人教版选修3-3 7.1 物质是由大量分子组成的 教案

人教版选修3－3 7.1 物质是由大量分子组成的教案
课题：物质是由大量分子组成的章节：全日制普通高级中学教科书（必修+选修）
物理第二册第十一章第一节
讲课人：廖恩绪时间：
教学目标知
识
与
技
能
1、知道分子动理论的基本内容。

2、知道用单分子油膜法估算分子的直
径，并知道一般分子的直径和质量的数
量级。

3、知道阿伏伽德罗常数的含义，记住他
的数值及单位。

过
程
与
方
法
培养学生在物理学中的估算能力，理解阿伏伽德罗常数是联系宏观世界和和
微观世界的桥梁，并通过阿伏伽德罗常数
估算固体和液体分子的质量、分子的体积
（或直径）、分子数等微观量。

教学
设计
重点
难点
教学
方法
教师讲解，师生讨论，课件演示教具多媒体
教学过程教学内容教
法
研
究
（10）分钟
引入：老师：上课，同学们好！
学生：老师好！
老师：前面的课程我们研究的都是力学的内容，从这节课开始我们学习热学。

热学（板书）
在初中我们已经接触到有关热学的一些基础知识，它研究热现象的规律，而凡是跟温度有关的现象都叫做热现象。

同学们我们生活中的热现象有那些呢？
师生共同讨论回答：热胀冷缩、摩擦生热、水结冰、湿衣服晾干等都是热现象。

老师：热学知识在实际生活中有重要的应用，如各种热机和致冷设备的研制，化工，冶金，气象的研究，都离不开热学知识。

研究热现象有两种不同的方法：第一种是从宏观上总结热学现象的规律，引入内能的概念，并把内能跟其他形式的能量联系起来；另一种是从物质的微观结构出发，建
立分子动理论，说明热现象是大量分子无规则运动的表现，；这两种方法相辅相成，使人们对热现象的研究越来越深。

下面我们来学习第二种方法
第十一章分子热运动能量守恒（板书）老师：这一章从微观和宏观的角度分别讲述了分子的运动情况，在这里我们要知道分子动理论的基本内容：物体是有大量分子组成的，分子永不停息地做无规则运动，分子间存在着相互作用力，大量分子无规则运动叫做分子的热运动，分子的热运动和分子间的相互作用力决定了物体的热学性质。

（停顿让学生熟悉）
大家都知道“物体是由大量分子组成的”。

这节课我们就来研究这个问题。

第一节、物质是由大量分子组成的（板书）
（30）分钟展开：老师：在两千多年前，古希腊的著名思想家德谟克利特说过万物都是由极小的微粒构成的，并把这种微粒叫原子。

这种古代的原子学说虽然没有实验根据，却包含了原子理论的萌芽。

科学发展到今天
原子早已被实验证实，而且原子能构成分子。

提问同学：在化学课上同学们都学过有关分子的相关性质，化学中的分子含义是什么呢？
（分子是具有各种物质化学性质的最小粒子）
老师：由于原子、分子、离子等做热运动时遵从相同的规律，所以物理学中统称为分子。

大家都知道我们用眼睛是直接看不到分子到底有多大的，现在我们来探究分子的大小。

一、分子的大小（板书）
老师：组成物质的分子是很小的，现在能用放大几亿倍的扫描隧道显微镜和离子显微镜来观察到物质表面的分子，彩图2是我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的排布图。

展示课件图片
用离子显微镜观测硅表面硅原子的排列
(课件)老师：怎样才能知道分子的大小呢？阅读课本测定分子大小的方法（油膜法）。

这个实验中主要推荐的是一种科学的思维方式：怎样用宏观量表示微观量。

【思考题】
1、用什么方法来测定分子的直径？
2、怎样才能用此方法来测分子的直径？
3、用此方法测分子直径的科学依据是什么？
分析（板书）1、粗略测定分子的方法测定法：单分子层油膜法测分子直径
油膜法测定分子直径：
(1)测出1滴油体积
(2)将一滴油酸稀释（放大）
(3)取稀释液1滴扩展成油膜,计算1滴稀释液油酸的体积V
(4)以割补法求所占格的面积S
(5)设分子为球形且单层排列（理想化模型）
(6)计算厚度（直径）
2、测定原理d=V/S
3、科学依据：
①油分子看成球形
②将油膜看成单分子油膜
③不考虑油分子之间的间隙
数量级这个数学名词，一些数据太大，或很小，为了书写方便，习惯上用科学记数法写成10的乘方数，如3×10-10m。

我们把10的乘方数叫做数量级，那么1×10-10m和9×10-10m，数量级都是10-10m。

根据许多实验测量结果表明，油酸分子直径的数量级为10-10m
老师：物理学中测定分子的大小的方法有许多种，用不同的方法测定的结果并不完全相同，但是数量级是一致的，测定结果表明，除了有些有机物质的大分子外，一般分子直径的数量级为10-10m。

（板书）一般分子直径的数量级为10-10m。

（板书）二、阿伏伽德罗常数
老师：向学生提问，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？
答： 1mol 的任何物质都含有相同的粒子数（包括原子数、分子数、离子数……）。

此数叫阿伏伽德罗常数，可用符号N A 表示此常数，N A =6.02×1023个/mol 。

（板书）1mol 的任何物质都含有相同的粒子数，用符号N A 表示
例，1mol 水的质量是0.018kg ，体积是
1.8×10-5 m 3。

每个水分子的直径是
4×10-10m ，它的体积是
33
106)104(m -⨯π=3×10-29m 3。

如果设想水分子是一个挨着一个排列的。

问学生：怎样算出1mol 水中所含的水分子数？
答：/mol)(106103108.123295
个⨯=⨯⨯=--A N
老师：1986年用X 射线法测得的阿伏伽德罗常数是N A =6.0221367×1023mol -1
（板书）阿伏伽德罗常数N A =6.02×1023mol -1
在粗略计算时取N A =6.0×1023mol -1
阿伏伽德罗常数是一个非常巨大的数字，
1cm 3的水中含有的水分子数约为3.3×1022 个，假设全世界60亿人不分男女老少都来数这1cm 3的水分子，没人每秒数1个，也要17万年左右的时间才能数完，把1g 酒精倒入容积为100亿立方米的水库中，酒精分子均匀分布在水中后，每1cm 3的水中的酒精分子数仍然在100万个以上。

提问学生：1mol 水的质量是M=18g ，那么每个水分子质量如何求？ 答：
kg mol
mol kg m 26
1
232100.3100.6/108.1---⨯=⨯⨯=
可见水分子的质量是很小的，(板书)分子质量数量级10-26～10-30kg 。

通过阿伏伽德罗常数我们可以将
，等）
，微观物理量（等）宏观物理量（分子分子V ,,,A N m V M V m mol mol −−→←
A
mol A mol N V N m ρ==
M 分子分子的质量
A
mol A N M N mol ρ==V V 分子
分子的体积 A
mol
A mol A mol A mol A N V V
N V m N M V N M m nN ====
=ρρN 物质所含的分子数 (5 ) 分钟
结束： 一种思路：油膜法测分子大小
一种模型：把分子看作球形
一座桥梁：阿伏伽德罗常数
作业将课本练习一（P71）第（3）、（4）题做在作业本上，阅读纳米科学技术
板书设计
主板书附板书
热学
第十一章分子动理论能量守恒
第一节物质是由大量分子组成的
一、分子的大小
1、粗略测定分子的方法测定法：单分子层
油膜法测分子直径
油膜法测定分子直径：
(1)测出1滴油体积
(2)将一滴油酸稀释（放大）
(3)取稀释液1滴扩展成油膜,计算1滴
稀释液油酸的体积V
(4)以割补法求所占格的面积S
(5)设分子为球形且单层排列（理想
化模型）
(6)计算厚度（直径）
2、测定原理d=V/S
3、科学依据：
①油分子看成球形
②将油膜看成单分子油膜
③不考虑油分子之间的间隙
一般分子直径的数量级为10-10m。

二、阿伏伽德罗常数
1定义：1mol的任何物质都含有相同的粒
子数，叫阿伏伽德罗常数。

用符号N A表示
2、阿伏伽德罗常数N A=6.02×1023mol-1
3、分子质量数量级10-26～10-30kg。

4、通过阿伏伽德罗常数我们可以将。

三、小结：一种思路：油膜法测分子大小
一种模型：把分子看作球形
一座桥梁：阿伏伽德罗常数
/mol)
(
10
6
10
3
10
8.1
23
29
5
个
⨯
=
⨯
⨯
=
-
-
A
N
kg
mol
mol
kg
m26
1
23
2
10
0.3
10
0.6
/
10
8.1
-
-
-
⨯
=
⨯
⨯
=
A
mol
A
mol
N
V
N
m
ρ
=
=
M
分子
分子的质量
A
mol
A
N
M
N
mol
ρ
=
=
V
V
分子
分子的体积
物质所含的分子
数。

课后分析（课后反思）。