《物体是由大量分子组成的》 学历案

《物体是由大量分子组成的》学历案
一、学习目标
1、知道物体是由大量分子组成的。

2、了解用油膜法估测分子大小的原理和方法。

3、理解阿伏伽德罗常数的含义，掌握其相关计算。

二、学习重难点
1、重点
（1）用油膜法估测分子的大小。

（2）阿伏伽德罗常数的意义及应用。

2、难点
（1）对分子模型的理解和建立。

（2）油膜法实验中的误差分析。

三、知识讲解
（一）分子的大小
1、分子的概念
分子是保持物质化学性质的最小微粒。

2、分子的大小
分子很小，一般分子直径的数量级为 10⁻¹⁰m。

（二）用油膜法估测分子的大小
1、实验原理
把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，酒精溶于水，油酸在水面上形成单分子油膜。

若把分子看成球形，单分子油膜的厚度就等于分子的直径。

2、实验步骤
（1）配制油酸酒精溶液。

（2）用注射器或滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数。

（3）向浅盘里倒入约 2cm 深的水，将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上。

（4）用注射器或滴管将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状描绘在玻璃板上。

（5）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。

（6）根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积。

（7）计算出油酸薄膜的厚度，即为油酸分子的直径。

3、注意事项
（1）油酸酒精溶液的浓度应适当小些，这样形成的油膜面积较大，测量误差较小。

（2）痱子粉或石膏粉的作用是便于观察油膜的边界。

（3）滴入油酸酒精溶液时，滴管应靠近水面，不能插入水中，也
不能离水面太高，否则油膜难以形成。

（4）计算油膜面积时，以坐标纸上边长为 1cm 的正方形为单位，
数出轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个。

4、误差分析
（1）油酸酒精溶液的实际浓度和计算时所用浓度值有偏差。

（2）一滴油酸酒精溶液的实际体积和测量值有偏差。

（3）油膜不是单分子层。

（4）计算油膜面积时，数格子的误差。

（三）阿伏伽德罗常数
1、定义
1mol 任何物质所含的粒子数均为 602×10²³个，这个数叫做阿伏伽
德罗常数，用Nₐ 表示。

2、意义
阿伏伽德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁。

3、相关计算
（1）已知物质的摩尔质量 M 和阿伏伽德罗常数Nₐ，可求一个分子的质量 m₀＝M/Nₐ。

（2）已知物质的摩尔体积 Vₘ 和阿伏伽德罗常数Nₐ，可求一个分子的体积 V₀＝ Vₘ/Nₐ 。

（四）分子的模型
1、球体模型
把分子看成是一个球体，其直径为 d。

2、立方体模型
把分子看成是一个立方体，其边长为 a。

四、例题讲解
例 1：将 1cm³的油酸溶于酒精，制成 200cm³的油酸酒精溶液。

已知 1cm³溶液有 50 滴，现取 1 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层，已测出这一薄层的面积为
02m²，由此可估测油酸分子的直径为多少？
解：一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为：
V ＝（1/200)×（1/50)×10⁻⁶m³＝ 1×10⁻¹⁰m³
油酸分子的直径为：
d ＝ V/S ＝ 1×10⁻¹⁰m³/02m²＝ 5×10⁻¹⁰m
例 2：已知水的摩尔质量为 18g/mol，阿伏伽德罗常数为
602×10²³mol⁻¹，求一个水分子的质量和体积。

解：一个水分子的质量为：
m₀＝M/Nₐ ＝ 18×10⁻³kg ／602×10²³ ≈ 3×10⁻²⁶kg
水的摩尔体积为 Vₘ ＝ 18×10⁻⁶m³/mol
一个水分子的体积为：
V₀＝ Vₘ/Nₐ ＝ 18×10⁻⁶m³/mol ／ 602×10²³mol⁻¹ ≈ 3×10⁻²⁹m³
五、课堂练习
1、用油膜法估测分子直径的实验中，下列操作正确的是（）
A 将纯油酸直接滴在水面上
B 向量筒中滴 100 滴油酸酒精溶液，读出其体积 V
C 用注射器吸取油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒内，若100 滴溶液的体积是 V₁，则 1 滴油酸酒精溶液的体积为 V₁/100
D 把痱子粉均匀地撒在水面上
2、已知某气体的摩尔体积为 224L/mol，阿伏伽德罗常数为
602×10²³mol⁻¹，则一个气体分子的平均体积约为（）
A 372×10⁻²³L
B 372×10⁻²⁴L
C 372×10⁻²⁵L
D 372×10⁻²⁶L
六、总结与拓展
通过本节课的学习，我们知道了物体是由大量分子组成的，了解了用油膜法估测分子大小的实验原理和方法，掌握了阿伏伽德罗常数的含义及相关计算，建立了分子的模型。

在实际生活中，分子的概念和相关知识有着广泛的应用。

比如，在研究材料的性质、理解化学反应的机理、探索生物体内的分子过程等方面，都离不开对分子的认识和理解。

同时，对于分子的研究还在不断深入和发展，希望同学们能够保持对科学的好奇心和探索精神，不断追求知识的进步。

七、课后作业
1、复习本节课所学内容，整理笔记。

2、完成课本上的相关习题。

3、查阅资料，了解分子研究的最新进展。