沪教版高中物理选修1-2 1.2走进分子世界_学案1

走进分子世界
【学习目标】
1．根据分子的简化模型估算分子的大小和分子数。
2．经历油膜法估测分子直径的实验探究过程，学会运用模型方法研究问题。
3．培养研究微观世界的兴趣。
【学习重难点】
用油膜法测分子直径；会用模型方法分析问题。
【学习过程】
1．分子何其小
球体模型(适用于固、液体)：一个分子的体积为分子的直径。
立方体模型(适用于气体)：一个分子平均占据空间V0＝d3，d——分子间的距离。
估测分子的大小通常采用油膜法。
在用油膜法估测分子的大小实验中，采用了以下实验步骤，请将横线上的内容补充完整。
（1）将1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的酒精油酸溶液。
（2）用滴管取配制好的酒精油酸溶液，然后一滴一滴滴入量筒中，记录量筒内增加1mL溶液的滴数n。由此可算出每滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积为______________cm3．
（3）在边长为30～40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上，用滴管将配制好的酒精油酸溶液在水面上滴入1滴，待油酸膜的形状稳定后，在水面上形成油酸的_________________油膜。
（4）将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将________________画在玻璃板上。
（5）将这块玻璃板放在画有边长为1cm的正方形方格的坐标纸上，算出油酸膜的面积，如图所示，油酸膜的面积是____________cm2．
（6）若将1滴纯油酸的体积记为V(m3)，油酸膜的面积记为S（m2），根据L＝________可计算出油酸膜的厚度L，L即油酸分子的直径，一般分子直径的数量级是_____________m。
2．分子何其多
（1）阿伏加德罗常数NA=_____________。是___________的桥梁。
①分子数N=nNA=_____ NA=_______NA．
②对任何分子，分子质量＝ ；对固体和液体分子，分子体积＝ ；
气体分子的体积＝平均每个分子占据的空间体积≠气体分子的体积。
阿伏加德罗常数用表示，。它是微观世界的—个重要常数，是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁，应该理解它的意义。
（1）已知固体和液体（气体不适用）的摩尔体积vmol和一个分子的体积v，则NA=；反之亦可估算分子的大小。
（2）已知物质（所有物质，无论液体、固体还是气体均适用）的摩尔质量M和一个分子的质量m，求NA＝；反之亦可估算分子的质量。
（3）已知固体和液体（气体不适用）的体积V和摩尔体积vmol，则物质的分子数n＝NA＝NA．其中ρ是物质的密度，M是物质的质量。
（4）已知物质（所有物质，无论液体、固体还是气体均适用）的质量和摩尔质量，则物质的分子数 n=NA
【达标检测】
1．把V1 mL的油酸倒入适量的酒精中，稀释成V2 mL的油酸酒精溶液，测出1 mL油酸酒精溶液共有N滴。取一滴溶液滴入水中，最终在水中形成S cm2的单分子油膜。则该油酸分子的直径大约为( )
A． m B． m C． cm D． cm
2．在用油膜法估算分子大小的实验中：
（1）下面是一些实验步骤及注意事项：
A．在准备实验时，油酸酒精溶液要提前一天配制，以免因溶液不均匀产生误差；
B．一定要仔细清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差；
C．用注射器(或滴管)将V＝1 毫升油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中，并记下滴数n，计算出每滴油酸酒精溶液的平均体积V0＝；
D．向浅盘里注入适量的水，并将痱子粉(或石膏粉)从盘的中央加入，使粉扩散至均匀，再用注射器(或滴管)从适当高处将一滴油酸酒精溶液滴在水面上；
E．等待油酸薄膜的形状稳定后，用数格子法测算出面积S；
F．根据一滴油酸酒精溶液的体积V0和膜的面积S计算出油酸薄膜的厚度L＝；
G．重复实验测几次油酸薄膜的厚度并求出平均值，即可认为就是油酸分子的直径。
其中错误的是：__________；不必要的是：__________(只填前面的字母)。
（2）这个实验中产生误差的主要原因有：
______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．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0.1 mL的量筒、盛有适量清水的45×50 cm2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C
A．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1 mL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n。
C．________________________________________________________________________。
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1 cm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)。