新教材同步輔導2023年高中物理第一章分子動理論第一節(jié)物質是由大量分子組成的課件粵教版選擇性必修第三冊

第一章分子動理論學習目標物理與STSE1．知道物體是由大量分子組成的．2．理解分子的模型，知道分子直徑的數(shù)量級．(重點)3．學會用油膜法估測分子大小的實驗．(重點、難點)4．掌握阿伏伽德羅常量，并會進行相關計算、估算(難點)

知識點一分子的大小1．物體是由大量分子組成的，在熱學中，組成物質的微觀粒子統(tǒng)稱為分子．2．用油膜法估測分子的大?。?1)原理：把1滴油酸酒精溶液滴在水面上，使油酸在水面上形成單分子層油膜，如把油酸分子簡化成球體，則油膜的厚度即為油酸分子的直徑，如圖所示．3．分子大小：除了一些有機物質的大分子外，多數(shù)分子大小的數(shù)量級為10－10m.知識點二阿伏伽德羅常量1．定義：1mol的任何物質都含有相同的粒子數(shù)，用NA表示．2．數(shù)值：通常取NA＝6.02×1023mol－1，在粗略計算中可取NA＝6.0×1023mol－1.3．意義：阿伏伽德羅常量是一個重要的常量．它把摩爾質量、摩爾體積這些宏觀物理量與分子質量、分子大小等微觀物理量聯(lián)系起來．1．(多選)下列說法正確的是(

)A．分子看作球體是分子的簡化模型，實際上分子的形狀并不真的都是球體B．所有分子的直徑都相同C．不同分子的直徑一般不同，但一般分子的數(shù)量級相同D．測定分子大小的方法有多種，油膜法只是其中的一種解析：分子的實際結構和形狀比較復雜，球體模型只是它的一種簡化模型，分子的直徑并不都相同，但直徑的數(shù)量級一般都相同，油膜法是估測分子直徑常用的一種方法，應選A、C、D.答案：ACD探究一分子的大小及估算方法1．分子的大小．(1)分子直徑的數(shù)量級通常為10－10m.(2)分子體積的數(shù)量級一般為10－29m3.(3)分子質量的數(shù)量級一般為10－26kg.(4)分子如此微小，用高倍光學顯微鏡也看不到，直到1982年人們研制了能放大幾億倍的掃描隧道顯微鏡，才觀察到物質表面原子的排列．2．分子的簡化模型．實際分子的結構是很復雜的，且形狀各異．但如果我們只關心分子的大小，而不涉及分子內部的結構和運動時，既可以把分子看成球體，也可以看成立方體．具體分析如下：(1)對于固體和液體，可認為分子緊密排列，分子間沒有空隙，則VA＝NAV0(V0為一個分子的體積，VA為摩爾體積)．①球體分子模型：3．阿伏伽德羅常量的應用．(1)微觀量：分子質量m0，分子體積V0，分子直徑d.(2)宏觀量：物質的質量M、體積V、密度ρ、摩爾質量MA、摩爾體積VA、物質的量n.(3)微觀量與宏觀量的關系．【典例1】在標準狀態(tài)下，有體積為V的水和體積為V的可認為是理想氣體的水蒸氣，已知水的密度為ρ，阿伏伽德羅常量為NA，水的摩爾質量為M，標準狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積為Vm.(1)它們中各有多少個水分子？(2)水蒸氣中相鄰兩個水分子之間的平均距離是多大？(用立方體模型解題)估算分子大小時，不要求精確求解，只要求合理近似，數(shù)量級正確．方法為先建立模型(將分子看成球體或者立方體)，再列出估算式，如需計算出數(shù)值，可對數(shù)值進行合理近似，比如π≈3.1．下列說法中正確的是(

)A．物體是由大量分子組成的B．無論是無機物質的分子，還是有機物質的大分子，其分子大小的數(shù)量級都是10－10mC．本節(jié)中所說的“分子”，只包含化學中的分子，不包括原子和離子D．分子的質量是很小的，其數(shù)量級為10－10kg解析：根據(jù)分子動理論的內容可知，物體是由大量分子組成的，故A正確；除了一些有機物質的大分子，多數(shù)分子大小的數(shù)量級為10－10m，故B錯誤；本節(jié)中所說的“分子”，包含化學中的分子，也包括原子和離子，故C錯誤；分子的質量很小，一般情況下其數(shù)量級是10－26kg，故D錯誤．答案：A3．科學家運用無規(guī)則運動的規(guī)律來研究生物蛋白分子．資料顯示，某種蛋白的摩爾質量為66kg/mol，其分子可視為半徑為3×10－9m的球．已知阿伏伽德羅常量為6.0×1023mol－1，請估算該蛋白的密度．(計算結果保留一位有效數(shù)字)答案：1×103kg/m3探究二實驗：用油膜法估測油酸分子的大小實驗目的1．用油膜法估測油酸分子的大?。?．初步學會用統(tǒng)計的方法求物理量．實驗原理當把1滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時，油酸就在水面上散開，其中的酒精溶于水中并很快揮發(fā)，在水面上形成一層純油酸的單分子層薄膜，如圖所示．如果把分子看成球體，單分子層油膜的厚度就可以認為等于油酸分子的直徑．實驗器材清水、酒精、油酸、量筒、淺盤(邊長為30～40cm)、滴管、玻璃板、彩筆、痱子粉、坐標紙、容量瓶(500mL)．實驗步驟1．用稀酒精溶液及清水清洗淺盤，充分洗去油污、粉塵，以減少實驗誤差．2．配制油酸酒精溶液：取油酸1mL，注入500mL的容量瓶中，然后向容量瓶內注入酒精，直到液面達到500mL刻度線為止，搖動容量瓶，使油酸分子充分與酒精分子結合，這樣就得到了濃度為0.2%的油酸酒精溶液．3．用注射器或滴管將油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并記下量筒內增加一定體積VN時的滴數(shù)N.4．向淺盤里倒入約2cm深的水，并將痱子粉均勻地撒在水面上．5．用注射器或滴管將1滴油酸酒精溶液滴在水面上．6．待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，并將油酸薄膜的形狀用彩筆畫在玻璃板上．7．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，計算輪廓范圍內小正方形的個數(shù)，不足半個的舍去，多于半個的算一個，估算出油膜的面積S.2．1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V＝V′×η(η為油酸的濃度)．3．油酸薄膜層的面積S＝na2(n為小正方形有效個數(shù)，a為小正方形的邊長)．4．注意單位的統(tǒng)一．誤差分析誤差分類產生原因減小方法偶然誤差測量油膜面積不準確待液面穩(wěn)定后再測量面積，使用的坐標紙的方格要小一些系統(tǒng)誤差油膜的厚度不是單分子排列使油酸酒精溶液的濃度小一些注意事項1．油酸酒精溶液配制好后不要長時間放置，以免濃度改變，產生誤差．2．實驗之前應練習好滴定方法，注射器針頭高出水面的高度應在1cm之內．3．待測油酸液面擴散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓．擴散后又收縮有兩個原因：第一，水面受油酸液滴沖擊凹陷后又恢復；第二，酒精揮發(fā)后液面收縮．4．當重做實驗時，水從盤的一側邊緣倒出后，在這側邊緣會殘留油酸，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦拭，再用清水沖洗，這樣做可保持盤的清潔．【典例2】某小組同學在實驗室做“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗時，實驗的方法及步驟如下：①向體積V油＝1mL的油酸中加酒精，直至總量達到V總＝500mL；②用注射器吸?、僦信渲坪玫挠退峋凭芤海阉坏我坏蔚氐稳胄×客仓?，當?shù)稳雗＝100滴時，測得其體積恰好是V0＝1mL；③往邊長為30～40cm的淺盤里倒入2cm深的水，將痱子粉均勻地撒在水面上；④用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀；⑤將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，如圖所示，數(shù)出輪廓范圍內的小方格的個數(shù)，小方格的邊長l＝20mm.根據(jù)以上信息，回答下列問題：(1)該同學有遺漏的實驗步驟是________，其正確做法是______________________________________________________________________.(2)1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V′是________mL.(3)油酸分子的直徑d＝________m(保留一位有效數(shù)字)．(4)若痱子粉撒得過厚，則會使分子直徑的測量結果偏____(填“大”或“小”)．解析：(1)“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗步驟可簡記為：“配→撒→滴→描→數(shù)→算”．由實驗步驟可知，有遺漏的實驗步驟是④，應待油酸膜形狀穩(wěn)定后，再將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀．(4)若痱子粉撒得過厚，油酸膜不能充分展開，則測量的油酸膜面積S偏小，導致測量結果偏大．答案：(1)④用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，待油酸膜形狀穩(wěn)定后，再將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀(2)2×10－5

(3)5×10－10

(4)大解析：測1滴油酸酒精溶液的體積時，如果保證滴數(shù)是準確的，誤差主要是從量筒中讀出n＝100滴溶液的體積，如果不是整體積數(shù)，那么估讀的體積誤差就大了，因此應數(shù)出量筒里每增加一個整體積數(shù)(量筒的最小分度)所滴入的滴數(shù)，故A項錯誤；使淺盤里的水面離盤口距離小一些，便于描油膜的輪廓，故B項正確；多滴幾滴能夠使測量形成油膜的油酸體積更精確些，但多滴幾滴以后會使油膜面積增大，可能使油膜這個不規(guī)則形狀的一部分與淺盤壁相接觸，這樣油膜就不是單分子層油膜了，故C項錯誤；D項中的做法沒有必要，并且牙簽上沾有油酸，會使油酸面積測量誤差增大，故D項錯誤．答案：B5．在“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗中，以下給出的是可能的操作步驟，把你認為正確的步驟前的字母按合理的順序填寫在橫線上________，并請補充實驗步驟D中的計算式．A．將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，以坐標紙上邊長1cm的正方形為單位，計算出輪廓內正方形的個數(shù)n；B．將1滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定；C．用淺盤裝入約2cm深的水，然后將痱子粉均勻地撒在水面上；D．用測量的物理量估算出油酸分子的直徑d＝________；E．用滴管將事先配好的體積濃度為0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，記下滴入的溶液體積V0與滴數(shù)N；F．將玻璃板放在淺盤上，用筆將薄膜的外圍形狀描畫在玻璃板上．6.某同學做“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗，實驗中所用油酸酒精溶液的濃度為每1000mL油酸酒精