《A. 分子 阿伏加德羅常數(shù)》知識(shí)清單

《A.分子阿伏加德羅常數(shù)》知識(shí)清單第六章分子和氣體定律A.分子阿伏加德羅常數(shù)一、分子1、分子的概念分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小微粒。比如說(shuō)水，水這種物質(zhì)能解渴、能滅火等化學(xué)性質(zhì)，就是由水分子來(lái)保持的。那怎么知道分子是保持化學(xué)性質(zhì)的最小微粒呢？咱們可以想象一下，如果把水不斷地分啊分，分到最后就是水分子了，再分就不是水這種物質(zhì)了，化學(xué)性質(zhì)就變了。重點(diǎn)：分子在化學(xué)變化中是可分的，但在保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)這個(gè)事兒上，它是最小的單位。2、分子的大小分子的直徑數(shù)量級(jí)非常小，大概是10?1?m。這是個(gè)啥概念呢？就好比你看一根頭發(fā)絲，頭發(fā)絲已經(jīng)很細(xì)了吧，但是跟分子比起來(lái)，那頭發(fā)絲就像個(gè)超級(jí)大的柱子。要是把分子一個(gè)個(gè)排起來(lái)，得排好多好多才能有頭發(fā)絲那么粗呢。測(cè)量分子大小的方法：油膜法。就像我們?cè)谝粋€(gè)平靜的水面上滴一滴油，油會(huì)在水面上散開(kāi)形成一層油膜。假設(shè)油膜是單分子層的（這是理想狀態(tài)啦），我們知道油滴的體積，又能測(cè)量出油膜的面積，那根據(jù)體積除以面積就可以算出分子的直徑了。這就好比我們知道一塊餅的面積和厚度，就能算出這個(gè)餅的直徑一樣。我曾經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室里做過(guò)類似的小實(shí)驗(yàn)，當(dāng)時(shí)看著油滴在水面上慢慢散開(kāi)，就感覺(jué)像是打開(kāi)了微觀世界的一扇小窗，特別神奇。3、分子的質(zhì)量分子的質(zhì)量也非常小。一般分子質(zhì)量的數(shù)量級(jí)在10?2?kg左右。這可咋理解呢？你可以想象一下，把1克的東西（1g＝10?3kg）再分成好多好多份，分到最后得到的就是分子的質(zhì)量這個(gè)量級(jí)了。就像把一顆小小的糖果分給全世界的人，每個(gè)人得到的那一點(diǎn)點(diǎn)就有點(diǎn)像分子質(zhì)量的概念。4、分子間的作用力分子間同時(shí)存在引力和斥力。引力：比如說(shuō)固體很難被拉伸，就是因?yàn)榉肿娱g有引力。就像我們用膠水粘東西，膠水干了之后能把東西粘得緊緊的，這就是分子引力在起作用。你看家里的家具，那些木頭部件拼接在一起，雖然看起來(lái)是簡(jiǎn)單的拼接，但分子間的引力也在幫忙讓它們緊緊結(jié)合呢。斥力：固體和液體很難被壓縮，這就是分子間斥力的表現(xiàn)。你試試去壓縮一個(gè)裝滿水的注射器，你會(huì)發(fā)現(xiàn)很難把水再往里壓了，水就像一群小衛(wèi)士一樣，堅(jiān)決不讓你壓縮它們的空間，這就是分子斥力在發(fā)揮威力。分子間作用力與分子間距的關(guān)系：當(dāng)分子間距離等于平衡距離r?（這個(gè)r?大概是10?1?m）時(shí)，引力和斥力相等，分子力表現(xiàn)為零。這就像是兩個(gè)人拔河，兩邊力量一樣大的時(shí)候，繩子就不動(dòng)了。當(dāng)分子間距離小于r?時(shí)，斥力大于引力，分子力表現(xiàn)為斥力。就像兩個(gè)人靠得太近了，互相就開(kāi)始推擠對(duì)方。當(dāng)分子間距離大于r?時(shí)，引力大于斥力，分子力表現(xiàn)為引力。這就好比兩個(gè)人離得有點(diǎn)遠(yuǎn)了，就會(huì)互相吸引靠近。但是當(dāng)分子間距離大于10r?時(shí)，分子間的作用力就變得非常微弱，可以忽略不計(jì)了。就像兩個(gè)人離得超級(jí)遠(yuǎn)了，互相之間的影響就很小很小了。5、分子的熱運(yùn)動(dòng)分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。這種無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)和溫度有關(guān)，溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。擴(kuò)散現(xiàn)象是分子熱運(yùn)動(dòng)的一個(gè)例證。比如我們?cè)谝粋€(gè)房間的一角打開(kāi)一瓶香水，過(guò)一會(huì)兒，整個(gè)房間都能聞到香水味。這就是香水分子在空氣中不斷地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，從瓶子那個(gè)角落擴(kuò)散到了整個(gè)房間。我有一次不小心把墨水打翻在桌子上，剛開(kāi)始墨水是一灘，慢慢地，墨水的顏色就在桌子上擴(kuò)散開(kāi)了，這也是分子熱運(yùn)動(dòng)的體現(xiàn)。布朗運(yùn)動(dòng)也能說(shuō)明分子的熱運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮在液體或氣體中的微粒所做的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。像花粉在水中，我們用顯微鏡觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)花粉顆粒在不停地亂動(dòng)，其實(shí)花粉顆粒自己不會(huì)動(dòng)，是周圍的水分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)不斷撞擊花粉顆粒，才讓花粉顆粒看起來(lái)像是在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。這就好比你站在一個(gè)很擁擠的人群里，周圍的人都在亂動(dòng)，你就會(huì)被撞得也跟著動(dòng)起來(lái)，雖然你自己不想動(dòng)。二、阿伏加德羅常數(shù)1、阿伏加德羅常數(shù)的定義阿伏加德羅常數(shù)是12g碳12所含的碳原子數(shù)，數(shù)值約為6.02×1023mol?1。這個(gè)數(shù)字超級(jí)大，大到我們很難想象。你可以想象一下，如果把這么多個(gè)小珠子堆在一起，那得堆成一個(gè)超級(jí)大的山了。這個(gè)常數(shù)把宏觀的物質(zhì)的量和微觀的分子、原子等微粒聯(lián)系起來(lái)了。2、阿伏加德羅常數(shù)的意義它是聯(lián)系微觀和宏觀的橋梁。比如說(shuō)我們知道了某種物質(zhì)的物質(zhì)的量，通過(guò)阿伏加德羅常數(shù)就能算出這種物質(zhì)所含的分子個(gè)數(shù)。就像我們知道有多少箱蘋果（物質(zhì)的量），又知道每箱有多少個(gè)蘋果（阿伏加德羅常數(shù)），就能算出總共有多少個(gè)蘋果（分子個(gè)數(shù)）。在計(jì)算分子的質(zhì)量、體積等微觀量和物質(zhì)的質(zhì)量、體積等宏觀量的相互轉(zhuǎn)換時(shí)非常有用。例如，我們想知道一個(gè)水分子的質(zhì)量，我們知道水的摩爾質(zhì)量是18g/mol，1mol的水含有阿伏加德羅常數(shù)個(gè)水分子，那么一個(gè)水分子的質(zhì)量就等于水的摩爾質(zhì)量除以阿伏加德羅常數(shù)，也就是18g/mol÷（6.02×1023mol?1)。3、阿伏加德羅常數(shù)相關(guān)的計(jì)算計(jì)算分子質(zhì)量：如果已知物質(zhì)的摩爾質(zhì)量M（單位：g/mol），那么分子質(zhì)量m（單位：g）就等于M除以阿伏加德羅常數(shù)N?，即m＝M／N?。比如說(shuō)氧氣（O?）的摩爾質(zhì)量是32g/mol，那么一個(gè)氧分子的質(zhì)量就是32g/mol÷（6.02×1023mol?1)。計(jì)算分子體積（對(duì)于固體和液體，近似認(rèn)為分子緊密排列）：如果已知物質(zhì)的摩爾體積V?（單位：L/mol或m3/mol），那么分子體積V（單位：L或m3）就等于V?除以阿伏加德羅常數(shù)N?，即V＝V?／N?。例如，水在液態(tài)時(shí)的摩爾體積約為18cm3/mol，那么一個(gè)水分子的體積大約就是18cm3/mol÷（6.02×1023mol?1)。不過(guò)要注意，對(duì)于氣體，分子間距離較大，不能簡(jiǎn)單這樣計(jì)算分子體積哦。4、阿伏加德羅定律及其推論阿伏加德羅定律：同溫同壓下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。這就像在一個(gè)大教室里，不管是男生還是女生，只要是在同樣的溫度和壓力下，占同樣大小的空間，那人數(shù)就是一樣的。推論：同溫同壓下，氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比。就好比兩個(gè)相同的氣球，一個(gè)里面裝1mol的氣體，一個(gè)里面裝2mol的氣體，在相同溫度和壓力下，裝2mol氣體的氣球體積就是裝1mol氣體氣球體積的2倍。同溫同體積下，氣體的壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比。想象一下兩個(gè)密封的盒子，里面裝著氣體，溫度和盒子大小一樣，如果一個(gè)盒子里的氣體物質(zhì)的量是另一個(gè)盒子里的2倍，那么這個(gè)盒子里的氣體壓強(qiáng)就是另一個(gè)盒子里氣體壓強(qiáng)的2倍。同溫同壓下，氣體的密度之比等于摩爾質(zhì)量之比。這就像是兩種不同的氣體，在相同的溫度和壓力下，如果一種氣體的摩爾質(zhì)量是另一種氣體摩爾質(zhì)量的2倍，那么這種氣體的密度就是另一種氣體密度的2倍。習(xí)題：1、已知鐵的摩爾質(zhì)量為56g/mol，求一個(gè)鐵原子的質(zhì)量。2、某氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（0℃，101kPa）的摩爾體積為22.4L/mol，求該氣體一個(gè)分子所占的體積（近似計(jì)算）。3、在同溫同壓下，氫氣（H?，摩爾質(zhì)量為2g/mol）和氧氣（O?，摩爾質(zhì)量為32g/mol）的體積比為1:2，求它們的物質(zhì)的量之比。答案：1、一