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1、高中物理新人教版 选修- 系列课件,7.1物体是由大量 分子组成的,第七章分子动理论,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
2、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（1200），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
3、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
4、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 ？,把分子看成球形.,答：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 310-10m。我们把10的乘方数叫
5、做数量级, 110-10m和 910-10m，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510-10m,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 （ ） A102cm2 B104cm2
6、 C106cm2 D108cm2,B,固体、液体,小球模型,气体,立方体模型,分子 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：,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1.810-5 m3/mol，每个水分子的直径是410-10m ，设想水分子是一个挨一个排列的，求1 mo
7、l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：.,=6.01023 mol-1,N=,练习2.由油滴实验测得油酸分子的直径为1.1210-9 m，已知油酸的密度为6.37102 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，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=61023 mol-1,应用：,(1)已知物质的摩尔质量
8、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1.810-
9、2kg/mol和210-3kg/mol，求水分子和氢分子的质量（已知NA=6.01023mol-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1.810-2kg/mol，水的密度是1103kg/m3，求水分子的体积（已知NA=6.01023mol-1）,例6.若已知铁的原子量是56，铁的密度是7.8103kg/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
10、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 :,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：,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 6.021023 B 3.011023 C 6.021022 D 3.341022,3.(2004年浙江高考)若以表示水的摩尔质量，表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，为表示在标准状态下水蒸气的
11、密度，NA为阿伏加德罗常数，m、分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式 NA =/m =/NA m = /NA = /NA 其中 A和都是正确的；B和都是正确的； C和都是正确的；D和都是正确的。,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（均为国际单位），则（ ） A1m3铜原子含原子数目为NA/M B1个铜原子质量是M /NA C1个铜原子的体积是M/NA D1kg铜所含原子的数目是NA,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
12、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=6.021023个/ mol，则：,（1）水的摩尔质量M=_,18g/mol,（2）水的摩尔体积V=_,M/=18/1=18g/cm3,（3）一个水分子的质量m0 =_,M/ NA =18 / 6.021023 =2.99 10-26 kg,（4）一个水分子的体积V0 =_,V/ NA
13、=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=22.410-3 m3) NAd3=V摩尔 d= （V摩尔 / NA ）1/3 =22.410-3 /（ 6.021023 ）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。,再见,
