物体是由大量分子组成的教案

《物体是由大量分子组成的》教案

适用学科高中物理适用年级高中二年级

适用区域全国人教版课时时长（分钟）60

知识点分子的大小，油膜法测分子大小

阿伏伽德罗常数

摩尔质量与分子个数的关系

教学目标1、知道一般分子直径和质量的数量级；

2、知道阿伏伽德罗常数的含义，记住这个常数的数值和单位；

3、知道用单分子油膜方法估算分子的直径。

教学重点学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法。

教学难点运用阿伏伽德罗常数估算微观量（分子的体积、直径、分子数等）的方法。教学过程

一、复习预习

自古以来，人们就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谟克得特说过，万物都是由极小的微粒构成的，并把这种微粒叫做原子。这种古代的原子学说虽然没有实验根据，却包含着原子理论的萌芽。科学技术发展到今天，原子的存在早已不是猜想，而被实验所证实。

从本章开始学习热学，研究与热现象有关的事物，研究热现象的规律，从宏观的内能和微

观的分子运动论两个方面讨论热现象，两种方法相辅相成，使人们对热现象的研究越来越

深入。

初中讲过的分子运动论的内容

物质是由大量分子构成的

分子永不停息的做无规则的运动

分子间存在着相互作用的引力和斥力。

分子是具有各种物质的化学性质的最小微粒，在热学中，原子、离子、分子这些微

粒做热运动时，遵从相同的规律，所以，统称为“分子”

热学内容简介

1．热现象：与温度有关的物理现象。如热胀冷缩、摩擦生热、水结冰、湿衣服晾干等都是热现象。

2．热学的主要内容：热传递、热膨胀、物态变化、固体、液体、气体的性质等。

3．热学的基本理论：由于热现象的本质是大量分子的无规则运动，因此研究热学的基本理论是分子动理论、能量守恒定律。

二、知识讲解

考点1:分子的大小。分子是看不见的，怎样能知道分子的大小呢？

一、单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。

将一滴体积已知的小油滴, 滴在水面上, 在重力作用下尽可能的散开形成一层极薄的油膜, 此时油膜可看成单分子油膜,油膜的厚度看成是油酸分子的直径, 所以只要再测定出这层油膜的面积, 就可求出油分子直径的大小.

[介绍演示]如果油在水面上尽可能地散开，可认为在水面上形成单分子油膜，可以通过幻灯观察到，并且利用已制好的方格透明胶片盖在水面上，用于测定油膜面积。如图1所示。

当然，这个实验要做些简化处理：

1、把分子看成一个个小球;

2、油分子一个紧挨一个整齐排列;

3、认为油膜厚度等于分子直径.

[提问]已知一滴油的体积V和水面上油膜面积S，那么这种油分子的直径是多少？

[学生回答]d=V/S

[FLASH课件模拟演示] 油膜法测分子直径

[在此基础上，进一步指出]

①介绍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。

②如果分子直径为d，油滴体积是V，油膜面积为S，则d=V/S，根据估算得出分子直径的数量级为10-10m。

二、利用扫描隧道显微镜测定分子的直径。

三、利用离子显微镜测定分子的直径。

注意：（1）用不同方法测量出分子的大小并不完全相同，但是数量级是相同的。

测量结果表明，一般分子直径的数量级是10-10m。例如水分子直径是4×10-10m，氢分子直径是2.3×10-10m。

（2）指出认为分子是小球形是一种近似模型，是简化地处理问题，实际分子结构很复杂，但通过估算分子大小的数量级，对分子的大小有了较深入的认识。

考点2 阿伏伽德罗常数

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？明确1mol 物质中含有的微粒数（包括原子数、分子数、离子数……）都相同。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，粗略计算可用N A=6×1023个／mol。（阿伏伽德罗常数是一个基本常数，科学工作者不断用各种方法测量它，

以期得到它精确的数值。）

再问学生，摩尔质量、摩尔体积的意义。

如果已经知道分子的大小，不难粗略算出阿伏伽德罗常数。例如，1mol 水的质量是0.018kg ，体积是1.8×10-5m 3。每个水分子的直径是4×10-10m ，它的体积是（4×10－10）m 3=3×10-29m 3。如果设想水分子是一个挨着一个排列的。

提问：如何算出1mol 水中所含的水分子数？

考点3摩尔质量与分子个数的关系――微观物理量的估算

若已知阿伏伽德罗常数，可对液体、固体的分子大小进行估算。事先我们假定近似地认为液体和固体的分子是一个挨一个排列的（气体不能这样假设）。 1、分子的质量 = 摩尔质量 / 阿伏加德罗常数 2 分子的体积 = 摩尔体积 / 阿伏加德罗常数 3、几个常用的等式 （1）m

M v V N A ==

即：分子质量

摩尔质量

＝

分子体积摩尔体积阿佛加德罗常数＝

（2）分子的个数 = 摩尔数 ×阿伏加德罗常数

三、例题精析

【例题1】

【题干】将1摩尔的油酸溶于酒精，制成200毫升的溶液。已知1毫升的溶液有50滴，取1滴滴在水面上，在水面上形成0.2平方米的油膜，估算油酸分子的直径

【答案】5×10－10米

【解析】1 cm 3的溶液中，酒精溶于水后，油酸的体积

V 0 ＝1/200 cm 3 ＝1/200×10－

6m 3

1滴溶液中，油酸的体积v ＝V o /50

得到油酸分子的直径为d ＝ v / s ＝5×10－

10米 注：酒精的作用 （1）、提高扩散速度 （2）、油膜面积不致于很大，易于测量

【例题2】

【题干】估算标准状况下，气体分子和水分子的间距 【答案】

【解析】1、气体分子间距