高中物理 《物体是由大量分子组成的》课件1 新人教选修33

1、2021/8/11 星期三17.1物体是由大量分子组成的第七章分子动理论2021/8/11 星期三2教学目标 1在物理知识方面的要求：（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。2培养学生在物理学中的估算能力，会通过阿伏伽德罗常数估算固体和液体分子的质量、分子的体积（或直径）、分子数等微观量。1,3,53渗透物理学方法的教育。运用理想化方法，建立物质分子是球形体的模型，是为了简化计算，突出主要因素的理想化方法。2021/8/11 星期三3二、重点、难点分析1重点有两个，其一是使学生理解和学会用单分子油

2、膜法估算分子大小（直径）的方法；其二是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。2尽管今天科学技术已经达到很高的水平，但是在物理课上还不能给学生展现出分子的真实形状和分子的外观。这给讲授分子的知识带来一定的困难，也更突出了运用估算方法和建立理想模型方法研究固体、液体分子的体积、直径、分子数的重要意义。三、教具1幻灯投影片或课件：水面上单分子油膜的示意图；离子显微镜下看到钨原子分布的图样。2演示实验：演示单分子油膜：油酸酒精溶液（1200），滴管，直径约20cm圆形水槽，烧杯，画有方格线的透明塑料板。2021/8/11 星期三4阅读课文,回答以下问题:这里所说的分子与化学

3、中所说的分子有何不同? 答 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。 2021/8/11 星期三5一、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？ 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. 用扫描隧道显微镜（能有放大几亿倍）2021/8/11 星期三6（一）、扫描隧道显微镜2021/8/11 星期三7扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子排布图2021/8/11 星期三8分子的大小放大上亿倍的蛋

4、白质分子结构模型2021/8/11 星期三9怎样才能知道分子的大小呢？2.具体做法是：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.有一种粗略测定分子大小的方法叫油膜法.2021/8/11 星期三10那么如何才能求出单分子油膜层的厚度(即分子直径)呢？ 1.先测出油酸滴的体积V： 2.测出水面上漂浮的油膜的表面积S； 3.单分子油膜的厚度等于油滴体积V与油膜面积S的比值：方法小结：通过测量较大量来研究较小量。2021/8/11 星期三11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

5、？ 把分子看成球形. 答：把滴在水面上的油酸层当作单分子 油膜层.(3)油分子一个紧挨一个整齐排列;2021/8/11 星期三12一些数据太大或很小,为了书写方便,习惯上用科学记数法写成10的乘方数,如 310-10m。我们把10的乘方数叫做数量级, 110-10m和 910-10m，数量级都是 10-10m。一般分子直径的数量级为10-10m（除少数有机物大分子以外）数量级2021/8/11 星期三13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.

6、2m2，由此可估测油酸分子直径是多少？ 1滴油酸酒精的体积为1/50cm3其中含油酸体积为10-10m3油酸膜的厚度为510-10m2021/8/11 星期三14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（ ）A102cm2 B104cm2 C106cm2D108cm2B2021/8/11 星期三15dd固体、液体小球模型ddd气体立方体模型dd2021/8/11 星期三16分子分子模型：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

7、 （以上两式中d表示分子的直径，V表示固液体分子的体积或气体分子所占的空间体积.） 2021/8/11 星期三17二、阿伏加德罗常数 1.回忆化学中学过的阿伏加德罗常数. 1 mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数就叫阿伏加德罗常数 。例2：已知水的摩尔体积是1.810-5 m3/mol，每个水分子的直径是410-10m ，设想水分子是一个挨一个排列的，求1 mol水中所含的水分子数. 2. 根据分子的大小，可以计算出阿伏加德罗常数 2021/8/11 星期三18一个分子的体积：1 mol水中所含的水分子数：. =6.01023 mol-1N=2021/8/11 星期三19练习2.由油滴实

8、验测得油酸分子的直径为1.1210-9 m，已知油酸的密度为6.37102 kg/m3，已知油酸的摩尔质量为282 g/mol，试求阿伏加德罗常数.2021/8/11 星期三20 解：设想油酸分子一个挨一个排列，1 mol 油酸分子的质量为M，密度为，油酸分子的直径为d，把每个油酸分子当作小球.则其体积为: 1 mol油酸的体积 :1 mol油酸所含的微粒数，即阿伏加德罗常数为NA . NA=61023 mol-1 2021/8/11 星期三21应用：(1)已知物质的摩尔质量M，物体的密度p，阿伏加德罗常数NA，物质的质量 m 则 ：分子的质量m分子=M/NA 分子的体积v分子=V摩尔/ NA

9、= ( M /p ) / NA 所含有的分子数N=摩尔数NA =(m /M) NA标准状态下，1 mol气体的体积为22.4升。 v升气体含有的分子数N=（ v/V摩尔）NA注意：上式对气体不适用，求得的分子体积应是气体分子占有的空间2021/8/11 星期三22（2）应用阿伏加德罗常数A、计算物质所含的粒子数 例3.求:1cm3水中含有的分子数(1mol水的质量是0.018kg)微观 宏观NA桥梁2021/8/11 星期三23B、计算分子的质量分子质量的数量级: 10-26-10-27kg例4.已知:水和氢气的摩尔质量分别是1.810-2kg/mol和210-3kg/mol，求水分子和氢分子

10、的质量（已知NA=6.01023mol-1)2021/8/11 星期三24C、计算分子的体积不适用于求气体分子的体积但能计算气体分子所占的空间体积2021/8/11 星期三25例5.已知：水的摩尔质量是1.810-2kg/mol，水的密度是1103kg/m3，求水分子的体积（已知NA=6.01023mol-1）2021/8/11 星期三26例6.若已知铁的原子量是56，铁的密度是7.8103kg/m3，求：1）质量是1g的铁块中铁原子的数目（取1位有效数字）2）计算出铁原子的直径是多少米？个02021/8/11 星期三27例题：已知空气的摩尔质量是，则空气中气体分子的平均质量多大？成年人做一次

11、深呼吸，约吸入450cm3的空气，则做一次深呼吸所吸入的空气质量是多少？所吸入的气体分子数量是多少？（按标准状况估算）2021/8/11 星期三28解析 :空气分子的平均质量为： 2成年人做一次深呼吸所吸入的空气质量为： 所吸入的分子数为： 2021/8/11 星期三29随堂练习1、下列哪一组已知数据中能求出阿伏加德罗常数 。 （ ） A物质分子的质量和体积 B物体的质量和它的摩尔质量 C物体的质量、密度和它的分子体积 D物体的摩尔体积、密度及其分子质量 DD2、1克水中含有的水分子个数为（ ） A 6.021023 B 3.011023 C 6.021022 D 3.3410222021/8

12、/11 星期三303.(2004年浙江高考)若以表示水的摩尔质量，表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，为表示在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式 NA =/m =/NA m = /NA = /NA 其中A和都是正确的；B和都是正确的；C和都是正确的；D和都是正确的。答案：B2021/8/11 星期三314.已知阿伏加德罗常数为NA，铜的摩尔质量为M，密度为（均为国际单位），则（ ） A1m3铜原子含原子数目为NA/M B1个铜原子质量是M /NA C1个铜原子的体积是M/NA D1kg铜所含原子的数目是NAABC 2021/8/11

13、 星期三325.只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子的平均距离（ ） 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、该气体的摩尔质量和体积 D该气体的密度、体积和摩尔质量B2021/8/11 星期三336.下列数据能求出阿伏加德罗常数的是（）A.水的密度和水的摩尔质量B.水的摩尔质量和水分子的体积C.水分子的体积和水分子的质量D.水分子的质量和水的摩尔质量D2021/8/11 星期三347.水的分子量18，水的密度为103kg/m3,阿伏加德罗常数为NA=6.021023个/ mol，则：（1）水的摩尔质量M=_18g/mol（2）水的摩尔体积V=_M/=18/1=18g/cm3 （3）一个水分子的质量m0 =_M/ NA =18 / 6.021023 =2.99 10-26 kg（4）一个水分子的体积V0 =_V/ NA =2.99 10-23 cm3（5）10g水中含有的分子数目N=_mNA/M=3.344 10212021/8/11 星期三358.估算在标准状态下气体分子间的距离。解：将每个空气分子所占据的空间设为小立方体，则小立方体的边长为气体分子间的距离。(V摩尔=22.410-3 m3) NAd3=V摩尔 d= （V摩尔 / NA ）1/3 =22.410-3 /（ 6.021