《人教版高中物理选修（33）7.1《物体是由大量分子组成的》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中物理选修（33）7.1《物体是由大量分子组成的》ppt课件（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 物体是由大量分子组成的 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 3 知道分子的球形模型 知道分子直径的数量级 4 知道阿伏加德罗常数的物理意义 数值和单位 并会用来进 行相关计算 重点 1 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 2 使学生掌握运用阿伏加德罗常数估算微观量 分子的体积 直径 分子数等 的方法 难点 1 油膜法测分子直径实验的操作 2 宏观到微观的思维方法的改变和适应 自主预习是系统掌握基础知识的前提 课前要求学生用15 分钟阅读学习内容并自行完成基础梳理 理清知识关系 明确 认知误区 逐步培养学生自学能力 提高
2、课堂学习效率 一 用油膜法估测分子的大小 1 物体是由 组成的 在热学中 组成物质的微观粒子 统称为 2 单分子油膜 让油酸分子充分展开形成一层单分子油膜 则该 油膜的厚度就等于油酸分子的 大量分子 分子 直径 3 实验步骤 1 配制一定浓度的油酸酒精溶液 2 用注射器或滴管将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入 量筒中 记下量筒内一定体积时的总滴数 求出一滴溶液的体积 3 根据溶液的浓度算出一滴溶液中纯油酸的 4 用浅盘装入2 cm深的水 然后将痱子粉或细石膏粉均匀地 撒在水面上 体积V 5 将一滴油酸酒精溶液滴在水面上 待油酸薄膜的形状稳定 后 将玻璃板放在浅盘上 用彩笔将薄膜的 描绘在玻璃
3、 板上 6 将画有油膜的玻璃板放在坐标纸上 数出轮廓内小正方形的 个数 不足半个的舍去 多于半个的算一个 再根据小正方形的 面积求出油膜的 7 根据公式 求出油膜的厚度 即为油酸分子的直径 轮廓 面积S 二 分子的大小 1 分子模型 为研究问题方便 把具有复杂内部结构的分子看 做 2 分子的大小 用不同方法测量时结果有差异 但 是一 致的 大多数分子大小的数量级是 3 观察方法 用肉眼和高倍的光学显微镜都无法看到 只有用 显微镜才能观察到 小球 10 10 m 扫描隧道 数量级 三 阿伏加德罗常数 1 定义 1 mol的任何物质所含有的 2 大小 在通常情况下取NA 6 02 1023 mol
4、 1 在粗略计算中 可以取NA 6 0 1023 mol 1 3 意义 它把 这些宏观物理量与 等微观物理量联系起来了 粒子数 摩尔质量摩尔体积分子 质量分子大小 判一判 1 热学中的分子和化学中的分子指的是同一概念 2 我们看到阳光下飞舞的微粒就是分子 3 为了便于研究 我们通常把固体和液体分子看做球形 4 我们所说的纳米就是分子直径的大小 提示 1 在化学中 分子是构成物质并保持物质化学性质的最 小微粒 除分子外还有原子和离子 但在热学中 由于它们遵从 相同的运动规律 故统称为分子 所以 在化学和热学中 分子 指的不是同一概念 1 错 2 分子用肉眼是无法看到的 我们看到的飞舞的微粒是灰尘
5、 2 错 3 把固体和液体分子看做球形是分子的简化模型 也是为了 便于计算分子的大小 3 对 4 纳米是长度单位 一纳米也比分子的直径大很多 4 错 合作探究是高效突破核心知识的关键 课堂引导学生用30 分钟与同学分组讨论 协作完成探究问题 开拓思维 探寻本 质 对学生疑惑之处进行点拨 师生互动全面突破知识重难点 探究用油膜法估测分子的大小 1 油膜法估测分子大小的原理是什么 提示 设一滴纯油酸的体积为V 在水面上形成的单分子油膜的 面积为S 则油膜的厚度为 d即为油酸分子的直径 如图 2 如何测量一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积 提示 1 配制一定浓度的油酸酒精溶液 2 用注射器将配好的溶
6、液一滴一滴地滴 入量筒中 记下一定体积VN时的液滴的总 滴数N 3 计算出一滴油酸酒精溶液的体积 再 结合溶液的浓度即可算出一滴油酸酒精 溶液中所含纯油酸的体积V 点拨 读油酸酒精溶液 的总体积时 眼睛要与 量筒内凹形液面的最底 部相平 3 如何测量油膜面积 思路分析 如何正确测出油膜的面积是决定实验成败的关键 因素之一 主要是解决两个问题 一是如何描绘油膜的形状 二 是如何从坐标纸上数正方形的个数 可让学生讨论后动手操作 教师也要明确 特别是数正方形的个数时 不足半格的要舍去 多于半格的算一格 提示 1 用浅盘装入2 cm深的水 然后将痱子粉或细石膏 粉均匀地撒在水面上 2 将一滴油酸酒精溶
7、液滴在水面上 待油酸薄膜的形状稳 定后 将玻璃板放在浅盘上 用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃 板上 3 将画有油膜形状的玻璃板放在坐标纸上 数出轮廓内小正方 形的个数n 不足半格的舍去 多于半格的算一个 再根据小正 方形的面积S0求出油膜的面积S 知识点拨 单分子油膜法估测分子大小实验 1 实验前提 将油酸分子看做球形 形成的油膜是单分子油膜 不考虑油酸分子间的空隙 2 单分子油膜实验误差分析 油酸酒精溶液配制后长时间放置 由于酒精的挥发会导致溶 液的浓度改变 从而给实验带来较大的误差 利用量筒测量油酸酒精溶液的体积时 没有使用正确的观察 方法而产生误差 油滴的体积过大 同时水面面积过小 不能形成
8、单分子油膜 描绘油膜形状的画线误差 利用小正方形数计算轮廓的面积时 轮廓的不规则性容易带 来计算误差 不考虑油酸分子的空隙 计算分子直径时的误差 探究归纳 1 实验原理 2 一滴纯油酸体积 浓度 VN为溶液的体积 N为总滴数 3 油酸面积 S n S0 n为小正方形的个数 S0为一个小正方形的 面积 典例1 在用 油膜法估测分子的大小 的实验中提供的器 材有 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 m 50 cm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 请填写步骤C A 实验所用的油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有纯油 酸0 5
9、 mL 用滴管将此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N0 B 将痱子粉均匀地撒在浅盘内的水面上 用滴管吸取此油酸酒 精溶液 从低处向水面中央滴入一滴 C D 将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上 数出轮廓内小正方 形的个数 算出油膜的面积S 2 用已知的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径为 cm 3 某同学在本实验中 计算结果明显偏大 可能是由于 A 油酸未完全散开 B 油酸中含有大量酒精 C 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D 在向量筒中滴入1 mL油酸酒精溶液时 滴数多数了10滴 思路点拨 解答本题应注意以下几个问题 1 实验步骤按配溶液 测体积 形成
10、油膜 画轮廓 测面 积 求直径的顺序进行 2 分子直径的计算 3 本实验误差产生的原因 解析 1 形成油膜后 应该在玻璃板上画出油膜的轮廓 所以 步骤C应填 将玻璃板放在浅盘上 用彩笔将油膜的轮廓画在玻璃 板上 2 一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 所以油酸分子的直径 3 选A C 实验结果偏大可能是由于测一滴油酸酒精溶液中 纯油酸体积时偏大或测油膜面积时偏小 A项油膜面积偏小 正 确 B项油酸中含有的大量酒精会很快挥发或溶于水 有助于形 成单分子油膜 使测量更准确 故错误 C项油膜面积偏小 正确 D项纯油酸体积偏小 结果偏小 错误 答案 1 将玻璃板放在浅盘上 用彩笔将油膜的轮廓画在玻璃 板
11、上 2 3 A C 规律方法 估算法的分析思路 估算法是解答物理问题的一种常用方法 不要求精确的求解 但要求合理的近似 其分析思路是 1 建立必要的理想模型 如把分子看成球体 2 寻找估算依据 建立估算式 3 对数值进行合理取舍 如 3 g 10 m s2等 变式训练 为了减小 油膜法估测分子的大小 的实验误差 下列方法可行的是 A 用注射器向量筒内滴100滴油酸酒精溶液 并读出量筒里这些 溶液的体积V1 则每滴溶液的体积为V2 V1 100 B 把浅盘水平放置 在浅盘里倒入一些水 使水面离盘口距离小 些 C 先在浅盘内的水中撒入些痱子粉 再用注射器将油酸酒精溶 液滴4滴在水面上 D 用牙签把
12、水面上的油膜尽量拨弄成规则形状 解析 选B 要测量整数体积的溶液 以减小读数误差 A错误 水面离盘口距离小些 可减小画油膜轮廓时的误差 B正确 滴 入4滴液滴可能会由于纯油酸体积过大而不能形成单分子油膜 C错误 用牙签拨弄油膜 会使油膜间有空隙 还会带走一部分 油酸 D错误 分子的大小 1 把分子看成小球是一种理想化模型 我们还学过哪些理想化 模型 在把物体看做理想化模型时应注意什么 提示 把分子看成球形是因为我们只是研究分子的大小 而不 考虑分子的形状和内部结构 我们学过的质点和点电荷等都是 理想化模型 在把物体看做理想化模型时要考虑我们所研究的 主要因素 而忽略次要因素 误区警示 对于分子
13、的模型问题 学生易出现的错误是不能 区分在什么情况下应用球形模型 什么时候应用立方体模型 教师要讲清楚几个问题 对于固体和液体分子 我们认为它 们是紧密排列的 分子间没有空隙 可以应用球形模型 对于 气体分子 由于分子间的间距较大 要用立方体模型 这时求出 的也不是分子的大小 而是分子所占据的空间体积 2 为什么用不同方法测出分子大小的结果是有差异的 但数量 级却是一致的 多数分子大小的数量级是多少 提示 采用不同方法测量分子的大小都有不同的次要因素导致 测量误差 故结果是有差异的 但无论采用什么方法 只要方 法是科学的 误差在允许范围内 所得结果与分子大小的真实 值就相接近 所以数量级是一致
14、的 多数分子大小的数量级是10 10 m 知识点拨 两种分子模型 1 球形模型 在计算固 液体分子大小时 作为一个近似 的物理模型 可把分子看成一个小球 则 2 立方体模型 对气体可以把分子看做一个小立方体 这个 小立方体的边长相当于分子间的平均距离 即 探究归纳 1 不同模型的分子直径 1 球形模型 2 立方体模型 2 分子大小 多数分子大小的数量级为10 10 m 典例2 关于分子 下列说法中正确的是 A 把分子看做球形是分子的简化模型 实际上 分子的形状并 不真的都是球形 B 所有分子的直径的数量级都相同 C 不同分子的直径一般不同 但数量级基本一致 D 测定分子大小的方法有很多种 油膜
15、法只是其中的一种方法 思路点拨 解答本题时要注意以下两点 1 把分子看做球形是一种简化的模型 2 因测量方法不同 出现的结果有效数字有差异 但是数量 级应该是一致的 解析 选A C D 把分子看做球形是将实际问题理想化 A 正确 不同分子的直径大小不同 但数量级除有机物质的大分 子外 一般都是10 10 m B错误 C正确 测分子大小可以有多 种方法 油膜法只是常见的一种方法 D正确 规律方法 微观量与宏观量的描述和关系 1 微观量 分子质量m0 分子体积V0 分子直径d 2 宏观量 物质的质量M 体积V 密度 摩尔质量MA 摩 尔体积VA 3 微观量与宏观量的关系 分子质量 分子体积 物质所
16、含的分子数 阿伏加德罗常数 变式训练 已知水分子的直径大约为4 10 8 cm 一滴水的体 积大约是6 0 10 6 cm3 这滴水里含有的分子数大约是 A 3 6 1018个B 3 6 1017个 C 2 0 1017个D 2 7 1013个 解析 选C 一个分子的体积 含有 的水分子数为 个 阿伏加德罗常数 1 摩尔质量与分子质量的关系是什么 提示 摩尔质量 NA 分子质量 2 摩尔体积 NA 分子体积 对于任何物质都成立吗 提示 不是 因为固体和液体可忽略分子间隙 故公式只对固 体和液体成立 对气体不成立 对气体而言 应为摩尔体积 NA 分子占有体积 3 为什么说阿伏加德罗常数是联系宏观和微观的桥梁 提示 阿伏加德罗常数把摩尔质量和摩尔体积这些宏观量与分 子质量和分子体积这些微观量联系起来了 所以说阿伏加德罗 常数是联系宏观和微观的桥梁 探究归纳 1 MA NAm0 适用于固体 液体和气体 2 VA NAV0 只适用于固体和液体 3 VA NA 分子所占的体积 只适用于气体 典例3 2012 南京高二检测 已知铜的摩尔质量M 6 4 10 2 kg mol 铜的密度 8 9 10
