第七章分子動(dòng)理論7.1物體是由大量分子組成的高中物理·選修3-3·人教版一、用油膜法估測(cè)分子的大小1．理想化：把很小的一滴油酸滴在水面上，水面上會(huì)形成一塊油酸薄膜，薄膜是由_______的油酸分子組成的．2．模型化：在估測(cè)油酸分子大小的數(shù)量級(jí)時(shí)，可以把它簡(jiǎn)化為_(kāi)______，認(rèn)為油膜的_______就是油酸分子的直徑．3．需要解決的兩個(gè)問(wèn)題：一是獲得很小的一小滴油酸并測(cè)出其_______；二是測(cè)量這滴油酸在水面上形成的油膜_______．單層球形厚度體積面積二、分子的大小 除一些有機(jī)物質(zhì)的大分子外，多數(shù)分子大小的數(shù)量級(jí)為_(kāi)______m.三、阿伏加德羅常數(shù)1．定義：1mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)，這個(gè)數(shù)量用________________表示，值為_(kāi)_______________，在粗略計(jì)算中可取_________________.2．意義：把摩爾質(zhì)量、摩爾體積這些宏觀物理量與__________、__________等微觀物理量聯(lián)系起來(lái)．10－10阿伏加德羅常數(shù)6.02×1023mol－16.0×1023mol－1分子質(zhì)量分子大小2．在水平放置的淺盤(pán)中倒入約2cm深的水，然后將痱子粉(或石膏粉)均勻地撒在水面上，再用注射器將配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，一會(huì)兒就會(huì)在水面上形成一層形狀不規(guī)則的油酸薄膜．3．待測(cè)油酸薄膜穩(wěn)定后，將玻璃板平放到淺盤(pán)上，然后用彩筆將油膜的形狀畫(huà)在玻璃板上．【例1】

在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL，用注射器測(cè)得1mL上述溶液中有液滴50滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤(pán)里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤(pán)上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，隨后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀如圖7－1－1所示，坐標(biāo)紙中正方形小方格的邊長(zhǎng)為20mm，則：圖7－1－1(1)油膜的面積是多少？(2)每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少？(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測(cè)出油酸分子的直徑是多少？答案(1)2.32×10－2m2

(2)1.2×10－5mL

(3)5.2×10－10m

借題發(fā)揮解答本題的關(guān)鍵是準(zhǔn)確計(jì)算油膜所占的面積和純油酸的體積，數(shù)方格數(shù)時(shí)，不足半個(gè)格的舍去，大于半個(gè)格的算一個(gè)即“四舍五入”．答案B解析A項(xiàng)在計(jì)算一滴溶液中含純油酸體積時(shí)忘記乘以溶液的濃度，故A項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；B項(xiàng)的做法是正確的；多滴幾滴能夠使測(cè)量形成油膜的油酸體積更精確些，但多滴以后會(huì)使油膜面積增大，可能使油膜這個(gè)不規(guī)則形狀的一部分與淺盤(pán)的壁相接觸，這樣油膜就不是單分子油膜了，故C項(xiàng)錯(cuò)；D項(xiàng)中的做法沒(méi)有必要，并且牙簽上沾有油酸，會(huì)使油酸體積測(cè)量誤差增大．圖7－1－2

2．阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用

(1)NA的橋梁和紐帶作用 阿伏加德羅常數(shù)是宏觀世界和微觀世界之間的一座橋梁．它把摩爾質(zhì)量Mmol、摩爾體積Vmol、物體的質(zhì)量m、物體的體積V、物體的密度ρ等宏觀量，跟單個(gè)分子的質(zhì)量m0、單個(gè)分子的體積V0等微觀量聯(lián)系起來(lái)．下圖將這種關(guān)系呈現(xiàn)得淋漓盡致．【例2】據(jù)統(tǒng)計(jì)“酒駕”是造成交通事故的主要原因之一，交警可以通過(guò)手持式酒精測(cè)試儀很方便地檢測(cè)出駕駛員呼出的氣體中的酒精含量，以此判斷司機(jī)是否飲用了含酒精的飲料．當(dāng)司機(jī)呼出的氣體中酒精含量達(dá)2.4×10－4g/L時(shí)，酒精測(cè)試儀開(kāi)始報(bào)警．假設(shè)某司機(jī)呼出的氣體剛好使儀器報(bào)警，并假設(shè)成人一次呼出的氣體體積約為300mL，試求該司機(jī)一次呼出的氣體中含有酒精分子的個(gè)數(shù)(已知酒精分子量為46g·mol－1，NA＝6.02×1023mol－1)． 答案9.42×1017個(gè)

【例3】已知氧氣分子的質(zhì)量m＝5.3×10－26kg，標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的密度ρ＝1.43kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1，求：

(1)氧氣的摩爾質(zhì)量；

(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣分子間的平均距離；

(3)標(biāo)準(zhǔn)