2018-2019学年物理选修3-3 1.1.1+物体是由大量分子组成的+Word版含答案

1.1　分子动理论 1.1.1　物体是由大量分子组成的 学习目标 核心提炼 1.知道物体是由大量分子组成的。 2种分子模型———球形模型和立方体模型 1种测分子大小的方法———单分子油膜法 1个数量级———分子大小的数量级是10－10m 1个常数———阿伏加德罗常数 2.知道油膜法估测分子直径的原理、思想和方法。 3.知道分子球形模型和分子直径的数量级。 4.知道阿伏加德罗常数及其意义。 一、油膜法估测分子的大小 1.实验目的：用油膜法估测分子的大小。 2.实验原理：把一定体积的油酸酒精溶液滴在水面上使其形成单分子油膜，如图1所示。不考虑分子间的间隙，把油酸分子看成球形模型，计算出1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V，并测出油膜面积S，求出油膜的厚度d，即d＝就是油酸分子的直径。 图1 3.实验器材：油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、浅盘、玻璃板、坐标纸、彩笔、痱子粉或细石膏粉。 4.实验步骤 (1)在浅盘中倒入约2 cm深的水，将痱子粉或细石膏粉均匀撒在水面上。 (2)取1 mL(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成200 mL的油酸酒精溶液。 (3)用注射器往量筒中滴入1 mL配制好的油酸酒精溶液(浓度已知)，记下滴入的滴数N，算出一滴油酸酒精溶液的体积V′。 (4)将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上。 (5)待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔画出油酸薄膜的形状。 (6)将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数，把正方形的个数乘以单个正方形的面积就得到油酸薄膜的面积S。计算方格数时，不足半个的舍去，多于半个的算一个。 5.数据处理：根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴油酸的酒精溶液中纯油酸的体积V，并代入公式d＝，算出油酸薄膜的厚度d，即为油酸分子直径的大小。 思维拓展 如图2是用油膜法估测分子的大小时在水面上形成的油酸膜的形状。 图2 (1)油酸分子的形状真的是球形吗？排列时会一个紧挨一个吗？ (2)实验中为什么不直接用纯油酸而是用被稀释过的油酸酒精溶液？ (3)实验中为什么在水面上撒痱子粉(或细石膏粉)? (4)实验中可以采用什么方法测量油膜的面积？ 答案　(1)实际分子的结构很复杂，分子间有空隙，认为分子是球形且一个紧挨一个排列，是一种近似模型，是对问题的简化处理。 (2)用酒精对油酸进行稀释有利于获取更小体积的纯油酸，这样更有利于油酸在水面上形成单分子油膜。同时酒精易挥发，不影响测量结果。 (3)撒痱子粉后，便于观察所形成的油膜的轮廓。 (4)运用数格子法测油膜面积。多于半个的算一个，少于半个的舍去。这种方法所取方格的单位越小，计算的面积误差越小。 二、分子的大小 1.分子模型 (1)固、液分子可视为球形，且分子间紧密排列没有空隙。 (2)气体分子可视为一个立方体，立方体边长即为气体分子间的平均距离。 2.分子的数量级 (1)多数分子直径的数量级为10－10m。 (2)一般分子质量的数量级为10－26～10－27kg。 (3)观察方法：用肉眼和高倍的光学显微镜都无法看到，只有用扫描隧道显微镜才能观察到。 三、阿伏加德罗常数 1.定义：1 mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数量可以用阿伏加德罗常数表示。 2.数值：阿伏加德罗常数通常取NA＝6.02×1023mol－1，粗略计算中可取NA＝6.0×1023mol－1。 3.意义：阿伏加德罗常数是一个重要常数。它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子大小等微观物理量联系起来，即阿伏加德罗常数NA是联系宏观量与微观量的桥梁。 思维拓展 关系式Vmol＝NAV0(V0为一个分子的体积，Vmol为摩尔体积)，对于任何物质都成立吗？ 答案　关系式Vmol＝NAV0仅适用于固体和液体，不适用于气体。 因为(1)对于固体和液体，可认为分子紧密排列，分子间没有空隙，则Vmol＝NAV0。 (2)对于气体来说，分子间的距离远大于分子的直 ... ...