物体是由大量分子组成的 .ppt

物体是由大量分子组成的 现在学习的是第1页，共33页阅读课文阅读课文,回答以下问题回答以下问题:1、这里所说的分子与化学中所说的分子有何不同、这里所说的分子与化学中所说的分子有何不同?分子的大小分子的大小2、怎样才能观察到分子的排布、怎样才能观察到分子的排布?3、分子尺寸的数量级是多大、分子尺寸的数量级是多大?4、如何用实验粗略测量分子大小、如何用实验粗略测量分子大小?现在学习的是第2页，共33页阅读课文阅读课文,回答以下问题回答以下问题:1、这里所说的分子与化学中所说的分子有何不、这里所说的分子与化学中所说的分子有何不同同?答答 化学中讲的分子是：具有物质的化学性质的最小微化学中讲的分子是：具有物质的化学性质的最小微粒粒物理中所说的分子指的是：做热运动时遵从相同规律的微物理中所说的分子指的是：做热运动时遵从相同规律的微粒，包括粒，包括组成物质的原子、离子或分子。组成物质的原子、离子或分子。分子的大小分子的大小现在学习的是第3页，共33页用扫描隧道显微镜（能有放大几亿倍）用扫描隧道显微镜（能有放大几亿倍）分子的大小分子的大小2、怎样才能观察到分子的排布、怎样才能观察到分子的排布?扫扫描描隧隧道道显显微微镜镜现在学习的是第4页，共33页扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子排布图扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子排布图分子的大小分子的大小现在学习的是第5页，共33页 放大上亿倍的蛋白质分子结构模型分子的大小分子的大小3、分子尺寸的数量级是多大、分子尺寸的数量级是多大?一般分一般分子直径子直径的数量的数量级为级为10-10m（除少数除少数有机物有机物大分子大分子以外）以外）现在学习的是第6页，共33页2.具体做法是：具体做法是：把一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上散开形成单分把一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上散开形成单分子油膜，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就子油膜，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可认为等于油膜分子的直径可认为等于油膜分子的直径.1.有一种粗略测定分子大小的方法叫有一种粗略测定分子大小的方法叫油膜法油膜法.油膜法估测分子直径油膜法估测分子直径4、如何用实验粗略测量分子大小、如何用实验粗略测量分子大小?(1).(1).先测出油酸滴的体积先测出油酸滴的体积V V：(2).(2).测出水面上漂浮的油膜的表面积测出水面上漂浮的油膜的表面积S S；(3).(3).单分子油膜的厚度等于油滴体积单分子油膜的厚度等于油滴体积V V与油膜面积与油膜面积S S的比的比值：值：Sd/V方法小结：方法小结：通过测量较大量来研究较小量。通过测量较大量来研究较小量。现在学习的是第7页，共33页实验：单分子油膜法估测分子的大小实验：单分子油膜法估测分子的大小一、实验目的一、实验目的 1 1估测油酸分子的大小估测油酸分子的大小 2 2学会间接测量微观量的原理和方法学会间接测量微观量的原理和方法二、实验原理二、实验原理 油酸酒精溶液在平静的水油酸酒精溶液在平静的水 面上能形成单分子油膜，将面上能形成单分子油膜，将 油酸分子看做球形，测出油酸酒精溶液在水面上油酸分子看做球形，测出油酸酒精溶液在水面上 形成的油膜面积，用形成的油膜面积，用d dV V/S S计算出油膜的厚度，计算出油膜的厚度，就近似等于油酸分子的直径（就近似等于油酸分子的直径（其中其中V V为一滴油为一滴油 酸酒精溶液中纯油酸的体积，酸酒精溶液中纯油酸的体积，S S为油膜面积）为油膜面积）现在学习的是第8页，共33页现在学习的是第9页，共33页三、实验器材三、实验器材 清水、盛水浅盘、滴管清水、盛水浅盘、滴管(或注射器或注射器)、试剂瓶、坐、试剂瓶、坐 标纸、玻璃板、痱子粉标纸、玻璃板、痱子粉(或石膏粉或石膏粉)、油酸酒精溶液、油酸酒精溶液、量筒、彩笔量筒、彩笔四、实验步骤四、实验步骤1 1取取1 1毫升毫升(1 cm(1 cm3 3)的油酸溶于酒精中，制成的油酸溶于酒精中，制成200 200 毫升的油酸酒精溶液毫升的油酸酒精溶液2 2往边长约为往边长约为30 cm30 cm40 cm40 cm的浅盘中倒入约的浅盘中倒入约2cm2cm深深 的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上3 3用滴管用滴管(或注射器或注射器)向量筒中滴入向量筒中滴入n n滴配制好的油酸滴配制好的油酸 酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为1mL1mL算出每滴算出每滴 油酸酒精溶液的体积油酸酒精溶液的体积V V0 0 mL.mL.现在学习的是第10页，共33页4 4用滴管用滴管(或注射器或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油向水面上滴入一滴配制好的油 酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单 分子油膜分子油膜5 5待油酸薄膜形状稳定后，将准备好的玻璃板盖在待油酸薄膜形状稳定后，将准备好的玻璃板盖在 浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上6 6将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出 油酸薄膜的面积油酸薄膜的面积7 7据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的 体积体积V V，利用一滴油酸的体积，利用一滴油酸的体积V V和薄膜的面积和薄膜的面积S S，算，算 出油酸薄膜的厚度出油酸薄膜的厚度d d ，即为油酸分子直径，即为油酸分子直径现在学习的是第11页，共33页现在学习的是第12页，共33页 6注意事项(1)油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免改变浓度产生实验误差(2)实验前应练习好滴法(3)待测油酸扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓，扩散后又收缩有两个原因：第一是水面受到油酸滴冲击凹陷后恢复；第二是酒精挥发后液面收缩现在学习的是第13页，共33页(4)当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧面上会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱棉擦干，再用清水冲洗，这样可保持盘的清洁(5)从盘的中央加痱子粉，使粉自动扩散至均匀，比在水面上撒粉效果好(6)本实验只要求估算分子大小，实验结果数量级符合要求即可现在学习的是第14页，共33页思考：在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了理想化处理思考：在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了理想化处理，有哪些地方做了理想化处理，有哪些地方做了理想化处理？把分子看成球形把分子看成球形.把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层.油膜法估测分子直径油膜法估测分子直径油分子一个紧挨一个整齐排列油分子一个紧挨一个整齐排列.现在学习的是第15页，共33页例例1 1：将：将1cm1cm3 3的油酸溶于酒精，制成的油酸溶于酒精，制成200cm200cm3 3的油酸酒精溶液的油酸酒精溶液已知已知1cm1cm3 3溶液有溶液有5050滴，现取滴，现取1 1滴油酸酒精溶液滴到水面上滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为出这一薄层的面积为0.2m0.2m2 2，由此可估测油酸分子的直径，由此可估测油酸分子的直径。【解析解析】则则1 1滴油酸酒精溶液的体积为滴油酸酒精溶液的体积为 油酸酒精溶液的浓度为油酸酒精溶液的浓度为1 1滴溶液中油酸的体积为滴溶液中油酸的体积为3501cmV%5.02001 3610%5.0501%5.0mVV mSVd1010510%5.02.05016 分分子子直直径径为为现在学习的是第16页，共33页 数量级数量级:一些数据太大或很小一些数据太大或很小,为了书写方便为了书写方便,习惯上习惯上用科学记数法写成用科学记数法写成1010的乘方数的乘方数,如如 3 31010-10-10m m。我。我们把们把1010的乘方数叫做数量级的乘方数叫做数量级,1,11010-10-10m m和和 9 91010-10-10m m数量级都是数量级都是 1010-10-10m m。分子直径数量级分子直径数量级:除少数有机物大分子除少数有机物大分子,一般分子直径的数量级是一般分子直径的数量级是1010-10-10m m。例例:水分子直径是水分子直径是4 41010-10-10m,m,氢分子直径是氢分子直径是2.32.31010-10-10m,m,钨原子直径是钨原子直径是2 21010-10-10m m.现在学习的是第17页，共33页练习练习2 2、体积是、体积是1010-4-4cmcm3 3的油滴滴于水中，若展开成的油滴滴于水中，若展开成一单分子油膜，则油膜面积的数量级是一单分子油膜，则油膜面积的数量级是（）A A10102 2cmcm2 2 B B10104 4cmcm2 2 CC10106 6cmcm2 2DD10108 8cmcm2 2B油膜法估测分子直径油膜法估测分子直径现在学习的是第18页，共33页dd固体、液体固体、液体小球模型小球模型ddd气体气体立方体模型立方体模型dd分子模型分子模型现在学习的是第19页，共33页小球模型：在计算小球模型：在计算固、液体固、液体分子大小时，作为一个近似的分子大小时，作为一个近似的物理模型，可把分子看成是一小球物理模型，可把分子看成是一小球.则：则：3432Vd立方体模型：对立方体模型：对气体气体可以把分子当作是一个小立方体，可以把分子当作是一个小立方体，这个小立方体的边长可以看作相当于分子间的平均距离这个小立方体的边长可以看作相当于分子间的平均距离.即即 3Vd（以上两式中（以上两式中d d表示分子的直径，表示分子的直径，V V表示固液体分子的体积表示固液体分子的体积或气体分子所占的空间体积或气体分子所占的空间体积.）分子的模型分子的模型现在学习的是第20页，共33页定义：定义：1 mol的任何物质都含有相同的粒子数，这的任何物质都含有相同的粒子数，这个数就叫阿伏加德罗常数个数就叫阿伏加德罗常数。阿伏伽德罗常数阿伏伽德罗常数回忆：初中学过的阿伏伽德罗常数是多少回忆：初中学过的阿伏伽德罗常数是多少?数值：数值：2316.02 10ANmol意义：意义：阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁观世界的桥梁 现在学习的是第21页，共33页（1）已知物质的摩尔质量）已知物质的摩尔质量MA，可求出分子质量，可求出分子质量m0 AAAANVNMm0（2）已知物质的量（摩尔数）已知物质的量（摩尔数）n，可求出物体所含，可求出物体所含分子的数目分子的数目N AnNN 阿伏伽德罗常数阿伏伽德罗常数（其中（其中，VA为摩尔体积为摩尔体积,为物质的密度）为物质的密度）现在学习的是第22页，共33页（3）已知物质的摩尔体积）已知物质的摩尔体积VA ，可求出分子的体，可求出分子的体积积 V0AANVV 0阿伏伽德罗常数阿伏伽德罗常数若是气体，若是气体，V0表示一个分子所占的空间体积表示一个分子所占的空间体积现在学习的是第23页，共33页例题例题2 水的分子量水的分子量18，水的密度为，水的密度为103kg/m3,阿伏加德罗常阿伏加德罗常数为数为NA=6.021023个个/mol，则：，则：（1）水的摩尔质量）水的摩尔质量M=_18g/mol（2）水的摩尔体积）水的摩尔体积V=_M/=18/1=18cm3/mol （3）一个水分子的质量）一个水分子的质量m0=_M/NA=18/6.021023g=2.99 10-26 kg（4）一个水分子的体积）一个水分子的体积V0=_V/NA=2.99 10-23 cm3（5）将水分子看作球体，分子直径）将水分子看作球体，分子直径(取取1位有效数字位有效数字)d=_(6v0/)-3=410-10m（6）10g水中含有的分子数目水中含有的分子数目N=_mNA/M=3.34 1023现在学习的是第24页，共33页已知空气的摩尔质量是已知空气的摩尔质量是，则空气中气体分子的平均质量多大？成年人，则空气中气体分子的平均质量多大？成年人做一次深呼吸，约吸入做一次深呼吸，约吸入450cm450cm3 3的空气，则做的空气，则做一次深呼吸所吸入的空气质量是多少？所吸一次深呼吸所吸入的空气质量是多少？所吸入的气体分子数量是多少？（按标准状况估入的气体分子数量是多少？（按标准状况估算）算）kg/mol10293AM阿伏伽德罗常数阿伏伽德罗常数现在学习的是第25页，共33页空气分子的平均质量为：空气分子的平均质量为：kg1082.41002.6102926233AANMm2.2.成年人做一次深呼吸所吸入的空气质量为：成年人做一次深呼吸所吸入的空气质量为：kg105.8kg1029104.22104504336m所吸入的分子数为：所吸入的分子数为：)(102.1kg1083.4kg108.522264个mmN阿伏伽德罗常数阿伏伽德罗常数现在学习的是第26页，共33页2 2、1 1克水中含有的水分子个数为（克水中含有的水分子个数为（）A 6.02A 6.0210102323 B 3.01 B 3.0110102323 C 6.02 C 6.0210102222 D 3.34 D 3.3410102222 1 1、下列哪一组已知数据中能求出阿伏加德罗、下列哪一组已知数据中能求出阿伏加德罗常数常数 。（）A A物质分子的质量和体积物质分子的质量和体积 B B物体的质量和它的摩尔质量物体的质量和它的摩尔质量 CC物体的质量、密度和它的分子体积物体的质量、密度和它的分子体积 D D物体的摩尔体积、密度及其分子质量物体的摩尔体积、密度及其分子质量 DD随堂练习随堂练习现在学习的是第27页，共33页3.(20043.(2004年浙江高考年浙江高考)若以若以表示水的摩尔质量，表示水的摩尔质量，表示在标表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，准状态下水蒸气的摩尔体积，为表示在标准状态下水蒸为表示在标准状态下水蒸气的密度，气的密度，N NA A为阿伏加德罗常数，为阿伏加德罗常数，m m、分别表示每个水分分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式子的质量和体积，下面是四个关系式 N NA A=/m/m =/N/NA A m m=/N/NA A =/N/NA A 其中其中A A和都是正确的；和都是正确的；B B和都是正确的；和都是正确的；C C和都是正确的；和都是正确的；D D和都是正确的。和都是正确的。答案：答案：B B随堂练习随堂练习现在学习的是第28页，共33页4.4.已知阿伏加德罗常数为已知阿伏加德罗常数为N NA A，铜的摩尔质量为，铜的摩尔质量为M M，密度，密度为为（均为国际单位），则（均为国际单位），则（）A A1m1m3 3铜原子含原子数目为铜原子含原子数目为NNA A/M/M B B1 1个铜原子质量是个铜原子质量是M/NM/NA A C C1 1个铜原子的体积是个铜原子的体积是M/NM/NA A D D1kg1kg铜所含原子的数目是铜所含原子的数目是NNA AABC 随堂练习随堂练习现在学习的是第29页，共33页5.5.只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子的平均距离中分子的平均距离（）A A阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量 B B阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度 C C阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和体积阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和体积 D D该气体的密度、体积和摩尔质量该气体的密度、体积和摩尔质量B随堂练习随堂练习6.6.下列数据能求出阿伏加德罗常数的是（）下列数据能求出阿伏加德罗常数的是（）A.A.水的密度和水的摩尔质量水的密度和水的摩尔质量B.B.水的摩尔质量和水分子的体积水的摩尔质量和水分子的体积C.C.水分子的体积和水分子的质量水分子的体积和水分子的质量D.D.水分子的质量和水的摩尔质量水分子的质量和水的摩尔质量D现在学习的是第30页，共33页7.7.水的分子量水的分子量1818，水的密度为，水的密度为10103 3kg/mkg/m3 3,阿伏加德罗常数为阿伏加德罗常数为N NA A=6.02=6.0210102323个个/mol/mol，则：，则：（1 1）水的摩尔质量）水的摩尔质量M=_M=_18g/mol（2 2）水的摩尔体积）水的摩尔体积V=_V=_M/=18/1=18g/cm3 （3 3）一个水分子的质量）一个水分子的质量mm0 0=_=_M/NA=18/6.021023=2.99 10-26 kg（4 4）一个水分子的体积）一个水分子的体积V V0 0=_=_V/NA=2.99 10-23 cm3（5 5）10g10g水中含有的分子数目水中含有的分子数目N=_N=_mNA/M=3.344 1021随堂练习随堂练习现在学习的是第31页，共33页8.估算在标准状态下气体分子间的距离。估算在标准状态下气体分子间的距离。解：将每个空气分子所占据的空间设为小立方体，则小立方体的边长为气体分子间的距离。(V摩尔=22.410-3 m3)NAd3=V摩尔 d=（V摩尔/NA）1/3 =22.410-3/（6.021023）1/3m =3.8 10-9 m随堂练习随堂练习现在学习的是第32页，共33页1.一般物体中的分子数目是很大的一般物体中的分子数目是很大的.2.一般分子的质量也是很小的一般分子的质量也是很小的.一般分子质量数量级一般分子质量数量级是是10-26Kg3.阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁，通过该常数把摩尔质量、摩尔体积跟分桥梁，通过该常数把摩尔质量、摩尔体积跟分子质量、分子大小等微观物理量联系起来了子质量、分子大小等微观物理量联系起来了.一般分子直径的数量级为一般分子直径的数量级为10-10 m分子的模型：把分子看成球形或正方体模型。分子的模型：把分子看成球形或正方体模型。课堂小结课堂小结现在学习的是第33页，共33页