第一节 物体是由大量分子组成的
1.知道物体是由大量分子组成的. 2.知道分子的球形模型,知道分子直径的数量级,初步认识到微观世界是可以认知的. 3.知道阿伏加德罗常数的物理意义、数值和单位.
一、分子的大小
1.分子:构成物质并保持物质化学性质的___________最小微粒.
2.分子直径的数量级:一般来说除有机物质的大分子外,分子直径的数量级为______10-10 m.
二、阿伏加德罗常数
1.定义:1 mol物质所含有的粒子数为阿伏加德罗常数,用符号NA表示.NA=___________6.02×1023 mol-1.
2.阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁
(1)已知物质的摩尔质量M,可求出分子质量m0==(Vm为摩尔体积,ρ为物质的密度),分子质量的数量
级为10-27~10-26 kg.
(2)已知物质的量(摩尔数)n,可求出物体所含分子的数目N,N=___________nNA.
(3)已知物质的摩尔体积Vm,可求出分子的体积V0,V0=___________.
(1)1 mol的固态物质(如铁)和1 mol的气态物质(如氧气)所含分子数不同.( )
(2)所有分子的直径都相同.( )
提示:(1)× (2)×
如何认识“物体是由大量分子组成的”
1.分子的认识:分子是具有各种物质的化学性质的最小粒子.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(如盐类)或是分子(如有机物),在热学中,由于这些微粒做热运动时遵循相同的规律,所以统称为分子.
2.对“物体是由大量分子组成的”理解
(1)分子数之多
1 mol任何物质中所含有的分子数都为6.02×1023,可见物体内含有大量的分子.
(2)分子之小
①从分子几何尺寸来说,多数分子尺寸的数量级为10-10 m.
②从分子的体积的数量级来说,多数分子的体积的数量级为10-29 m3.
③从一个分子的质量的多少来体会“大量”的含义:一般一个分子质量的数量级为10-26 kg.
3.分子的两种模型:对于固体和液体,分子间距离比较小,可以认为分子是一个个紧挨着的球体模型,设分子体积为V,则分子直径:d= .对于气体,分子间距离比较大,处理方法是建立立方体模型,从而可计算出两气体分子之间的平均间距d=.
已知氧气分子的质量m=5.3×10-26 kg,标准状况下氧气的密度ρ=1.43 kg/m3,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 mol-1,求:
(1)氧气的摩尔质量;
(2)标准状况下氧气分子间的平均距离;(保留两位有效数字)
(3)标准状况下1 cm3的氧气中含有的氧分子数.
[解析] (1)氧气的摩尔质量为M=NA·m=6.02×1023×5.3×10-26 kg/mol=3.2×10-2 kg/mol.
(2)标准状况下氧气的摩尔体积V=,所以每个氧分子所占空间V0==.而每个氧分子占有的体积可以看成是棱长为a的立方体,即V0=a3,则a3=,a== m=3.3×10-9 m.
(3)1 cm3氧气的质量m′=ρV′=1.43×1×10-6 kg=1.43×10-6 kg,则1 cm3氧气中含有的氧分子个数n== 个=2.7×1019个.
[答案] (1)3.2×10-2 kg/mol (2)3.3×10-9 m
(3)2.7×1019个
气体分子不是一个个紧密排列的,它们分子间的距离很大,所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间,此时每个分子占有的体积视为棱长为a的立方体,所以体积为a3,而不能再把它视为球体模型,用πR3来求体积.
把冰分子看成球体,不计冰分子间空隙,则由冰的密度ρ=9×102 kg/m3可估算冰分子直径的数量级是( )
A.10-8 m B.10-10 m
C.10-12 m D.10-14 m