《【教案】粤教版高中物理选修（3-3）1.1《物体是由大量分子组成的》导学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【教案】粤教版高中物理选修（3-3）1.1《物体是由大量分子组成的》导学案（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学案学案 1 物体是由大量分子组成的物体是由大量分子组成的目标定位1.知道物体是由大量分子组成的.2.知道分子的球体模形和立方体模型，知道分子直径的数量级.3.知道阿伏加德罗常数，会用它进行相关的计算和估算一、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 1010m.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
2、是 1010m.3分子的两种模型(1)球体模型：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如图 1 所示，将每个气体分子看成一个质点，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 V0d3.图 1二、阿伏加德罗常数及微观量的估算问题设计1 毫升水的质量是 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？每个水分子的直径为多少？答案 (1)每滴水的质量为 m
3、g，水的摩尔质量 M18gmol1，阿伏加德罗常数124NA6.021023mol1.则每滴水中水分子个数 NNA1.41021个mM(2)每个水分子的质量 m03.01026kg.MNA(3)水的摩尔体积 Vm，则每个水分子的体积 V03.01029m3.代入球的体MVmNAMNA积公式 V0 d3可解得：d3.91010m.16要点提炼阿伏加德罗常数：NA6.021023mol1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、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
4、要切记对单个分子 是没有物理意义的mVMVmm0V01分子的质量：m0.MNA2固体、液体中分子的体积：V0.VmNAMNA气体中分子所占的空间：V0.VmNA3质量为 m 的物体所含分子数：NNA.mM4体积为 V 的物体所含分子数：NNA.VVm一、分子的大小例 1 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级都是 1010mC “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 1010kg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
5、正确一些有机物质的分子大小的数量级超过 1010m，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 1026kg，故 D 选项错误答案 A例 2 现在已经有能放大数亿倍的非光学显微镜(如电子显微镜、场离子显微镜等)，使得人们观察某些物质内的分子排列成为可能如图 3 所示是放大倍数为 3107倍的电子显微镜拍摄的二硫化铁晶体的照片据图可以粗略地测出二硫化铁分子体积的数量级为_m3.(照片下方是用最小刻度为毫米的刻度尺测量的照片情况)图 3解析 由题图可知，将每个二硫化铁分子看作一个小球，四个小球并排直径之和为 4d4
6、cm，所以平均每个小球的直径 d1 cm.又因为题图是将实际大小放大了 3107倍拍摄的照片，所以二硫化铁分子的小球直径为：d m3.331010 m，所以d3 1071 1023 107测出的二硫化铁分子的体积为：V d3 3.14(3.331010 m)31.91029 m3.1616答案 1029二、阿伏加德罗常数的应用例 3 水的分子量是 18，水的密度 1.0103kg/m3，阿伏加德罗常数NA6.021023mol1，则：(1)水的摩尔质量 M_gmol1或 M_kgmol1，水的摩尔体积Vm_m3mol1.(2)水分子的质量 m0_kg，水分子的体积 V_m3(保留一位有效数字)
7、(3)将水分子看作球体，其直径 d_m(保留一位有效数字)，一般分子直径的数量级是_m.(4)36g 水中所含水分子个数 n_个(5)1cm3的水中所含水分子个数 n_个解析 (1)某种物质的摩尔质量用“gmol1”作单位时，其数值与该种物质的分子量相同，所以水的摩尔质量 M18gmol1.如果摩尔质量用国际单位制的单位“kgmol1” ，就要换算成 M1.8102kgmol1.水的摩尔体积 Vmm3mol11.8105m3mol1.M1.8 1021.0 103(2)水分子的质量 m0kg31026kg.MNA1.8 1026.02 1023水分子的体积 Vm331029m3.VmNA1.8
8、 1056.02 1023(3)将水分子看作球体就有 ( )3V，43d2水分子直径dm41010m，这里的“1010”称为数量级，一般分子直36V36 3 10293.14径的数量级就是这个值(4)36g 水中所含水分子个数nNA6.021023个1.21024个mM3618(5)1cm3水中水分子的个数nNA个3.31022个VVm106 6.02 10231.8 105答案 (1)18 1.8102 1.8105 (2)31026 31029 (3)41010 1010 (4)1.21024(5)3.31022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.
9、1 kg/m3，空气的摩尔质量为 0.029kg/mol，阿伏加德罗常数 NA6.021023mol1，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 31022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 NN海N岸NA，海岸VM代入数据得 N31022个1(分子的大小)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 1010m)的个数最接近于( )A
10、102个 B103个 C106个 D109个答案 B解析 1nm109m，则边长为 1nm 的立方体的体积 V(109)3m31027m3；将液态氢分子看作边长为 1010m 的小立方体，则每个氢分子的体积 V0(1010)3m31030m3，所以可容纳的液态氢分子的个数 N103(个)液态氢分子可认为分子是紧挨着的，其空隙可忽略，VV0对此题而言，建立立方体模型比球形模型运算更简洁2(分子的大小与模型)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
11、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3(阿伏加德罗常数的应用)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直径大得多，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；
12、可认VmNA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；每个分子的3V0质量显然可由 m0估算，故答案选 B.MNA题组一 分子的大小1关于分子，下列说法中正确的是( )A分子是组成物质的最小粒子B分子是保持物质化学性质的最小粒子C分子是保持物质物理性质的最小粒子D分子是假想的物质粒子答案 B解析 比分子小的粒子还有电子、中子、质子等，A、C 项错误；用扫描隧道显微镜已经观察到了分子，D 项错误；由物质的化学性质可知 B 项正确2如果把氧气分子看成球形，则氧气分子直径的数量级为( )A108cmB1010cmC1010mD1015m答案 AC3在室温下水分子的平均间距约为
13、 31010m，假定此时水分子是一个紧挨一个的，若使水完全变为同温度下的水蒸气，水蒸气的体积约为原来水体积的 1600 倍，此时水蒸气分子的平均间距最接近于( )A3.5109mB4.0109mC3108mD4.8107m答案 A解析 气体体积增大 1600 倍，则边长增加倍，故正确选项为 A.31600题组二 阿伏加德罗常数的应用4下列数值等于阿伏加德罗常数的是( )A1m3的任何物质所含的分子数B1kg 的任何物质所含的分子数C标准状态下 1mol 气体所含的分子数D任何状态下 1mol 任何物质所含的分子数答案 CD解析 1mol 任何物质所含的分子数均为 6.021023个，这一数值称
14、为阿伏加德罗常数，因此，A、B 错误，C、D 正确5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水的摩尔质量和水分子的体积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答案 D解析 阿伏加德罗常数是联系宏观世界和微观世界的桥梁，有两个主要公式求阿伏加德罗常数，分别为：NA和 NA.对应可得 D 项正确摩尔质量 分子质量摩尔体积 分子体积6某气体的摩尔质量为 M，摩尔体积为 Vm，密度为 ，每个分子的质量和体积分别为 m0和 V0，则阿伏加德罗常数 NA可表示为( )ANABNAVmV0Vmm0CNADNAMm0MV0答案 BC解析 气体的体积是指气体所充满的
15、容器的容积，它不等于气体分子个数与每个气体分子体积的乘积，所以 A、D 错由质量、体积、密度关系可推知 B、C 正确7已知阿伏加德罗常数为 NA，某物质的摩尔质量为 M，该物质的密度为 ，则下列叙述中正确的是( )A1kg 该物质所含的分子个数是 NAB1kg 该物质所含的分子个数是NAMC该物质 1 个分子的质量是NAD该物质 1 个分子占有的空间是MNA答案 D解析 1kg 该物质的物质的量为，所以分子个数为，选项 A、B 均错；该物质 1 个分子的1MNAM质量是，选项 C 错；该物质的摩尔体积为 Vm，所以每个分子占有的空间是，MNAMVmNAMNA选项 D 对8已知水银的摩尔质量为 M，密度为 ，阿伏加德罗常数为 NA，则水银分子的直径是( )
