【2012 精品课件】沪科版物理选修3-3 第1章1．1　一种新的研究方法和1．2　走进分子世界

(共36张PPT)
【2012 精品课件】沪科版物理选修3-3 第1章1．1　一种新的研究方法和1．2　走进分子世界
1．1　一种新的研究方法

1．2　走进分子世界
课标定位
学习目标：1.了解统计规律及其特点，能够运用统计规律分析调查一些事件．
2．知道分子大小、质量的数量级，能够利用油膜法估测分子直径．
3．知道阿伏伽德罗常量，会用这个常量进行有关的计算和估算．
重点难点：油膜法估测分子的直径．
核心要点突破
课堂互动讲练
知能优化训练
1.2　
走
进
分
子
世
界
课前自主学案
课前自主学案
常数
常数
2．统计规律的特点
(1)它是在大量的随机(偶然)事件的______中起作用的规律，它揭示的是大量事件在______上的性质及这些事件间的______联系．
(2)统计规律只能在__________的情况下才显示出来．它的可靠性跟统计事件的______有关，事件的______越多，统计规律就显示得越______．
集合
整体
必然
大量事件
数量
数量
明显
(3)实测的概率与用统计理论得出的值总会有一定的偏差，叫做_____，这是统计规律所特有的．一般来说，被统计的事件数量越多，该现象就越________．
涨落
不显著
二、分子何其小
1．利用单分子油膜法测量分子直径的原理
把一滴油滴到水面上，油在水面上散开形成单分子油膜，在计算分子大小时，通常可以把分子看做是一个____________，这是一个近似模型．通常认为_____________等于油分子的直径，而油分子是一个挨一个地排列整齐的．实验时测出油滴的体积V，再测出油膜的面积S，就可估算出油分子的直径d，
公式d＝____.
弹性小球
油膜的厚度
2．实验结论
测量结果表明一般分子的直径的数量级为_______.如水分子直径约为4×10－10 m，氢分子直径约为2.3×10－10 m.
10－10m
三、分子何其多
1．阿伏伽德罗常量的认识
我们在化学中已学过，1 mol任何物质所包含的粒子的数目都相等，这个数目叫做________________，用符号NA表示．目前，它的公认值是NA＝6.023×1023mol－1，在通常的计算中，可取NA＝___________mol－1.
阿伏伽德罗常量
6.0×1023
2．阿伏伽德罗常量的意义
阿伏伽德罗常量是一个重要的常量，它仿佛是__________和__________之间的一座桥梁，它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子大小等微观物理量联系起来．
宏观世界
微观世界
核心要点突破
一、分子的两种基本模型
1．球形模型：固体和液体可看做一个紧挨着一个的球形分子排列而成的，忽略分子间空隙，如图1－1－1甲所示．
图1－1－1
2．立方体模型：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平均占有的活动空间，忽略气体分子的大小，如图1－1－1乙所示．
特别提醒：(1)理想模型是在一定场合、一定条件下突出客观事物的某种主要因素，忽略次要因素而建立的．将分子看做球形或者看做立方体，与力学中的质点、电学中的点电荷一样，都是理想化模型．这是一种科学的近似处理方法．
(2)由于建立的模型不同，得出的结果稍有不同，但数量级一般是相同的．一般在估算固体或液体分子直径或分子间距离时采用球形模型，在估算气体分子间的距离时采用立方体模型．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
1．1 cm3的水和标准状况下1 cm3的水蒸气中各有多少个分子？在上述两种状态下，相邻两个水分子之间的间距各是多少？
答案：3.3×1022个　2.7×1019个　3.9×10－10 m
3．3×10－9 m
二、油膜法估测分子直径的实验方案
1．实验设计
油酸的分子式为C17H33COOH，它的一个分子可以看成由两部分组成：一部分是C17H33—，另一部分是—COOH.其中—COOH对水有很强的亲和力，当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开(其中的酒精溶于水中并很快挥发)，在水面上形成近似圆形的一层纯油酸薄膜，如图1－1－2所示．其中C17H33—部
分冒出水面，而—COOH部分留在水中，油酸分子直立在水面上，形成一个单分子层油膜，如图1－1－2所示．
图1－1－2
2．进行实验
(1)在浅盘中倒入约2 cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上．
(2)用注射器往小量筒中滴入1 mL油酸溶液，记下滴入的滴数n.算出一滴油酸的体积V0.
(3)将一滴油酸溶液滴在浅盘的液面上．
(4)待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃放在浅盘上，用水彩笔(或钢笔)画出油酸薄膜的形状．
(5)将玻璃放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S；或者玻璃板上有边长1 cm的方格，则也可通过数方格数，算出油酸薄膜的面积S.计算方格数时，完整的算一个，面积大于一半的也算一个，面积小于一半的舍去．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
2．在做“用油膜法估测分子直径”的实验中，若用直径为0.5 m的浅圆盘盛水，让油酸在水面上形成一层单分子油酸薄膜，那么油酸液滴体积的数量级不能大于________m3.
答案：10－11
(1)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于(　　)
A．油酸未完全散开
B．油酸中含有大量的酒精
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴
课堂互动讲练
油膜法的应用
例1
(2)在做“用油膜法估测分子大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为104 mL溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液中有液滴50滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，然后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图1－1－3所示，坐标中正方形小方格的边长为20 mm.求：
图1－1－3
①油酸膜的面积是多少？
②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？
③根据上述数据，估测出油酸分子的直径是多少？(结果保留两位有效数字)
【精讲精析】　(1)油酸分子直径d＝V/S.计算结果明显偏大，可能是V取大了或S取小了．油酸未完全散开，所测S偏小，d偏大，A正确；油酸中含有大量的酒精，不影响结果，B错；若计算面积时舍去了所有不足一格的方格，使S变小，d变大，故C正确；若求每滴体积时，1 mL 的溶液多记了10滴，使V变小，d变小，D不正确．
【答案】　(1)AC
(2)①2.32×10－2 m2　②1.2×10－11 m3　③5.2×10－10 m
某种物质的摩尔质量为M(kg/mol)，密度为ρ(kg/m3)，若用NA表示阿伏伽德罗常量，则：
(1)每个分子的质量是________kg；
(2)1 m3的这种物质中包含的分子数目是______；
(3)1 mol 的这种物质的体积是________m3；
(4)平均每个分子所占据的空间是________m3.
阿伏伽德罗常量的理解及应用
例2
【思路点拨】　本题考查的是宏观量和微观量的计算，解决本知识点的关键是理解宏观量和微观量的物理意义，灵活运用阿伏伽德罗常量解决问题．