高中物理第七章分子动理论第一节物体是由大量分子组成的学案课件新人教版选修.ppt

第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 知识导航 本章知识共五节，整体分为两部分： 第一部分包括第一节至第三节，是从微观上用分子动 理论的观点认识热现象，阐述分子动理论的内容 第二部分包括第四节和第五节，是从宏观上用能量的 观点认识热现象 本章重点：分子动理论的基本内容 本章难点：分子模型的建立和对分子力的理解 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 学法指导 分子动理论主要有三项基本内容，即物体是由大量分 子组成的，分子在永不停息地做无规则运动，分子间存在 相互作用力由于分子是看不见的，因此在学习这部分内 容时要特别注意通过一些客观过程去理解微观状态，这对 我们思维能力和想象力的发展是有好处的 从能量的观点来研究问题是物理学中最重要的方法之 一，本章将在初中的基础上进一步学习内能，内能和我们 常见的机械能是不一样的，它是由物体内分子的热运动和 分子间相对位置而决定的能量，学习时要抓住内能的含义 加以理解 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 其次，学习习本章知识识要应应用类类比方法例如：将分子 力做功与分子势势能的变变化，类类比为为重力做功与重力势势能的 变变化，这样这样 就可以把微观观的研究对对象宏观观化 再次，由于本章内容需要记忆记忆 的较较多，因此要在学习习 中及时归纳总结时归纳总结 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 考纲须知 内 容要求 分子动理论的基本观点和实 验依据 阿伏加德罗常数 气体分子运动速率的统计分 布 温度是分子平均动能的标志 、内能 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 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 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 在初中我们们已经经知道，物体是由大量的分子组组成的 设设想把水分子一个挨一个地排列起来(如图图所示)，需要约约 1010个分子才能排满满1m的长长度，为为什么这这个数值值如此巨大 呢？ 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 1物体是由大量组组成的 2分子并不是的，但课课本上把它们们当做球形 处处理是一种估算的方法在物理学和研究中都是 很有用的 3用油膜法测测分子大小，是让让油膜在水面上扩扩 散，形成组组成的薄膜，此时时油膜的厚度 d就是分子的，若事先量得油酸体积为积为 V，油膜面 积为积为 S，则则d . 分子 球形 估算 充分 单层油酸分子 直径 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 4油酸分子大小的数量级为级为米，大多数分子 的数量级为级为米，分子如此微小，人们们研制了能放 大几亿亿倍的 观观察物质质表面原子的排列 51mol任何物质质都含有相同的粒子数，这这个数叫 一般用字母 表示，其数值为值为 ，在粗略的计计算中可取 . 是一个重要的常数，是宏观观量和微观观 量联联系的桥桥梁 1010 1010 扫描隧道显微镜 阿伏加德罗常数 NA 6.021023mol16.01023mol1 阿伏加德罗常数 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 (1)一般分子直径的数量级是1010m.若把两万个分子 一个挨一个地紧密排列起来，约有头发丝直径那么长一点 ，若把一个分子放大到像芝麻那么大，则芝麻被成比例地 放大将到地球那么大 (2)人们不可能用肉眼直接观察到分子，也无法借助光 学显微镜观察到，通过离子显微镜可观察到分子的位置， 用扫描隧道显微镜(放大数亿倍)可直接观察到单个分子或 原子. 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 (1)实验实验 目的 估测测油酸分子的大小 学习间习间 接测测量微观观量的原理和方法 (2)实验实验 原理 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 把一滴油酸(油酸的分子式为为C17H33COOH)滴到水面 上，油酸的每一个分子可以看成由两部分组组成，一部分是 C17H33，另一部分是COOH.COOH对对水有很强的亲亲合力， 当把一滴用酒精稀释过释过 的油酸滴在水面上时时，油酸就在水 面上散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发挥发 ，在水面上形 成一层纯层纯 油酸薄膜其中C17H33部分冒出水面，而COOH 部分留在水中油酸分子直立在水面上，形成一个单单分子 油膜如果把分子看成球形，单单分子油膜的厚度就可以认认 为为等于油酸分子直径，如图图所示是单单分子油膜侧侧面的示意 图图如果事先测测出油酸液滴的体积积V，再测测出油膜的面积积 S，就可以估算出油酸分子的直径d 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 (3)实验实验 器材 注射器或滴管、量筒、痱子粉(或石膏粉)、浅盘盘、水 、酒精、油酸、玻璃板、彩笔、坐标纸标纸 (4)实验实验 步骤骤 取1毫升(1cm3)的油酸溶于酒精中，制成200毫升的 油酸酒精溶液 往边长约为边长约为 30cm40cm的浅盘盘中倒入约约2cm深的 水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸 酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单单分子油膜 待油酸薄膜形状稳稳定后，将一块较块较 大的玻璃板盖在 浅盘盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上 将画有油酸薄膜轮轮廓的玻璃板放在坐标纸标纸 上，算出 油酸薄膜的面积积 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 (5)数据处处理 根据上面记录记录 的数据，完成以下表格内容. 实验次 数 量筒内增加 1mL 溶液时的滴数 轮廓内 的小 格子 数 轮廓 面 积 S 1 2 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 实验次数 一滴纯油酸 的体积V 分子的大 小(m) 平均值 1 2 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 (6)本实验实验 的注意事项项 酒精油酸溶液配制好后，不要长时间长时间 放置，以免浓浓 度改变变，影响实验实验 痱子粉的用量不要太大，否则则不易成功 滴管胶头头高出水面就在1cm之内，否则则油膜难难以形 成 要待油膜形状稳稳定后，再画轮轮廓 做完实验实验 后，把水从盘盘的一侧边缘侧边缘 倒出，并用少 量酒精清洗，然后用脱脂棉擦净净，最后用水冲洗，以保持 盘盘的清洁洁 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 油酸分子的形状真的是球形吗吗？排列时时会一个紧紧挨一 个吗吗？ 答案：实际实际 分子的结结构很复杂杂，分子间间有空隙，认认 为为分子是球形，且一个紧紧挨一个排列，是一种近似模型， 是对问题对问题 的简简化处处理. 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 阿伏加德罗罗常数NA6.021023mol1 阿伏加德罗罗常数的含义义：1摩尔的任何物质质含有的微 粒数相同，这这个数叫阿伏加德罗罗常数其值值是 6.021023mol1，这这个数常用NA表示，是微观观世界的一个 重要常数，是联联系微观观物理量和宏观观物理量的桥桥梁 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 若已知油酸分子的摩尔体积积，用油膜法测测出分子直径 后，怎样进样进 一步估算阿伏加德罗罗常数？ 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 (1)微观观量指：分子体积积V0、分子直径d、分子质质量m. (2)宏观观量指：物体体积积V、摩尔体积积Vmol、物体的质质 量M、摩尔质质量Mmol、物体的密度. (3)关系： 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 只要知道下列哪一组组物理量，就可以估算气体分子间间 的平均距离( ) A阿伏加德罗罗常数、该该气体的摩尔质质量和质质量 B阿伏加德罗罗常数、该该气体的摩尔质质量和密度 C阿伏加德罗罗常数、该该气体的质质量和体积积 D该该气体的密度、体积积和摩尔质质量 答案：B 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 解析：对四个选项的条件逐一分析，看根据每个选项 的条件能求出何种物理量，由该物理量求出分子间的距离 d.如：A选项的条件只能求出分子的总个数，而不能继续求 得分子的体积V0，故A选项不正确同理对选项C，D进行 分析判断，C只能求出该气体的密度，D能求出该气体的质 量和摩尔数故正确答案为B. 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 特别提醒： 固体、液体分子可视为球形，且分子间紧密排列没有 间隙；气体分子在一个正立方体的空间范围内活动，可以 近似认为气体分子均匀分布，即认为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 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 (2009济济宁)在“用油膜法估测测分子大小”的实验实验 中， 所用的油酸酒精溶液的浓浓度为为每1 000mL溶液中有纯纯油酸 0.6mL，用注射器测测得1mL上述溶液为为80滴，把1滴该该溶液 滴入盛水的浅盘盘内，让让油膜在水面上尽可能散开，测测得油 酸薄膜的轮轮廓形状和尺寸如图图所示，图图中正方形方格的边边 长为长为 1cm. 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 (1)实验实验 中为为什么要让让油膜尽可能散开？ (2)实验测实验测 出油酸分子的直径是多少？(结结果保留两位 有效数字) (3)如果已知体积为积为 V的一滴油在水面上散开形成的单单 分子油膜的面积为积为 S，这这种油的密度为为，摩尔质质量为为M， 试试写出阿伏加德罗罗常数的表达式 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 用“油膜法估测测油酸分子的大小”，实验实验 器材有： 浓浓度为为0.05%(体积积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为为 0.1mL的量筒、盛有适量清水的4550cm2浅盘盘、痱子粉、 橡皮头头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸标纸 (1)下面是实验实验 步骤骤，请请填写所缺的步骤骤C A用滴管将浓浓度为为0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地 滴入量筒中，记记下滴入1mL油酸酒精溶液时时的滴数N 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 B将痱子粉均匀地撒在浅盘盘内水面上，用滴管吸取 浓浓度为为0.05%的油酸酒精溶液，从低处处向水面中央一滴一 滴地滴入，直到油酸薄膜有足够够大的面积积又不与器壁接触 为为止，记记下滴入的滴数n C _ _ D将画有油酸薄膜轮轮廓的玻璃板放在坐标纸标纸 上，以 坐标纸标纸 上边长为边长为 1cm的正方形为单为单 位，计计算轮轮廓内正方 形的个数，算出油酸薄膜的面积积S 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 (2)用已给给的和测测得的物理量表示单单个油酸分子的直径 大小_(单单位：cm) 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 答案：(1)将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的 形状画在玻璃板上 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 某种物质质的摩尔质质量为为M(kg/mol)，密度为为 (kg/m3)，若用NA表示阿伏加德罗罗常数，则则 (1)每个分子的质质量是_kg； (2)1m3的这这种物质质中包含的分子数目是_； (3)1mol的这这种物质质的体积积是_m3； (4)平均每个分子所占据的空间间是_m3. 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 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(1026kg)及直径的数量级(10 10m)相近 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 (2010吉林一中高二期末)若以表示水的摩尔质质量 ，V表示在标标准状态态下水蒸气的摩尔体积积，为为在标标准状 态态下水蒸气的密度，NA为为阿伏加德罗罗常数，m、V0表示每 个水分子的质质量和体积积，下面是四个关系式：(1)NA V/m (2)/(NAV0) (3)m/NA (4)V0V/NA其中 ( ) A(1)和(2)都是正确的 B(1)和(3)都是正确的 C(3)和(4)都是正确的 D(1)和(4)都是正确的 答案：B 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 要落实实好国家提出“以人为为本，创创建和谐谐社会”的 号召，不只是政府的事，要落实实到我们们每个人的生活中 比如说说公共场场所禁止吸烟，我们们知道被动动吸烟比主动动吸烟 害处处更多试试估算一个高约约2.8m，面积约积约 10m2的两人办办 公室，若只有一人吸了一根烟求： (1)估算被污污染的空气分子间间的平均距离 (2)另一不吸烟者一次呼吸大约约吸入多少个被污污染过过的 空气分子(人正常呼吸一次吸入气体300cm3，一根烟大约约 吸10次) 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 解析：(1)吸烟者抽一根烟吸入气体的总体积 10300cm3，含有空气分子数 第七章 分子动理论 人 教 版 物 理 (2)被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为 2.91021300106个8.71017个 答案：(1)7108m (