一、分子及其热运动优质课一等奖

第七章《分子动理论》

7.1

物体是由大量分子组成的

丰南二中

张海东

【学习目标】

1、知道物体由大量分子组成;

2、油膜法测分子大小原理，能进行测量和计算。

3、知道分子的球形模型，知道分子直径的数量级。

【重点难点】

1、重点知道分子大小数量级；

2、难点是理解和学会用单分子油膜法估算分

子大小（直径）的方法. 教学过程

热学中所说的分子与化学中所说的分子不同：

化学中讲的分子是：具有各种物质的化学性质的最小微粒。

实际上构成物质的单元是多种多样的，或是原子（如金属）或是离子（盐类）或是分子（如有机物）。

在热学中，由于原子、离子、分子这些微粒做热运动时遵从相同的规律，通常统称为分子。

一、

分子的大小

组成物质的分子是很小的，不但用肉眼不能直接看到它们，就是用光学显微镜也看不到它们。

那怎么才能看到分子呢？

扫描隧道显微镜（能放大几亿倍！）扫描隧道显微镜，1982年用此人类才观测到物质表面原子的排列

我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的排布图，

图中的每个亮斑都是一个碳原子.

怎样才能知道分子的大小呢？

1.有一种粗略测定分子大小的方法叫油膜法.

2.

把一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上散开形成单分子油膜，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可认为等于油膜分子的直径.

在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了理想化处理。

①

滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层.

②

把分子看成球形.

③

油分子一个紧挨一个整齐排列;

如何才能求出单分子油膜层的厚度(即分子直径)呢？

d-----单分子油酸的直径

V-----一滴油酸分子的体积

S-----一滴油酸分子的面积

V

d

S3例：已知体积V=1mm的一滴油，在水面上形成面积S=3.5m2

的油膜，那么这种油分子的直径d为多少m？

3.分子直径的数量级10-10m

【课堂练习】

1、体积是10-4cm3的油滴滴于水中，若展开成一单分子油膜，则油膜面积的数量级是（

）A．102cm2

B．104cm2

C．106cm2

D．108cm2

4.实际分子的结构是复杂的，单个分子可看作小球也可看作立方体

固体、液体小球模型

气体立方体模型

小球模型：在计算固、液体分子大小时，作为一个近似的物理模型，可把分子看成是一小6V球.则：

d30

②立方体模型：对气体可以把分子当作是一个小立方体，这个小立方体的边长可以看作相当于分子间的平均距离.即

d3V占

二、阿伏加德罗常数

1 mol的任何物质都含有相同的粒子数

【思考与讨论】

以水分子为例，知道了分子的大小就可以估算阿伏加德罗常数。

-10410m，每个分子的体积约为多少？

1、已知每个水分子的直径是

-532、我们还知道水的摩尔体积是

1.810m/mol

如果水分子是一个挨一个地排列的，那么1mol水所含的水分子数是多少？

一）阿伏加德罗常数NA=6.02×10 23

/ mol

这个数特别巨大：

1mol水的的质量是18×10-3Kg，也就相当我们喝一口水的质量，如果全世界60亿人同时来数这些水分子，每人1秒钟数一个，300万年也数不完。

阿伏加德罗常数是联系微观量和宏观量的桥梁

二）微观量的估算方法

1、固体或者液体分子的估算方法：

对固体或液体来说，分子间隙数量级远小于分子大小的数量级，所以可以近似认为分子紧密排列，据这一理想化模型，1mol任何固体或液体都含有NA个分子，其摩尔体积Vmol可以认为是NA个分子体积的总和。

分子体积：

VmolMmolV0

NANA

MV分子质量：

m0molmolNANA

2、物质分子所含分子数的估算：

关键为求出分子的摩尔数，便可以利用阿伏加德罗常数求出含有的分子数

MVM

n分nmolNANANANAMmolVmolVmol

【课堂练习】

2.已知阿伏加德罗常数为NA，铜的摩尔质量为M，密度为ρ（均为国际单位），则（

）A．1m3铜原子含原子数目为ρNA/M

B．1个铜原子质量是M /NA

C．1个铜原子的体积是M/ρNA

D．1kg铜所含原子的数目是ρNA

练习1：水的分子量18，水的密度为103kg/m3,阿伏加德罗常数为NA=6.02×1023个/ mol，则：

（1）

水的摩尔质量M= （2）

水的摩尔体积V=

（3）

一个水分子的质量m0 =

（4）

一个水分子的体积V0 =

（5）

10g水中含有的分子数目N=

练习2：已知空气的摩尔质量是M

A



29



10



3

kg/mol

，则空气中气体分子的平均质量多大？成年人做一次深呼吸，约吸入450cm3的空气，则做一次深呼吸所吸入的空气质量是多

少？所吸入的气体分子数量是多少？（按标准状况估算）

练习3：已知：水的摩尔质量是1.8×10-2kg/mol，水的密度是1×103kg/m3，求水分子的体积（已知NA=6.0×1023mol-1）

课后作业：

1．（多选）用“油膜法”测算分子的直径时，必须假设的前提是(

) A．将油分子看成球形分子 B．认为油分子之间不存在间隙

C．把油膜看成单分子油膜 D．考虑相邻油分子的相互作用力

2．（单选）最近发现纳米材料具有很多优越性能，有着广阔的应用前景。已知1nm(纳米)＝－9－1010m，边长为1nm的立方体可容纳的液态氢分子(其直径约为10m)的个数最接近下面的哪一个数值(

) A．10

B．10

C．10

D．10

3．（单选）只要知道下列哪一组物理量，就可以估算气体分子间的平均距离(

) A．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量 B．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度

C．阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积 D．该气体的密度、体积和摩尔质量

4．（单选）用筷子滴一滴水，体积约为0.1cm，这一滴水中含有水分子的个数最接近以下哪23－13一个值(阿伏加德罗常数NA＝6×10mol，水的摩尔体积为Vmol＝18cm/mol)(

) A．6×10个

B．3×10个 C．6×10个

D．3×10个

5．（单选）某种物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N，则关于该物质的说法中，不正确的是(

) A．分子的质量是M/N B．单位体积内分子的个数是ρN/M C．分子的体积一定是M/(ρN) D．平均每个分子占据的空间是M/(ρN) 6. （单选）从下列数据组可以算出阿伏加德罗常数的是(

) A．水的密度和水的摩尔质量 B．水的摩尔质量和水分子的体积

C．水分子的体积和水分子的质量 D．水分子的质量和水的摩尔质量

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