7.1学案

7.1物体是由大量分子组成的

学习目标：

1、知道物体是由大量分子组成的。

2、知道油膜法测分子大小的原理，并能进行测量和计算。通过油膜法实验知道科学研究中的一种方法：利用宏观量求微观量。

3、知道分子的球形模型，知道分子直径的数量级。初步认识到微观世界是可以认知的。人类探究微观世界经历了漫长的过程，而且意识到这种探索还将持续下去。

4、知道阿伏加德罗常数的物理意义、数值和单位。

重点、难点：

重点是知道分子大小的数量级；用阿伏伽德罗常数进行有关计算或估算的方法；难点是理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法。

【问题导读单】

引入：

从今天开始我们将学习热学，热学知识主要分为两部分：第一部分是从微观角度研究热学问题，即从分子动理论的观点认识热现象；第二部分是从宏观角度研究热学问题，即从能量的观点认识热现象。这一章先学第一部分，即从分子动理论的观点来认识热现象。

【问】首先谈谈你们对分子的认识，你认可三大内容的理由？

［自主学习］

一、用油膜法估算分子的大小

【问】你们认为分子很小，小到什么程度？（举例）

【思考】现在我们有一个集装箱的乒乓球，如何测得一个球的高度？

请注意：微观的“球”是不能直接测得高度的

阅读课本测定分子大小的方法（油膜法），思考

（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大小和直径？

2、怎样才能用此方法来测分子的直径和大小？

3、用此方法测分子直径的科学依据是什么？

4、试写出用单分子油膜法粗测油分子直径的步骤?

二、分子的大小

1、分子模型有哪几类？

2、对于利用固体、液体、气体分子大小计算分别适用和类型？

3、分子大小数量级是_______(例如：水分子直径的数量级4×10-10m；氢气分子直径2.3×10-10m)

【思考】如何利用扫描隧道显微镜测定分子的直径？

三、阿伏加德罗常数

1、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？

2、摩尔质量、摩尔体积的意义？

3、1mol水的质量是M=18g，那么每个水分子质量如何求？

4、若已知铁的相对原子质量是56，铁的密度是7.8×103kg／m3，试求质量是1g 的铁块中铁原子的数目（取1位有效数字）。又问：是否可以计算出铁原子的直径是多少来？

总结：以上计算分子的数量、分子的直径，都需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。【问题解决单】

［典型例题］

例题1、将1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液。已知1cm3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0.2m2,由此可个测出油酸分子的直径为（5×10-10m）

例题2已知水的密度ρ=1.0×103kg /m3,水的摩尔质量M=1.8×10-2kg /mol.

求：（1）1g 水中含有多少水分子？（3.3×1022

（2）水分子的质量是多少？（3.0×10-26kg ）

（3）估算水分子的直径。（保留两位有效数字）（3.9×10-10m ）

例题3 试估算氢气分子在标准状态下的平均距离。（3×10-9m ）

［针对训练］

1、体积是3210-⨯cm 3的一滴油,地在水面上,最终扩展成面积为6m 2的油膜,由此可以估算出该种油分子直径的大小是？（保留一位有效数字

2、从下列那一组数据可以算出阿伏加德罗常数（）

A 、水的密度和水的摩尔质量

B 、水的摩尔质量和水的体积

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（ ）

3、铜的摩尔质量为M ，密度为ρ，若用N A 表示阿伏加德罗常数，则下列说法中正确的是（）

A 、1个铜原子的质量是ρ/N A

B 、1个铜原子占有的体积是A

M

N ρ C 、1m 3铜所含原子的数目是 ρN A /M D 、1kg 铜所含原子的树木使N A / M

4、某固体物质的摩尔质量为M ，密度为ρ,阿伏加德罗常数位N A ，则每个分子的质量和单位体积内所含的分子数分别是（ ）

A 、N A / M 、N A ρ/ M

B 、M / N A 、MN A /ρ

C 、 N A / M 、M / N A ρ

D 、 M / N A 、N A ρ/ M

5、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？（ ）

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、该气体的摩尔质量和体积

D 、该气体的密度、体积和摩尔质量

6、用油膜法测出分子直径后，要测阿伏加德罗常数，只要知道油滴的（ ）

A 、摩尔质量

B 、摩尔体积

C 、体积

D 、密度

答案：1、3×10-10m 2、D 3、BCD 4、D 5、B 6、B

【问题拓展单】

［能力训练］

1、若以μ表示水的摩尔质量，υ表示在标准状况下水蒸气的密度，N 为阿伏加德罗常数，m 、△分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式:

(1)N=m υρ (2)ρ=N μ∆ (3)m=N μ (4)△=N

μ 其中正确的是 （ ）

A. (1)和（2）都是正确的

B. (1)和（3）都是正确的

C.（3）和（4）都是正确的

D. (1)和（4）都是正确的

2、一个房间的地面面积是15m 2,高3m ，试估算出该房间内空气的质量。已知空气的平均摩尔质量是2.9×10-2kg / mol.。

3、已知铜的密度为8.9×103kg / m 3，原子量为64，通过估算可知铜中每个铜原子所占的体积为（ ）

A. 7×10-6m 3

B.1×10-29m 3

C. 1×10-26m 3

D. 8×10-24m 3

4、用长度放大600倍的显微镜观察布朗运动。估计放大后的小碳粒体积为0.1×10-9m 3,碳的密度是2.25×103kg/m 3,摩尔质量是1.2×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数为6.02×1023mol -1,则该小碳粒含分子数约为多少个？（保留一位有效数字）

5、在做用油膜法估测分子大小的实验中，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为n ，又用滴管测得每N 滴这种油酸酒精溶液的总体积为V ，，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a 的正方形小格的纸上(如右图)测得油膜占有的小正方形个数为m 。 ⑴用以上字母表示油酸分子的大小d 。

⑵从右图中数得油膜占有的小正方形个数为m =______。

答案：1、B 2、按标况计算，m=A A V M V =23153 2.91022.410--⨯⨯⨯⨯kg=58kg

3、B

4、5×1010个

5、（1）N

ma nV d 2= （2）58