新课标人教版1-2选修一1.1《分子及其热运动》word教案2

新课标人教版1-2选修一1.1《分子及其热运动》word教案2

物体是由大量分子组成的 【基础知识诱思】随着科学技术的不断进步，越来越多的高科技产品，进入了人们的生活之中，如用纳米技术制造的纳米材料具有多方面的优点，用纳米材料做成的衣服有防油、防污、防尘的特点；用纳米材料制成的涂料耐脏，防污性能很好；在医疗方面用纳米材料制成的药物以及生物传感器，研究生物膜和DNA的精细结构；在生活科学领域实现了技术性突破……而纳米技术的理论基础是对物质结构的研究，物质结构是如何呢？构成物质的微粒有些什么特点呢？ 【重点难点解读】问题一：油膜法测分子直径的理想化方法解读：（1）把在水面上尽可能散开的油膜视为单分子油膜．（2）把形成单分子油膜的分子视为紧密排列的球形分子，把分子看作小球，这就是分子的理想化模型．实际上，分子有着复杂的内部结构，并不真的都是小球，因此，说分子的直径有多大，一般知道数量级就可以了．分子直径的数量级提供了关于分子大小的一个数量观念，使我们了解到分子是多么微小．用油膜法测分子直径，测量结果表明，分子直径的数量级是10-10m．问题二：从三个方面理解“物体是由大量分子组成的”含义解读：（1）从分子的几何尺寸的大小来理解．单分子油膜法和离子显微镜都能帮助我们弄清分子直径的数量级为10-10m．（2）从阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1去理解．（3）从一个分子的质量的多少去理解．除包含几千个原子的有机物质的大分子外，一般分子质量的数量级为10-27kg～10-26kg． 【解题技法点拨】一、油膜法测分子的直径利用单分子油膜法可测定分子的直径d＝V／S，其中V是油滴的体积，S是水面上形成的单分子油膜的面积．例1体积为1.2×10-3cm3的石油滴在平静的水面上，石油扩展为3m2的单分子油膜，试估算石油分子的直径，并估算出1mol石油的体积．点拨：油膜法估算分子直径时，认为油分子是一个挨一个排列的，从油滴扩展到水面上的油膜体积没变，油膜的厚度近似为分子的直径，则d＝m＝4.0×10-10m.每个分子的体积V0＝d3，则1mol石油的体积V＝V0·NAV＝2.0×10-5m3答案：4.0×10-10m，2.0×10-5.二、阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁（1）已知物质的摩尔体积V0，借助于阿伏加德罗常数NA，可以求出一个分子所占有的空间V＝V0／NA．（2）已知物质的摩尔质量MO（kg／mol），借助于阿伏加德罗常数NA，可以求得分子的质量m＝M0／NA．\n（3）对于固体和液体，常把分子视为紧密排列的球形分子．由球体积公式V=d3，可估算出分子的直径d=.（4）对于气体，每个分子不是紧密排列的，在不同的状态下，一不定期质量的气体可以有不同的体积，一般气体分子所占据的空间千倍于气体分子体积．所以，一般情况下我们把气体分子所占据的空间视为立方体模型，由此我们可以估算出气体分子间的平均距离L＝，式中V0是气的摩尔体积，NA是阿伏加德罗常数.例21g氢气中含有多少个氢分子？标准状况下，它们占有多大体积？（氢气的摩尔质量按2×10-3kg／mol计算）点拨：知lmol氢气含NA个氢分子，则1g氢气中含有氢分子个数为N=nNA=×6.02×1023个=3.01×1023个体积V=n·V0=×22.4L=11.2L答案：3.01×1023个，11.2L 【经典名题探究】考点一：阿伏加德罗常数的计算例1从下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数（）A．氧气的摩尔质量和氧分子的体积B．氧分子的质量和氧分子的体积C．氧分子的质量和氧气的摩尔质量D．氧气的密度和氧气的摩尔质量分析：要算出阿伏加德罗常数，首先要知道1mol物质的质量M或体积V，设分子质量为m，分子体积为V0，则阿伏加德罗常数NA=，对固体和液体还有从NA=.在A、D选项中不知氧分子质量，不能算出阿伏加德罗常数，故不能选A、D项．在B项中不知氧气摩尔质量，不能算出阿伏加德罗常数，故不能选B项．值得注意的是在A、B项中如果知道氧气的摩尔体积也不能算出阿伏加德罗常数，因为气体分子间距很大，不能忽略．答案：C探究：要计算阿伏加德罗常数，可有两种思路：①知道物质的摩尔质量和分子质量m，由NA=求得．②知道物质的摩尔体积V和分子体积V0，由NA=求得．姊妹题下列可算出阿伏德罗常数的一组数据是（）A．水的密度和水分子的体积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\n答案：D考点二：阿伏加德罗常数及其相关量之间的关系例2对液体和固体来说，如果用M表示摩尔质量，m0表示分子质量，表示物质的密度，Vm表示摩尔体积，V0表示分子体积，N表示阿伏加德罗常数，反映这些量之间关系的下列各式中，正确是（）A．N＝Vm/V0B．M＝VmC．m0＝V0D．N＝M／m0分析：阿伏加德常数是1mol物质所含有的微粒数，Vm是摩尔体积，V0是分子体积，Vm/V0是lmol物质的微粒数，则A正确．M是摩尔质量，m0是分子质量，M／m0是lmol物质的微粒数，则D正确．Vm是1mol物质的质量，则B正确．C答案从数值和量纲上都正确，故也正确．注意以上的分析中忽略了分子间空隙．答案：ABCD探究：对气体来说Vm/V0就不是1mol物质的微粒数，因为气体的分子间隙很大，气体分子不是紧密排列在一起的，而M／m0，则可表示1mol物质的微粒数．姊妹题某固体物质的摩尔质量为M，密度为，阿伏加德罗常数为NA，则每个分子的质量和单位体积内所含的分子数分别是（）A．NA／M、NA／MB.M／NA、MNA/C．NA／M、M／NAD．M／NA、M／NA答案：D考点三：根据物质的摩尔质量和分子结构，通过阿伏加德罗常数求有关量例3已知氯化铯的摩尔质量为168.5g·mol-1.其分子结构如图11．1－1所示，氯原子位于立方体的中心，铯原子位于立方体的八个顶角上，这样的立方体紧密地排列成氯化铯晶体，已知两个氯原子的最近距离为4×10-10m，则氯化铯的密度为多少？分析：已知摩尔质量，求密度，必须求出氯化铯的摩尔体积．知道氯化铯晶体的分子结构，可以求出一个氯化铯分子的体积V0，再通过阿伏加德罗常数NA就可以求出氯化铯的摩尔体积，从而求出其密度．由题意可知相邻两个氯原子之间距离d＝4×10-10m，氯化铯分子是立方体模型，故所占体积V0＝d3，1mol氯化铯的体积V＝NA·V0．故＝＝kg/m3=4.4×103kg/m3答案：4.4×103kg／m3探究：已知氯化铯分子的结构，可以求出1个分子的体积V0，再根据氯化铯的摩尔质量M，利用阿伏加德罗常数NA，可求出一个氯化铯分子的质量m0，从而也可以求出密度，则由题意易可求得每个氯化铯分子的体积V0＝d3，每个氯化铯分子的质量m0=，故密度==4.4×103kg/m3.姊妹题已知铜的摩尔质量为63.5×10-3kg/mol，密度为8.9×103kg/m3，阿伏加德罗常数为6.0×1023mol-1，若每个铜原子提供一个自由电子，求铜导体中每立方米体积中的自由电子数．答案：8.4×1028个\n 【思维误区诊断】易错点：油膜法测分子直径的原理是d=．V为油酸的体积，S为油膜面积，为了便于测体积，将油酸溶于其他溶质中，此时V应指纯油酸体积，有时错将溶液体积当作油酸体积计算而出错．例将1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液，已知1cm3的溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴在水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为0.2m2，由此估测出的油酸分子的直径为多少？[误点诊断]错解：1滴油酸的体积V＝1cm3÷50＝0.02cm3＝2×10-8m3．油酸在水面上形成油膜，油膜厚度即为油酸分子的直径，则d=m=1×10-7m本题错解的原因是把1滴油酸的体积当成了1滴油酸酒精溶液的体积．必须根据油酸在这滴溶液里所占的“体积比”，求出这滴溶液中实际所含油酸的体积V.本题最易错的是溶液体积比的换算．[名师批答]解答本题关键是找出滴在水面上的溶液中所含油酸的体积，1cm3的油酸酒精溶液中所含的油酸体积为cm3．那么，每1滴油酸酒精溶液中所含的油酸体积为÷50cm3=1×10-4cm3=1×10-10m3油酸在水面上形成单分子油膜，油膜的厚度为油酸分子的直径d=m=5.0×10-10m答案：5.0×10-10m 【同步达纲练习】　　［基础知识］1．两物体具有相同的分子数，则两物体一定具有相同的（）A．质量B．体积C．摩尔质量D．摩尔数2．若已知阿伏加德罗常数NA，物质的摩尔质量M和摩尔体积Vmol，则由此可以估算出（）A．固体物质分子的大小和质量B．液体物质分子的大小和质量C．气体物质分子的大小和质量D．物质的密度3．已知铜的密度为8.9×103kg／m3，原子量为64，通过估算可知铜中每个铜原子所占的体积为（）A．1×10-28m3B．1×10-29m3C．1×10-26m3D．8×10-24m34．某物质的密度为，其摩尔质量为u，阿伏加德罗常数为NA，那么单位体积内该物质所含的分子数为（）A．NA／B．NA／uC．uNA／D．NA／u\n5．一热水瓶中水的质量约为2.2kg，它所含的水分子数目约为个（取二位有效数字）．6．某人做一次深呼吸，吸进400cm3的空气，据此估算他所吸进的空气中所含的分子的总数约为个（取1位有效数字）．7．已知水分子的直径约为4.0×10-10m，由此估算出阿伏加德罗常数为mol-1.8．已知铜的摩尔质量是63.5×10-3kg/mol，密度为8.9×103kg／m3，阿伏加德罗常数为6.0×1023mol-1，若每个铜原子提供一个自由电子，求铜导体中每立方米体积中的自由电子数．　　［能力提升］1．已知水银的摩尔质量为M，密度为，阿伏加德罗常数为NA，则水银分子的直径是（）A．B．C．D．2．某种气体的摩尔质量为M，当一摩尔该气体的体积为V时，其密度为，若用m和V0表示一个分子的质量和体积，则下列关系式中正确的是（NA是阿伏加德罗常数）（）A．M＝mNAB．V＝C．＝D．=3．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4．某种物质1mol的质量是Mkg，密度是kg/m3，若用N表示阿伏加德罗常数，则每个分子的质量为kg；每立方米中这种物质所包含的分子数为个；平均每个分子所占有的空间是m3．5．一滴露珠的体积是9×10-4cm3，如果放在开口容器中，每分钟能跑出的分子数是7．5×1018个，需要min跑完．6．一个房间的地面面积为15m2，高3m，估算该房间空气质量为kg（已知空气的平均摩尔质量是2.9×10-2kg／mol）．7．1cm3的水中所含水分子个数的数量级是1022个，在标准状态下1cm3的氧气中所含氧分子个数的数量级是1019个，那么1cm3水中的分子数是标准状态下同体积氧气中分子数的几倍？并由此解释为什么气体分子间的作用力远小于液体分子间的作用力．8．已知水的密度＝1.0×103kg／m3，水的摩尔质量Mmol＝1.8×10-2kg／mol，求：（1）1cm3水中有多少个水分子？（2）估算一下水分子的直径是多少？   【参考答案】[基础知识]1．D2．AB3．B4．D5．7.3×10256.1×10227．5.4×1023分析：由水的密度和水的摩尔质量M，可知：\nNA==≈5.4×1023mol-18．8.4×1028分析：由铜的摩尔质量和密度计算出铜的摩尔体积V0=，再计算出每立方米的摩尔数n=，最后便可计算每立方米所含铜原子数，它就等于其中的自由电子数，即：N=nNA=个=8.4×1028个.[能力提升]1．A2．AC3．B4．5．46．587．103倍分析：倍数为n＝=103．水分子可视为一个挨着一个，分子中心的距离为分子的直径，数量级为10-10m，而气体分子间的距离大于r0，所以气体分子间的作用力很小．8．（1）3.3×1022（2）3.1×10-10m分析：水的摩尔体积为Vmol=＝m3/mol=1.8×10-5m3/mol（1）1cm3水中分子的数目为n=个/cm3=3.3×1022个/cm3（2）建立水分子的球模型，有水分子的直径为d＝m=3.9×10-10m建立水分子的立方体模型，有a3=水分子的直径为a=m=3.1×10-10m由上可见，用不同模型处理水分子，得出的结果稍有不同，但数量级相同．