《物体是由大量分子组成的》教案

PAGEPAGE1《物体是由大量分子组成的》教案【教学目标】（1）知道物体是由大量分子组成的。（2）知道用油膜法测定分子大小的原理和方法。（3）知道物质结构的微观模型，知道分子大小的数量级。（4）理解阿伏加德罗常数的含义，并记住这个常数的数值和单位；会用这一常数进行有关计算或估算；领会阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的纽带。【重点】(1)油膜法测定分子大小的原理和方法。(2)阿伏加德罗常数的应用。【难点】宏观物理量和微观物理量之间的转换。【教学过程】一、分子大小的测定1．实验：油膜法估测分子的大小问题一：怎样估算油酸分子的大小？问题二：怎样测量一滴油酸的体积？问题三：如何测量油膜的面积？观察仿真实验：油膜法测分子大小讨论与交流：（1）在实验中能不能把纯油酸滴在水面上，为什么要稀释油酸？（2）为什么要在水面上撒痱子粉？（3）本实验产生误差的主要原因是什么？对实验结果关注的是测出的数值还是数量级？【例1】油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL。用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。(1)若每一小方格的边长为30mm，则油酸薄膜的面积为多少平方米？(2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为多少立方米？(3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径为多少米。【练习1】在“用油膜法估测分子大小”实验中(1)某同学操作步骤如下：①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积。改正其中的错误：_________________________________。(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3mL，其形成的油膜面积为80cm2，则估测出油酸分子的直径为__________m。2.用扫描隧道显微镜观测（1）硅表面硅原子的排列（照片）：（2）分子直径数量级：10-10m二、阿佛加德罗常数1.阿佛加德罗常数1mol物质含有的粒子数：NA=6.02×1023mol-12.常见微观量和宏观量的关系微观量：单个分子质量m0、单个分子体积V0宏观量：摩尔质量mmol、摩尔体积Vmol、物体总质量m、物体总体积V、物质的量n、总分子数N关系：【例2】PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物，它能较长时间悬浮在空气中，其在空气中的含量(浓度)越高，就代表空气污染越严重，PM2.5也是形成雾霾天气的主因。北京曾经出现严重雾霾，PM2.5指标数高达300μg/m3。已知该颗粒物的平均摩尔质量为40g/mol，试估算该地区1m3空气中含有这种颗粒物的数目。(阿伏加德罗常数取6.0×1023mol－1，结果保留1位有效数字)【练习2】已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，水的摩尔质量Mmol＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1。求：(结果保留两位有效数字)(1)1cm3水中有多少个水分子。(2)估算一下水分子的线性大小。归纳总结：固体、液体分子模型分子模型意义分子大小或分子间的平均距离图例球形模型固体和液体可看成是由一个个紧挨着的球形分子排列而成的，忽略分子间的空隙d＝eq\r(3,\f(6V0,π))(分子大小)【练习3】已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，地面大气密度为ρ。由此可估算得，地球大气层空气分子总数为________，空气分子之间的平均距离为________。归纳总结：气体分子模型分子模型意义分子大小或分子间的平均距离图例立方体模型(气体)气体分子间的空隙很大，把气体分成若干个小立方体，气体分子位于每个小立方体的中心，每个小立方体是每个分子占有的活动空间，这时忽略气体分子的大小d＝eq\r(3,V0)(分子间平均距离)三、课堂小结1.实验：油膜法估测分子的大小2.微观量的估算（1）常见的微观量与宏观量的关系（2）两种分子建构模型分子模型意义分子大小或分子间的平均距离图例球形模型（固体和液体）固体和液体可看成是由一个个紧挨着的球形分子排列而成的，忽略分子间的空隙d＝eq\r(3,\f(6V0,π))(分子大小)立方体模型(气体)气体分子间的空隙很大，把气体分成若干个小立方体，气体分子位于每个小立方体的中心，每个小立方体是每个分子占有的活动空间，这时忽略气体分子的大小d＝eq\r(3,V0)(分子间平均距离)课后篇素养形成必备知识基础练1.纳米材料具有很多优越性能,有着广阔的应用前景。已知1nm=10-9m,边长为1nm的立方体可容纳的液态氢分子(其直径约为10-10m)的个数最接近下面的哪一个数值()A.102 B.103 C.106 D.109答案B解析纳米是长度的单位,1nm=10-9m,即1nm=10×10-10m,所以1nm排列的分子个数接近于10个,则可容纳的液态氢分子的个数接近103,B项正确。2.(山东日照三模)若以M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,ρ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,下面四个关系式正确的是()A.V0=VNA B.ρC.ρ=mV0 D.NA答案D解析对于水蒸气,由于分子间距较大,摩尔体积除以阿伏加德罗常数等于每个分子占据的空间体积,并不等于分子体积,故A错误;ρ为在标准状态下水蒸气的密度,由于气体分子间距远大于水分子的直径,故水蒸气的密度小于水分子的密度,故ρ<mV0,而m=MNA,故ρ<MNAV0,B、C错误;摩尔质量=分子质量×阿伏加德罗常数,故mNA=ρ3.(多选)下列现象可以说明分子间存在引力的是()A.打湿了的两张纸很难分开B.磁铁吸引附近的小铁钉C.用斧子劈柴,要用很大的力才能把柴劈开D.用电焊把两块铁焊接在一起答案ACD解析分子间的引力必须在分子间的距离小到一定程度时才能发挥作用。纸被打湿后,水分子填充了两张纸之间的凹凸部分,使水分子与两张纸的分子接近分子引力作用范围而发生作用。电焊是两块铁熔化后使铁分子达到引力作用范围而发生作用。这都说明分子间存在引力。木柴是固体,其分子间距离很近,要使木柴分开就必须用很大的力来克服大量木柴分子的引力,这也说明分子间存在引力。磁铁对小铁钉的吸引力在较大距离内都可发生,这是磁场力的作用。故A、C、D正确。4.如图所示,把一块铅和一块金的接触面磨平、磨光后紧紧压在一起,五年后发现金中有铅,铅中有金,对此现象说法正确的是()A.属于扩散现象,原因是金分子和铅分子的相互吸引B.属于扩散现象,原因是金分子和铅分子的运动C.属于布朗运动,小金粒进入铅块中,小铅粒进入金块中D.属于布朗运动,由于外界压力使小金粒、小铅粒彼此进入对方中答案B解析属于扩散现象,是两种不同物质分子热运动引起的,不是分子间的相互吸引,B正确,A、C、D错误。5.(多选)下列现象中,属于分子永不停息地做无规则运动的是()A.秋风吹拂,树叶纷纷落下B.在箱子里放几块樟脑丸,过些日子一开箱就能闻到樟脑丸的气味C.烟囱里冒出的黑烟在空中飘荡D.把胡椒粉末放入菜汤中,最后胡椒粉末会沉在汤碗底,而我们喝汤时却尝到了胡椒的味道答案BD解析树叶、黑烟(颗粒)是由分子组成的固体物质和大颗粒,它们的运动都不能反映分子永不停息地做不规则运动,A、C错误,由题意可知B、D正确。6.气溶胶粒子是悬浮在大气中的微小颗粒,气溶胶中的粒子具有很多动力学性质、光学性质,比如布朗运动、光的反射、光的散射等。关于封闭环境中气溶胶粒子,下列说法正确的是()A.在空气中会缓慢下沉到地面B.在空气中会缓慢上升到空中C.在空气中做无规则运动D.受到的空气分子作用力的合力始终等于其所受到的重力答案C解析由于气体分子对气溶胶粒子撞击的不平衡性,气溶胶粒子在空气中要做无规则的布朗运动,不会在空气中缓慢下沉,也不会在空气中缓慢上升,故A、B错误,C正确;空气分子对气溶胶粒子撞击的不平衡性造成了布朗运动,但空气分子对它的作用力和重力的大小无法比较,且空气分子对它撞击的方向也是不规则的,故D错误。关键能力提升练7.如果用M表示某物质的摩尔质量,m表示分子质量,ρ表示物质的密度,V表示摩尔体积,V'表示分子体积,NA为阿伏加德罗常数,则下列说法正确的是()A.分子间距离d=3B.单位体积内分子的个数为ρC.分子的体积一定是MD.物质的密度一定是ρ=m答案B解析固体、液体分子是紧密排列的,气体分子间的距离远大于分子直径,故分子的直径不一定等于分子间距离,A错误;分子的摩尔体积V=Mρ,分子所占有的空间是MρNA,而占有的空间不一定是分子的体积,单位体积内分子的个数为ρNAM,B正确,C错误;物质的密度ρ=M8.(多选)甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于r轴上,甲、乙两分子间作用力与分子间距离的变化关系图像如图所示。现把乙分子从r3处由静止释放,则()A.乙分子从r3到r1过程中一直做加速运动B.乙分子从r3到r2过程