物体是由大量分子组成的学案
《物体是由大量分子组成》学案
【基础达标】
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)单分子油膜法是最粗略测量分子大小的一种方法。
已知一滴油的体积V和水面上油膜面积S,那么这种油分子的直径
(2)利用扫描隧道显微镜测定分子的直径。
(3)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 的。
测量结果表明,一般分子直径的数量级是 m。
(4)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,但我们可以利用模型估算分
子大小的数量级。
2、阿伏伽德罗常数
1mol物质中含有的微粒数(包括原子数、分子数、离子数„„)都相同。此
数叫阿伏伽德罗常数,可用符号NA表示此常数, NAmol,
粗略计算可用NA 个/mol。
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)。
实验⑴实验原理:
理想化:认为油酸薄膜是由
组成的。
模型化:把油酸分子简化
成 。
估 算:油膜的厚度就等于油酸分子
的 ,即d= 。
⑵实验器材:
注射器、 、浅水盘、 、痱子粉、水、酒精、油酸、彩
笔、 。
⑶实验步骤:
1.在浅盘里倒入约2cm深的水,将痱子粉均匀地撒在水面上。
2.用注射器往小量筒中滴入1ml油酸溶液,记下滴入的滴数n。算出一滴油酸
溶液的体积V0。
3.将一滴油酸溶液滴在浅盘的液面上。
4.待油酸薄膜形状稳定后,将玻璃放在前盘上,用彩笔画出油酸薄膜的形状。
5.将玻璃放在坐标纸上,算出油酸薄膜的面积S;
6.根据已配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。
7.计算油酸薄膜的厚度d=d.
⑷实验数据处理
1.油酸体积的计算
如果知道油酸酒精溶液浓度为ρ,测量出N滴油酸酒精溶液的体积为V,那
么1滴油酸酒精溶液中含有的油酸体积为V1.
2.数格子的方法
这是估测不规则形状面积的一种方法:将一玻璃板放在不规则面积的上方,
在玻璃板上画出不规则图形的轮廓,然后将其放在坐标纸上,数出不规则图形的
轮廓包围的方格数.计算方格数时,不足半个格子的舍去,多于半个格子的算一
个,方格边长的单位越小,这种方法求出的面积越精确.
例题1
在 “用油膜法估测分子大小”的实验中,所用的油酸酒精溶液的浓度为每1 000mL溶液中有纯油酸0.6mL,用注射器测得1mL上述溶液为80滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开,测得油酸薄膜的轮 廓形状和尺寸如图所示,图中单个正方形方格的边长为1cm。
试求:
(1)油酸膜的面积是___________cm2;
(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 cm3
(3)实验测出油酸分子的直径是___________m;(结果保留两位有效数字)
3.分子的大小
除了一些有机物质的大分子外,多数分子直径的数量级为________m,分子
质量的数量级一般为________ kg.
练习 在做“用油膜法测分子的大小”实验时,油酸酒精溶液的浓度为每104ml
溶液中有纯油酸6mL,用注射器测得1mL上述溶液有液滴75滴。把1滴该溶液
滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,在玻
璃板上描出油酸膜的轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,其形状
和尺寸如下图所示,坐标中正方形小方格的边长为1cm,问:
(1)油酸膜的面积是多少cm2?(此问可直接写出答案)
(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少?
(3)按以上数据,估测出油酸分子的直径是多少?
例2把铜分子看成球形,试估算铜分子的直径。
已知铜的密度为
ρ,铜的摩尔质量M
例题3 已知水的密度ρ=1.0×103kg /m3,水的摩尔质量M=1.8×10-2kg /mol. 求:(1)1g水中含有多少水分子?
(2)水分子的质量是多少?
(3)估算水分子的直径。(保留两位有效数字)
m解析:(1)N=M NA=
(2)m’=M1.8⨯10-2
23-3-2×6.02×1023=3.3×1022个 =
Akg=3.0×10-26kg 6.02⨯10
1(3)∵υ=M= πd3 ∴
6
A×10-10m
[针对训练]
1. 体积是2⨯10-3cm3的一滴油,地在水面上,最终扩展成面积为6m2的油膜,由此可以估算出该种油分子直径的大小是 ×10-10(保留一位有效数字)
2. 已知水的摩尔质量Mm=18×10-3kg/mol,1mol水含有6.0×1023个水分子,是估算水分子的质量和直径。
3. 从下列那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
4.铜的摩尔质量为M,密度为ρ,若用NA表示阿伏加德罗常数,则下列说法中正确的是( )
A. 1个铜原子的质量是ρ/NA
B. 1个铜原子占有的体积是M
A
C. 1m3铜所含原子的数目是 ρNA/M
D. 1kg铜所含原子的树木使NA / M
5.某固体物质的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数位NA,则每个分子的质量和单位体积内所含的分子数分别是( )
A. NA / M 、NAρ/ M B. M / NA 、MNA /ρ
C. NA / M 、M / NAρ D. M / NA 、NAρ/ M
6.只要知道下列哪一组物理量,就可以估算出气体中分子的平均距离?( )
A. 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
C. 阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和体积
D. 该气体的密度、体积和摩尔质量
7. 用油膜法测出分子直径后,要测阿伏加德罗常数,只要知道油滴的( )
A. 摩尔质量 B. 摩尔体积 C. 体积 D. 密度