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1、第1點 微觀量估算中的兩大要點
要對描述分子的微觀量進行正確估算,必須把握兩大要點:一是要建立正確的分子模型,二是要準(zhǔn)確理解阿伏加德羅常數(shù)的橋梁作用.
1.分子的兩類模型
把形成單分子油膜的分子視為緊密排列的球形分子,把分子看作小球,這就是分子的理想化模型.實際上,分子有著復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu),并不真的都是小球,因此,說分子的直徑有多大,一般知道數(shù)量級就可以了.分子直徑的數(shù)量級為10-10 m,相當(dāng)微小.
(1)對于固體和液體,常把分子視為緊密排列的球形分子.由球的體積公式得分子體積V0=πd3,以及N=可估算出分子的直徑d=.式中V是固體或液體的體積,N是分子的個數(shù).
(2)對于氣
2、體,每個分子不是緊密排列的,在不同的狀態(tài)下,相同質(zhì)量的氣體可以有不同的體積,一般氣體分子所占據(jù)的空間千倍于氣體分子本身的體積.所以,一般情況下我們把氣體分子所占據(jù)的空間視為立方體模型,由此我們可以估算出相臨氣體分子間的平均距離L=.
2.阿伏加德羅常數(shù)
阿伏加德羅常數(shù)反映了一條重要規(guī)律:1摩爾的任何物質(zhì)所含有的微粒數(shù)都相同,都是6.02×1023個.阿伏加德羅常數(shù)是連接宏觀世界與微觀世界的橋梁.作為宏觀量的摩爾質(zhì)量M、摩爾體積V、密度ρ和作為微觀量的分子直徑d、分子質(zhì)量m、每個分子的體積V0等,都是通過阿伏加德羅常數(shù)聯(lián)系起來的.
(1)一個分子的質(zhì)量:m=.
(2)一個分子的體積:V0
3、=.(只適用于固體、液體)
(3)一摩爾物質(zhì)的體積:V=.
(4)單位質(zhì)量中所含分子數(shù):N=.
(5)單位體積中所含分子數(shù):N′=.
(6)相鄰氣體分子間的平均距離:d= .
(7)分子球體模型的直徑d= .
對點例題 試估算氫氣分子在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的平均距離.(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
解題指導(dǎo) 如圖所示,設(shè)L為小正方體的邊長,d為分子間距,若取1 mol標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣為研究對象,則:
d=L=
= =3×10-9 m.
答案 3×10-9 m
技巧點撥 1.此題關(guān)鍵是建立氣體分子的立方體模型,把分子看作處在規(guī)則且均勻分布的小正方體中心,小正方體的體積是分子平均占據(jù)空間的大小,不是分子本身的大小.2.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol任何氣體體積都是22.4升.
在用油膜法測分子大小的實驗中,取體積為V1的純油酸用酒精稀釋,配成體積為V2的油酸酒精溶液.現(xiàn)將體積為V0的一滴油酸酒精溶液滴在水面上,穩(wěn)定后油膜的面積為S,已知油酸的摩爾質(zhì)量為M,密度為ρ,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則油酸分子的直徑為________,這一滴溶液中所含的油酸分子數(shù)為________.
答案
解析 一滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積為,所以油酸分子的直徑為d=,
一滴溶液中所含油酸分子數(shù)為n=.