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物理新人教版 选修3-3第七章第一节《物体是由大量分子组成的》

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  • 上传时间:2019-04-20
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    • 1、高中物理新人教版 选修- 系列课件,7.1物体是由大量 分子组成的,第七章分子动理论,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。 1,3,5 3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。,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

      2、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。,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?,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。,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),(一)、扫描隧道显微镜,扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子排布图,分子的大小,放大上亿倍的蛋白质分子结构模型,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.,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

      3、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。,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;,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,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?,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510-10m,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

      4、 C106cm2 D108cm2,B,固体、液体,小球模型,气体,立方体模型,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,(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.),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,一个分子的体积:,1 mol水中所含的水分子数:.,=6.01023 mol-1,N=,练习2.由油滴实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.,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

      5、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,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= ( 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,(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),B、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,求水分子和氢分子的质量(已知NA=6.01023mol-1),C、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,例5.已知:水的摩尔

      6、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),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?,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:,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:,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,D,D,2、1克水中含有的水分子个数为( ) A 6.021023 B 3.011023 C 6.021022 D 3.341022,3.(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

      7、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:B,4.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NA,ABC,5.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,B,6.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,D,7.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 1021,8.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 /( 6.021023 )1/3m =3.8 10-9 m,小结,1.一般物体中的分子数目是很大的. 2.一般分子的质量也是很小的.一般分子质量数量级是10-26Kg 3.阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁,通过该常数把摩尔质量、摩尔体积跟分子质量、分子大小等微观物理量联系起来了.,一般分子直径的数量级为10-10 m,分子的模型:把分子看成球形或正方体模型。,再见,

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