高中物理《物体是由大量分子组成的》教案3 新人教版选修3-3

1、物体是由大量分子组成的教案示例一、教学目标 1知道物体是由大量的分子组成的 2知道用油膜法测定分子大小的原理 3知道分子的球形模型，知道分子的大小、质量的数量级 4理解阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁，记住它的数值及单位，会用这个常数进行有关的计算或估算二、重点难点 重点：阿伏加德常数及其应用 难点：摩尔质量、摩尔体积跟分子质量、分子体积的联系三、教与学 教学过程： 从初中学过的有关分子运动的内容中，我们已知道物体是由大量分子组成的寻找微观量与宏观量之间的关系是我们从本节起所涉及的一个重要问题，它可以帮助我们从宏观与微观两个不同的角度去观察和了解事物，加深对问题本质的理解 （一）分

2、子的大小 【演示】幻灯片：扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子结构照片 由于碳原子被放大了几亿倍后才被观察到，表明分子是很小的（在热学中由于原子、离子、或分子做热运动时遵从相同的规律，所以统称为分子） 1分子大小的估测单分子油膜法 （1）单分子油膜法粗测分子直径的原理，类似于取一定量的小米，测出它的体积V，然后把它平摊在桌面上，上下不重叠，一粒紧挨一粒，量出这些米粒占据桌面的面积S，从而计算出米粒的直径 这只是一个物理模型，事实上，分子的形状非常复杂，并不真是个小球，而且分子间存在空隙。所以仅是一种粗略的测定 （2）用单分子油膜法测得分子直径的数量级为 2分子直径的数量级为 物理学中测定分子大小的

3、方法有许多种，用不同的方法测出的分子大小并不完全相同，但数量级是一样的，均为 【注意】除一些有机物质的大分子外，一般分子的直径数量级为 ，以后无特别说明，我们就以 作为分子直径的数量级 例1 将 的油酸溶于酒精，制成 的油酸酒精溶液已知 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的直径为_m 【解析】设 溶液的滴数为N（50），则1滴油酸酒精溶液的体积为 。 由于取用的油酸酒精溶液的浓度为 ，故1滴溶液中油酸的体积为 。 已知油酸薄层的面积为S0.2m2，所以油酸分子的直径为 （二）阿伏加德罗

4、常数 1阿伏加德罗常数 摩尔（mol）任何物质所含的微粒数叫做阿伏加德罗常数 2阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁 （1）已知物质的摩尔质量 ，可求出分子质量 （ 为摩尔体积 为物质的密度）分子质量数量级为 。 （2）已知物质的量（摩尔数）n，可求出物体所含分子的数目 （3）已知物质的摩尔体积 ，可求出分子的体积 分子体积的数量级为 【注意】分子的大小计算有两种模型：一是球形模型，其直径 ，二是立方体模型，其边长 作为分子直径数量级的估算，利用两种模型均可，但我们一般取第一种模型 对于固体和液体，可以认为它们的分子是一个个紧挨着的，可用上式直接估算出分子体积；对于气体，由于分子间空隙

5、很大，用上式估算出的是一个分子所占据的体积（活动的空间） 在利用上述关系式进行计算时，有些数据的数字太大（如阿伏加德罗常数），有些数据的数字又太小（如分子的直径和质量等），为了书写方便，习惯上用科学计数法写作10的乘方，如 等，我们称10的乘方（ 等）为“数量级”对于分子的大小和质量，只要粗略地了解它的数量级就可以了 例2 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） 【解析】 空气分子的平均质量为： 成年人做一次深呼吸所吸入的空气质量为： 所吸入的分子

6、数为： （个） 例3 已知金刚石的密度 现有一块体积 的金刚石，它含有多少个碳原子？假如金刚石中碳原子是紧密地堆在一起的，试估算碳原子的直径 【解析】金刚石的质量 碳的摩尔数 金刚石所含碳原子数为 个 个 一个碳原子的体积为 。 把金刚石中的碳原子看成球体，则由公式 可得碳原子直径约为。 例4 的水中和标准状态下 的水蒸气中各有多少个水分子？在上述两种状态下，相邻两个水分子之间的距离各是多少？ 解析 水中水的分子个数为 个 设相邻两水分子间距离为d，视水分子为球形，则 ， 的水蒸气分子间的距离为 ，视水蒸气分子所占据的空间为正方体，则 。 估算分子间距时，既可以把分子占据的空间看做是立方体，也可以看做是球体，对于气体分子，一般视为立方体 【小结】物体是由大量分子组成的，分子直径的数量级为 ，阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁教案点评：本节重