1、- 1 -物体是由大量分子组成的1分子是构成物质并保持物质化学性质的最小微粒，有些物质的分子只包含一个原子，有些物质的分子包含多个原子。2分子的质量和体积都非常小，一般分子的直径数量级为 1010 m。分子质量的数量级为 1026 kg。31 mol 的任何物质都含有相同的粒子数，这个数量可用阿伏加德罗常数来表示，在通常的计算中 NA6.0210 23_mol1 。4若用 M 表示水的摩尔质量， NA表示阿伏加德罗常数， 表示水的密度，则每个水分子的质量 m0 ；水的摩尔体积 Vm ；每个水分子的体积 V0 ；每个水分子的直MNA M VmNA M NA径 d 。36V0 3 6M NA分子的
2、大小1.分子的大小(1)尺度大小：多数分子直径的数量级为 1010 m。(2)质量大小：一般分子质量的数量级为 1026 kg。(3)分子如此微小，用肉眼根本无法直接看到它们，就是用高倍的光学显微镜也看不到。直到 1982 年人们研制了能放大几亿倍的扫描隧道显微镜，才观察到物质表面原子的排列。2两种分子模型：分子模型 意义分子大小或分子间的平均距离图例- 2 -球形模型固体和液体可看成是一个个紧挨着的球形分子排列而成的，忽略分子间的空隙d 36V0(分子大小)立方体模型(气体)气体分子间的空隙很大，把气体分成若干个小立方体，气体分子位于每个小立方体的中心，每个小立方体是每个分子占有的活动空间，
3、这时忽略气体分子的大小d (分子间平3V0均距离)(1)这里说的分子不同于化学上的分子，它既包括分子，也包括原子。(2)因分子间有间隙，小球模型和立方体模型算出的分子直径只是一个粗略的数量级，两种模型算出的数量级是相同的。1多选下列说法中正确的是( )A物体是由大量分子组成的B. 无论是无机物质的分子，还是有机物质的分子，其分子大小的数量级都是 1010 mC本节中所说的“分子” ，包含了单原子分子、多原子分子等多种意义D分子的质量是很小的，其数量级为 1019 kg解析：选 AC 大分子，特别是有机大分子的直径数量级会超过 1010 m，故 B 错；分子质量的数量级，对一般分子来说是 102
4、6 kg，则选项 A、C 正确。阿伏加德罗常数1.定义1 mol 物质所含有的粒子数，用符号 NA表示。2数值通常取 NA6.0210 23 mol1 ，粗略计算中可取 NA6.010 23 mol1 。3意义阿伏加德罗常数是一个重要常数。它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子大小等微观物理量联系起来了，即阿伏加德罗常数 NA是联系宏观量与微观量的桥梁。4应用若用 M 表示摩尔质量， Vm表示摩尔体积， 表示密度。 m0、 V0、 d 分别表示每个分子的质量、体积和直径，则：- 3 -(1)一个分子的质量： m0MNA(2)一个分子的体积： V0VmNA(3)单位质量所含有的分子
5、数： NNAM(4)单位体积所含有的分子数： NNAVm(5)摩尔质量 M，摩尔体积 Vm和密度 的关系： M V m。(1)上面(1)(3)(5)适用于所有状态的物质，(2)(4)只适用于固体和液体，气体不能适用。(2)气体分子不像固体、液体分子一样紧密排列，气体分子在一个正方体的空间范围内活动，可近似认为气体分子均匀分布，每个气体分子占据一个正方体，其立方体边长为气体分子间的距离。2已知 1 mol 氢气的质量是 2.016 g，在标准状况下氢气的密度是 9.0105 g/cm3，求每个氢分子的质量是多少？解析：方法一：1 mol 氢气的质量为 2.016103 kg，含有 6.02102
6、3个氢分子，则 1个氢分子质量为 m0 kg3.310 27 kg。MNA 2.01610 36.021023方法二：在标准状况下 1 mol 氢气体积是 22.4 L，则 1 个氢分子质量为m0 kg3.310 27 kg。 VmNA 9.010 522.46.021023答案：3.310 27 kg分子微观量的计算例 1 阿伏加德罗常数是 NA，铜的摩尔质量为 M，铜的密度是 ，则下列判断正确的是( )A1 m 3铜中含有的原子数目是 NAMB1 kg 铜含有原子数目是 N A- 4 -C一个铜原子的质量为M NAD1 个铜原子占有的体积是MNA解析 铜的摩尔体积 Vm ，则单位体积内的原
7、子数为 ，A 正确；每个铜原M NAVm NAM子的体积为 ，D 不正确；铜的摩尔质量为 M，则单位质量内的原子数为 ，每个原VmNA M NA NAM子质量为 ，B、C 选项不正确。MNA答案 A借 题发 挥分子的大小、体积、质量属微观量，直接测量它们的数值非常困难，可以借助较易测量的宏观量(摩尔体积、摩尔质量等)来估算这些微观量，这其中阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁。气体分子模型的应用例 2 PM2.5 是指大气中直径小于或等于 2.5 m 的颗粒物，它能较长时间悬浮在空气中，其在空气中的含量(浓度)越高，就代表空气污染越严重，PM2.5 也是形成雾霾天气的主因。北京曾经出现严重
8、雾霾，PM2.5 指标数高达 300 g/m 3。已知该颗粒物的平均摩尔质量为 40 g/mol，试估算该地区 1 m3空气中含有这种颗粒物的数目。(阿伏加德罗常数取6.01023 mol1 ，结果保留 1 位有效数字)思路点拨 (1)由 m V 计算 1 m3空气中含有 PM2.5 的质量。(2)由 n 计算物质的量。mM(3)由 N nNA计算分子数。解析 根据密度公式求出 1 m3的空气中 PM2.5 的颗粒物的质量 m V 300 g，物质的量为 n mol，mM 30010 640总数目为 N nNA 6.01023个510 18个。30010 640答案 510 18个借题发挥求解
9、与阿伏加德罗常数有关的计算题的基本思路：- 5 -1多选下列关于分子的说法正确的是( )A分子是微观世界中的最小微粒B分子是保持物质化学性质的最小微粒C一般分子的直径数量级为 1010 mD一般分子的直径数量级为 1015 m解析：选 BC 分子是构成物质并保持物质化学性质的最小微粒，除了一些有机分子外，多数分子直径的数量级为 1010 m。2下列可以算出阿伏加德罗常数的一组数据是 ( )A水的密度和水的摩尔质量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答案：D3多选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
10、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、体积和摩尔质量解析：选 BD 对四个选项的条件逐一分析，看根据每个选项的条件能求出何种物理量，从该物理量能否最终求出分子的距离。4多选(2016上海高考)某气体的摩尔质量为 M，分子质量为 m 。若 1 摩尔该气体的体积为 Vm，密度为 ，则该气体单位体积分子数为(阿伏伽德罗常数为 NA)( )A. B. C. D.NAVm MmVm NAM NAm解析：选 ABC 根据题意，气体单位体积分子数是指单位体积气体分子的数量，选项 A中 NA是指每摩尔该气体含有的气体分子数量， Vm是指每
11、摩尔该气体的体积，两者相除刚好得到单位体积该气体含有的分子数量，选项 A 正确；选项 B 中，摩尔质量 M 与分子质量 m 相除- 6 -刚好得到每摩尔该气体含有的气体分子数，即为 NA，此时就与选项 A 相同了，故选项 B 正确；选项 C 中，气体摩尔质量与其密度相除刚好得到气体的摩尔体积 Vm，所以选项 C 正确，D 错误。5多选对于液体和固体来说，如果用 Mmol表示摩尔质量， m 表示分子质量， 表示物质密度， Vmol表示摩尔体积， V 分子 表示分子体积， NA表示阿伏加德罗常数，下列各式中能正确反应这些量之间关系的是( )A NA B NAVmolV分 子 MmolVmolC V
12、mol M mol D VmolMmol解析：选 AD 液体和固体分子模型是紧密排列的，忽略了分子间隙，所以阿伏加德罗常数 NA ， Vmol ，选项 A、D 正确。VmolV分 子 Mmol6某物质的密度为 ，其摩尔质量为 M，阿伏加德罗常数为 NA，那么单位体积中所含的分子数是( )A NA/ B NA/MC MNA/ D N A/M解析：选 D 单位体积的质量 m ，对应的摩尔数 n ，所以单位体积中分子的个数mMN nNA ，D 正确。 NAM7一滴水的体积大约是 6.0106 cm3，这滴水里含有的分子数大约是( )A3.610 18个 B3.610 17个C2.010 17个 D2
13、.710 13个解析：选 C 由 m V 得水滴的质量，由于水的摩尔质量已知，故可得一滴水所含分子数，所以水分子个数n NA 6.0210 23 2.010 17(个)，故选 C。mM 1.01036.010 610 61810 38多选关于分子质量，下列说法正确的是( )A质量相同的任何物质，分子个数都相同B摩尔质量相同的物质，分子质量一定相同C分子质量之比一定等于它们的摩尔质量之比D密度大的物质，分子质量一定大解析：选 BC 质量相同，摩尔质量不一定相同，分子个数不一定相同，A 错；摩尔质量相同，分子个数相同，每个分子质量相同，B 对；分子质量等于摩尔质量除以阿伏加德罗常数，所以分子质量之
14、比一定等于它们摩尔质量之比，C 对；密度大，相同体积质量大，但分- 7 -子个数不确定，无法比较分子质量大小，D 错。9假如全世界 60 亿人同时数 1 g 水的分子个数，每人每小时可以数 5000 个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数 NA取 61023 mol1 )( )A10 年 B1 千年C10 万年 D1 千万年解析：选 C 1 g 水所含水分子的个数为 61023 个，要数完其水分子个数所需时间118为 t 年110 5年。选项 C 正确。11861023601085 0002436510把冰的分子看成一个球体，不计冰分子之间的空隙，则由冰的密度 910 2 k
15、g/m3、摩尔质量 M01.810 2 kg/mol 和阿伏加德罗常数 NA6.010 23 mol1 可估算冰分子直径的数量级为( )A10 8 m B10 10 cmC10 8 cm D10 8 mm解析：选 C 冰的摩尔体积 V ，每个分子的体积M0V0 d3，VNA 16则 d 36V0 36V NA 3 6M0 NA m3 61.810 291023.14610234.010 10 m4.010 8 cm，C 项正确。11已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为 1.3 kg/m3和 2.1 kg/m3，空气的摩尔质量为 0.029 kg/mol，阿伏加德罗常数 NA6.0210
16、23 mol1 。若潜水员呼吸一次吸入 2 L 空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数。(结果保留一位有效数字)解析：本题主要考查分子动理论，意在考查考生的计算能力。设空气的摩尔质量为 M，在海底和岸上的密度分别为 海 和 岸 ，一次吸入空气的体积为 V，则有 nNA，代入数据得 n310 22个。 海 岸 VM答案：310 22个122015 年 2 月，美国科学家创造出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳能取代石油成为可能。假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将 106 g 的水分解为氢气和氧气。已知水的密度 1.010 3 kg/m3，摩尔质量 M1.810 2 - 8 -kg/mol，阿伏加德罗常数 NA6.010 23 mol1 。试求：(结果均保留一位有效数字)(1)被分解的水中含有水分子的总数 N；(2)一个水分子的体积 V。解析：(1)水分子数 N 个310 16个。mNAM 10 610 36.010231.810 2(2)水的摩尔体积为 VA ，M水分子体积 V 310 29 m3。VANA M NA答案：(1)310 16个 (2)310 29 m3
