要點(diǎn)一 微觀量的估算
1.兩種分子模型
物質(zhì)有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種情況,不同物態(tài)下應(yīng)將分子看成不同的模型。
(1)固體、液體分子一個(gè)一個(gè)緊密排列,可將分子看成球形或立方體形,如圖1111所示,分子間距等于小球的直徑或立方體的棱長(zhǎng),所以d= (球體模型)或d=(立方體模型)。
圖1111
(2)氣體分子不是一個(gè)一個(gè)緊密排列的,它們之間的距離很大,所以氣體分子的大小不等于分子所占有的平均空間。如圖1112所示,此時(shí)每個(gè)分子占有的空間視為棱長(zhǎng)為d的立方體,所以d=。
圖1112
2.宏觀量與微觀量的轉(zhuǎn)換橋梁
作為宏觀量的摩爾質(zhì)量Mmol 、摩爾體積Vmol 、密度ρ與作為微觀量的分子直徑d、分子質(zhì)量m、每個(gè)分子的體積V0都可通過(guò)阿伏加德羅常數(shù)聯(lián)系起來(lái)。如下所示。
(1)一個(gè)分子的質(zhì)量:m=。
(2)一個(gè)分子所占的體積:V0=(估算固體、液體分子的體積或氣體分子平均占有的空間)。
(3)1 mol 物質(zhì)的體積:Vmol=。
(4)質(zhì)量為M的物體中所含的分子數(shù):n=NA。
(5)體積為V的物體中所含的分子數(shù):n=NA。
[典例] 空調(diào)在制冷過(guò)程中,室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水,經(jīng)排水管排走,空氣中水份越來(lái)越少,人會(huì)感覺(jué)干燥。某空調(diào)工作一段時(shí)間后,排出液化水的體積V=1.0×103 cm3。已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m3、摩爾質(zhì)量M=1.8×10-2 kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.0×1023 mol-1。試求:(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字)
(1)該液化水中含有水分子的總數(shù)N;
(2)一個(gè)水分子的直徑d。
[解析] (1)水的摩爾體積為
Vm==m3/mol=1.8×10-5 m3/mol
水分子數(shù)N==≈3×1025個(gè)
(2)建立水分子的球模型有= πd3
得水分子直徑d== m=4×10-10 m
[答案] (1)3×1025個(gè) (2)4×10-10 m