第1节物体是由大量分子组成的(共37张PPT)
文档属性
| 名称 | 第1节物体是由大量分子组成的(共37张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 530.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-03-28 20:50:33 | ||
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文档简介
(共37张PPT)
物体是由大量
分子组成的
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．演示实验：演示单分子油膜：油酸酒精溶液（1∶200），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 ？
②把分子看成球形.
答：①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 3×10-10m。我们把10的乘方数叫做数量级, 1×10-10m和 9×10-10m，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5×10-10m
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??（ ）
A．102cm2???????????? B．104cm2????????????
C．106cm2?????????????D．108cm2
B
固体、液体
小球模型
气体
立方体模型
分子?
①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：
②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1.8×10-5 m3/mol，每个水分子的直径是4×10-10m ，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：.
=6.0×1023 mol-1
N=
练习2.由油滴实验测得油酸分子的直径为1.12×10-9 m，已知油酸的密度为6.37×102 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ρ，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=6×1023 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1.8×10-2kg/mol和2×10-3kg/mol，求水分子和氢分子的质量（已知NA=6.0×1023mol-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：水的摩尔质量是1.8×10-2kg/mol，水的密度是1×103kg/m3，求水分子的体积（已知NA=6.0×1023mol-1）
例6.若已知铁的原子量是56，铁的密度是7.8×103kg/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 :
１．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：
３．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 6.02×1023 B 3.01×1023
C 6.02×1022 D 3.34×1022
3.(2004年浙江高考)若以μ表示水的摩尔质量，υ表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ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、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式
① NA =υρ/m ② ρ =μ/NAΔ
③ m = μ/NA ④Δ= υ/NA
其中
A．①和②都是正确的；B．①和③都是正确的；
C．②和④都是正确的；D．①和④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ρ（均为国际单位），则（ ）
A．1m3铜原子含原子数目为ρNA/M
B．1个铜原子质量是M /NA
C．1个铜原子的体积是M/ρNA
D．1kg铜所含原子的数目是ρNA
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=6.02×1023个/ mol，则：
（1）水的摩尔质量M=__________
18g/mol
（2）水的摩尔体积V=__________
M/ρ=18/1=18g/cm3
（3）一个水分子的质量m0 =_____________
M/ NA =18 / 6.02×1023 =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=22.4×10-3 m3)
NA×d3=V摩尔
d= （V摩尔 / NA ）1/3
=[22.4×10-3 /（ 6.02×1023 ）]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。
物体是由大量
分子组成的
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．演示实验：演示单分子油膜：油酸酒精溶液（1∶200），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 ？
②把分子看成球形.
答：①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 3×10-10m。我们把10的乘方数叫做数量级, 1×10-10m和 9×10-10m，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5×10-10m
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??（ ）
A．102cm2???????????? B．104cm2????????????
C．106cm2?????????????D．108cm2
B
固体、液体
小球模型
气体
立方体模型
分子?
①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：
②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1.8×10-5 m3/mol，每个水分子的直径是4×10-10m ，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：.
=6.0×1023 mol-1
N=
练习2.由油滴实验测得油酸分子的直径为1.12×10-9 m，已知油酸的密度为6.37×102 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ρ，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=6×1023 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1.8×10-2kg/mol和2×10-3kg/mol，求水分子和氢分子的质量（已知NA=6.0×1023mol-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：水的摩尔质量是1.8×10-2kg/mol，水的密度是1×103kg/m3，求水分子的体积（已知NA=6.0×1023mol-1）
例6.若已知铁的原子量是56，铁的密度是7.8×103kg/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 :
１．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：
３．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 6.02×1023 B 3.01×1023
C 6.02×1022 D 3.34×1022
3.(2004年浙江高考)若以μ表示水的摩尔质量，υ表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ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、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式
① NA =υρ/m ② ρ =μ/NAΔ
③ m = μ/NA ④Δ= υ/NA
其中
A．①和②都是正确的；B．①和③都是正确的；
C．②和④都是正确的；D．①和④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ρ（均为国际单位），则（ ）
A．1m3铜原子含原子数目为ρNA/M
B．1个铜原子质量是M /NA
C．1个铜原子的体积是M/ρNA
D．1kg铜所含原子的数目是ρNA
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=6.02×1023个/ mol，则：
（1）水的摩尔质量M=__________
18g/mol
（2）水的摩尔体积V=__________
M/ρ=18/1=18g/cm3
（3）一个水分子的质量m0 =_____________
M/ NA =18 / 6.02×1023 =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=22.4×10-3 m3)
NA×d3=V摩尔
d= （V摩尔 / NA ）1/3
=[22.4×10-3 /（ 6.02×1023 ）]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。