高中物理选修3-3全套ppt课件备课讲稿

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• A.油酸未完全散开 • B.油酸中含有大量的酒精 • C.计算油膜面积时不足1格的全部按1格计算 • D.求每滴溶液的体积时,1mL的溶液的滴数少记了10滴 • 答案:AD
解析:油酸分子直径 d=VS。计算结果明显偏大,可能是 V 取大了或 S 取小了,油酸未完全散开,所测 S 偏小,d 偏大, A 正确;油酸中含有大量的酒精,不影响结果,B 错;若计算 油膜面积时不足 1 格的全部按 1 格计算,使 S 变大,d 变小, C 错误;若求每滴溶液的体积时,1mL 的溶液的滴数少记了 10 滴,使 V 变大,d 变大,D 正确。
选修3-3 ·物理
人教版 ·选修3-3
第七章 分子动理论
第七章 第一节 物体是由大量分子组成的
1 学习目标定位
2 课堂情景切入 3 知识自主梳理 4 重点难点突破
5 考点题型设计 6 易错案例剖析 7 课时作业
学习目标定位
※ 知道分子的大小,知道分子直径的数量级 知道阿伏加德罗常数,知道物体是由大量分
•式中的S是滴入水中后纯油酸形成的油膜面积,其大小用数坐标纸上
对应的格数来计算,以1cm为边长的坐标纸上占了多少个格,其面积 就是多少平方厘米,数格时,不足半个格的舍去,多于半格的算1个格。 这样就可粗略地计算出油酸分子的直径。 •6.注意事项 •(1)痱子粉不要撒得太多,只要能够帮助看清油膜边界即可。 •(2)滴入油酸溶液时,一定要细心,不要一下滴得太多,使油膜的面积 过大。
解析:阿伏加德罗常数 NA=MmA0 =VmA0ρ,NA=ρMVA0(只适用于 固体、液体),所以 A、B 正确,C、D 错误。
探究·应用

随着“嫦娥三号”的成功发射,中国探月工程顺利进
行。假设未来在月球建一间实验室,长a=8m,宽b=7m,高c=4m,
实验室里的空气处于标准状态。为了估算出实验室里空气分子的数目,
6VmoL πNA
• 特别提醒:
• (和1)宏阿观伏物加理德量罗的常桥数梁NA。是微观世界的一个重要常数,是联系微观物理量
• (2)固体、液体分子可视为球形,分子间紧密排列可忽略间隙。 • (3)可以近似认为气体分子是均匀分布的,每个气体分子占据一个正方
体,其边长即为气体分子间的距离。
• (1)摩尔体积=NLeabharlann Baidu×分子体积,对于任何物质都成立吗?
答案:(1)110 (2)8×10-6 (3)7×10-10
点评:油膜法测分子直径,关键是获得一滴油酸酒精溶液, 并由配制浓度求出其中所含纯油酸的体积,再就是用数格子法 (对外围小格“四舍五入”)求出油膜面积,再由公式 d=VS计算 结果。
• (河南南阳市2014~2015学年高二下学期期中)某同学在“用油膜法估 测分子的大小”的实验中,计算结果明显偏大,可能是由于( )
解析:(1)由图示可知,油酸薄膜轮廓内的正方形个数为 110 个,则油酸膜的面积是 S=110×1×1cm2=110cm2;
(2)1mL 溶液中含有纯油酸的体积为1604mL,则 1 滴该液中 含有纯油酸的体积为 V=715×1604mL=8×10-6mL;
(3)把油酸分子看成球形,且不考虑分子间的空隙,则油酸 分子直径 d=VS=8×101-160××1100--3×4 10-3m≈7×10-10m。
• 7.误差分析
• (1)由于我们是采用间接测量的方式测量分子的直径,实验室中配制的 酒精溶液的浓度、油酸在水面展开的程度、油酸面积的计算都直接影 响测量的准确程度。
• (2)虽然分子直径的数量级应在10-10m。但中学阶段,对于本实验只要 能测出油酸分子直径的数量级在10-10m左右即可认为是成功的。
如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积, 即可算出油酸分子的大小。用 V 表示一滴油酸酒精溶液中所含 油酸的体积,用 S 表示单分子油膜的面积,用 d 表示分子的直 径,如下图,则:d=VS。
• 3.实验器材
• 盛水的容器,有溶液刻度并能使油滴溶液一滴一滴下落的滴管或注射 器,一个量筒,按一定的比例(一般为1 200)稀释了的油酸溶液,带 有坐标方格的透明有机玻璃盖板(面积略大于容器的上表面积),少量痱 子粉或石膏粉,彩笔。
• (4)平均每个分子所占据的空间是________________m3。
解析:(1)每个分子的质量等于摩尔质量与阿伏加德罗常数 的比值,即 m0=NMA
(2)1m3 的物质中含有的分子的物质的量为:n=M1 =Mρ ρ
故 1m3 的物质中含有的分子数为:n·NA=ρMNA (3)1mol 物质的体积,即摩尔体积 Vmol=Mρ (4)平均每个分子所占据的空间是摩尔体积与阿伏加德罗 常数的比值。即 V0=VNmAol=ρMNA
阿伏加德罗常数的应用与估算

某种物质的摩尔质量为M(kg/mol),密度为ρ(kg/m3),
若用NA表示阿伏加德罗常数,则
• (1)每个分子的质量是________________kg;
• (2)1m3的这种物质中包含的分子数目是________________;
• (3)1mol的这种物质的体积是________________m3;
• (2)为什么说阿伏加德罗常数是联系宏观和微观的桥梁?
• 答案:(1)不都成立。固体和液体分子排列比较紧密,分子间距可以忽 略,但气体分子间距较大,分子间距不能忽略,故公式只对固体和液
体 体成积立。,对气体不成立。对气体而言应为摩尔体积=NA×分子占据的
• (2)阿伏加德罗常数把摩尔质量和摩尔体积这些宏观量与分子质量和分 子体积这些微观量联系起来了,所以说阿伏加德罗常数是联系宏观和 微观的桥梁。
答案:(1)NMA
(2)ρMNA
M (3) ρ
M (4)ρNA
• 点评:本题所用的是利用宏观量(摩尔质量、摩尔体积和阿伏加德罗常
数)求微观量(分子质量、分子体积)的典型计算方法,在计算过程中注
意利用密度建立摩尔质量和摩尔体积的联系。这种计算必须要熟练掌
握,还要注意计算结果是否与分子质量的数量级(10-26kg)及直径的数
(5)利用坐标方格计算出油膜的面积 S,再根据一滴溶液中 纯油酸的体积和油膜的面积求出油膜的厚度 d=VS,即为所测分 子的直径。
5.数据处理 计算分子直径时,注意加的不是纯油酸,而是油酸酒精溶 液,在利用公式 d=VS计算时,式中的 V 不是溶液的体积,而 应该进行换算,计算出 1 滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积。方 法是:设 n 滴油酸酒精溶液是 1mL,则每 1 滴的油酸酒精溶液 的体积是n1mL,事先知道配制溶液的比例是M1 ,则 1 滴溶液中 的纯油酸体积 V=n1·M1 mL。
考点题型设计
油膜法估测分子的大小

(烟台市2014~2015学年高二下学期期中)在做“用油
膜法估测分子的大小”的实验中,若所用油酸酒精溶液的浓度为每
104mL溶液中含有纯油酸6mL,上述溶液为75滴,把1滴该溶液滴入盛
水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用笔在玻璃板上
描绘出油酸膜的轮廓形状再把玻璃板放在坐标纸上,其形状和尺寸如
• 分子体积V0、分子直径d、分子质量m
• 2.宏观量
• 物度ρ体体积V、摩尔体积Vmol、物体的质量M、摩尔质量Mmol、物体的密
3.关系
(1)分子的质量:m=MNmAol=ρVNmA ol
(2)分子的体积:V0=VNmAol=MρNmAol(适用于固体和液体)
(3)









n

V Vmol
• 4.实验步骤
• (1)用注射器或滴管将一定容积的油酸溶液一滴一滴地滴入量筒,记下 量筒内增加一定体积的滴数,求出一滴油酸溶液中所含纯油酸的体积
V。
(2)向容器中倒入约 2cm 深的水,将痱子粉均匀地撒在水面 上。
(3)小心地将一滴油酸溶液滴到水面上,让它在水面上自由 地扩展为油酸膜。
(4)轻轻地将有机玻璃盖板放到容器上,用彩笔将油酸膜的 形状画在玻璃板上。
• (3)待测油酸面扩散后又收缩,要在稳定后再画轮廊,扩散后又收缩有 两个原因:第一是水面受油酸滴冲击凹陷后恢复;第二是酒精挥发后 液面收缩。
• (4)利用坐标纸求油膜面积时,以边长1cm的正方形为单位,计算轮廓 内正方形的个数时,大于半个的均算一个。
• (5)当重做实验时,水从盘的一侧边缘倒出,在这侧面会残留油酸,用 少量酒精清洗,并用脱脂棉擦去再用清水冲洗,这样可保持盘的清洁。
• (1)本实验中,在水面上撒痱子粉的作用是什么? • (2)油酸分子的形状真的是球形吗?排列时会一个紧挨一个吗? • 答案:(1)使油膜的轮廓更清楚。 • (2)实际分子的结构很复杂,分子间有空隙,认为分子是球形,且一个
紧挨一个排列,是一种近似模型,是对问题的简化处理。
• 二、宏观量与微观量及相互关系 • 1.微观量
摩尔质量
分子大小
重点难点突破
• 一、用油膜法估测分子的直径 • 1.实验目的 • (1)估测油酸分子的大小。 • (2)学习间接测量微观量的原理和方法。
2.实验原理 实验采用使油酸在水面上形成一层
单分子油膜的方法估测分子的大小。当把 一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时, 油酸就在水面上散开,其中的酒精溶于水,并很快挥发,在水 面上形成如图所示形状的一层纯油酸薄膜。
示。
相同的
• 阿2.伏数加值德罗
• 阿=_伏__加__德___罗__常__数__。通常可取NA=_________________,在粗略计算中可取NA
6.02×1023mol-1
6.0×1023mol-1
• 3.意义 • 阿伏加德罗常数是一个重要的常数,是联系宏观量与微观量的桥梁,
它把________、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量,________等微观 物理量联系起来。
·NA

M ρVmol
·NA

n=
MMmol·NA=MρVmol·NA
(4)阿伏加德罗常数:NA=Vmmolρ;NA=MρVm0ol(只适用于固体、 液体)。
(5)气体分子间的平均距离:d=3 V0= 3 VNmAol(V0 为气体分 子所占据空间的体积)。
3 (6)固体、液体分子直径 d=
6πV0= 3
量级(10-10m)相近。
• (海岳中学2014~2015学年高二下学期期末)能根据下列一组数据算出 阿伏加德罗常数的是( )
• A.氧气的摩尔质量、氧气分子的质量 • B.水的摩尔质量、水的密度及水分子的直径 • C.氧气的摩尔质量、氧气的密度及氧气分子的直径 • D.水分子的质量和一杯水的质量、体积 • 答案:AB
图所示,坐标纸中正方形方格的边长为1cm,试求:
• (1)油酸膜的面积是________________cm2; • (2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______________mL; • (3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径________________m。[(2),(3)
两问答案保留一位有效数字]
球形
单层的 厚度
• (2)计算:如果油酸的体积为V,油膜的面积为S,则分子的直径d=
• _3_.__分___子__的_。大(忽小VS略分子间的空隙)
• 除了一些有机物质的大分子外,多数分子大小的数量级为________m。
10-10
阿伏加德罗常数
• 1.概念

1mol的任何物质都含有________粒子数,这个数量用____________常数表
※ 子组成的
※ 掌握“油膜法测分子大小”的实验原理,操 ※ 作及实验数据的处理方法
课堂情景切入
• 我们喝一口水大约喝下6.0×1023个水分子,如果动用全世界60亿人来 数这些分子,每人每秒数一个,300万年也数不完,可见,分子是极小 的,这么小的分子我们可以通过什么途径估测它的大小呢?
知识自主梳理
有两位同学各提出一个方案:
方案 1 取分子直径 D=1×10-10m,算出分子体积 V1=16 πD3,根据实验室内空气的体积 V=abc,算得空气分子数为: n=VV1=6πaDb3c。
分子的大小
• 1.分子 • 物体是由__________组成的,在热学中,组成物质的微观粒子统称为
________。 大量分子 • 2.油膜法估测分分子子直径
• (1)原理:把一滴油酸酒精溶液滴在水面上,在水面上形成油酸薄膜, 认为薄膜是由________油酸分子组成的,并把油酸分子简化成________, 油膜的________认为是油酸分子的直径。
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