1、学案 1 物体是由大量分子组成的 学习目标定位1.知道物体是由大量分子组成的.2.知道分子的球型模型和立方体模型，知 道分子直径的数量级.3.知道阿伏加德罗常数的物理意义、数值和单位 1物体的质量 m、体积 V 和密度 之间的关系是 m V . 2球体的体积 V 与其直径 d 之间的关系是 V d3. 16 一、分子的大小 如果把分子看成小球，除一些有机物质的大分子外，多数分子直径的数量级为 1010 _m. 二、阿伏加德罗常数 1定义：1mol 物质中所含有的粒子数为阿伏加德罗常数，用符号 NA表示 2数值 阿伏加德罗常数通常取 NA6.0210 23mol1 ，在粗略计算中可取 NA6.0
2、10 23mol1 . 3意义 阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁，它把物体的体积 V、摩尔体积 Vm、物质的 质量 m、摩尔质量 M、物质的密度 等宏观物理量和分子体积 V0、分子直径 d、分子质量 m0等微观物理量都联系起来了. 一、分子的大小 问题设计 1我们知道组成物体的分子是很小的成年人做一次深呼吸，大约能吸入 1.21022个分 子那么分子到底有多小？ 答案 多数分子大小的数量级为 1010 m. 2组成物体的分子真的是球形吗？ 答案 不是分子实际的结构很复杂，不同物体的分子形状各异 要点提炼 1热学中的分子与化学上讲的不同，它是构成物质的分子、原子、离子等微粒的统称，因 为
3、这些微粒在热运动时遵从相同的规律 2一般分子直径的数量级是 1010 m. 3分子的两种模型 (1)球形模型：固体、液体中分子间距较小，可认为分子是一个挨着一个紧密排列的球体， 分子体积 V0和直径 d 的关系为 V0 d3. 16 (2)立方体模型：气体中分子间距很大，一般建立立方体模型认为气体分子位于立方体中 心，每个分子占据的空间 V0和分子间距 d 的关系为 V0 d3. 图 1 二、阿伏加德罗常数及微观量的估算 问题设计 每毫升水质量是 1g，大约有 24 滴，请结合化学知识估算： (1)每滴水中含有多少个水分子？ (2)每个水分子质量为多少？ (3)每个水分子体积为多少？每个水分子
4、的直径为多少？ 答案 (1)每滴水的质量为 m g，水的摩尔质量 M18gmol 1 ，阿伏加德罗常数 124 NA6.0210 23mol1 .则每滴水中水分子个数 N NA1.410 21个 mM (2)每个水分子的质量 m0 3.010 26 kg. MNA (3)水的摩尔体积 Vm ，则每个水分子的体积 V0 3.010 29 m3.代入球的体 M VmNA M NA 积公式 V0 d3可解得： d3.910 10 m. 16 要点提炼 阿伏加德罗常数： NA6.0210 23mol1 它是联系宏观世界和微观世界的桥梁它把摩尔质 量 M、摩尔体积 Vm、物质的质量 m、物质的体积 V、
5、物质的密度 等宏观量，跟单个分子 的质量 m0、单个分子的体积 V0等微观量联系起来，如图 2 所示 图 2 其中密度 ，但要切记对单个分子 是没有物理意义的 mV MVm m0V0 1一个分子的质量： m0 . MNA 2固体、液体中每个分子的体积： V0 . VmNA M NA 气体中只能求每个分子所占的空间： V0 . M NA 3质量为 m 的物体所含分子数： N NA. mM 4体积为 V 的物体所含分子数： N NA. VVm 一、分子的大小 例 1 (单选)关于分子，下列说法中正确的是( ) A分子看作小球是分子的简化模型，实际上，分子的形状并不真的都是小球 B所有分子大小的数量
6、级都是 1010 m C “物体是由大量分子组成的” ，其中“分子”只包含分子，不包括原子和离子 D分子的质量是很小的，其数量级一般为 1010 kg 解析 将分子看作小球是为研究问题方便而建立的简化模型，故 A 选项正确一些有机物 质的分子大小的数量级超过 1010 m，故 B 选项错误 “物体是由大量分子组成的” ，其中 “分子”是分子、原子、离子的统称，故 C 选项错误分子质量的数量级一般为 1026 kg，故 D 选项错误 答案 A 二、阿伏加德罗常数的应用 例 2 乙醇(俗称酒精)的相对分子质量是 46，密度是 7.9102kg/m3，阿伏加德罗常数 NA6.0210 23mol1
7、，则： (1)乙醇的摩尔质量 M_gmol 1 或 M_kgmol 1 ； (2)乙醇的摩尔体积 Vm_m 3mol1 ； (3)一个乙醇分子的质量 m0_kg； (4)一个乙醇分子的体积 V0_m 3； (5)将乙醇分子看做是个球体，其直径 d_m. 解析 (1)某种物质的摩尔质量用“gmol 1 ”做单位时，数值与其相对分子质量相同，所 以乙醇的摩尔质量 M46gmol 1 4.610 2 kgmol1 . (2)乙醇的摩尔体积 Vm m3mol1 5.810 5 m3mol1 . M 4.610 27.9102 (3)一个乙醇分子的质量 m0 kg7.610 26 kg. MNA 4.6
8、10 26.021023 (4)一个乙醇分子的体积 V0 m39.610 29 m3. VNA 5.810 56.021023 (5)乙醇分子可视为球形， V0 d3，所以乙醇分子直径 16 d m5.710 10 m. 36V0 369.610 29 答案 (1)46 4.610 2 (2)5.810 5 (3)7.61026 (4)9.610 29 (5)5.710 10 针对训练 已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为 1.3kg/m3和 2.1 kg/m3，空气 的摩尔质量为 0.029kg/mol，阿伏加德罗常数 NA6.0210 23mol1 ，若潜水员呼吸一次吸 入 2L 空
9、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 310 22个 解析 设空气的摩尔质量为 M，在海底和岸上的密度分别为 海 和 岸 ，一次吸入空气的 体积为 V， 在海底吸入的分子数 N 海 NA， 海 VM 在岸上吸入的分子数 N 岸 NA， 岸 VM 则有 N N 海 N 岸 NA， 海 岸 VM 代入数据得 N310 22. 1(分子的大小)(单选)纳米材料具有很多优越性，有着广阔的应用前景边长为 1nm 的立 方体，可容纳液态氢分子(其直径约为 1010 m)的个数最接近于( ) A10 2个 B10 3个 C10 6个 D10 9个 答案
10、B 解析 1nm10 9 m，则边长为 1nm 的立方体的体积 V(10 9 )3m310 27 m3；将液态氢分子 看作边长为 1010 m 的小立方体，则每个氢分子的体积 V0(10 10 )3m310 30 m3，所以可容 纳的液态氢分子的个数 N 10 3(个)液态氢分子可认为分子是紧挨着的，其空隙可忽 VV0 略，对此题而言，建立立方体模型比球形模型运算更简洁 2(阿伏加德罗常数的应用)(单选)已知某气体的摩尔体积为 22.4L/mol，摩尔质量为 18 g/mol，阿伏加德罗常数为 6.021023mol1 ，由以上数据不可以估算出在标准状态下这种 气体( ) A每个分子的质量 B
11、每个分子的体积 C每个分子占据的空间 D分子之间的平均距离 答案 B 解析 实际上气体分子之间的距离远比分子本身的线度大得多，即气体分子之间有很大空 隙，故不能根据 V0 计算分子体积，这样算得的应是该气体每个分子所占据的空间；可 VmNA 认为每个分子平均占据了一个小立方体空间， 即为相邻分子之间的平均距离；每个分子3V0 的质量显然可由 m0 估算，故答案选 B. MNA 3(阿伏加德罗常数的综合应用)(双选)在用油膜法估测分子的大小的实验中，若已知油滴 的摩尔质量为 M，密度为 ，油滴质量为 m，油滴在水面上扩散后的最大面积为 S，阿伏加 德罗常数为 NA，以上各量均采用国际单位，那么(
12、 ) A油滴分子直径 d M S B油滴分子直径 d m S C油滴所含分子数 N NA Mm D油滴所含分子数 N NA mM 答案 BD 解析 在用油膜法估测分子的大小的实验中，认为油膜的厚度为分子直径，油滴的质量为 m，最大面积为 S，则油滴的体积为 V ，油滴分子直径为 d ，选项 B 对，A 错；油 m m S 滴的物质的量为 ，油滴所含分子数为 N NA，选项 D 对，C 错 mM mM 4(分子的大小与模型)(单选)关于分子，下列说法中正确的是( ) A分子的形状要么是球形，要么是立方体 B所有分子的直径都相同 C不同分子的直径一般不同，但数量级基本一致 D密度大的物质，分子质量一定大 答案 C 解析 分子的结构非常复杂，它的形状并不真的都是小球，分子的直径不可能都相同，但 数量级是一致的，所以 C 正确，A、B 错误密度大指相同体积质量大，但分子个数不确定， 无法比较分子质量大小，D 错误
