2012届高考物理第一轮物质是由大量分子组成的专项复习

详细内容

第1课时　物质是由大量分子组成的

【知识梳理】
1．分子动理论
与温度有关的现象都叫做热现象。分子动理论的基本内容是：物体是由大量分子组成的；分子永不停息地做无规则运动；分子间存在着相互作用力。
2．物体是由大量分子组成的：这里的分子是指构成物质的单元，可以是原子、离子，也可以是分子。在热运动中它们遵从相同的规律，所以统称为分子。
3.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1，是联系微观世界和宏观世界的桥梁。
4.分子大小、质量和数量的估算．
设微观量为．分子体积V0、分子直径d、分子质量m；宏观量为．物质体积V、摩尔体积V1、物质质量M、摩尔质量μ、物质密度ρ．
（1）分子质量．
（2）分子体积． （对气体，V0应为气体分子占据的空间大小）
（3）分子直径．
球体模型． （固体、液体一般用此模型）
立方体模型． （气体一般用此模型）（对气体，d理解为相邻分子间的平均距离）
（4）分子的数量．
5.单分子油膜实验
（1）用油膜法估测分子的大小时，若滴入油酸的总体积为V，散开的单分子油膜的面积为S，则分子的直径为__________．若酒精油酸溶液的浓度为1/200，用滴管向量筒中滴n滴溶液恰为1mL，则每滴酒精油酸溶液所含有的油酸的体积为_____mL．
（2）在浅盘内的水面上滴入一滴酒精油酸溶液，待油酸充分散开后，将事先准备好的_________的玻璃板盖在浅盘上，然后将用彩笔将______________画在玻璃板上，算出油酸的面积S．求面积时，以cm2为单位，计算_________的个数，_______的舍去，______的算一格．
【方法提示】
1.微观量的估算，一般要以阿伏加德罗常数为联系桥梁对分子、原子或原子核进行有关量的计算。
2.这里建立了一个理想化模型：把分子看作是小球，所以求出的数据只在数量级上是有意义的。固体、液体被理想化地认为各分子是一个挨一个紧密排列的，每个分子的体积就是每个分子平均占有的空间。气体分子仍视为小球，但分子间距离较大，所以气体分子的体积远小于每个分子平均占有的空间。每个气体分子平均占有的空间看作以相邻分子间距离为边长的正立方体。
3．数格数求面积是求不规则形状的面积的常用方法。
【典型例题】

例1．已知铜的摩尔质量为M（kg/mol），铜的密度为ρ（kg/m3），阿伏加德罗常数为NA（mol-1）.下列说法不正确的是（ ）
A.1 kg铜所含的原子数为 B.1 m3铜所含的原子数为
C.1个铜原子的质量为 kg D.1个铜原子所占的体积为 m3
例1．B
1 kg铜所含原子数为NA/M，1 m3铜所含原子数为 = ，1个铜原子的质量为M/NA，一个铜原子所占的体积为 = ，B选项符合题意.
例2.某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m和Vo，则阿伏加德罗常数NA可表示为 ( )
A． B． C． D．
答案：BC

例3．在标准状总值下，有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气，已知水的密度为 ，求阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为MA，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为VA，求：
（1）它们中各有多少水分子？
（2）它们中相邻两个水分子之间的平均距离？
（3）分析可否求出每个分子的体积，如可以求出，写出表达式。
例3．（1） （2）

例4．已知气泡内气体的密度为1.29kg/ ，平均摩尔质量为0.29kg/mol。阿伏加德罗常数 ，取气体分子的平均直径为 ，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值。（结果保留一位有效数字）

例5．将1摩尔的油酸溶于酒精，制成200毫升的溶液。已知1毫升的溶液有50滴，取1滴滴在水面上，在水面上形成0.2平方米的油膜，估算油酸分子的直径。
解：1 cm3的溶液中，酒精溶于水后，油酸体积V0 ＝1/200 cm3 ＝1/200×10－6m3
1滴溶液中，油酸体积v＝Vo/50,得油酸分子直径为d ＝ v / s＝5×10－10米
例6．在做“用油膜法估测分在大小”的实验中，有以下器材，油酸的酒精溶液、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩色笔，还缺少的器材有_________________________________．实验的简要步骤如下：
A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多余半个的算一个），再根据方格的边长丘出油膜的面积S。
B．将一滴酒精油酸溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上．
C．用浅盘装入约2cm深的水，然后用痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上．
D．用公式 求出薄膜厚度，即油酸分子的直径．
E．根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V．
F．用注射器或滴管将事先配置好的酒精油酸溶液一滴滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数．
上述实验步骤的合理顺序为______________．
例6．CFBAED
例7．在做“用油膜法估测分在大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每104ml溶液中有纯油酸6ml，用注射器测得1ml上述溶液为50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸膜的轮廓形状，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为2cm，则：
①油酸膜的面积是____________________cm2．
②每滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是_______________ml．（答案取两位有效数字）
③ 按以上实验数据估算出油酸分子的直径约为_______________m （答案取两位有效数字）
例7．216，10-5，5.6×10-10

【同步训练】
1．只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出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
1．B
2．假如全世界60亿人同时数1 g水的分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取6×1023 mol－1)（ ）
A．10年B．1千年 C．10万年D．1千万年
2．C
3．在标准状况下，任何气体的摩尔体积均为22.4L /mol，水的摩尔体积为18mL/mol，则水蒸汽分子间的距离约是水分子直径的（ ）
A．1倍 B．10倍 C．100倍 D．1000倍
3．B

4. 已知某种物质的密度为ρ、摩尔质量为μ、阿伏加德罗常数为NA，求该物质分子的质量？分子的直径（将分子看成球形）？质量为M的该物质所含的分子数目？
4．（1） （2） （3）
5．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，已经准备的器材有： 油酸酒精溶液、滴管、浅盘、水、玻璃板、彩笔和坐标纸，要完成本实验，还缺少的器材有 ．
已知油酸酒精溶液中，油酸的体积比浓度为0.05%，1mL这样的溶液含80滴，现将1滴溶液滴在水面上，这滴溶液中纯油酸的体积是 m3.用彩笔描绘出油膜的轮廓线后，印在坐标纸上，如图1所示. 已知坐标纸每一小格的边长为1cm，则油膜的面积为 m2．根据上面的数据，估算油酸分子的直径是 m（结果取一位有效数字）．
5．量筒、痱子粉，6.25×10-12，1.25×10-2

6．利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数．如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成单分子油膜的面积为S，这种油的密度为ρ、摩尔质量为μ，阿伏加德罗常数应如何求出？
6．分子体积V0= πd3= π( )3= 分子质量m0=ρV0=
所以阿伏加德罗常数NA= = .
7．已知金刚石的密度是3.5×103kg/m3，在一块体积为6.4×10-8m3的纯金刚石里含有多少碳原子？一个碳原子的质量是多少？一个碳原子的直径大约是多少？（碳的摩尔质量M=12×10-3kg/mol，结果保留两位有效数字）
7．（1）N= =1.1×1022个
（2）m= =2.0×10-26kg
（3） =

8．一个房间的地面面积是15m2，高3m．已知空气平均摩尔质量是2.9×10-2kg/mol．通常用空气湿度表示空气中含有的水蒸气的情况．若房间内所有水蒸气凝结成水后的体积为10cm3，已知水的密度为ρ=1.0×103kg/m3，水的摩尔质量Mmol=1.8×10-2kg/mol．（标准状况）求：
（1）房间内空气的质量；
（2）房间内有多少个水分子？
（3）估算一个水分子的线度是多大？(保留两位有效数字)
8．（1）58kg；（2）3.3×1025；（3）3.1×10-10m
9．用放大600倍的显微镜观察布朗运动，在显微镜下测得小碳粒的体积为V=0.1×10-9m3，碳的密度为ρ=2.25×103kg/m3，摩尔质量为μ=1.2×10-2kg/mol．求该小碳粒含有的碳原子的数目．（阿伏加德罗常数取6.0×1023mol-1）
9．测得的小碳粒的体积为放大后的体积，其实际体积为

碳的摩尔体积为

则小碳粒内的碳原子数目为

10．铜的摩尔质量为6.4×10?2 kg/mol，密度为8.9×10 3 kg/m3，阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol-1若每个铜原子提供一个自由电子，求铜导体中自由电子的密度？（保留两位有效数字）
10．8.3×1028个

11．（1）某同学在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏大，可能是由于（ ）
A．油酸未完全散开
B．油酸中含有大量的酒精
C．计算膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴体积时，lmL的溶液的滴数误多记了10滴
（2）在做”用油膜法估测分子大小”的实验时,油酸酒精溶液的浓度为每1000ml.溶液中有纯油酸1ml,用注射器测得1mL上述溶液有200滴,把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里,待水面稳定后,测得油酸膜的近似轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为1cm,则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是___________mL，油酸膜的面积是______cm2．根据上述数据,估测出油酸分子的直径是_____________nm．
11．（1）AC （2）5×10-6,40,0.125

12．在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为2cm，试求
（1）油酸膜的面积是多少cm2？
（2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积？
（3）按以上实验数据估测出油酸分子的直径？
12．（1）288cm2 (2) 8×10-6mL （3）3×10-10m