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3-3.ppt

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 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 其次 学习本章知识要应用类比方法 例如 将分子力做功与分子势能的变化 类比为重力做功与重力势能的变化 这样就可以把微观的研究对象宏观化 再次 由于本章内容需要记忆的较多 因此要在学习中及时归纳总结 考纲须知 在初中我们已经知道 物体是由大量的分子组成的 设想把水分子一个挨一个地排列起来 如图所示 需要约1010个分子才能排满1m的长度 为什么这个数值如此巨大呢 1 物体是由大量组成的 2 分子并不是的 但课本上把它们当做球形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 用油膜法测分子大小 是让油膜在水面上扩散 形成组成的薄膜 此时油膜的厚度d就是分子的 若事先量得油酸体积为V 油膜面积为S 则d 分子 球形 估算 充分 单层油酸分子 直径 4 油酸分子大小的数量级为米 大多数分子的数量级为米 分子如此微小 人们研制了能放大几亿倍的观察物质表面原子的排列 5 1mol任何物质都含有相同的粒子数 这个数叫一般用字母表示 其数值为 在粗略的计算中可取 是一个重要的常数 是宏观量和微观量联系的桥梁 10 10 10 10 扫描隧道显微镜 阿伏加德罗常数 NA 6 02 1023mol 1 6 0 1023mol 1 阿伏加德罗常数 1 一般分子直径的数量级是10 10m 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 1 实验目的 估测油酸分子的大小 学习间接测量微观量的原理和方法 2 实验原理 把一滴油酸 油酸的分子式为C17H33COOH 滴到水面上 油酸的每一个分子可以看成由两部分组成 一部分是C17H33 另一部分是COOH COOH对水有很强的亲合力 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 在水面上形成一层纯油酸薄膜 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 形成一个单分子油膜 如果把分子看成球形 单分子油膜的厚度就可以认为等于油酸分子直径 如图所示是单分子油膜侧面的示意图 如果事先测出油酸液滴的体积V 再测出油膜的面积S 就可以估算出油酸分子的直径d 3 实验器材注射器或滴管 量筒 痱子粉 或石膏粉 浅盘 水 酒精 油酸 玻璃板 彩笔 坐标纸 4 实验步骤 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30cm 40cm的浅盘中倒入约2cm深的水 然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上 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 形成单分子油膜 待油酸薄膜形状稳定后 将一块较大的玻璃板盖在浅盘上 用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上 将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上 算出油酸薄膜的面积 5 数据处理根据上面记录的数据 完成以下表格内容 6 本实验的注意事项 酒精油酸溶液配制好后 不要长时间放置 以免浓度改变 影响实验 痱子粉的用量不要太大 否则不易成功 滴管胶头高出水面就在1cm之内 否则油膜难以形成 要待油膜形状稳定后 再画轮廓 做完实验后 把水从盘的一侧边缘倒出 并用少量酒精清洗 然后用脱脂棉擦净 最后用水冲洗 以保持盘的清洁 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 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 阿伏加德罗常数NA 6 02 1023mol 1阿伏加德罗常数的含义 1摩尔的任何物质含有的微粒数相同 这个数叫阿伏加德罗常数 其值是6 02 1023mol 1 这个数常用NA表示 是微观世界的一个重要常数 是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁 若已知油酸分子的摩尔体积 用油膜法测出分子直径后 怎样进一步估算阿伏加德罗常数 1 微观量指 分子体积V0 分子直径d 分子质量m 2 宏观量指 物体体积V 摩尔体积Vmol 物体的质量M 摩尔质量Mmol 物体的密度 3 关系 只要知道下列哪一组物理量 就可以估算气体分子间的平均距离 A 阿伏加德罗常数 该气体的摩尔质量和质量B 阿伏加德罗常数 该气体的摩尔质量和密度C 阿伏加德罗常数 该气体的质量和体积D 该气体的密度 体积和摩尔质量答案 B 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 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 2009 济宁 在 用油膜法估测分子大小 的实验中 所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0 6mL 用注射器测得1mL上述溶液为80滴 把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内 让油膜在水面上尽可能散开 测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示 图中正方形方格的边长为1cm 1 实验中为什么要让油膜尽可能散开 2 实验测出油酸分子的直径是多少 结果保留两位有效数字 3 如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S 这种油的密度为 摩尔质量为M 试写出阿伏加德罗常数的表达式 用 油膜法估测油酸分子的大小 实验器材有 浓度为0 05 体积分数 的油酸酒精溶液 最小刻度为0 1mL的量筒 盛有适量清水的45 50cm2浅盘 痱子粉 橡皮头滴管 玻璃板 彩笔 坐标纸 1 下面是实验步骤 请填写所缺的步骤CA 用滴管将浓度为0 05 油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中 记下滴入1mL油酸酒精溶液时的滴数N B 将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上 用滴管吸取浓度为0 05 的油酸酒精溶液 从低处向水面中央一滴一滴地滴入 直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止 记下滴入的滴数nC D 将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上 以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位 计算轮廓内正方形的个数 算出油酸薄膜的面积S 2 用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径大小 单位 cm 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 某种物质的摩尔质量为M kg mol 密度为 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 4 平均每个分子所占据的空间是 m3 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 及直径的数量级 10 10m 相近 2010 吉林一中高二期末 若以 表示水的摩尔质量 V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积 为在标准状态下水蒸气的密度 NA为阿伏加德罗常数 m V0表示每个水分子的质量和体积 下面是四个关系式 1 NA V m 2 NAV0 3 m NA 4 V0 V 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 要落实好国家提出 以人为本 创建和谐社会 的号召 不只是政府的事 要落实到我们每个人的生活中 比如说公共场所禁止吸烟 我们知道被动吸烟比主动吸烟害处更多 试估算一个高约2 8m 面积约10m2的两人办公室 若只有一人吸了一根烟 求 1 估算被污染的空气分子间的平均距离 2 另一不吸烟者一次呼吸大约吸入多少个被污染过的空气分子 人正常呼吸一次吸入气体300cm3 一根烟大约吸10次 解析 1 吸烟者抽一根烟吸入气体的总体积10 300cm3 含有空气分子数 2 被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为2 9 1021 300 10 6个 8 7 1017个 答案 1 7 10 8m