碰撞时,利用三氮化钠(NaN3)爆炸产生气体(假设都是N2)充入气囊。若氮气充入后安全气囊的容积V=56 L,囊中氮气密度ρ=2.5 kg/m3,已知氮气摩尔质量M=0.028 kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6×1023 mol-1。试估算:
(1)囊中氮气分子的总个数N;
(2)囊中氮气分子间的平均距离。(结果保留一位有效数字)
解析 (1)设N2的物质的量为n,则n=
氮气的分子总数N=NA
代入数据得N=3×1024。
(2)每个分子所占的空间为V0=
设分子间平均距离为a,则有V0=a3,即a==
代入数据得a≈3×10-9 m。
答案 (1)3×1024 (2)3×10-9 m
二、实验:用油膜法估测分子的大小
用油膜法估测分子的大小的实验原理是:油酸是一种脂肪酸,它的分子的一部分和水分子的亲和力很强。当把一滴酒精稀释过的油酸溶液滴在水面上时,酒精溶于水或挥发,在水面上形成一层油酸薄膜,薄膜可认为是单分子层膜,如图1所示。将水面上形成的油膜形状画到坐标纸上,可以计算出油膜的面积,根据纯油酸的体积V和油膜的面积S,可以计算出油膜的厚度d=,即油酸分子的直径。
图1
[例2] 在做"用油膜法估测分子的大小"的实验中:
(1)关于油膜面积的测量方法,下列做法正确的是( )
A.油酸酒精溶液滴入水中后,应让油膜尽可能地散开,再用刻度尺去量油膜的面积