是分子的直径的直径d即即黄冈中学网校达州分校第7页，本讲稿共36页【注意注意】1单分子油膜是理想他的模型，实际情况单分子油膜是理想他的模型，实际情况较复杂较复杂 2此方法类似此方法类似“测总量求平均测总量求平均”，这里的平均
6、值，这里的平均值是是“厚度厚度”，把，把“厚度厚度”当成分予当成分予“直径直径”又是一个又是一个理想化理想化 例如：滴一滴例如：滴一滴 油酸液滴在水面上，经一段油酸液滴在水面上，经一段时间后在水面上形成一个时间后在水面上形成一个0.13 m2的单分子油膜，以此估的单分子油膜，以此估测油酸分子的大小测油酸分子的大小分析分析 设单分子油膜的厚度为设单分子油膜的厚度为l，面积为，面积为S，一滴油酸的体，一滴油酸的体积为积为V，由由lS=V，得，得 黄冈中学网校达州分校第8页，本讲稿共36页 3.用扫描隧道显微镜测量分子的大小用扫描隧道显微镜测量分子的大小现在可以用放大几亿倍的扫描隧道显微镜测现在可以
7、用放大几亿倍的扫描隧道显微镜测量分子的直径量分子的直径 4.分子直径的数量级分子直径的数量级 用各种不同的方法测出分子直径的数量级是用各种不同的方法测出分子直径的数量级是一致的，除一些高分子有机物外，一般分子直径一致的，除一些高分子有机物外，一般分子直径的数量级约为的数量级约为10-10m【注意注意】我们本章所说的我们本章所说的“分子分子”是指组成是指组成物质的原子、离子或分子。物质的原子、离子或分子。黄冈中学网校达州分校第9页，本讲稿共36页知识点知识点2 阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数1.阿伏加德罗常数的含义阿伏加德罗常数的含义 1mol任何物质中含有的分子任何物质中含有的分子(微粒微粒)数
8、都相同，数都相同，这个数叫阿伏加德罗常数，用这个数叫阿伏加德罗常数，用NA表示表示 2.阿伏加德罗常数的应用阿伏加德罗常数的应用 阿伏加德罗常数是微观量和宏观量联系的桥阿伏加德罗常数是微观量和宏观量联系的桥梁，可以利用阿伏加德罗常数：梁，可以利用阿伏加德罗常数：(1)求分子的质量求分子的质量 为物质的摩尔质为物质的摩尔质量某物质的摩尔质量，如果用量某物质的摩尔质量，如果用 做单位，做单位，在数值上等于该物质的分子量，如水的摩尔质量在数值上等于该物质的分子量，如水的摩尔质量黄冈中学网校达州分校第10页，本讲稿共36页例如：求水分子的质量例如：求水分子的质量分析分析 求水分子的质量求水分子的质量m
9、，要先知道水的摩尔，要先知道水的摩尔质量质量解：水的摩尔质量解：水的摩尔质量所以一个水分子的质量所以一个水分子的质量(2)求分子的体积求分子的体积(或气体分子所占的空间或气体分子所占的空间)V1为物质的摩尔体积，摩尔体积可用摩尔质量除为物质的摩尔体积，摩尔体积可用摩尔质量除以密度以密度求得则有求得则有黄冈中学网校达州分校第11页，本讲稿共36页气体的摩尔体积：在标准状态下任何气体的体积气体的摩尔体积：在标准状态下任何气体的体积都是都是22.4 L，即气体的摩尔体积为，即气体的摩尔体积为例如：求例如：求1个铜原子的体积，已知铜的原子量个铜原子的体积，已知铜的原子量为为636，密度为，密度为分析分
10、析 要求铜原子的体积，必须先求出要求铜原子的体积，必须先求出1mol铜铜的体积的体积V1解：铜的分子量为解：铜的分子量为636，那么铜的摩尔质量，那么铜的摩尔质量为为所以，铜的摩尔体积所以，铜的摩尔体积 则一个铜原子的体则一个铜原子的体积积黄冈中学网校达州分校第12页，本讲稿共36页又如：求在标准状态下，又如：求在标准状态下，1个空气分子所占的空间个空气分子所占的空间解：解：1mol任何气体在标准状态下的体积都是任何气体在标准状态下的体积都是224 L，所，所以一个空气分子在标准状态下所占的空间为以一个空气分子在标准状态下所占的空间为【注意注意】气体分子所占的空间、气体分子间的距离，并不气体分
11、子所占的空间、气体分子间的距离，并不是气体分子的大小气体分子不是紧密排列的，它们之间是气体分子的大小气体分子不是紧密排列的，它们之间有很大的距离，这个距离约为分子直径的有很大的距离，这个距离约为分子直径的10倍倍由求出的分子体积可求出分子间的距离由求出的分子体积可求出分子间的距离d，球模型：，球模型：，立方体模型：，立方体模型：黄冈中学网校达州分校第13页，本讲稿共36页(3)求物体所含总分子数求物体所含总分子数N=NA，n为物体的摩尔数为物体的摩尔数n可从两个途径求得：可从两个途径求得：其一，知道这个物体的质量其一，知道这个物体的质量m和这种物质的摩尔和这种物质的摩尔质量质量M1，那么，那么
12、，则总分子数，则总分子数例如：求例如：求1g NaCl里所含的总分子数里所含的总分子数分析分析 要求要求1g NaCl里所含的总分子数，必须里所含的总分子数，必须先求出先求出1g NaCl的摩尔数的摩尔数n解：解：NaCl的分子量是的分子量是585，可知其摩尔质量，可知其摩尔质量Ml=585gmol黄冈中学网校达州分校第14页，本讲稿共36页1g NaCl的摩尔数的摩尔数则则1g NaCl所含的分子总数所含的分子总数 个个其二，知道这种物质的体积其二，知道这种物质的体积V和这种物质的摩和这种物质的摩尔体积尔体积V1，那么，那么，则总分子数，则总分子数黄冈中学网校达州分校第15页，本讲稿共36页
13、 又如：求在标准状态下，一间长又如：求在标准状态下，一间长45 m，宽，宽30 m，高，高28m的房间里空气分子的总数的房间里空气分子的总数 分析分析 要求分子总数，首先应求出房间里空气要求分子总数，首先应求出房间里空气的摩尔数的摩尔数 解：房间里空气的体积解：房间里空气的体积标准状态下空气的摩尔体积标准状态下空气的摩尔体积故房间里空气的摩尔数故房间里空气的摩尔数 得出房间里空气的得出房间里空气的总分子数总分子数 个个黄冈中学网校达州分校第16页，本讲稿共36页【注意】根据体积来求物质的摩尔数，一般【注意】根据体积来求物质的摩尔数，一般是气体用这种方法，对于固态或液态物质，大多是气体用这种方法
14、，对于固态或液态物质，大多通过密度通过密度和体积和体积V求出质量求出质量m=V，再根据第一，再根据第一种方法零出摩尔数种方法零出摩尔数黄冈中学网校达州分校第17页，本讲稿共36页黄冈中学网校达州分校第18页，本讲稿共36页利用阿伏加德罗常数估算微观量利用阿伏加德罗常数估算微观量例例1 已知金刚石的密度为已知金刚石的密度为 ，在一，在一块体积为块体积为 的金刚石内含有多少个碳原的金刚石内含有多少个碳原子子?一个碳原子的直径大约是多少一个碳原子的直径大约是多少?(保留两位有保留两位有效数字效数字)解析解析 金刚石的摩尔质量金刚石的摩尔质量 这块金刚石的质量为这块金刚石的质量为 因此因此金刚石内含的
15、碳原子数为：金刚石内含的碳原子数为：个个把碳原子看作是球体模型，则一个碳原子的体积把碳原子看作是球体模型，则一个碳原子的体积为：为：，又，又黄冈中学网校达州分校第19页，本讲稿共36页则则答案：答案：点拨：点拨：实际分子的结构很复杂，并不是小球，实际分子的结构很复杂，并不是小球，且分子间存在空隙但在估算分子大小时，对于且分子间存在空隙但在估算分子大小时，对于固体和液体，可将分子视为球体，认为分子紧密固体和液体，可将分子视为球体，认为分子紧密排列，分子间没有空隙排列，分子间没有空隙黄冈中学网校达州分校第20页，本讲稿共36页 例例2 只要知道下列哪一组物理量，就可以估只要知道下列哪一组物理量，就
16、可以估算出气体分子间的平均距离算出气体分子间的平均距离?()A阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量B阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度C阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积 D该气体的密度、体积和摩尔质量该气体的密度、体积和摩尔质量解析解析 设该气体的摩尔质量为设该气体的摩尔质量为M，密度为，密度为，则气体的摩尔体积为，则气体的摩尔体积为V=M，阿伏加德罗，阿伏加德罗常数为常数为NA每个气体分子占据的体积为每个气体分子占据的体积为v=V/NA气体分子占据的空间可看作一个边长气体分子
17、占据的空间可看作一个边长 黄冈中学网校达州分校第21页，本讲稿共36页为为d的正方体，则分子间的平均距离为的正方体，则分子间的平均距离为由此可知，气体分子间的平均距离由此可知，气体分子间的平均距离与阿伏加德罗常数与阿伏加德罗常数NA、气体的摩尔质量、气体的摩尔质量M和密度和密度(或气体的体积和质量或气体的体积和质量)有关有关 答案：答案：B点拨：要掌握摩尔质量、摩尔体积和物体的点拨：要掌握摩尔质量、摩尔体积和物体的质量、物体的体积及分子的质量、分子的体积的质量、物体的体积及分子的质量、分子的体积的区别和联系，以及质量、体积、密度三者之间的区别和联系，以及质量、体积、密度三者之间的关系关系黄冈中
18、学网校达州分校第22页，本讲稿共36页黄冈中学网校达州分校第23页，本讲稿共36页易错点：对理想模型的应用易错点：对理想模型的应用易错点导析：对理想模型的应用范围模糊，易错点导析：对理想模型的应用范围模糊，是本节解题过程中的常见错误是本节解题过程中的常见错误 【例例3】若已知阿伏加德罗常数，物质的摩尔若已知阿伏加德罗常数，物质的摩尔质量和摩尔体积，则可以算出质量和摩尔体积，则可以算出()A固态物质的分子质量和体积固态物质的分子质量和体积 B液态物质的分子质量和体积液态物质的分子质量和体积 C气态物质的分子质量和体积气态物质的分子质量和体积 D气态物质的分子质量气态物质的分子质量 错解：错解：C
19、错解分析：错选错解分析：错选C是因为不清楚气体是因为不清楚气体与固体和液体具有不同的微观模型与固体和液体具有不同的微观模型黄冈中学网校达州分校第24页，本讲稿共36页黄冈中学网校达州分校第25页，本讲稿共36页黄冈中学网校达州分校第26页，本讲稿共36页一、学科综合思维专题点拨一、学科综合思维专题点拨学科综合思维导析：本部分知识常与物质密学科综合思维导析：本部分知识常与物质密度公式及原子量等知识结合，进行物质微观量的度公式及原子量等知识结合，进行物质微观量的估算解决此类问题时要注意两个问题：一是分估算解决此类问题时要注意两个问题：一是分子模型；二是每个分子所占的体积子模型；二是每个分子所占的体
20、积 【例例l】如图如图1113所示，食盐所示，食盐(NaCl)是由钠是由钠离子和氯离子组成的，这两种离子在空间中三个离子和氯离子组成的，这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上等距离地交错排列着已知食互相垂直的方向上等距离地交错排列着已知食盐的摩尔质量是盐的摩尔质量是585 gmol，食盐的密度是，食盐的密度是22 gcm3，阿伏加德罗常数为，阿伏加德罗常数为6021023 mol1，在食盐晶体中两个距离最近的钠离子的中心，在食盐晶体中两个距离最近的钠离子的中心距离为多少距离为多少?黄冈中学网校达州分校第27页，本讲稿共36页解：食盐的摩尔体积为解：食盐的摩尔体积为 由于一个食盐分子中包含一个钠
21、离子和一个氯离由于一个食盐分子中包含一个钠离子和一个氯离子，因此子，因此1 mol食盐中包含的离子数目应是食盐中包含的离子数目应是2NA故一个离子所占的体积为故一个离子所占的体积为小正方形的边长为：小正方形的边长为：两个距离最近的钠离子中心间的距离：两个距离最近的钠离子中心间的距离：黄冈中学网校达州分校第28页，本讲稿共36页点拨：本题主要考查固体分子直径或固体分点拨：本题主要考查固体分子直径或固体分子间距离的估算认清食盐晶体的立方结构，找子间距离的估算认清食盐晶体的立方结构，找准每摩尔食盐所含离子数及找出几何关系是解决准每摩尔食盐所含离子数及找出几何关系是解决此题的关键此题的关键黄冈中学网校
22、达州分校第29页，本讲稿共36页二、实际应用思维专题点拨二、实际应用思维专题点拨实际应用思维导析：环境污染日益严重，尤实际应用思维导析：环境污染日益严重，尤其是水污染局部海域的水污染主要是由大型油其是水污染局部海域的水污染主要是由大型油轮发生泄漏造成的，危害极大本节知识可为研轮发生泄漏造成的，危害极大本节知识可为研究人员估测污染海面的面积提供计算方法究人员估测污染海面的面积提供计算方法 【例例2】2006年年8月月11日，一艘载有日，一艘载有200万升原万升原油的油轮在吉马拉斯岛附近沉没，泄漏的原油污油的油轮在吉马拉斯岛附近沉没，泄漏的原油污染了吉马拉斯岛染了吉马拉斯岛200多公里长的海岸线，
23、并严重多公里长的海岸线，并严重影响岛上影响岛上4万人的正常生活，危害极大试估算万人的正常生活，危害极大试估算在海中泄漏在海中泄漏l吨原油造成的最大污染面积是多少吨原油造成的最大污染面积是多少?(设原油的密度为设原油的密度为0.91103kg/m3，结果保留一位，结果保留一位有效数字有效数字)黄冈中学网校达州分校第30页，本讲稿共36页解：解：1吨原油的体积为吨原油的体积为 ，因为估算最大，因为估算最大面积，所以可视油膜是单分子排列的，其厚度的面积，所以可视油膜是单分子排列的，其厚度的数量级为数量级为 点拨：明确估算最大污染面积时可视油膜为点拨：明确估算最大污染面积时可视油膜为单分子排列，其厚度
24、即为分子直径的数量级，这单分子排列，其厚度即为分子直径的数量级，这是解此题的关键是解此题的关键黄冈中学网校达州分校第31页，本讲稿共36页三、研究性学习思维专题点拨三、研究性学习思维专题点拨类比性思维专题点拨类比性思维专题点拨类比性思维导析；在物理问题中常用类比来类比性思维导析；在物理问题中常用类比来处理问题，如万有引力场类比质点电荷形成的电处理问题，如万有引力场类比质点电荷形成的电场，水流类比电流，重力势能类比电势能，通过场，水流类比电流，重力势能类比电势能，通过类比有利于理解较抽象的物理概念和规律类比有利于理解较抽象的物理概念和规律【例例3】已知地球的表面积已知地球的表面积 ，空气分，空气
25、分子的平均摩尔质量子的平均摩尔质量个个mol，大气压强，大气压强则地球大气层则地球大气层的空气分子数为多少个的空气分子数为多少个?(保留两位有效数字，保留两位有效数字，g取取10 Nkg)黄冈中学网校达州分校第32页，本讲稿共36页解：大气层的质量为解：大气层的质量为 ，物质的量，物质的量大气层含有的分子数，大气层含有的分子数，点拨：此题关键是理解大气压强产生的原因，点拨：此题关键是理解大气压强产生的原因，可以和水的压强产生的原因类比水的压强产生可以和水的压强产生的原因类比水的压强产生的原因是由于重力而产生可以知道大气压强产的原因是由于重力而产生可以知道大气压强产生的原因也是由于地球的引力而产生生的原因也是由于地球的引力而产生黄冈中学网校达州分校第33页，本讲稿共36页黄冈中学网校达州分校第34页，本讲稿共36页1知识结构及要点小结知识结构及要点小结黄冈中学网校达州分校第35页，本讲稿共36页2知识规律、思想方法、易错疑难小结知识规律、思想方法、易错疑难小结黄冈中学网校达州分校第36页，本讲稿共36页