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- 2021-05-28 发布
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第2点 微观量估算中的两大要点
要对描述分子的微观量进行正确估算,必须把握两大要点:一是要建立正确的分子模型,二是要准确理解阿伏加德罗常数的桥梁作用.
1.分子的两类模型
把形成单分子油膜的分子视为紧密排列的球形分子,把分子看做小球,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.分子直径的数量级为10-10 m,相当微小.
(1)对于固体和液体,常把分子视为紧密排列的球形分子.由球的体积公式得分子体积V0=πd3,以及N=可估算出分子的直径d= .式中V是固体或液体的体积,N是分子的个数.
(2)对于气体,每个分子不是紧密排列的,在不同的状态下,相同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本身的体积.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相临气体分子间的平均距离L=.
2.阿伏加德罗常数
阿伏加德罗常数反映了一条重要规律:1摩尔的任何物质所含有的微粒数都相同,都是6.02×1023个.阿伏加德罗常数是连接宏观世界与微观世界的桥梁.作为宏观量的摩尔质量M、摩尔体积V、密度ρ和作为微观量的分子直径d、分子质量m、每个分子的体积V0等,都是通过阿伏加德罗常数联系起来的.
(1)一个分子的质量:m=.
(2)一个分子的体积:V0=.(只适用于固体、液体)
(3)一摩尔物质的体积:V=.
(4)单位质量中所含分子数:N=.
(5)单位体积中所含分子数:N′=.
(6)相邻气体分子间的平均距离:d= .
(7)分子球体模型的直径d= .
对点例题 试估算氢气分子在标准状况下的平均距离.(结果保留一位有效数字)
解题指导 如图所示,设L为小正方体的边长,d为分子间距,若取1 mol标准状况下的氢气为研究对象,则:
d=L= = =3×10-9 m.
答案 3×10-9 m
技巧点拨 1.此题关键是建立气体分子的立方体模型,把分子看做处在规则且均匀分布的小正方体中心,小正方体的体积是分子平均占据空间的大小,不是分子本身的大小.2.在标准状况下,1 mol任何气体体积都是22.4升.
在用油膜法测分子大小的实验中,取体积为V1的纯油酸用酒精稀释,配成体积为V2的油酸酒精溶液.现将体积为V0的一滴油酸酒精溶液滴在水面上,稳定后油膜的面积为S,已知油酸的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA,则油酸分子的直径为________,这一滴溶液中所含的油酸分子数为________.
答案
解析 一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为,所以油酸分子的直径为d=,
一滴溶液中所含油酸分子数为n=
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