2019高考物理模型系列之对象模型专题15分子模型学案

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1、专题15分子模型模型界定本模型主要归纳分子大小与排列方式、分子的运动、分子力及其表现以及物体的内能问题.模型破解1.分子动理论(i)物质是由大量的分子组成的物质由大量分子组成，而分子具有大小，它的直径数量级是10-10m,一般分子质量的数量级是10-26kg．分子间有空隙.阿伏伽德罗常数：l摩的任何物质含有的微粒数相同，这个数的测量值为NA=6.02×1023mol-1．阿伏伽德罗常数是个十分巨大的数字，分子的体积、质量都十分小，从而说明物质是由大量分子组成的．估算分子大小或间距的两种模型.（a）球体

2、模型：由于固体和液体分子间距离很小，因此可近似看成分子是紧密排列着的球体，若分子直径为d，则其体积为：.（b）立方体模型：设想固体和液体分子（原子或离子）是紧密排列着的立方体，那么分子的距离（即分子线度）就是立方体的边长L，因此一个分子的体积就是.对固体和液体，可以近似地认为分子是一个挨一个紧密排列在一起的.处理固、液体分子的大小，可应用上术两种模型之一.若考查气体分子间距，由于在一般情况下气体分子不是紧密排列的，所以上述模型无法求分子的直径，但能通过上述模型求分子间的距离.常见微观量的求解表达式（说

3、明：M为摩尔质量，ρ为物质密度，Vmol为摩尔体积)（a）1个分子的质量：m=M/NA.（b）1个分子的体积或占有的空间体积：V=Vmol/NA.（c）1摩尔物质的体积：Vmol=M/ρ.（d）单位质量中所含分子数：n=NA/M.（e）单位体积中所含分子数：n′=ρNA/M.（f）分子间距离（分子直径）：（球体模型），（立方体模型）.(g)计算物质所含的分子数："油膜法"估测分子大小用油酸的酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看作球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d=V/

4、S计算出油膜的厚度.这个厚度就近似等于油酸分子的直径,其中V是油酸酒精溶液中纯油酸的体积.例1.若已知阿伏加德罗常数、物质的摩尔质量、摩尔体积，则可以计算出A．固体物质分子的大小和质量B．液体物质分子的大小和质量C．气体分子的大小和质量D．气体分子的质量和分子间的平均距离【答案】ABD例2.在“用油膜法测量分子直径”的实验中，将浓度为的一滴油酸溶液，轻轻滴入水盆中，稳定后形成了一层单分子油膜．测得一滴油酸溶液的体积为V0，形成的油膜面积为S，则油酸分子的直径约为▲；如果把油酸分子看成是球形的（球的体积

5、公式为，d为球直径），计算该滴油酸溶液所含油酸分子的个数约为多少．【答案】【解析】:油酸分子的直径.可认为该滴油酸溶液中纯油酸的体积等于组成它的所有油酸分子体积的总和:得.模型演練1.已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/和2.1kg/，空气的摩尔质量为0.029kg/mol，阿伏伽德罗常数=6.02。若潜水员呼吸一次吸入2L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）【答案】3×1022【解析】:设空气的摩尔质量为M，在海底和岸上的密度分别为

6、海和岸，一次吸入空气的体积为V，则有n＝NA，代入数据得n＝3×10222.某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M=0.283kg·mol-1，密度ρ=0.895×103kg·m-3.若100滴油酸的体积为1ml，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？(取NA=6.02×1023mol-1.球的体积V与直径D的关系为，结果保留一位有效数字)【答案】1.已知气泡内气体的密度为1.29kg/，平均摩尔质量为0.29kg/mol。阿伏加德罗常数，取气体分子

7、的平均直径为，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值。（结果保留以为有效数字）【答案】(都算对)【解析】:设气体体积为，液体体积为气体分子数,(或)则（或）解得(都算对)4.设想将1g水均分布在地球表面上，估算1cm2的表面上有多少个水分子？（已知1mol水的质量为18g，地球的表面积约为，结果保留一位有效数字）【答案】(6×103—7×103都算对)(ii)分子永不停息地做无规则运动两个实验基础（a）扩散现象扩散现象是分子的运动,自发进行时总是从浓度大向浓度小处扩散,而且扩

8、散快慢与物质的状态、温度有关.（b）布朗运动布朗运动是悬浮的固体颗粒的运动，不是单个分子的运动，但是布朗运动反映了液体分子的无规则运动.分子热运动分子永不停息的无规则运动叫做热运动.温度越高，分子的热运动越剧烈，温度是分子热运动的剧烈程度的标志.(iii)分子间存在着相互作用力分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，这两个力的合力就是分子力.分子间的引力和斥力总是随分子间距离的变化而变化，但斥力变化得更快些.当分子间距离r=r0时（r0的数量级为10-10