高中物理第七章分子动理论第1节物体是由大量分子组成的问题导学案新人教版选修3-314页

第 1 节 物体是由大量分子组成的
课堂合作探究
问题导学
一、油膜法估测分子的大小
活动与探究 1
1．为什么用单分子油膜法可测分子直径？
2．怎样测量一滴油酸溶液中所含油酸的体积？
3．如何测量油膜的面积？
迁移与应用 1
在做用油膜法估测分子大小的实验中，油酸酒精溶液的配比约为每 104 mL 溶液中有纯
油酸 6 mL。用注射器测得 1 mL上述溶液为 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 1 cm。试求：
（1）油酸膜的面积；
（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。
1．误差分析
（1）油酸酒精溶液的实际浓度和理论值间存在偏差；（2）一滴油酸酒精溶液的实际体
积和理论值间存在偏差；（3）油酸在水面上的实际分布情况和理想中的“均匀”“单分子
纯油酸层”间存在偏差；（4）采用“互补法（即不足半个舍去，大于半个的算一个）”计
算获得的油膜面积与实际的油膜面积间存在偏差。
2．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，设分子体积为
V0，则分子直径 d＝
3
6V0
π
（球模型）。对于气体，设每个气体分子所占空间体积为 V0，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距离 d＝
3 V0。
二、阿伏加德罗常数的应用
活动与探究 2
1．摩尔质量与分子质量的关系是什么？
2．摩尔体积＝阿伏加德罗常数乘以分子体积，对于任何物质都成立吗？
迁移与应用 2
某种物质的摩尔质量为 M，密度为ρ，若用 NA表示阿伏加德罗常数，则：
（1）每个分子的质量是______；
（2）1 m3的这种物质中包含的分子数目是______；
（3）1 mol的这种物质的体积是______；
（4）平均每个分子所占据的空间是______。
1．从阿伏加德罗常数上可以看出物体是由大量分子组成的。根据该常数可以计算出分
子体积的数量级是 10－29 m3，分子质量的数量级约为 10－26 kg。

2．结合阿伏加德罗常数可求一些微观量。
（1）一个分子的质量：m0＝
M
NA
（2）一个分子的体积：V0＝
V
NA
＝
M
ρNA
（3）一摩尔物质的体积：V＝
M
ρ
（4）单位质量中所含分子数：n＝
NA
M
（5）单位体积中所含分子数：n′＝
ρNA
M
（6）分子间的距离（球模型）d＝3
6V
πNA
当堂检测
1．用油膜法估测分子直径实验的科学依据是（  ）
A．将油膜看成单分子油膜
B．不考虑油酸分子间的间隙
C．考虑了油酸分子间的间隙
D．将油酸分子看成球形
2．采用油膜法估测分子的大小，需要测量的物理量是（  ）
A．1滴油的质量和它的密度
B．1滴油的体积和它的密度
C．1滴油的体积和它散成油膜稳定时的面积
D．所散成的油膜的厚度和它的密度
3．已经发现的纳米材料具有很多优越性能，有着广阔的应用前景。棱长为 1 nm的立方
体可容纳液态氢分子（其直径为 10－10 m）数最接近于（  ）
A．102个   B．103个
C．106个 D．109个
4．已知水的摩尔质量 M＝18×10－3 kg/mol，阿伏加德罗常数取 NA＝6.0×1023 mol－1，
试估算水分子的质量和直径。
5．用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：①向体积为 V1的纯油酸中不断加入酒精，
直到油酸酒精溶液总体积为 V2；②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴
入 n滴时体积为 V0；③先往边长为 30～40 cm的浅盘里倒入约 2 cm深的水；④用注射器往
水面上滴一滴上述油酸酒精溶液；⑤等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅
盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的轮廓；⑥将画有油膜轮廓的玻璃板放在画有许多边长为
a的小正方形的坐标纸上，计算出油膜面积为 Na2；⑦整理器材。
上述实验操作过程中遗漏了一个什么步骤？油酸分子的直径 d是多少？
答案：
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究 1：
1．答案：一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上充分散开形成单分子油膜。通常把分子
看成是球形，这样油膜的厚度就等于油酸分子的直径，而油酸分子可理...