2017_2018學(xué)年高中物理第一章分子動理論第一節(jié)物體是由大量分子組成的教學(xué)案粵教版.docx

第一節(jié)物體是由大量分子組成的目標(biāo)定位 1.知道物體是由大量分子組成的.2.知道分子的球體模形和立方體模型，知道分子直徑的數(shù)量級.3.知道阿伏加德羅常數(shù)，會用它進(jìn)行相關(guān)的計算和估算一、分子的大小導(dǎo)學(xué)探究(1)我們知道組成物體的分子是很小的成年人做一次深呼吸，大約能吸入1.21022個分子那么分子到底有多??？(2)組成物體的分子真的是球形嗎？答案(1)多數(shù)分子大小的數(shù)量級為1010 m.(2)不是分子實際的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，不同物體的分子形狀各異知識梳理1熱學(xué)中的分子與化學(xué)上講的不同，它是構(gòu)成物質(zhì)的分子、原子、離子等微粒的統(tǒng)稱，因為這些微粒在熱運(yùn)動時遵從相同的規(guī)律2一般分子直徑的數(shù)量級是1010 m.3分子的兩種模型(1)球體模型：固體、液體中分子間距較小，可認(rèn)為分子是一個挨著一個緊密排列的球體，分子體積V0和直徑d的關(guān)系為V0d3.(2)立方體模型：氣體中分子間距很大，一般建立立方體模型如圖1所示，將每個氣體分子看成一個質(zhì)點，氣體分子位于立方體中心，每個分子占據(jù)的空間V0和分子間距d的關(guān)系為V0d3.圖1二、阿伏加德羅常數(shù)及微觀量的估算導(dǎo)學(xué)探究1毫升水的質(zhì)量是1 g，大約有24滴，請結(jié)合化學(xué)知識估算：(1)每滴水中含有多少個水分子？(2)每個水分子質(zhì)量為多少？(3)每個水分子體積為多少？每個水分子的直徑為多少？答案(1)每滴水的質(zhì)量為m g，水的摩爾質(zhì)量M18 gmol1，阿伏加德羅常數(shù)NA6.021023 mol1.則每滴水中水分子個數(shù)NNA1.41021個(2)每個水分子的質(zhì)量m03.01026 kg.(3)水的摩爾體積Vm，則每個水分子的體積V03.01029 m3.代入球的體積公式V0d3可解得：d3.91010 m.知識梳理阿伏加德羅常數(shù)：NA6.021023 mol1它是聯(lián)系宏觀世界和微觀世界的橋梁它把摩爾質(zhì)量M、摩爾體積Vm、物質(zhì)的質(zhì)量m、物質(zhì)的體積V、物質(zhì)的密度等宏觀量，跟單個分子的質(zhì)量m0、單個分子的體積V0等微觀量聯(lián)系起來，如圖2所示圖2其中密度，但要切記對單個分子是沒有物理意義的1分子的質(zhì)量：m0.2固體、液體中分子的體積：V0.氣體中分子所占的空間：V0.3質(zhì)量為m的物體所含分子數(shù)：NNA.4體積為V的物體所含分子數(shù)：NNA.一、分子的大小例1關(guān)于分子，下列說法中正確的是()A分子看作小球是分子的簡化模型，實際上，分子的形狀并不真的都是小球B所有分子大小的數(shù)量級都是1010 mC“物體是由大量分子組成的”，其中“分子”只包含分子，不包括原子和離子D分子的質(zhì)量是很小的，其數(shù)量級一般為1010 kg答案A解析將分子看作小球是為研究問題方便而建立的簡化模型，故A選項正確一些有機(jī)物質(zhì)的分子大小的數(shù)量級超過1010 m，故B選項錯誤“物體是由大量分子組成的”，其中“分子”是分子、原子、離子的統(tǒng)稱，故C選項錯誤分子質(zhì)量的數(shù)量級一般為1026 kg，故D選項錯誤例2現(xiàn)在已經(jīng)有能放大數(shù)億倍的非光學(xué)顯微鏡(如電子顯微鏡、場離子顯微鏡等)，使得人們觀察某些物質(zhì)內(nèi)的分子排列成為可能如圖3所示是放大倍數(shù)為3107倍的電子顯微鏡拍攝的二硫化鐵晶體的照片據(jù)圖可以粗略地測出二硫化鐵分子體積的數(shù)量級為_ m3.(照片下方是用最小刻度為毫米的刻度尺測量的照片情況)圖3答案1029解析由題圖可知,將每個二硫化鐵分子看作一個小球,四個小球并排直徑之和為4d4 cm，所以平均每個小球的直徑d1 cm.又因為題圖是將實際大小放大了3107倍拍攝的照片，所以二硫化鐵分子的小球直徑為：d m3.331010 m，所以測出的二硫化鐵分子的體積為：Vd33.14(3.331010 m)31.91029 m3.二、阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用例3水的分子量是18，水的密度1.0103 kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)NA6.021023 mol1，則：(1)水的摩爾質(zhì)量M_ gmol1或M_ kgmol1，水的摩爾體積Vm_ m3mol1.(2)水分子的質(zhì)量m0_ kg，水分子的體積V_ m3(保留一位有效數(shù)字)(3)將水分子看作球體，其直徑d_ m(保留一位有效數(shù)字)，一般分子直徑的數(shù)量級是_ m.(4)36 g水中所含水分子個數(shù)n_個(5)1 cm3的水中所含水分子個數(shù)n_個答案(1)181.81021.8105(2)3102631029(3)410101010(4)1.21024(5)3.31022解析(1)某種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量用“gmol1”作單位時，其數(shù)值與該種物質(zhì)的分子量相同，所以水的摩爾質(zhì)量M18 gmol1.如果摩爾質(zhì)量用國際單位制的單位“kgmol1”，就要換算成M1.8102 kgmol1.水的摩爾體積Vm m3mol11.8105 m3mol1.(2)水分子的質(zhì)量m0 kg31026 kg.水分子的體積V m331029 m3.(3)將水分子看作球體就有()3V，水分子直徑d m41010 m，這里的“1010”稱為數(shù)量級，一般分子直徑的數(shù)量級就是這個值(4)36 g水中所含水分子個數(shù)nNA6.021023個1.21024個(5)1 cm3水中水分子的個數(shù)nNA個3.31022個針對訓(xùn)練已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空氣的摩爾質(zhì)量為0.029 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA6.021023 mol1，若潛水員呼吸一次吸入2 L空氣，試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)答案31022個解析設(shè)空氣的摩爾質(zhì)量為M，在海底和岸上的密度分別為海和岸，一次吸入空氣的體積為V，在海底吸入的分子數(shù)N海NA，在岸上吸入的分子數(shù)N岸NA，則有NN海N岸NA，代入數(shù)據(jù)得N31022個1(分子的大小)納米材料具有很多優(yōu)越性，有著廣闊的應(yīng)用前景邊長為1 nm的立方體，可容納液態(tài)氫分子(其直徑約為1010 m)的個數(shù)最接近于()A102個 B103個C106個 D109個答案B解析1 nm109 m，則邊長為1 nm的立方體的體積V(109)3 m31027 m3；將液態(tài)氫分子看作邊長為1010 m的小立方體，則每個氫分子的體積V0(1010)3 m31030 m3，所以可容納的液態(tài)氫分子的個數(shù)N103(個)液態(tài)氫分子可認(rèn)為分子是緊挨著的，其空隙可忽略，對此題而言，建立立方體模型比球形模型運(yùn)算更簡潔2(分子的大小與模型)關(guān)于分子，下列說法中正確的是()A分子的形狀要么是球形，要么是立方體B所有分子的直徑都相同C不同分子的直徑一般不同，但數(shù)量級基本一致D密度大的物質(zhì)，分子質(zhì)量一定大答案C解析分子的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，它的形狀并不真的都是小球，分子的直徑不可能都相同，但數(shù)量級是一致的，所以C正確，A、B錯誤密度大指相同體積質(zhì)量大，但分子個數(shù)不確定，無法比較分子質(zhì)量大小，D錯誤3(阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用)已知某氣體的摩爾體積為22.4 L/mol，摩爾質(zhì)量為18 g/mol，阿伏加德羅常數(shù)為6.021023 mol1，由以上數(shù)據(jù)不可以估算出在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下這種氣體()A每個分子的質(zhì)量 B每個分子的體積C每個分子占據(jù)的空間 D分子之間的平均距離答案B解析實際上氣體分子之間的距離遠(yuǎn)比分子本身的直徑大得多，即氣體分子之間有很大空隙，故不能根據(jù)V0計算分子體積，這樣算得的應(yīng)是該氣體每個分子所占據(jù)的空間；可認(rèn)為每個分子平均占據(jù)了一個小立方體空間，即為相鄰分子之間的平均距離；每個分子的質(zhì)量顯然可由m0估算，故答案選B.題組一分子的大小1關(guān)于分子，下列說法中正確的是()A分子是組成物質(zhì)的最小粒子B分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小粒子C分子是保持物質(zhì)物理性質(zhì)的最小粒子D分子是假想的物質(zhì)粒子答案B解析比分子小的粒子還有電子、中子、質(zhì)子等，A、C項錯誤；用掃描隧道顯微鏡已經(jīng)觀察到了分子，D項錯誤；由物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)可知B項正確2(多選)如果把氧氣分子看成球形，則氧氣分子直徑的數(shù)量級為()A108 cm B1010 cmC1010 m D1015 m答案AC3在室溫下水分子的平均間距約為31010 m，假定此時水分子是一個緊挨一個的，若使水完全變?yōu)橥瑴囟认碌乃魵猓魵獾捏w積約為原來水體積的1 600倍，此時水蒸氣分子的平均間距最接近于()A3.5109 m B4.0109 mC3108 m D4.8107 m答案A解析氣體體積增大1 600倍，則邊長增加倍，故正確選項為A.題組二阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用4(多選)下列數(shù)值等于阿伏加德羅常數(shù)的是()A1 m3的任何物質(zhì)所含的分子數(shù)B1 kg的任何物質(zhì)所含的分子數(shù)C標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1 mol氣體所含的分子數(shù)D任何狀態(tài)下1 mol任何物質(zhì)所含的分子數(shù)答案CD解析1 mol任何物質(zhì)所含的分子數(shù)均為6.021023個，這一數(shù)值稱為阿伏加德羅常數(shù)，因此，A、B錯誤，C、D正確5從下列哪一組數(shù)據(jù)可以算出阿伏加德羅常數(shù)()A水的密度和水的摩爾質(zhì)量B水的摩爾質(zhì)量和水分子的體積C水分子的體積和水分子的質(zhì)量D水分子的質(zhì)量和水的摩爾質(zhì)量答案D解析阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀世界和微觀世界的橋梁，有兩個主要公式求阿伏加德羅常數(shù)，分別為：NA 和NA.對應(yīng)可得D項正確6(多選)某氣體的摩爾質(zhì)量為M，摩爾體積為Vm，密度為，每個分子的質(zhì)量和體積分別為m0和V0，則阿伏加德羅常數(shù)NA可表示為()ANA BNACNA DNA答案BC解析氣體的體積是指氣體所充滿的容器的容積，它不等于氣體分子個數(shù)與每個氣體分子體積的乘積，所以A、D錯由質(zhì)量、體積、密度關(guān)系可推知B、C正確7已知阿伏加德羅常數(shù)為NA，某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，該物質(zhì)的密度為，則下列敘述中正確的是()A1 kg該物質(zhì)所含的分子個數(shù)是NAB1 kg該物質(zhì)所含的分子個數(shù)是C該物質(zhì)1個分子的質(zhì)量是D該物質(zhì)1個分子占有的空間是答案D解析1 kg該物質(zhì)的物質(zhì)的量為，所以分子個數(shù)為，選項A、B均錯；該物質(zhì)1個分子的質(zhì)量是，選項C錯；該物質(zhì)的摩爾體積為Vm，所以每個分子占有的空間是，選項D對8已知水銀的摩爾質(zhì)量為M，密度為，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則水銀分子的直徑是()A() B()C. D.答案A解析1 mol水銀的體積V，1個水銀分子的體積V0，把水銀分子看成球體，則V0d3，所以d().把水銀分子看成立方體，則V0d3，所以d().故正確答案為A.題組三阿伏加德羅常數(shù)及微觀量的估算9已知在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1 mol氫氣的體積為22.4 L，氫氣分子間距約為()A109 m B1010 mC1011 m D108 m答案A解析在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1 mol氫氣的體積為22.4 L，則每個氫氣分子占據(jù)的體積V m33.721026 m3.按立方體估算，占據(jù)體積的邊長：L m3.3109 m故選A.10對于固體和液體來說，其內(nèi)部分子可看作是一個挨著一個緊密排列的球體已知汞的摩爾質(zhì)量為200.5103 kg/mol，密度為13.6103 kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)為6.01023 mol1，則汞原子的直徑與以下數(shù)值中最接近的是()A1109 m B21010 mC41010 m D61011 m答案C解析由摩爾質(zhì)量和密度計算出摩爾體積Vm；由摩爾體積除以阿伏加德羅常數(shù)計算出一個分子所占的體積：V0；再由球體體積公式求出分子的直徑計算后可知選項C正確112008年8月8日北京奧運(yùn)會開賽以來，美麗的“水立方”游泳館簡直成了破世界紀(jì)錄的搖籃，但“水立方”同時也是公認(rèn)的耗水大戶，因此，“水立方”專門設(shè)計了雨水回收系統(tǒng)，平均每年可以回收雨水10 500 m3，相當(dāng)于100戶居民一年的用水量，請你根據(jù)上述數(shù)據(jù)估算一戶居民一天的平均用水量與下面哪個水分子數(shù)目最接近(設(shè)水分子的摩爾質(zhì)量為M1.8102 kg/mol)()A31031個 B31028個C91027個 D91030個答案C解析每戶居民一天所用水的體積V m30.29 m3，該體積所包含的水分子數(shù)目NNA9.71027個，最接近C