高中物理 7.1物体是由大量分子组成的教案 新人教版选修3-3

第一节物体是由大量分子组成的

教学目标：

1、知道物体是由大量分子组成的.

2、理解用单分子油膜法测定分子大小的原理，并能进行计算。

3、知道分子的球形模型，知道分子大小的数量级.

4、理解阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁，记住它的数值和单位，会用这个常数进行有关的计算和估算.

教学重点：

1、物体是由大量分子组成的；

2、分子大小的数量级及用单分子油膜法测定分子大小的原理.

教学难点：

1、理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法；

2、用阿伏加德罗常数进行有关计算或估算的方法

教学方法：讲述法、练习法

教学用具：多媒体教学课件

教学过程：

（一）引入新课

自古以来，人们在不断地探索物质组成的秘密，两千多年以前，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.科学技术发展到今天，这种猜想已被证实，本节课我们就来学习构成物质的微粒的特点.

（二）

1、分子的大小

自然界中所有物质都是由大量的分子组成的。此处所提出的“分子”是个广义概念，指组成物质的原子、离子或分子。

(1)分子模型

首先，可以把单个分子看做一个立方体，也可以看做是一个小球。通常情况下把分子看做小球，是对分子的简化模型。实际上，分子有着复杂的内部结构，并不真的都是小球。

其次，不同的物质形态其分子的排布也有区别，任何物质的分子间都有空隙。对固体和液体而言，分子间空隙比较小，我们通常认为分子是一个挨着一个排列的，而忽略其空

隙的大小。

(2)用油膜法估测分子的大小

估测分子的大小通常采用油膜法。具体把一滴油膜滴到水面上，油酸在水面上散开形成单分子油膜，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可认为等于油膜分子的直径。最后根据1滴油酸的体积V 和油膜面积S 就可以算出油膜的厚度(S

V

D =)，即油酸分子的尺寸。其线度的数量级为m 10

10

-。用油膜法测定分子的直径时，实际是一种理想化处理过

程，我们做了如下理想化处理：

①把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层. ②把分子看成球形.

我们可以用不同的方法估测分子的大小。用不同的方法测出的分子大小并不完全相同，但是数量级是一致的。除了一些高分子有机物之外，一般分子直径的数量级约为m 1010

-。

2、阿伏加德罗常数

（1）回忆化学中学过的阿伏加德罗常数.

即1 mol 的任何物质都含有相同的粒子数，这个数就叫阿伏加德罗常数. （2）

已知水的摩尔体积是1.8×10-5

m 3

mol.每个水分子的直径是4×10-10

m ，设想水分子是一个挨一个排列的，求1 mol 水中所含的水分子数.

学生解答：得到：N =3

2935m

100.3mol /m 108.1--⨯⨯=6.0×1023 mol -1

. （3）

通常情况下：N A =6.02×1023

mol -1

. 粗略计算时：N A =6.0×1023

mol -1

.

（4）阿伏加德罗常数的意义：

阿伏加德罗常数用A N 表示，它是微观世界的—个重要常数，是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁，它的意义：

①已知固体和液体（气体不适用）的摩尔体积v mol 和一个分子的体积v ，则N A =v

v mol

；反之亦可估算分子的大小。

②已知物质（所有物质，无论液体、固体还是气体均适用）的摩尔质量M 和一个分子

的质量m ，求N A ＝

m

M

；反之亦可估算分子的质量。 ③已知固体和液体（气体不适用）的体积V 和摩尔体积v mol ，则物质的分子数n ＝

mol

v v NA

＝mol

v M ρ

/N A ．其中ρ是物质的密度，M 是物质的质量。 ④已知物质（所有物质，无论液体、固体还是气体均适用）的质量和摩尔质量，则物

质的分子数 n=m M

N A ．

3、例题探究

例1、将3cm 1的油酸溶于酒精，制成3cm 200的油酸酒精溶液，已知3cm 1的溶液有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薄层，已测出这一薄层的面积为2m 20.，由此可估测油酸分子的直径为多少？

解析：1 cm 3

油酸酒精溶液中油酸的体积V ＝

200

1×10－6 m 3

，1滴油酸酒精溶液中油酸体积V 油酸＝V 50＝50200106⨯-m 3，则油酸分子的直径d ＝2

.050200106⨯⨯=-S V 油膜m ＝5×10－10

m 。

提示：本题关键是知道分子的球形模型，理解用油膜法测分子直径的原理，运用公式d=VS 进行计算，注意单位的统一。除油膜法计算分子大小外，如果在已知分子的体积V 的情况下，对固体、液体还有方法：①当分子视为球体时，有V ＝ 43

π (d2)3

＝πd 3

6，d ＝3

6π

V

；

②当分子视为立方体时，d ＝3V 。对气体，因分子的间距很大，不考虑气体分子的大小。

例2、水的分子量是18，水的密度33m /kg 1001⨯=ρ.，阿伏加德罗常数123A mol 10026N -⨯=.，

则(1)水的摩尔质量M ＝________1mol g -⋅或M ＝______1mol kg -⋅；(2)水的摩尔体积V ＝________13mol m -⋅；(3)一个水分子的质量m ＝_________kg ；(4)一个水分子的体积V ′＝__________3m ；(5)将水分子看做是个球体，水分子的直径d ＝________m ，一般分子直径的数量级都是___________m 。

解析：(1)某种物质的摩尔质量用“1mol g -⋅”做单位时，其数值与该物质的原子量相同，所以水的摩尔质量1mol g 18M -⋅=。如果摩尔质量用国际单位制的单位“1mol kg -⋅”，