第1章-第1节 分子动理论的基本观点.docVIP

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第1节分子动理论的基本观点

学习目标

知识脉络

1.认识分子动理论的基本观点，知道其实验依据．(重点)

2．通过探究与实验，估测油酸分子的直径，知道阿伏伽德罗常数并进行有关的计算．(难点)

3．认识布朗运动，理解布朗运动产生的原因及影响因素，了解分子的热运动．

4．掌握分子间相互作用力的特点及变化规律．(难点)

物体由大量分子组成

eq\a\vs4\al([先填空])

1．分子的大小

(1)一般分子直径的数量级为10－10m.

(2)通常分子质量的数量级在10－27～10－25kg范围之内．

2．分子大小的估测

(1)油膜法：此方法是一种粗略测定分子大小的方法，其方法是把油酸滴到水面上，油酸在水面上散开，可近似认为形成单分子油膜，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就等于分子的直径．

(2)原理：如果油滴的体积为V，单分子油膜的面积为S，则分子的大小(即直径)为d＝eq\f(V,S)．在此忽略了分子间的空隙．

(3)物理学中用各种不同的方法测定分子的大小，测出的分子大小不同，但数量级相同．

3．阿伏伽德罗常数

(1)定义：1mol任何物质含有分子的数目都相同，为常数．这个常数叫做阿伏伽德罗常数，用NA表示．

(2)数值：NA＝6.02×1023mol－1．

(3)意义：阿伏伽德罗常数是一个重要的基本常量，它是联系宏观量与微观量的桥梁．

eq\a\vs4\al([再判断])

1．测定分子大小的方法有多种，油膜法只是其中的一种方法．(√)

2．所有分子的直径都相同．(×)

3．1mol的固态物质(如铁)和1mol的气态物质(如氧气)所含分子数不同．(×)

eq\a\vs4\al([后思考])

我们在初中已经学过，物体是由大量分子组成的．一个1μm大小的水珠，尺寸与细菌差不多，其中分子的个数竟比地球上人口的总数还多上好多倍！

图1-1-1

我们可以通过什么途径观察分子的大小呢？

【提示】用电子显微镜观察．

eq\a\vs4\al([合作探讨])

我们在化学中学过，1mol的任何物质都含有相同的分子数，这个数量用阿伏伽德罗常数表示，讨论下列问题：

探讨1：我们学习的微观物理量和宏观量有哪些？

【提示】微观物理量有：分子质量m0、分子体积V0、分子直径d.

宏观量有：物体的质量m、体积V、密度ρ、摩尔质量M、摩尔体积V.

探讨2：为什么说阿伏伽德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁？

【提示】阿伏伽德罗常数把摩尔质量和摩尔体积这些宏观量与分子质量和分子体积这些微观量联系起来了，所以说阿伏伽德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁．

eq\a\vs4\al([核心点击])

1．两种分子模型

(1)球形分子模型：对于固体和液体，其分子间距离比较小，在估算分子大小及分子的个数时，可以认为分子是紧密排列的，分子间的距离等于分子的直径．如图1-1-2所示．

其分子直径d＝eq\r(3,\f(6V0,π)).

图1-1-2

(2)立方体分子模型：对于气体，其分子间距离比较大，是分子直径的数十倍甚至上百倍，此时可把分子平均占据的空间视为立方体，立方体的边长即为分子间的平均距离．如图1-1-3所示．

其分子间的距离d＝eq\r(3,V0).

图1-1-3

2．阿伏伽德罗常数的应用

(1)一个分子的质量m＝eq\f(M,NA)＝eq\f(ρV,NA).

(2)一个分子的体积V0＝eq\f(V,NA)＝eq\f(M,ρNA)(对固体和液体)．

(3)单位质量中所含分子数n＝eq\f(NA,M).

(4)单位体积中所含分子数n＝eq\f(NA,V)＝eq\f(ρNA,M).

(5)气体分子间的平均距离d＝eq\r(3,V0)＝eq\r(3,\f(V,NA)).

(6)固体、液体分子直径d＝eq\r(3,\f(6V0,π))＝eq\r(3,\f(6V,πNA)).

1．若以μ表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏伽德罗常数，m、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面四个关系式表示正确的是()

【导学号

A．NA＝eq\f(Vρ,m) B．ρ＝eq\f(μ,NAΔ)

C．m＝eq\f(μ,NA) D．Δ＝eq\f(V,NA)

E．V＝eq\f(μ,ρ)

【解析】NA＝eq\f(ρV,m)，A对；NA＝eq\f(μ,m)，所以m＝eq\f(μ,NA)，C对；而对于气体分子来说，由于其两邻近分子间距离太大，eq\f(V,NA)求出的是一个气体分子占据的空间，而不是单个气体分子的体积(其体积远小于该值)，所以D错；而B式是将D式代入A式和C得出的，故B错；由于ρ＝eq\f