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物理选修3选修3-3第七章 分子动理论1 物体是由大量分子组成的学案
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这是一份物理选修3选修3-3第七章 分子动理论1 物体是由大量分子组成的学案
学习内容7.1物体是由大量分子组成的学习目标1、知道物体是由大量分子组成的2、知道油膜法测分子大小的原理，并能进行测量和计算。通过油膜法实验知道科学研究中的一种方法：利用宏观量求微观量 3、知道分子的球形模型，知道分子直径的数量级。初步认识到微观世界是可以认知的。人类探究微观世界经历了漫长的过程，而且意识到这种探索还将持续下去。4、知道阿伏加德罗常数的物理意义、数值和单位。学习重、难点重点是知道分子大小的数量级；用阿伏伽德罗常数进行有关计算或估算的方法；难点是理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法学法指导自主学习，合作完成知识链接学习过程用案人自我创新【自主学习】阅读教材P2-4，体会①组成物体的分子数目之“巨大”，和分子本身的线度之“微小”②利用对宏观量的测定求出微观量的方法。并请同学们完成下列任务：【导思】1、在研究物质的化学组成时，我们认为物质是如何组成的？而本书又是如何认定的呢？ 2、教材中讲到估测分子的大小的方法是 。（1）单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。[基本原理是]：将一滴体积已知的小油滴, 滴在水面上, 在重力作用下尽可能的散开形成一层极薄的油膜, 此时油膜可看成单分子油膜,油膜的厚度看成是油酸分子的直径, 所以只要再测定出这层油膜的面积, 就可求出油分子直径的大小.[介绍演示]如果油在水面上尽可能地散开，可认为在水面上形成单分子油膜，可以通过幻灯观察到，并且利用已制好的方格透明胶片盖在水面上，用于测定油膜面积。如图1所示。当然，这个实验要做些简化处理：(1)把分子看成一个个小球;(2)油分子一个紧挨一个整齐排列;(3)认为油膜厚度等于分子直径.[思考]已知一滴油的体积V和水面上油膜面积S，那么这种油分子的直径是多少？[FLASH课件模拟演示] 油膜法测分子直径[在此基础上，进一步指出] ①介绍数量级这个数学名词，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，那么1×10-10m和9×10-10m，数量级都是10-10m。②如果分子直径为d，油滴体积是V，油膜面积为S，则d=V/S，根据估算得出分子直径的数量级为10-10m。（2）利用扫描隧道显微镜测定分子的直径。（3）物理学中还有其他不同方法来测量分子的大小，用不同方法测量出分子的大小并不完全相同，但是数量级是相同的。测量结果表明，一般分子直径的数量级是10-10m。例如水分子直径是4×10-10m，氢分子直径是2.3×10-10m。3．阿伏伽德罗常数[问题1]在化学课上学过的阿伏伽德罗常数是什么意义？数值是多少？ NA= ，粗略计算可用NA= 个/mol。（阿伏伽德罗常数是一个基本常数，科学工作者不断用各种方法测量它，以期得到它精确的数值。）[问题2]摩尔质量、摩尔体积的意义。 3．微观物理量的估算若已知阿伏伽德罗常数，可对液体、固体的分子大小进行估算。事先我们假定近似地认为液体和固体的分子是一个挨一个排列的（气体不能这样假设）。[例题1] 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=__________（2）水的摩尔体积V=__________（3）一个水分子的质量m0 =_____________（4）一个水分子的体积V0 =_____________（5）将水分子看作球体，分子直径d=_______________（6）10g水中含有的分子数目N=___________________ 【典例2】已知金刚石的密度为ρ=3.5×103kg/m3，现有一小块体积为4.0×10-8m3的金刚石，它含有多少个碳原子？假如金刚石中的碳原子是紧密地挨在一起的，试估算碳原子的直径。（保留两位有效数字）【解析】 1.8×10-10m【点拨】由宏观量去计算微观量，或由微观量计算宏观量，都要通过阿伏加德罗常数建立联系，所以说，阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁。由物体体积计算分子的大小，可视分子为立方体。这是估算分子大小的通用方法。【导练】水的分子量是18，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1。在标准状况下，水蒸气的摩尔体积是22.4×10-3m3、mol，则水蒸气分子的平均间距大约是水分子直径的（ ）A、1倍 B、10倍. C、100倍 D、1000倍【点拨】固体和液体分子是紧密排列的，分子间距可看成分子直径；而气体分子间的距离远大于分子直径，在标准状况下，用摩尔体积除以阿伏加德罗常数，得到的是一个分子占有周围空间的体积，而不是一个分子的体积。分割气体空间时必须分割成紧密相连的立方体，而不应该是球体。达标检测1、只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体分子间的平均距离（ ）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、该气体的质量和体积C．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度D．该气体的密度、体积和摩尔质量2、已知氢气的摩尔质量是2×10-3kg/mol,水的摩尔质量是1.8×10-2kg/mol,计算1个氢分子和水分子的质量。 3、若已知铁的原子量是56,铁的密度是7.8×103kg／m3,试求质量是1g的铁块中铁原子的数目(取1位有效数字)及一个铁原子的体积.学习反思布置作业思考与练习T1、3、4
学习内容7.1物体是由大量分子组成的学习目标1、知道物体是由大量分子组成的2、知道油膜法测分子大小的原理，并能进行测量和计算。通过油膜法实验知道科学研究中的一种方法：利用宏观量求微观量 3、知道分子的球形模型，知道分子直径的数量级。初步认识到微观世界是可以认知的。人类探究微观世界经历了漫长的过程，而且意识到这种探索还将持续下去。4、知道阿伏加德罗常数的物理意义、数值和单位。学习重、难点重点是知道分子大小的数量级；用阿伏伽德罗常数进行有关计算或估算的方法；难点是理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法学法指导自主学习，合作完成知识链接学习过程用案人自我创新【自主学习】阅读教材P2-4，体会①组成物体的分子数目之“巨大”，和分子本身的线度之“微小”②利用对宏观量的测定求出微观量的方法。并请同学们完成下列任务：【导思】1、在研究物质的化学组成时，我们认为物质是如何组成的？而本书又是如何认定的呢？ 2、教材中讲到估测分子的大小的方法是 。（1）单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。[基本原理是]：将一滴体积已知的小油滴, 滴在水面上, 在重力作用下尽可能的散开形成一层极薄的油膜, 此时油膜可看成单分子油膜,油膜的厚度看成是油酸分子的直径, 所以只要再测定出这层油膜的面积, 就可求出油分子直径的大小.[介绍演示]如果油在水面上尽可能地散开，可认为在水面上形成单分子油膜，可以通过幻灯观察到，并且利用已制好的方格透明胶片盖在水面上，用于测定油膜面积。如图1所示。当然，这个实验要做些简化处理：(1)把分子看成一个个小球;(2)油分子一个紧挨一个整齐排列;(3)认为油膜厚度等于分子直径.[思考]已知一滴油的体积V和水面上油膜面积S，那么这种油分子的直径是多少？[FLASH课件模拟演示] 油膜法测分子直径[在此基础上，进一步指出] ①介绍数量级这个数学名词，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，那么1×10-10m和9×10-10m，数量级都是10-10m。②如果分子直径为d，油滴体积是V，油膜面积为S，则d=V/S，根据估算得出分子直径的数量级为10-10m。（2）利用扫描隧道显微镜测定分子的直径。（3）物理学中还有其他不同方法来测量分子的大小，用不同方法测量出分子的大小并不完全相同，但是数量级是相同的。测量结果表明，一般分子直径的数量级是10-10m。例如水分子直径是4×10-10m，氢分子直径是2.3×10-10m。3．阿伏伽德罗常数[问题1]在化学课上学过的阿伏伽德罗常数是什么意义？数值是多少？ NA= ，粗略计算可用NA= 个/mol。（阿伏伽德罗常数是一个基本常数，科学工作者不断用各种方法测量它，以期得到它精确的数值。）[问题2]摩尔质量、摩尔体积的意义。 3．微观物理量的估算若已知阿伏伽德罗常数，可对液体、固体的分子大小进行估算。事先我们假定近似地认为液体和固体的分子是一个挨一个排列的（气体不能这样假设）。[例题1] 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=__________（2）水的摩尔体积V=__________（3）一个水分子的质量m0 =_____________（4）一个水分子的体积V0 =_____________（5）将水分子看作球体，分子直径d=_______________（6）10g水中含有的分子数目N=___________________ 【典例2】已知金刚石的密度为ρ=3.5×103kg/m3，现有一小块体积为4.0×10-8m3的金刚石，它含有多少个碳原子？假如金刚石中的碳原子是紧密地挨在一起的，试估算碳原子的直径。（保留两位有效数字）【解析】 1.8×10-10m【点拨】由宏观量去计算微观量，或由微观量计算宏观量，都要通过阿伏加德罗常数建立联系，所以说，阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁。由物体体积计算分子的大小，可视分子为立方体。这是估算分子大小的通用方法。【导练】水的分子量是18，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1。在标准状况下，水蒸气的摩尔体积是22.4×10-3m3、mol，则水蒸气分子的平均间距大约是水分子直径的（ ）A、1倍 B、10倍. C、100倍 D、1000倍【点拨】固体和液体分子是紧密排列的，分子间距可看成分子直径；而气体分子间的距离远大于分子直径，在标准状况下，用摩尔体积除以阿伏加德罗常数，得到的是一个分子占有周围空间的体积，而不是一个分子的体积。分割气体空间时必须分割成紧密相连的立方体，而不应该是球体。达标检测1、只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体分子间的平均距离（ ）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、该气体的质量和体积C．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度D．该气体的密度、体积和摩尔质量2、已知氢气的摩尔质量是2×10-3kg/mol,水的摩尔质量是1.8×10-2kg/mol,计算1个氢分子和水分子的质量。 3、若已知铁的原子量是56,铁的密度是7.8×103kg／m3,试求质量是1g的铁块中铁原子的数目(取1位有效数字)及一个铁原子的体积.学习反思布置作业思考与练习T1、3、4
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