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物体是由大量分子组成的
2025-10-02 07:58:25 责编:小OO
文档
一、物质是由大量分子组成的

(一)、课前准备

1.什么是热现象?与温度有关的物理现象。举例说明。

2.热现象的本质是什么?大量分子的无规则运动。

(二)新课教学过程

1.分子的大小。分子是看不见的,怎样能知道分子的大小呢?

(1)利用扫描隧道显微镜测定分子的直径。(放大几亿倍)

看物理课本上彩色插图,钨针的尖端原子分布的图样:插图的中心部分亮点直接反映钨原子排列情况。经过计算得出钨原子之间的距离是2×10-10m。如果设想钨原子是一个挨着一个排列的话,那么钨原子之间的距离L就等于钨原子的直径d,如图2所示。

(3)物理学中还有其他不同方法来测量分子的大小,用不同方法测量出分子的大小并不完全相同,但是数量级是相同的。测量结果表明,一般分子直径的数量级是10-10m。例如水分子直径是4×10-10m,氢分子直径是2.3×10-10m。

(4)指出认为分子是小球形是一种近似模型,是简化地处理问题,实际分子结构很复杂,但通过估算分子大小的数量级,对分子的大小有了较深入的认识。

2.阿伏伽德罗常数

向学生提问:在化学课上学过的阿伏伽德罗常数是什么意义?数值是多少?明确1mol物质中含有的微粒数。此数叫阿伏伽德罗常数,可用符号NA表示此常数, NA=6.02×1023个/mol,粗略计算可用NA=6×1023个/mol。(阿伏伽德罗常数是一个基本常数,科学工作者不断用各种方法测量它,以期得到它精确的数值。)

摩尔质量、摩尔体积的意义?

如果已经知道分子的大小,不难粗略算出阿伏伽德罗常数。例如,1mol水的质量是0.018kg,体积是1.8×10-5m3。每个水分子的直径是4×10-10m,它的体积是(4×10-10)m3=3×10-29m3。如果设想水分子是一个挨着一个排列的。

提问学生:如何算出1mol水中所含的水分子数?

3.微观物理量的估算

若已知阿伏伽德罗常数,可对液体、固体的分子大小进行估算。事先我们假定近似地认为液体和固体的分子是一个挨一个排列的(气体不能这样假设)。

提问学生:1mol水的质量是M=18g,那么每个水分子质量如何求?

提问学生:若已知铁的相对原子质量是56,铁的密度是7.8×103kg/m3,试求质量是1g的铁块中铁原子的数目(取1位有效数字)。又问:是否可以计算出铁原子的直径是多少来?

归纳总结:以上计算分子的数量、分子的直径,都需要借助于阿伏伽德罗常数。因此可以说,阿伏伽德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁。它把摩尔质量、摩尔体积等这些宏观量与分子质量、分子体积(直径)等这些微观量联系起来。

阿伏伽德罗常数是自然科学的一个重要常数(曾经学过的万有引力常量也是一个重要常数)。物理常数是物理世界客观规律的反映。一百多年来,物理学家想出各种办法来测量它,不断地努力,使用一次比一次更精确的测量方法。现在测定它的精确值是NA=6.022045×1023/mol。

课堂练习:

1、分子定义

分子是构成            并保持物质            的最      微粒

2、分子很小

(1)分子可以用            观察到

(2)分子很小,一般分子的数量级为            

(3)分子模型:把分子看做            ,球的体积公式:            

3、阿伏加德罗常数:符号_________,大小________________________

阿伏加德罗常数是联系            量与            量的桥梁

4、宏观量:物体质量m  摩尔质量M

    物体体积V  摩尔体积Vm

    质量与体积关系式:            

5、微观量:分子质量m0

    分子体积V0   分子直径d  两者关系式:            

阿伏加德罗常数NA=            

6、lmol水的质量是m=18g,那么每个水分子质量如何求?

例题分析:

【典例1】水的分子量是18,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1。在标准状况下,水蒸气的摩尔体积是22.4×10-3m3/mol,则水蒸气分子的平均间距大约是水分子直径的(   )

A、1倍     B、10倍.  C、100倍   D、1000倍

[点拨]固体和液体分子是紧密排列的,分子间距可看成分子直径;而气体分子间的距离远大于分子直径,在标准状况下,用摩尔体积除以阿伏加德罗常数,得到的是一个分子占有周围空间的体积,而不是一个分子的体积。分割气体空间时必须分割成紧密相连的立方体,而不应该是球体。B

跟踪练习:已知金刚石的密度为ρ=3.5×103kg/m3,现有一小块体积为4.0×10-8m3的金刚石,它含有多少个碳原子?假如金刚石中的碳原子是紧密地挨在一起的,试估算碳原子的直径。(保留两位有效数字)

 

【点拨】由宏观量去计算微观量,或由微观量计算宏观量,都要通过阿伏加德罗常数建立联系,所以说,阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁。由物体体积计算分子的大小,可视分子为立方体。这是估算分子大小的通用方法。

小结:

强化练习:

1、(单选)若将水分子紧密排成一列,则1cm长度大约有多少个水分子(    )

A、106   B、108   C、1010   D、1012

2、(单选)从下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数(     )

A、水的密度和水的摩尔质量             B、水的摩尔质量和水的体积

C、水分子的体积和水分子的质量         D、水分子的质量和水的摩尔质量

3、(双选)已知阿伏伽德罗常数为N,铝的摩尔质量为M,铝的密度为ρ,则下列说法正确的是(    )

A.1kg铝所含原子数为ρN             B.1个铝原子的质量为M/N

C.1m3铝所含原子数为N/(ρM)        D.1个铝原子所占的体积为M/(ρN)

4、下列说法中正确的是:(     )

A、质量相同的氢气和氦气含有相同的分子数;

B、摩尔数相同的任何物质含有相同的分子数;

C、体积相同的水和冰含有相同的分子数;

D、密度相同的不同物质,单位体积内的分子数一定相同。

5、如果用M表示某液体的摩尔质量,m表示分子质量,表示密度,V表示摩尔体积,V’表示分子体积,N为阿伏加德罗常数,则下列关系式中正确的是:(    )

A、N=  ;  B、N= ;  C、V= ; D、V=M ; E、m=; F、m=V 。

6、某种物质的摩尔质量为M  Kg/mol ,密度为Kg/m,阿伏加德罗常数为N,则每个分子的质量为______ Kg ,每立方米这种物质包含的分子数为_________,平均每个分子占据的空间是__________m。

7、若以表示水的摩尔质量,v表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积,为在标准状态下水蒸气的密度,NA为阿伏加德罗常数,m、△分别表示每个水分子的质量和体积,下面是四个关系式:

    ①    ②    ③    ④其中(    )

    A.①和②都是正确的;        B.①和③都是正确的;

C.②和④都是正确的;               D.①和④都是正确的。

8.已知铜的密度是8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量是63.5×10-3kg/mol。体积是4.5cm3的铜块中,含有多少原子?并估算铜分子的大小。

9、若已知铁的原子量是 56,铁的密度是7.8×103kg/m3,试求质量是1g的铁块中铁原子的数目(取1位有效数字)。又问:是否可以计算出铁原子的直径是多少米?

课堂练习

1,小球2,10-10  3,1mol物质中含有的微粒数 质量 体积 4,3.0×10-26kg

强化练习 

1.D. 2.D 3.BD 4.B. 5. B、C、E  6. M/N 、N/M  、M/N   7.B

8,3.8×1023,3×10-10米。9,  1×1022个,能3×10-10m下载本文

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