高二物理選修3-3-7.1物體是由大量分子組成 ppt課件

1、第七章第七章 選修選修33熱學(xué)中所說(shuō)的分子與化學(xué)中所說(shuō)的分子不同：熱學(xué)中所說(shuō)的分子與化學(xué)中所說(shuō)的分子不同： 化學(xué)中講的分子是：具有各種物質(zhì)的化化學(xué)中講的分子是：具有各種物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的最小微粒。學(xué)性質(zhì)的最小微粒。 實(shí)踐上構(gòu)成物質(zhì)的單元是多種多樣的，實(shí)踐上構(gòu)成物質(zhì)的單元是多種多樣的，或是原子如金屬或是離子鹽類(lèi)或是分或是原子如金屬或是離子鹽類(lèi)或是分子如有機(jī)物。子如有機(jī)物。 在熱學(xué)中，由于原子、離子、分子這些微在熱學(xué)中，由于原子、離子、分子這些微粒做熱運(yùn)動(dòng)時(shí)服從一樣的規(guī)律，通常統(tǒng)稱(chēng)為分粒做熱運(yùn)動(dòng)時(shí)服從一樣的規(guī)律，通常統(tǒng)稱(chēng)為分子。子。 一、分子的大小一、分子的大小 組成物質(zhì)的分子是很小的，不但用肉眼不

2、能組成物質(zhì)的分子是很小的，不但用肉眼不能直接看到它們，就是用光學(xué)顯微鏡也看不到它們。直接看到它們，就是用光學(xué)顯微鏡也看不到它們。 那怎樣才干看到分子呢？那怎樣才干看到分子呢？ 掃描隧道顯微鏡掃描隧道顯微鏡能放大幾億倍！能放大幾億倍！掃描隧道顯微鏡，掃描隧道顯微鏡，1982年用此人類(lèi)才年用此人類(lèi)才觀(guān)測(cè)到物質(zhì)外表原觀(guān)測(cè)到物質(zhì)外表原子的陳列子的陳列 我國(guó)科學(xué)家我國(guó)科學(xué)家用掃描隧道顯用掃描隧道顯微鏡拍攝的石微鏡拍攝的石墨外表原子的墨外表原子的排布圖，排布圖， 圖中的每個(gè)圖中的每個(gè)亮斑都是一個(gè)亮斑都是一個(gè)碳原子碳原子. dd固體、液體固體、液體小球模型小球模型ddd氣體氣體立方體模型立方體模型dd實(shí)踐分

3、子的構(gòu)造是復(fù)雜的，單個(gè)分子可看實(shí)踐分子的構(gòu)造是復(fù)雜的，單個(gè)分子可看作小球也可看作立方體作小球也可看作立方體 小球模型：在計(jì)算固、液體分子大小時(shí)，作為一個(gè)近似小球模型：在計(jì)算固、液體分子大小時(shí)，作為一個(gè)近似的物理模型，可把分子看成是一小球的物理模型，可把分子看成是一小球. .那么：那么：306Vd 立方體模型：對(duì)氣體可以把分子當(dāng)作是一個(gè)小立方立方體模型：對(duì)氣體可以把分子當(dāng)作是一個(gè)小立方體，這個(gè)小立方體的邊長(zhǎng)可以看作相當(dāng)于分子間的平體，這個(gè)小立方體的邊長(zhǎng)可以看作相當(dāng)于分子間的平均間隔均間隔. .即即 3占Vd 分子直徑分子直徑 氣體分子間的氣體分子間的平均間隔平均間隔怎樣才干知道分子的大小呢？怎樣

4、才干知道分子的大小呢？2.詳細(xì)做法是：詳細(xì)做法是： 把一滴稀釋的油酸滴到水面上，油酸在水面上散開(kāi)構(gòu)成單分子油膜，把一滴稀釋的油酸滴到水面上，油酸在水面上散開(kāi)構(gòu)成單分子油膜，假設(shè)把分子看成球形，單分子油膜的厚度就可以為等于油膜分子的直徑假設(shè)把分子看成球形，單分子油膜的厚度就可以為等于油膜分子的直徑.1.有一種粗略測(cè)定分子大小的方法叫油膜法有一種粗略測(cè)定分子大小的方法叫油膜法. 在用油膜法測(cè)定分子的直徑時(shí)，實(shí)踐上做在用油膜法測(cè)定分子的直徑時(shí)，實(shí)踐上做了理想化處置。了理想化處置。把分子看成球形把分子看成球形. . 把滴在水面上的油酸層當(dāng)作單分子油膜層把滴在水面上的油酸層當(dāng)作單分子油膜層. .油分子一

5、個(gè)緊挨一個(gè)整齊陳列油分子一個(gè)緊挨一個(gè)整齊陳列; ;d-單分子油酸的直徑單分子油酸的直徑V-一滴油酸分子的體積一滴油酸分子的體積=S-一滴油酸分子的面積一滴油酸分子的面積 油酸酒精濃度總滴數(shù)油酸酒精總體積水水油酸分子油酸分子d互補(bǔ)法互補(bǔ)法SVd 油酸分子油酸分子d 例：知體積例：知體積V=1mm3V=1mm3的一滴油，在水面上構(gòu)成面積的一滴油，在水面上構(gòu)成面積S=3.5m2S=3.5m2的油膜，那么這種油分子的直徑的油膜，那么這種油分子的直徑d d為多少為多少m m？ 油膜法估算分子直徑公式油膜法估算分子直徑公式VdS931021 102.9 103.5mmm分子直徑的數(shù)量分子直徑的數(shù)量級(jí)級(jí)10

6、-10m1 1、體積是、體積是10-4cm310-4cm3的油滴滴于水中，假設(shè)展的油滴滴于水中，假設(shè)展開(kāi)成一單分子油膜，那么油膜面積的數(shù)量級(jí)是開(kāi)成一單分子油膜，那么油膜面積的數(shù)量級(jí)是 A A102cm2 B102cm2 B104cm2 104cm2 C C106cm2 D106cm2 D108cm2108cm2【課堂練習(xí)】【課堂練習(xí)】B242103410101010cmcmcmdVs一、分子的大小一、分子的大小分子直徑的數(shù)量級(jí)為分子直徑的數(shù)量級(jí)為1010 m二、阿伏加德羅常數(shù)二、阿伏加德羅常數(shù) 1 mol 1 mol的任何物質(zhì)都含有一樣的粒子數(shù)的任何物質(zhì)都含有一樣的粒子數(shù) 以水分子為例，知道了

7、分子的大小就可以估算以水分子為例，知道了分子的大小就可以估算阿伏加德羅常數(shù)。阿伏加德羅常數(shù)。 1、知每個(gè)水分子的直徑是、知每個(gè)水分子的直徑是 ，每個(gè)，每個(gè)分子的體積約為多少？分子的體積約為多少？ 2、我們還知道水的摩爾體積是、我們還知道水的摩爾體積是 假設(shè)水分子是一個(gè)挨一個(gè)地陳列的，那么假設(shè)水分子是一個(gè)挨一個(gè)地陳列的，那么1mol水水所含的水分子數(shù)是多少？所含的水分子數(shù)是多少？【思索與討論】【思索與討論】m10-104molm /108 . 135 -一個(gè)水分子的體積：一個(gè)水分子的體積：32930103.361mdV1 mol1 mol水中所含的水分子數(shù)：水中所含的水分子數(shù)： 12332935

8、0104 . 5m103 . 3mol/m108 . 1molVVNmol123mol1002. 6AN估算值估算值微觀(guān)量：分子的質(zhì)量、分子的體積、分子的直徑微觀(guān)量：分子的質(zhì)量、分子的體積、分子的直徑宏觀(guān)量：物體的體積、物體的質(zhì)量、物質(zhì)的密度、宏觀(guān)量：物體的體積、物體的質(zhì)量、物質(zhì)的密度、 摩爾質(zhì)量、摩爾體積摩爾質(zhì)量、摩爾體積 NA=6.02 NA=6.0210 23 / mol10 23 / mol這個(gè)數(shù)特別宏大：這個(gè)數(shù)特別宏大： 1mol 1mol水的的質(zhì)量是水的的質(zhì)量是181810-10-3Kg3Kg，也就相當(dāng)我們喝一口水的質(zhì)量，假設(shè)全世，也就相當(dāng)我們喝一口水的質(zhì)量，假設(shè)全世界界6060億

9、人同時(shí)來(lái)數(shù)這些水分子，每人億人同時(shí)來(lái)數(shù)這些水分子，每人1 1秒鐘數(shù)一秒鐘數(shù)一個(gè)，個(gè)，300300萬(wàn)年也數(shù)不完。萬(wàn)年也數(shù)不完。二、阿伏加德羅常數(shù)二、阿伏加德羅常數(shù)阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)絡(luò)微觀(guān)量和宏觀(guān)量的橋梁阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)絡(luò)微觀(guān)量和宏觀(guān)量的橋梁微觀(guān)微觀(guān) 宏觀(guān)宏觀(guān)NA橋梁橋梁微觀(guān)量的估算方法微觀(guān)量的估算方法1 1、固體或者液體分子的估算方法：、固體或者液體分子的估算方法： 對(duì)固體或液體來(lái)說(shuō)，分子間隙數(shù)量級(jí)遠(yuǎn)小對(duì)固體或液體來(lái)說(shuō)，分子間隙數(shù)量級(jí)遠(yuǎn)小于分子大小的數(shù)量級(jí)，所以可以近似以為分子于分子大小的數(shù)量級(jí)，所以可以近似以為分子嚴(yán)密陳列，據(jù)這一理想化模型，嚴(yán)密陳列，據(jù)這一理想化模型，1mol1mol任何固

10、體任何固體或液體都含有或液體都含有NANA個(gè)分子，其摩爾體積個(gè)分子，其摩爾體積VmolVmol可以可以以為是以為是NANA個(gè)分子體積的總和。個(gè)分子體積的總和。AmolAmolNMNVV0分子體積：分子體積：分子質(zhì)量：分子質(zhì)量：AmolAmolNVNMm0微觀(guān)量的估算方法微觀(guān)量的估算方法2 2、氣體分子間平均間隔的估算：、氣體分子間平均間隔的估算：氣體分子間的間隙不能忽略，想象氣體分氣體分子間的間隙不能忽略，想象氣體分子平均分布，且每個(gè)氣體分子平均占有的子平均分布，且每個(gè)氣體分子平均占有的空間想象成一個(gè)小立方體，據(jù)這一微觀(guān)?？臻g想象成一個(gè)小立方體，據(jù)這一微觀(guān)模型，氣體分子間的間隔就等于小立方體的

11、型，氣體分子間的間隔就等于小立方體的邊長(zhǎng)邊長(zhǎng)d d， 即：即：d d并非分子的直徑并非分子的直徑ddd3占Vd 微觀(guān)量的估算方法微觀(guān)量的估算方法3 3、物質(zhì)分子所含分子數(shù)的估算：、物質(zhì)分子所含分子數(shù)的估算： 關(guān)鍵為求出分子的摩爾數(shù)，便可關(guān)鍵為求出分子的摩爾數(shù)，便可以利用阿伏加德羅常數(shù)求出含有的分子數(shù)以利用阿伏加德羅常數(shù)求出含有的分子數(shù)molAAAAmolmolmolMVMnn NNNNMVV分1.1.知阿伏加德羅常數(shù)為知阿伏加德羅常數(shù)為NANA，銅的摩爾質(zhì)量為，銅的摩爾質(zhì)量為M M，密，密度為度為均為國(guó)際單位，那么均為國(guó)際單位，那么 A A1m31m3銅原子含原子數(shù)目為銅原子含原子數(shù)目為NA/

12、MNA/M B B1 1個(gè)銅原子質(zhì)量是個(gè)銅原子質(zhì)量是M /NAM /NA C C1 1個(gè)銅原子的體積是個(gè)銅原子的體積是M/NAM/NA D D1kg1kg銅所含原子的數(shù)目是銅所含原子的數(shù)目是NANAABC 【課堂練習(xí)】【課堂練習(xí)】練習(xí)：水的分子量練習(xí)：水的分子量1818，水的密度為，水的密度為103kg/m3,103kg/m3,阿阿伏加德羅常數(shù)為伏加德羅常數(shù)為NA=6.02NA=6.0210231023個(gè)個(gè)/ mol/ mol，那么：，那么：1 1水的摩爾質(zhì)量水的摩爾質(zhì)量M=_M=_18g/mol2 2水的摩爾體積水的摩爾體積V=_V=_M/=18g/cm3 3 3一個(gè)水分子的質(zhì)量一個(gè)水分子的

13、質(zhì)量m0 =_m0 =_M/ NA =2.99 10-26 kg4一個(gè)水分子的體積一個(gè)水分子的體積V0 =_V/ NA =2.99 10-23 cm35 510g10g水中含有的分子數(shù)目水中含有的分子數(shù)目N=_N=_mNA/M=3.344 1021 練習(xí)：知空氣的摩爾質(zhì)量是練習(xí)：知空氣的摩爾質(zhì)量是，那么空氣中氣體分子的平均質(zhì)量多大？成年人做一，那么空氣中氣體分子的平均質(zhì)量多大？成年人做一次深呼吸，約吸入次深呼吸，約吸入450cm3450cm3的空氣，那么做一次深呼的空氣，那么做一次深呼吸所吸入的空氣質(zhì)量是多少？所吸入的氣體分子數(shù)量吸所吸入的空氣質(zhì)量是多少？所吸入的氣體分子數(shù)量是多少？規(guī)范大氣壓

14、空氣的摩爾體積為是多少？規(guī)范大氣壓空氣的摩爾體積為22.422.410-10-3m3/mol)3m3/mol)kg/mol10293AM空氣分子的平均質(zhì)量為：空氣分子的平均質(zhì)量為： 32 602 32 91 04 .8 21 0k g6 .0 21 0AAMmN2.2.成年人做一次深呼吸所吸入的空氣質(zhì)量為：成年人做一次深呼吸所吸入的空氣質(zhì)量為： 6343450102910kg5.810kg22.410AAMmVV所吸入的分子數(shù)為：所吸入的分子數(shù)為： 4222605.810kg1.210()4.8310kgmNm個(gè)練習(xí)：知：水的摩爾質(zhì)量是練習(xí)：知：水的摩爾質(zhì)量是1.81.810-2kg/mol10-2kg/mol，水，水的密度是的密度是1 1103kg/m3103kg/m3，求水分子的體積知，求水分子的體積知NA=6.0NA=6.01023mol-11023mol-1解：解：329235103106108 . 1/mNMNVvAmolAmol水課堂小結(jié)課堂小結(jié)物體是由大量分子構(gòu)成的：物體是由大量分子構(gòu)成的：1、分子很小，直徑數(shù)量級(jí)、分子很小，直徑數(shù)量級(jí)1010m 單分子油膜法測(cè)直徑單分子油膜法測(cè)直徑2、阿佛加德羅常數(shù)：、阿佛加德羅常數(shù)：123mol1002. 6AN 計(jì)算物質(zhì)所含的分子數(shù)計(jì)算物質(zhì)所含的分子數(shù)NAmolAmol