《物体是由大量分子组成的》教案.docx

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1、物体是由大量分子组成的教案适用学科中学物理适用年级中学二年级适用区域全国人教版课时时长（分钟）60学问点分子的大小，油膜法测分子大小阿伏伽德罗常数摩尔质量与分子个数的关系教学目标1、知道一般分子直径和质量的数量级；2、知道阿伏伽德罗常数的含义，记住这个常数的数值和单位；3、知道用单分子油膜方法估算分子的直径。教学重点学会用单分子油膜法估算分子大小（直径.）的方法。教学难点运用阿伏伽德罗常数估算微观量（分子的体积、直径、分子 数等）的方法。教学过程一、复习预习自古以来，人们就不断地探究物质组成的隐私。两千多年以前，古希 腊的闻名思想家谟克得特说过，万物都是由微小的微粒构成的，并把这种 微粒叫做原

2、子。这种古代的原子学说虽然没有试验依据，却包含着原子理 论的萌芽。科学技术发展到今日，原子的存在早已不是猜想，而被试验所 证明。从本章起先学习热学，探讨与热现象有关的事物，探讨热现象的规律， 从宏观的内能和微观的分子运动论两个方面探讨热现象，两种方法相辅 相成，使人们对热现象的探讨越来越深化。初中讲过的分子运动论的内容【答案】ABC【解析】 油酸分子可视为球形，油膜的厚度可看成分子直径，油酸分子 可看成一个挨一个排列，油滴扩展为油膜时体积不变，即V=Sd.2 .某气体的摩尔质量为弘摩尔体积为K,密度为P,每个分子的质量和体积分别为和外,则阿伏加德罗常数“可表示为（）VP VA. Nk=B. N

3、k =%mD. Na =MC. m=一 m【答案】BC【解析】气体的体积是指气体所充溢的容器的容积，它不等于气体分子 个数与每个气体分子体积的乘积，所以A、D错.由质量、体积、密度 关系可推知B、C正确.3 .从一下列供应的各组物理量中可以算出氢气密度的是（）A.氢气的摩尔质量和.阿伏加德罗常数B.氢气分子的体积和氢气分子的质量C.氢气的摩尔质量和氢气的摩尔体积D.氢气分子的质量和氢气的摩尔体积与阿伏加德罗常数【答案】CDM【解析】因密度P=y由氢气的摩尔质量和摩尔体积可求出氢气的密 度夕=e，C项可以，由氢气分子的质量勿与阿伏加德罗常数”可求出氢 气的摩尔质量/=哪即。=与=，D项也可以，但

4、由于A项供应的数据 不知摩尔体积，便求不出氢气的密度.由于氢气分子间有很大空隙，B项 供应的数据不能求出氢气的密度而能求得液态氢的密度.4. “用油膜法估测分子的大小”的试验步骤如下：A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓中的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算1个)，再依据格数与方格的边长，求 油膜面积SB.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形态稳定后，将玻 璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形态画在玻璃板上C.向浅盘中装入约2 cm深的水D.用公式求出薄膜厚度，即油酸分子的直径E.依据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V 上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完全的，请指出

5、：(1)上 述 试 验 步 骤 的 合 理 依 次 是【答案】见解析【解析】(DC步骤中，要在水面上撒上痒子粉或细石膏粉(2)试验时，还须要：F.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液 一滴一滴地滴入量筒，登记量筒内增加肯定体积时溶液的滴数CFBAED5.某种油滴的摩尔质量=0. 1 kg/mol,密度P=0.8X103 kg/m3, 取体积K=3. 7X107 cnf的该种油滴滴在水面上，绽开成一面积S=0. 5 m2 的单分子油膜.求出分子的直径.估算出阿伏加德罗常数.【答案】7.4X10一。m(2) 5. 9X 1023/ mol【解析】（1）油膜的厚度即为油酸分子的直径,m=7. 4

6、X IO-10 mV 3. 7X10 4X10 6 d=-=S 0.5油酸的摩尔体积K=1.25X10-4 m3/mol每个分子的体积为 =9 = 2.12 XI产疗故阿伏加德罗常数%=4=5.9 X 1023/ %6.若以表示水的摩尔质量，表示在标准状态下水蒸气的摩尔体 积，P为在标准状态下水蒸气的密度，及为阿伏加德罗常数，勿、A匕分别 表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：“二7；夕二TP二又；无其中正确的是（）A.B.C.D.【答案】B【解析】选项特性分析正确对于.气体，宏观量、/、夕之间的关系式仍适用，有=口 p V夕匕宏观量与微观量之间的关系式也适用，有人一 - m m正确N

7、x m- atmNa错误气体的分子间有较大的距离，!求出的是一个气体分子平均占有的空间，一个气体分子的体积远远小于该空间错误式是将式代入式，并将式代入得出的课程小结1.物体是由体积很小的分子组成的。这一结论有坚实的试验基础。单分子 油膜试验等试验是上述结论的有力依据。分子直径大约有i（r米的数量级。 2.阿伏伽德罗常数是物理学中的一个重要常数，计算分子的数量、分子的 直径，都须要借助于阿伏伽德罗常数。因此可以说，阿伏伽德罗常数是联 系微观世界和宏观世界的桥梁。它把摩尔质量、摩尔体积等这些宏观量与 分子质量、分子体积（直径）等这些微观量联系起来阿伏伽德罗常数是自然科学的一个重要常数。现在测定它的

8、精确值是 Na=6.022045 X 1023/molo3.学会计算微观世界的物理量（如分子数目、分子质量、分子直径等）的 一般方法。由于微观量是不能干脆测量的，人们可以测定宏观物理量，用 阿伏伽德罗常数作为桥梁，间接计算出微观量来。如分子质量m,可通过 物质摩尔质量M和阿伏伽德罗常数Na,得到m=M/NAO通过物质摩尔质量瓜 密度P、阿伏伽德罗常数N”计算出分子直径 课后作业（在各自系统上进行布置）【基础】【巩固】【拔高】注：基础、巩固、拔高是由易到难分的三个级别，每个级别大约110题, 附答案和解析。课后评价物质是由大量分子构成的分子永不停息的做无规则的运动分子间存在着相互作用的引力和斥力

9、。分子是具有各种物质的化.学性质的最小微粒，在热学中，原子、离 子、分子这些微粒做热运动时，遵从相同的规律，所以，统称为“分 子”热学内容简介.1.热现象：与温度有关的物理现象。如热胀冷缩、摩擦生热、水结冰、湿衣服晾干等都是热现象。2 .热学的主要内容：热传递、热膨胀、物态改变、固体、液体、 气体的性质等。3 .热学的基本理论：由于热现象的本质是大量分子的无规则运 动，因此探讨热学的基本理论是分子动理论、能量守恒定律。二、学问讲解考点1：分子的大小。分子是看不见的，怎样能知道分子的大小呢？一、单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。将一滴体积已知的小油滴，滴在水面上，在重力作用下尽可能的

10、散开形成 一层极薄的油膜，此时油膜可看成单分子油膜,油膜的厚度看成是油酸分 子的直径，所以只要再测定出这层油膜的面积，就可求出油分子直径的大 小.介绍演示假如油在水面上尽可能地散开，可认为在水面上形成单分子油 膜，可以通过幻灯视察到，并且利用已制好的方格透亮胶片盖在水面上， 用于测定油膜面积。如图1所示。当然，这个试验要做些简化处理：1、把分子看成一个个小球；2、油分子一个紧挨一个整齐排列；3、认为油膜厚度等于分子直径.提问，已知一滴油的体积V和水面上油膜面积S,则这种油分子的直径是 多少？学生回答d=v/sFLASH课件模拟演示油膜法测分子直径在此基础上，进一步指出,介绍数量级这个数学名词，

11、一些数据太大，或很小，,为了书写便利，习 惯上用科学记数法写成10的乘方数，如3X10 %。我们把10的乘方数叫 做数量级，则1义10埠和9X10件,数量级都是10，。假如分子直径为d,油滴体积是V,油膜面积为S,则d=V/S,依据估算 得出分子直径的数量级为ICT%。二、利用扫描隧道显微镜测定分子的直径。三、利用离子显微镜测定分子的直径。留意：（1）用不同方法测量出分子的大小并不完全相同，但是数量级是相同的。测量结果表明，一般分子直径的数量级是 例如水分子直径是4X10Tm,氢分子直径是2. 3X10-10mo（2）指.出认为分子是小球形是一种近似模型，是简化地处理问 题，实际分子结构很困难

12、，但通过估算分子大小的数量级，对分子的大小有了较深化的相识。考点2阿伏伽德罗常数提问：在化学课上学过的阿伏伽德罗常数是什么意义？数值是多 少？明确Imol物质中含有的微粒数(包括原子数、分子数、离子 数)都相同。此数叫阿伏伽德罗常数，可用符号Na表示此席数, Na=6.02 X 1()23个/ m。,粗略计算可用附=6 X 1()23个/可。(阿伏 伽德罗常数是一个基本常数，科学工作者不断用各种方法测量它，以 期得到它精确的数值。)再问学生，摩尔质量、摩尔体积的意义。假如已经知道分子的大小，不难粗略算出阿伏伽德罗常数。例如, Imol水的质量是0.018kg,体积是1.8X10-5m3。每个水

13、分子的直径是 4X10-10m,它的体积是(4X10 1) m3=3X10-29m3o 假如设想水 分子是一个挨着一个排列的。提问：如何算出Imol水中所含的水分子数？考点3摩尔质量与分子个数的关系一一微观物理量的估算若已知阿伏伽德罗常数，可对液体、固体的分子大小进行估算。事先我们假定近似地认为液体和固体的分子是一个挨一个排列的(气体不能这样假设)。1、分子的质量=摩尔质量/阿伏加德罗常数2分子的体积=摩尔体积/阿伏加德罗常数3、几个常用的等式(1)阿佛加德罗常数=摩尔体积摩尔质量 分子体积一分子质量即:Na(2)分子的个数=摩尔数义阿伏加德罗常数三、例题精析【例题1】【题干】将1摩尔的油酸溶

14、于酒精，制成200毫升的溶液。已知1毫升的溶液有50滴，取1滴滴在水面上，在水面上形成0.2平方米的油膜,估算油酸分子的直径【答案】5X107。米【解析】1 cnT5的溶液中，酒精溶于水后，油酸的体积Vo =1/200 cm3 =l/200.X10-6m31滴溶液中，油酸的体积v = V0/50得到油酸分子的直径为d = v / s = 5Xl(T米, 注：酒精的作用 (1)、提高扩散速度(2)、油膜面积不致于很大，易于测量【例题2】【题干】估算标准状况下，气体分子和水分子的间距【答案】【解析】1、气体分子间距1、同理，水的摩尔体积v=18Xl(r,，=J 8x0； ioV6.02xl023注

15、：(1)比较间距的大小(2)边长=间距 Y-2、还可以看成球形模型v = 4 n r3/ 3r【例题3】【题干】水的质量为m,密度为P,变成蒸气后体积为V,求：蒸气分子所占空间匕=?水分子所占空间均一.【答案】工=把匕 m水分子空即尸旦【解析】L代 =工=把蒸气分子防血2 =上=mNa v2 m四、课堂运用J一【基础】1.用“油膜法”测算分子的直径时，必需假设的前提是（）A.将油分子看成球形分子B.认为油分子之间不存在间隙C.把油膜看成单分子油膜D.考虑相邻油分子的相互作用力【答案】ABC【解析】用“油膜法”估测分子直径时不须考虑分子间的作用力，而且认 为分子是紧密排列的，且把分子看成小球，在

16、水面上形成单分子油膜 2.最近发觉纳米材料具有许多优越性能，有着广袤的应用前景。已知Inm（纳米）=10一浙，边长为Inm的立方体可容纳的液态氢分子（其直径约为10-%）的个数最接近下面的哪一个数值（）A. 102B. 103C. 106D. 109【答案】B【解析】纳米是长度的单位，lnm= 10-7, EP lnm=10X10-10m,所以排列的分子个数接近于10个，可容纳103个，B项正确。3.只要知道下列哪一组物理量，就可以估算气体分子间的平均距离（）A.阿伏加德罗常数、该气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

17、度、体积和摩尔质量【答案】B【解析】对四个选项的条件逐一分析，看依据每个选项的条件能求出何种 物理量，由该物理量求出分子间的距离乩如：A选项的条件只能求出分子的总个数，而不能接着求得分子的体积0故A选项不正确。同理 对选项C, D进行分析推断，C只能求出该气体的密度，D能求出该气体的质量和摩尔数。故正确答案为B。4 .用筷子滴一滴水，体积约为O.lcn?,这一滴水中含有水分子的个数 最接近以下哪一个值(阿伏加德罗常数 = 6X102：imor,水的摩尔体积为 Koi18cm7mol)()A. 6XL()23个b. 3 X IO?1个C. 6X1019D. 3X1()17个【答案】B【解析】=m

18、匕ol0. 1X6X102318个-3义1()21个。5 .某种物质的摩尔质量为必 密度为。夕，阿伏加德罗常数为凡 则关 于该物质的说法中，不正确的是()A.分子的质量是物NB.单位体积内分子的个数是PN/MC.分子的体积肯定是物(夕心D.平均每个分子占据的空间是扬(夕心【答案】C【解析】：物(。加是平均每个分子占据的空间并不肯定是一个分子的体 积，c选项错。【巩固】1 .体积为/的油滴，落在安静的水面上，扩展成面积为s的单分子油 膜，则该油滴的分子直径约为 O已知阿伏加德罗常数为儿，油的摩尔质量为弘则一个油分子的质量为 O【答案】【解析】依据油膜法测分子大小的原理与阿伏伽德罗常数与摩尔质量的

19、关 系得出结果2 .地球到月球的平均距离为384400km,假如把铁的分子一个紧挨一个 地排列起来，筑成从地球通往月球的“分子大道”，试问这条大道须要多少个分子？这些分子的总质量是多少？(已知铁分子的直径为3 . OXlO-lom,铁的摩尔质量为 5. 60X10-2kg/mol)【答案】L281X1018个k 19X10Ag【解析】这条大道须要的分子个数为3. 844X1()83.0X10t个4.281X1018个,解 5.60 X10_26铁分子的质重力=豆=6 02X0kg29. 3X 10 -kg,总=加=9. 3X1O-26X 1. 281 X 1018kg=l. 19X10-7kg

20、3.为爱护环境和生态平衡，在各种生产活动中都应严禁污染水源。在 某一水库中，一艘年久失修的快艇在水面上违规快速行驶，速度为 8m/s,导致油箱突然裂开，柴油快速流入水中，从漏油起先到船员堵 住漏油处共用L5分钟。测量时，漏出的油已在水面上形成宽约为a = 100m的长方形厚油层。已知快艇匀速运动，漏出油的体积/= 1.44X10。(1)该厚油层的平均厚度为多少.？(2)该厚油层的厚度约为分子直径d的多少倍？(已知油分子的直径 约为 10-10m)【答案】2乂10一7 (2)200倍【解析】油层长度= /方=8X90m=720mV 1 44X 10-3油层厚度 D= ；9nvinnm-2X10-

21、8mLa /zOX lOO/、 D 2X108(2) 7?八一io-200 (倍)o d 104.从下列数据组可以算出阿伏加德罗常数的是()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2.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，还是有机物质的大分子，其分子大小的数C.本节中所说的“分子”，只包含化学中的分子，不包括原子和离子D.分子的质量是很小的，其数量级为107kg【答案】D【解析】阿伏加德罗常数是指Imol任何物质所含的粒子数，对固体和液体，阿伏加德罗常数”=摩尔质量分子质量摩尔体积/

22、或”二界翁因此正确的选项是D。5.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，还是有机物质的大分子，其分子大小的数 量级都是10-10mC.本节中所说的“分子”，只包含化学中的分子，不包括原子和离子 D.分子的质量是很小的，其数量级为107kg【答案】A【解析】物体是由大量分子组成的，故A项正确。一些有机物质的大分子 大小的数量级超过10 一，故B项错误。本节中把化学中的分子、原 子、离子统称为分子，故C项错误。分子质量的数量级一般为lOkg, 故D项错误。【拔高】1.油膜法粗略测定分子直径的试验基础是（）A.把油酸分子视为球形，其直径即为油膜的厚度B.让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜C.油酸分子的直径等于滴到水面上的油酸体积除以油膜的面积D.油酸分子直径的数量级是IO-15 m