2019-2020学年高中物理第七章分子动理论第1节物体是由大量分子组成的讲义含解析新人教版选修3_.pdf

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1、第1节物体是由大量分子组成的1.分子可简化为球形或立方体模型，用油膜法估测分子的大小，一般分子直径的数量级为10－10m。2．1mol的任何物质含有的微粒数都相同，这个数量用阿伏加德罗常数表示，其值通常取6.02×1023mol－1。3．阿伏加德罗常数是联系宏观物理量与微观物理量的“桥梁”。一、实验：用油膜法估测分子的大小1．实验目的用油膜法估测分子的大小。2．实验原理把一定体积的油酸酒精溶液滴在水面上使其形成单分子油膜，如图所示。不考虑分子间的间隙，把油酸分子看成球形模型，计算出1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V并测出V油膜面积S，求出油膜的厚度d，

2、则d＝就是油酸分子的直径。S3．实验器材油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、浅盘、玻璃板、坐标纸、彩笔、痱子粉或细石膏粉。4．实验步骤(1)在浅盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉或细石膏粉均匀撒在水面上。(2)取1mL的油酸溶于酒精中，制成200mL的油酸酒精溶液。(3)用注射器往量筒中滴入1mL配制好的油酸酒精溶液(浓度已知)，记下滴入的滴数n，算出一滴油酸酒精溶液的体积V′。(4)将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上。(5)待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔画出油酸薄膜的形状。如图所示。(6)将玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S：坐标纸上

3、有边长为1cm的方格，通过数玻璃板上薄膜包围的方格个数，算出油酸薄膜的面积S。计算方格数时，不足半个的舍去，多于半个的算一个。(7)根据已配制好的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。V(8)计算油酸薄膜的厚度d＝，即为油酸分子直径的大小。S5．误差分析(1)油酸酒精溶液配制后长时间放置，由于酒精的挥发会导致溶液的浓度改变，从而给实验带来较大的误差。(2)利用量筒测量油酸酒精溶液的体积时，没有使用正确的观察方法而产生误差。(3)油滴的体积过大，同时水面面积过小，不能形成单分子油膜。(4)描绘油膜形状的画线误差。(5)利用小正方形数计算轮廓的面

4、积时，轮廓的不规则性容易带来计算误差。(6)不考虑油酸分子的空隙，计算分子直径时的误差。二、分子的大小阿伏加德罗常数1．分子的大小除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为10－10m。2．阿伏加德罗常数(1)定义：1mol的任何物质都含有相同的粒子数，用N表示。A(2)数值：通常取N＝6.02×1023_mol－1，在粗略计算中可取N＝6.0×1023mol－1。AA(3)意义：阿伏加德罗常数是一个重要的常数。它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子大小等微观物理量联系起来。1．自主思考——判一判(1)分子间距等于分子的直径。(×)

5、(2)物质的密度等于分子质量与分子体积的比值。(×)(3)我们看到阳光照射下空气中飞舞的尘埃就是分子。(×)(4)为了便于研究，我们通常把固体和液体分子看作球形。(√)(5)油酸分子直径的数量级为10－10m。(√)(6)在做用油膜法估测分子大小的实验时，可以直接使用纯油酸。(×)2．合作探究——议一议(1)油酸分子的形状真的是球形的吗？排列时会一个紧挨一个吗？提示：实际分子的结构复杂，分子间有间隙，认为分子是球形且一个紧挨一个排列，是一种理想化模型，是对问题的简化处理。(2)若已知油酸的摩尔体积，用油膜法测出分子直径后，怎样进一步估算阿伏加德罗常数？1

6、提示：测出油酸分子的直径d后，可求出一个分子的体积V＝πd3，若油酸的摩尔体积06V为V，则阿伏加德罗常数为N＝。AV0分子大小的测定[典例]油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL。用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL。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，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。(1)若每一小方格的边长为30mm，则油酸薄膜的面积为多少平方米？(2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为多少立方米？(3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径为多少米。[思路点拨][解析

7、](1)数出在油膜范围内的格数(面积大于半个方格的算一个，不足半个的舍去)为85个，油膜面积约为S＝85×(3.0×10－2)2m2＝7.65×10－2m2。(2)因50滴油酸酒精溶液的体积为1mL，且溶液含纯油酸的浓度为ρ＝0.06%，故每滴ρV0.06%油酸酒精溶液含纯油酸的体积为V＝＝×1×10－6m3＝1.2×10－11m3。0N50V(3)把油酸薄膜的厚度视为油酸分子的直径，可估算出油酸分子的直径为d＝0＝S1.2×10－11m≈1.57×10－10m。7.65×10－2[答案](1)7.65×10－2m2(2)1.2×10－11m3(3)1.

8、57×10－10m油膜法估测分子大小的解题思路(1)首先要按比例关系计算出纯油酸