人教版高中物理选修3-3全册课件
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1
• 1 物体是由大量分子组成的
学习目标
素养提炼
1.知道物体是由大量分子组 成的．
物理观念：物体是由大量分子 组成的．
2．知道油膜法估测分子直 径的原理、思想和方法．
分子模型：球形模型和立方体 模型．
3．知道分子球形模型和分 子直径的数量级．
科学思维：利用阿伏加德罗常 数这一桥梁估算分子的大小 和质量．
图所示，油膜的__厚___度___即为油酸分子的直径．
V
(2)计算：如果油滴的体积为V，单分子油膜的面积为S，则分子的直径d＝___S_____.(忽
略分子间的空隙) 2．分子的大小：除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为__1_0_－_1_0__m.
[思考] 热学中所说的分子是化学意义上的分子吗？ 提示：不是．热学中所说的分子是组成物质微粒的分子、原子或离子的统称．
[解析] (1)实验操作开始之前要先配制油酸酒精溶液，确定每一滴溶液中含有纯 油酸的体积，所以步骤④放在首位．实验操作时要在浅盘放水、撒痱子粉，为 油膜的形成创造条件，然后是滴入油酸、测量油膜的面积，计算油膜的厚度(即 油酸分子直径)，所以接下来的步骤是①②⑤③. (2)油酸溶液的体积浓度是3100，一滴溶液的体积是510 cm3＝2×10－8 m3， 所以油酸分子的直径为d＝2×100－.183×3010 m≈5×10－10 m.
4．知道阿伏加德罗常数及 其意义.
科学探究：油膜法探究分子直 径的大小.
01 课前 自主梳理 02 课堂 合作探究 03课后 巩固提升 04课时 跟踪训练
一、分子的大小
1．用油膜法估测分子的大小
(1)方法：把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，在水面上形成油酸薄
膜，薄膜是由___单___层______的油酸分子组成的，并把油酸分子简化成__球___形_____，如
宏观物理量与分子质量、_分___子__大___小___等微观物理量联系起来．
[判断辨析]
(1)油膜法测定分子大小的方法是利用宏观量测定微观量的方法．( √ ) (2)阿伏加德罗常数所表示的是1 g物质内所含的分子数．( × )
(3)阿伏加德罗常数是摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子体积
二、阿伏加德罗常数
1．定义：1 mol 的任何物质都含有相同的__粒__子___数_，用 NA 表示． 2．数值：通常取 NA＝_6_._0_2__×___1_0m2o3l－1，在粗略计算中可取 NA＝_6_._0_×___1__0m23ol－1. 3．意义：阿伏加德罗常数是一个重要的常数．它把___摩__尔___质___量_、摩尔体积这些
等微观物理量联系的桥梁．( √ )
要点一 用油膜法估测分子的大小 [探究导入]
在油膜法估测分子的大小的实验中．
(1)把分子看成什么样的形状比较简单、直观？ (2)油膜最薄时，分子是如何排列的？厚度与分子的大小有什么关系？ 提示：(1)球形． (2)单层分子紧密排列；厚度等于分子的直径．
[探究归纳] 1．实验目的：用油膜法估测分子的大小． 2．实验原理：把一定体积的油酸酒精溶液滴在水面上 使其形成单分子油膜，如图所示．不考虑分子间的间 隙，把油酸分子看成球形模型，计算出1滴油酸酒精溶 液中含有纯油酸的体积V并测出油膜面积S，求出油膜 的厚度d，即 d＝VS就是油酸分子的直径．
完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的顺序是________．(填写步骤前面的数字) (2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒 精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面 积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为________m．(结果保留一位有效数字) [思路点拨] 滴油酸之前必须先撒痱子粉是为了油酸在水面上扩散后，将水面上 的痱子粉推开形成清晰的边缘．
6．注意事项 (1)油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免改变浓度，造成较大的实验误 差． (2)实验前应注意浅盘是否干净，否则难以形成油膜． (3)浅盘中的水应保持平衡，痱子粉应均匀撒在水面上． (4)向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形 成． (5)待测油酸液面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓．
5.数据处理
在实验中由d＝VS 计算分子直径时，V是经过换算后一滴油酸酒精溶液中纯油酸的 体积，各物理量的计算方法如下：
(1)一滴油酸酒精溶液的体积V′＝
VN N
(N为滴数，VN为N滴油酸酒精溶液的体
积)．
(2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V＝ηV′(η为油酸的浓度)．
(3)油酸薄膜的面积S＝na2(n为小正方形的有效个数，a为小正方形的边长)．
[典例1] 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉 均匀地撒在水面上； ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定； ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的 体积和面积计算出油酸分子直径的大小； ④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增 加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积； ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将验器材：油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、浅盘、玻璃板、坐标纸、彩 笔、痱子粉或细石膏粉． 4．实验步骤 (1)取1 mL(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成200 mL的油酸酒精溶液． (2)用注射器往量筒中滴入1 mL配制好的油酸酒精溶液(浓度已知)，记下滴入的 滴数N，算出一滴油酸酒精溶液的体积V′. (3)在浅盘中倒入约2 cm深的水，将痱子粉或细石膏粉均匀撒在水面上． (4)将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上．
(5)待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔画出油酸薄膜的形 状． (6)将玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内边长为1 cm的方格的个数，通过方 格的个数，算出油酸薄膜的面积S.计算方格数时，不足半个的舍去，多于半个的 算一个． (7)根据已配制好的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V. (8)计算油酸薄膜的厚度d＝VS，即为油酸分子直径的大小．
• 1 物体是由大量分子组成的
学习目标
素养提炼
1.知道物体是由大量分子组 成的．
物理观念：物体是由大量分子 组成的．
2．知道油膜法估测分子直 径的原理、思想和方法．
分子模型：球形模型和立方体 模型．
3．知道分子球形模型和分 子直径的数量级．
科学思维：利用阿伏加德罗常 数这一桥梁估算分子的大小 和质量．
图所示，油膜的__厚___度___即为油酸分子的直径．
V
(2)计算：如果油滴的体积为V，单分子油膜的面积为S，则分子的直径d＝___S_____.(忽
略分子间的空隙) 2．分子的大小：除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为__1_0_－_1_0__m.
[思考] 热学中所说的分子是化学意义上的分子吗？ 提示：不是．热学中所说的分子是组成物质微粒的分子、原子或离子的统称．
[解析] (1)实验操作开始之前要先配制油酸酒精溶液，确定每一滴溶液中含有纯 油酸的体积，所以步骤④放在首位．实验操作时要在浅盘放水、撒痱子粉，为 油膜的形成创造条件，然后是滴入油酸、测量油膜的面积，计算油膜的厚度(即 油酸分子直径)，所以接下来的步骤是①②⑤③. (2)油酸溶液的体积浓度是3100，一滴溶液的体积是510 cm3＝2×10－8 m3， 所以油酸分子的直径为d＝2×100－.183×3010 m≈5×10－10 m.
4．知道阿伏加德罗常数及 其意义.
科学探究：油膜法探究分子直 径的大小.
01 课前 自主梳理 02 课堂 合作探究 03课后 巩固提升 04课时 跟踪训练
一、分子的大小
1．用油膜法估测分子的大小
(1)方法：把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，在水面上形成油酸薄
膜，薄膜是由___单___层______的油酸分子组成的，并把油酸分子简化成__球___形_____，如
宏观物理量与分子质量、_分___子__大___小___等微观物理量联系起来．
[判断辨析]
(1)油膜法测定分子大小的方法是利用宏观量测定微观量的方法．( √ ) (2)阿伏加德罗常数所表示的是1 g物质内所含的分子数．( × )
(3)阿伏加德罗常数是摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子体积
二、阿伏加德罗常数
1．定义：1 mol 的任何物质都含有相同的__粒__子___数_，用 NA 表示． 2．数值：通常取 NA＝_6_._0_2__×___1_0m2o3l－1，在粗略计算中可取 NA＝_6_._0_×___1__0m23ol－1. 3．意义：阿伏加德罗常数是一个重要的常数．它把___摩__尔___质___量_、摩尔体积这些
等微观物理量联系的桥梁．( √ )
要点一 用油膜法估测分子的大小 [探究导入]
在油膜法估测分子的大小的实验中．
(1)把分子看成什么样的形状比较简单、直观？ (2)油膜最薄时，分子是如何排列的？厚度与分子的大小有什么关系？ 提示：(1)球形． (2)单层分子紧密排列；厚度等于分子的直径．
[探究归纳] 1．实验目的：用油膜法估测分子的大小． 2．实验原理：把一定体积的油酸酒精溶液滴在水面上 使其形成单分子油膜，如图所示．不考虑分子间的间 隙，把油酸分子看成球形模型，计算出1滴油酸酒精溶 液中含有纯油酸的体积V并测出油膜面积S，求出油膜 的厚度d，即 d＝VS就是油酸分子的直径．
完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的顺序是________．(填写步骤前面的数字) (2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒 精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面 积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为________m．(结果保留一位有效数字) [思路点拨] 滴油酸之前必须先撒痱子粉是为了油酸在水面上扩散后，将水面上 的痱子粉推开形成清晰的边缘．
6．注意事项 (1)油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免改变浓度，造成较大的实验误 差． (2)实验前应注意浅盘是否干净，否则难以形成油膜． (3)浅盘中的水应保持平衡，痱子粉应均匀撒在水面上． (4)向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形 成． (5)待测油酸液面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓．
5.数据处理
在实验中由d＝VS 计算分子直径时，V是经过换算后一滴油酸酒精溶液中纯油酸的 体积，各物理量的计算方法如下：
(1)一滴油酸酒精溶液的体积V′＝
VN N
(N为滴数，VN为N滴油酸酒精溶液的体
积)．
(2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V＝ηV′(η为油酸的浓度)．
(3)油酸薄膜的面积S＝na2(n为小正方形的有效个数，a为小正方形的边长)．
[典例1] 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉 均匀地撒在水面上； ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定； ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的 体积和面积计算出油酸分子直径的大小； ④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增 加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积； ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将验器材：油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、浅盘、玻璃板、坐标纸、彩 笔、痱子粉或细石膏粉． 4．实验步骤 (1)取1 mL(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成200 mL的油酸酒精溶液． (2)用注射器往量筒中滴入1 mL配制好的油酸酒精溶液(浓度已知)，记下滴入的 滴数N，算出一滴油酸酒精溶液的体积V′. (3)在浅盘中倒入约2 cm深的水，将痱子粉或细石膏粉均匀撒在水面上． (4)将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上．
(5)待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔画出油酸薄膜的形 状． (6)将玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内边长为1 cm的方格的个数，通过方 格的个数，算出油酸薄膜的面积S.计算方格数时，不足半个的舍去，多于半个的 算一个． (7)根据已配制好的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V. (8)计算油酸薄膜的厚度d＝VS，即为油酸分子直径的大小．