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1、7.1物體是由大量分子組成的,第七章分子動(dòng)理論,教學(xué)目標(biāo),1在物理知識(shí)方面的要求： （1）知道一般分子直徑和質(zhì)量的數(shù)量級(jí)； （2）知道阿伏伽德羅常數(shù)的含義，記住這個(gè)常數(shù)的數(shù)值和單位； （3）知道用單分子油膜方法估算分子的直徑。 2培養(yǎng)學(xué)生在物理學(xué)中的估算能力，會(huì)通過(guò)阿伏伽德羅常數(shù)估算固體和液體分子的質(zhì)量、分子的體積（或直徑）、分子數(shù)等微觀量。 1,3,5 3滲透物理學(xué)方法的教育。運(yùn)用理想化方法，建立物質(zhì)分子是球形體的模型，是為了簡(jiǎn)化計(jì)算，突出主要因素的理想化方法。,二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1重點(diǎn)有兩個(gè)，其一是使學(xué)生理解和學(xué)會(huì)用單分子油膜法估算分子大小（直徑）的方法；其二是運(yùn)用阿伏伽德羅常數(shù)估算微觀

2、量（分子的體積、直徑、分子數(shù)等）的方法。 2盡管今天科學(xué)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到很高的水平，但是在物理課上還不能給學(xué)生展現(xiàn)出分子的真實(shí)形狀和分子的外觀。這給講授分子的知識(shí)帶來(lái)一定的困難，也更突出了運(yùn)用估算方法和建立理想模型方法研究固體、液體分子的體積、直徑、分子數(shù)的重要意義。 三、教具 1幻燈投影片或課件：水面上單分子油膜的示意圖；離子顯微鏡下看到鎢原子分布的圖樣。 2演示實(shí)驗(yàn)：演示單分子油膜：油酸酒精溶液（1200），滴管，直徑約20cm圓形水槽，燒杯，畫(huà)有方格線的透明塑料板。,1、這里所說(shuō)的分子與化學(xué)中所說(shuō)的分子有何不同?,2、怎樣才能觀察到分子的排布?,3、怎樣才能知道分子的大小呢?,4、如何求解單

3、分子油膜層的厚度(即分子直徑)呢？,閱讀課文,回答以下問(wèn)題:,問(wèn)題：1.這里所說(shuō)的分子與化學(xué)中所說(shuō)的分子有何不同?,答 化學(xué)中講的分子是：具有物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的最小微粒,物理中所說(shuō)的分子指的是：做熱運(yùn)動(dòng)時(shí)遵從相同規(guī)律的微粒，包括組成物質(zhì)的原子、離子或分子。,組成物質(zhì)的分子是很小的，不但用肉眼不能直接看到它們，就是用掃描隧道顯微鏡也看不到它們（能有放大幾億倍） 。,我國(guó)科學(xué)家用掃描隧道顯微鏡拍攝的石墨表面原子的排布圖，圖中的每個(gè)亮斑都是一個(gè)碳原子.,,2、怎樣才能觀察到分子的排布?,問(wèn)題:,放大上億倍的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)模型,,問(wèn)題：3.怎樣才能知道分子的大小呢？,2.具體做法是： 把一滴油酸滴到水面

4、上，油酸在水面上散開(kāi)形成單分子油膜，如果把分子看成球形，單分子油膜的厚度就可認(rèn)為等于油膜分子的直徑.,1.有一種粗略測(cè)定分子大小的方法叫油膜法.,問(wèn)題：4.如何求解單分子油膜層的厚度(即分子直徑)呢？,1.先測(cè)出一滴油酸的體積V：,2.測(cè)出水面上漂浮的油膜的表面積S；,3.單分子油膜的厚度等于油滴體積V與油膜面積S的比值：,方法小結(jié)：通過(guò)測(cè)量較大量來(lái)研究較小量。,思考：在用油膜法測(cè)定分子的直徑時(shí)，實(shí)際上做了理想化處理，請(qǐng)問(wèn)：有哪些地方做了理想化處理 ？,,把分子看成球形.,把滴在水面上的油酸層當(dāng)作單分子油膜層.,油分子一個(gè)緊挨一個(gè)整齊排列;,請(qǐng)?jiān)敿?xì)敘述用油膜法估測(cè)分子的大小操作步驟,1.配制溶

5、液（稀釋） 2.精測(cè)一滴液體體積 3.水盤(pán)取水，撒痱子粉 4.滴一滴溶液形成單層表面薄膜 5.描油膜形狀 6.數(shù)格數(shù)，計(jì)算油膜面積 7.求分子直徑,,數(shù)格子時(shí)的注意事項(xiàng)：,1.確定大面積,2.在數(shù)小面積,一些數(shù)據(jù)太大或很小,為了書(shū)寫(xiě)方便,習(xí)慣上用科學(xué)記數(shù)法寫(xiě)成10的乘方數(shù),如 310-10m。我們把10的乘方數(shù)叫做數(shù)量級(jí), 110-10m和 910-10m，數(shù)量級(jí)都是 10-10m。 一般分子直徑的數(shù)量級(jí)為10-10m（除少數(shù)有機(jī)物大分子以外）,分子直徑的數(shù)量級(jí),練習(xí)、體積是10-4cm3的油滴滴于水中，若展開(kāi)成一單分子油膜，則油膜面積的數(shù)量級(jí)是（ ） A102cm2 B104cm2 C10

6、6cm2D108cm2,B,兩種模型,1.如何求解固體和液體單個(gè)分子的體積？,2.如何求解氣體單個(gè)分子的體積？,固體、液體,小球模型：在計(jì)算固體和液體分子大小時(shí)，可把分子看成是一小球，小球緊密排列在一起（忽略小球間的空隙）則：,思考：,氣體,立方體模型：在計(jì)算氣體分子大小時(shí)，把每個(gè)分子和其占有的空間當(dāng)作一個(gè)小立方體，氣體分子位于每個(gè)立方體的中心，這個(gè)小立方體的邊長(zhǎng)等于分子間的平均距離.,,（d為立方體的邊長(zhǎng)）,二、阿伏加德羅常數(shù),1.回憶化學(xué)中學(xué)過(guò)的阿伏加德羅常數(shù).,1 mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)，這個(gè)數(shù)就叫阿伏加德羅常數(shù) 。,例：已知水的摩爾體積是1.810-5 m3/mol，每個(gè)水

7、分子的直徑是410-10m ，設(shè)想水分子是一個(gè)挨一個(gè)排列的，求1 mol水中所含的水分子數(shù).,2. 根據(jù)分子的大小，可以計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù),一個(gè)分子的體積：,,1 mol水中所含的水分子數(shù)：.,,=6.01023 mol-1,N=,判斷下列說(shuō)法是否正確，如果正確請(qǐng)求解要求量。,1.已知固體和液體的摩爾體積為Vmol和一個(gè)分子的體積Vo，可以求解阿伏伽德羅常數(shù)NA,3.已知物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M和一個(gè)分子的質(zhì)量mo，可以求解阿伏伽德羅常數(shù)NA,2.已知?dú)怏w的摩爾體積為Vmol和一個(gè)分子的體積Vo，可以求解阿伏伽德羅常數(shù)NA,4.已知某物質(zhì)的體積V和摩爾體積Vmol，可以求解物質(zhì)的分子數(shù)n,5.已知

8、某物質(zhì)的質(zhì)量m和摩爾質(zhì)量M，可以求解物質(zhì)的分子數(shù)n,結(jié)論：,(1)已知物質(zhì)的摩爾質(zhì)量M，物體的密度p，阿伏加德羅常數(shù)NA，物質(zhì)的質(zhì)量 m 則：分子的質(zhì)量 m分子=M/NA 分子的體積 v分子=V摩爾/ NA= ( M /p ) / NA 所含分子的個(gè)數(shù) n=摩爾數(shù)NA =(m /M) NA （2）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1 mol氣體的體積為22.4升。 氣體分子占有的空間體積 V0=V摩爾/NA（該式對(duì)氣體適用）,3.阿伏加德羅常數(shù)意義,,,,再見(jiàn),例1、將1cm3油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液，已知1cm3溶液有50滴，現(xiàn)取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，隨著酒精溶于水

9、，油酸在水面上形成一單分子薄層，已測(cè)出這一薄層的面積為0.2m2，由此可估測(cè)油酸分子直徑是多少？,1滴油酸酒精的體積為1/50cm3 其中含油酸體積為10-10m3 油酸膜的厚度為510-10m,練習(xí)2.由油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得油酸分子的直徑為1.1210-9 m，已知油酸的密度為6.37102 kg/m3，已知油酸的摩爾質(zhì)量為282 g/mol，試求阿伏加德羅常數(shù).,解：設(shè)想油酸分子一個(gè)挨一個(gè)排列，1 mol 油酸分子的質(zhì)量為M，密度為，油酸分子的直徑為d，把每個(gè)油酸分子當(dāng)作小球.則其體積為:,,1 mol油酸的體積 :,,1 mol油酸所含的微粒數(shù)，即阿伏加德羅常數(shù)為NA .,,,,NA=61023

10、 mol-1,B、計(jì)算分子的質(zhì)量,,分子質(zhì)量的數(shù)量級(jí): 10-26--10-27kg,,例4.已知:水和氫氣的摩爾質(zhì)量分別是1.810-2kg/mol和210-3kg/mol，求水分子和氫分子的質(zhì)量（已知NA=6.01023mol-1),C、計(jì)算分子的體積,不適用于求氣體分子的體積 但能計(jì)算氣體分子所占的空間體積,例5.已知水的摩爾質(zhì)量是1810-3kg/mol，水的密度是1103kg/m3，求水分子的體積（已知NA=6.01023mol-1）,例6.若已知鐵的原子量是56，鐵的密度是7.8103kg/m3，求： 1）質(zhì)量是1g的鐵塊中鐵原子的數(shù)目（取1位有效數(shù)字） 2）計(jì)算出鐵原子的直徑是多

11、少米？,例題：,已知空氣的摩爾質(zhì)量是 ，則空氣中氣體分子的平均質(zhì)量多大？成年人做一次深呼吸，約吸入450cm3的空氣，則做一次深呼吸所吸入的空氣質(zhì)量是多少？所吸入的氣體分子數(shù)量是多少？（按標(biāo)準(zhǔn)狀況估算）,解析 :,空氣分子的平均質(zhì)量為：,2成年人做一次深呼吸所吸入的空氣質(zhì)量為：,所吸入的分子數(shù)為：,隨堂練習(xí),1、下列哪一組已知數(shù)據(jù)中能求出阿伏加德羅常數(shù) 。 （ ） A物質(zhì)分子的質(zhì)量和體積 B物體的質(zhì)量和它的摩爾質(zhì)量 C物體的質(zhì)量、密度和它的分子體積 D物體的摩爾體積、密度及其分子質(zhì)量,D,D,2、1克水中含有的水分子個(gè)數(shù)為（ ） A 6.021023 B 3.011023 C

12、 6.021022 D 3.341022,3.(2004年浙江高考)若以表示水的摩爾質(zhì)量，表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，為表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，NA為阿伏加德羅常數(shù)，m、分別表示每個(gè)水分子的質(zhì)量和體積，下面是四個(gè)關(guān)系式 NA =/m =/NA m = /NA = /NA 其中 A和都是正確的；B和都是正確的； C和都是正確的；D和都是正確的。,答案：B,4.已知阿伏加德羅常數(shù)為NA，銅的摩爾質(zhì)量為M，密度為（均為國(guó)際單位），則（ ） A1m3銅原子含原子數(shù)目為NA/M B1個(gè)銅原子質(zhì)量是M /NA C1個(gè)銅原子的體積是M/NA D1kg銅所含原子的數(shù)目是NA,ABC,5.

13、只要知道下列哪一組物理量，就可以估算出氣體中分子的平均距離（ ） A阿伏加德羅常數(shù)、該氣體的摩爾質(zhì)量和質(zhì)量 B阿伏加德羅常數(shù)、該氣體的摩爾質(zhì)量和密度 C阿伏加德羅常數(shù)、該氣體的摩爾質(zhì)量和體積 D該氣體的密度、體積和摩爾質(zhì)量,B,6.下列數(shù)據(jù)能求出阿伏加德羅常數(shù)的是（） A.水的密度和水的摩爾質(zhì)量 B.水的摩爾質(zhì)量和水分子的體積 C.水分子的體積和水分子的質(zhì)量 D.水分子的質(zhì)量和水的摩爾質(zhì)量,D,7.水的分子量18，水的密度為103kg/m3,阿伏加德羅常數(shù)為NA=6.021023個(gè)/ mol，則：,（1）水的摩爾質(zhì)量M=__________,18g/mol,（2）水的摩爾體積V=_______

14、___,M/=18/1=18g/cm3,（3）一個(gè)水分子的質(zhì)量m0 =_____________,M/ NA =18 / 6.021023 =2.99 10-26 kg,（4）一個(gè)水分子的體積V0 =_____________,V/ NA =2.99 10-23 cm3,（5）10g水中含有的分子數(shù)目N=___________________,mNA/M=3.344 1021,8.估算在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體分子間的距離。,解：將每個(gè)空氣分子所占據(jù)的空間設(shè)為小立方體，則小立方體的邊長(zhǎng)為氣體分子間的距離。(V摩爾=22.410-3 m3) NAd3=V摩爾 d= （V摩爾 / NA ）1/3 =22.410-3 /（ 6.021023 ）1/3m =3.8 10-9 m,小結(jié),1.一般物體中的分子數(shù)目是很大的. 2.一般分子的質(zhì)量也是很小的.一般分子質(zhì)量數(shù)量級(jí)是10-26Kg 3.阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁，通過(guò)該常數(shù)把摩爾質(zhì)量、摩爾體積跟分子質(zhì)量、分子大小等微觀物理量聯(lián)系起來(lái)了.,一般分子直徑的數(shù)量級(jí)為10-10 m,分子的模型：把分子看成球形或正方體模型。,