物体是由大量分子组成的ppt课件.ppt

第十一章分子动理论 第一节物体是由大量分子组成的 授课班级高二九班 授课教师 王效菊 热学 一 热学内容简介1 热学是物理学的一部分 它研究热现象的规律 2 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 3 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 4 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 能量守恒规律 5 研究热现象的两种方法 一种从宏观上总结热现象的规律 引入内能的概念 并于其他形式的能联系起来 另一种是从物质的微观结构出发 建立分子动理论 说明热现象的本质是大量分子的无规则运动的表现 这两种方法相辅相成 分子动理论 能量守恒规律 本章内容简介 第一单元 1 3节 分子动理论的基础 第二单元 4节 内能的概念以及改变内能的两种方式 第三单元 5节 热力学第一定律以及能量守恒定律 第四单元 6 7节 热力学第二定律以及能源与环境 分子动理论的内容 1 物体是由大量分子组成的 2 分子永不停息地做无规则的运动 3 分子之间存在着相互作用力 二 复习提问初中学过的分子运动论基本内容有哪几点 学生笔记 第十一章分子动理论 一 物体是由大量分子组成的 阅读课文 回答以下问题 这里所说的分子与化学中所说的分子有何不同 化学中讲的分子是 具有物质的化学性质的最小微粒 物理中所说的分子指的是 做热运动时遵从相同规律的微粒 包括组成物质的原子 离子或分子 学生笔记 材料一 与细菌差不多大小限度为一微米的小水珠中所包含的水分子数目为地球上人口的好几倍呢 材料二 如果把每个分子有小指甲那么大 再按这样的比例放大到你的手 那么你的手可以握住分子 这两个材料体现出 组成物体分子数目的大量和单个分子体积或质量的微小 学生笔记 一 分子的大小 组成物质的分子是很小的 不但用肉眼不能直接看到它们 就是用光学显微镜也看不到它们 那怎么才能看到分子呢 扫描隧道显微镜 用扫描隧道显微镜 能有放大几亿倍 我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的排布图 图中的每个亮斑都是一个碳原子 扫描隧道显微镜 石墨表面原子的排布图 1 分子的体积是极其微小的 用肉眼和光学显微镜都不能看到 放大到几十亿倍的扫描隧道显微镜才能看到 怎样测量呢 分子到底有多大 用什么方法才能测出分子的大小 同学们先思考一个问题 如何测出一粒小米的直径 用一个量筒 一把米尺 一定量的小米 若把小米看成球形的 测出小米的直径 怎样才能知道分子的大小呢 先用量筒测出一定量小米的体积V 再将这些米水平摊放在水平桌面上 不要重叠 一粒紧靠一粒 测出小米所占的面积S 则小米的直径 d 那么我们又如何测分子的直径呢 归纳方法 以油酸分子为例 先测出油酸的体积 然后将这些油酸全部滴到水面上 油酸散开形成单分子层 测出油层面积 若把分子看成球形 单分子油膜的厚度可以认为等于油分子的直径 d 怎样才能知道分子的大小呢 把一滴油酸滴到水面上 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 1 分子大小的估测 单分子油膜法 如何得知油酸体积 如何得知油膜面积 学生笔记 1 分子大小的估测 单分子油膜法 学生实验 分子大小的估测 单分子油膜法 测定油酸的体积 具体步骤如下 1 配制油酸酒精溶液 取油酸1ml 注入100ml的容量瓶中 然后向容量瓶中注入酒精 直到液面达到100ml刻度线为止 摇动容量瓶 使油酸充分在酒精中溶解 这样就得到了1ml含1 100ml纯油酸的油酸酒精溶液2 计算每滴油酸酒精溶液中所含的纯油酸的体积 用注射皮管作滴管 向小量筒内数数滴入1ml油酸酒精溶液 按一滴 秒的速度滴下 1ml约255滴左右 每滴酒精油酸含油酸体积为 测定油酸的面积 3 在水槽中倒入约2cm深的水 水面完全稳定后均匀的撒上痱子粉 4 等粉完全静止后开始滴一滴酒精油酸溶液 过几分钟后油酸薄膜的形状趋于稳定 油散开形成单分子层 测出油层面积 5 把玻璃板盖在水槽上 用彩笔把油酸薄膜的形状勾勒在玻璃板上 将玻璃板放在坐标纸上 每格面积为1cm2 6 把画有油酸薄膜轮廓的玻璃复在坐标纸上 边长1cm 算出油酸薄膜的面积S 用四舍五入的方法统计有多少个1cm2的面积 7 根据每一滴油酸的体积 和薄膜的面积 即可算出油酸膜的厚度d 即油酸分子的大小 计算轮廓内正方形的个数 不足半个的舍去 多于半个的算一个 得出油膜面积S 以cm2为单位 15 14 230 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 S 230 42 1cm2 272cm2 测油膜的表面积S 42 则 S 230 42 1cm2 272cm2 这种方法是一种估测法 测定分子直径的方法还很多 但无论哪一种方法测出的分子直径的数量级都是相同的 都为 3 数量级 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 1 10 10m和9 10 10m 数量级都是10 10m 分子直径数量级 除少数有机物大分子 一般分子直径的数量级是10 10m 例 水分子直径是4 10 10m 氢分子直径是2 3 10 10m 钨原子直径是2 10 10m 在用油膜法测定分子的直径时 实际上做了理想化处理 请问 有哪些地方做了理想化处理 把分子看成球形 答 把油滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层 油分子一个紧挨一个整齐排列 学生笔记 认识分子 1 分子是十分微小的 但可以被认识 用放大几亿倍的扫描隧道显微镜观看 用油膜法粗测分子的大小 结果 一般分子直径的数量级为10 10m小结 测量分子直径的方法是通过测量宏观量来研究微观量 分子确实很小 物体是由大量分子组成的 个头 之小 数量之大 例1 将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 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0 2m2 由此可估测油酸分子直径是多少 解 1滴油酸酒精的体积为 其中含油酸体积 油酸膜的厚度 练习1 体积是10 4cm3的油滴滴于水中 若展开成一单分子油膜 则油膜面积的数量级是 A 102cm2B 104cm2C 106cm2D 108cm2 B 油酸膜的面积 固体 液体 小球模型 气体 立方体模型 分子模型 分子模型 分子模型 在计算固液体分子大小时 作为一个近似的物理模型 可把分子看成是一小球 则 对气体可以把分子当作是一个小立方体 这个小立方体的边长可以看作相当于分子间的平均距离 即 V表示固液体分子的体积或气体分子所占的空间体积 内容小结 1 分子很小 一般分子直径的数量级为 2 直径测量 扫描隧道显微镜单分子油膜法3 分子的模型 把分子看成球形或正方体模型 一 分子的大小 作业 预习第二个问题 阿伏伽德罗常数 做完第十章的名师伴你行 机械波 的单元测试 晚自习讲 油膜法中为什么要用稀释过的油酸 否则油膜面积过大 充满整个水槽 这样就无法将油膜理想化为由一层油膜分子构成的面了 思考二 分子间有间隙吗 酒精和水混合后体积变小 高压油筒外壁有油渗透出来等现象说明分子间有间隙 用上述方法测得分子直径的数量级是 可见分子是非常非常小的 因此宏观物体是由大量分子组成的 组成物质的分子有多少 回忆化学中学过的1摩尔任何物质含有的微粒数相同 这个数是多大 是阿伏加德罗常数 师指出阿伏加德罗常数是一个基本常数 它是联系微观和宏观的桥梁 NA 6 0 1023mol 1 4 阿伏伽德罗常数 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 意义 1mol任何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NA表示此常数 数值 1986年X射线法NA 6 0221367 1023个 mol mol 1 一般计算时记作6 02 1023mol 1 粗略的计算可用6 1023mol 1 例2 下列叙述中正确的是 1 1cm3的氧气中所含有的氧分子数为6 02 1023个 2 1克氧气中所含有的氧分子数为6 1023个 3 1升氧气中含氧分子数是6 1023个 4 1摩氧气中所含有的氧分子数是6 1023 一个水分子的体积 1mol水中所含的水分子数 6 0 1023mol 1 NA 思考与讨论 解 阿伏加德罗常数NA 6 0 1023mol 1 二 阿伏加德罗常数 1mol的物质含有的粒子数 NA 6 0 1023mol 1 例题 已知物质的摩尔质量M 物体的密度 阿伏加德罗常数NA 物体的质量m 求 分子的质量 分子的体积 所含有的分子数 对气体不适用 V0应是气体分子占有的空间 标况下 Vmol 22 4升 V升气体含有的分子数 二 阿伏加德罗常数 1mol的物质含有的粒子数 一 分子的大小 NA 6 0 1023mol 1 1 计算物质所含的粒子数 2 计算分子的质量 3 计算分子的体积 4 估算在标准状态下气体分子间的距离 2 计算分子的质量 例2 水和氢气的摩尔质量分别是1 8 10 2kg mol和2 10 3kg mol 求水分子和氢分子的质量 已知NA 6 0 1023mol 1 分子质量的数量级 10 26 10 27kg 摩尔质量 分子量 摩尔体积 摩尔质量 密度 1 分子很小 一般分子直径的数量级为10 10m 一般分子质量数量级是10 26kg2 直径测量 单分子油膜法3 分子的模型 把分子看成球形或正方体模型 一 分子的大小 物体中的分子的数目很多 二 阿伏加德罗常数 1 计算物质所含的粒子数 2 计算分子的质量 3 计算分子的体积 4 估算在标准状态下气体分子间的距离 例5 若已知铁的原子量是56 铁的密度是7 8 103kg m3 试求质量是1g的铁块中铁原子的数目 取1位有效数字 及一个铁原子的体积 解 1g铁的物质量是1 56mol 设其中铁原子的数目是n n 1 56 NA 1 56 6 1023 1 1022个 1g铁的体