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1、分子及其热运动（第一学时）教学设计教学目标 1知道用油膜法测定分子大小的原理和实验过程。2通过估测，加深对分子大小数量级的认识。3通过单分子油膜法估算测量分子大小，让学生体会到物质是由大量分子组成的。4学会模型法、估算法等科学运算方法，体验探究过程。重点难点重点：掌握油膜法估测分子大小的方法，记住一般分子直径的数量级，难点：实验操作过程中，单分子油膜的形成。教学设计【课堂引入】问题1：如何测量一颗泡沫塑料颗粒的直径？取一定量的泡沫塑料颗粒放于量筒中，测出它的体积V，然后把它平摊在桌面上，上下不重叠，一粒紧挨一粒，量出这些米粒占据桌面的面积S，从而计算出来米粒的直径d=V/S。问题2：分子是很小
2、的，怎样能知道分子的大小呢？与测塑料颗粒的方法相似，让某种物质的分子也能平铺开来，上下不重叠，一个挨一个，若能测得一层分子的体积，以及这层分子的面积，就能计算得出该分子的直径。【课堂学习】学习活动一：理解油膜法估测分子直径的原理原理 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酸分子的直径。油酸的特点油酸是一种无色无味的液体，它的分子式为C17H33COOH，它的一个分子可以看成由两部分组成：一部分是-COOH，对水有很强的亲合力，另一部分是C17H33-，对水没有亲合力而要冒出水面。油酸和酒精能很好地混合。当把一滴油酸滴在水面上时，
3、油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水并很快挥发，在水面上形成一层油膜，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，形成一个单分子油膜。问题1：如何才能求出单分子油膜层的厚度？1先测出滴入水中的油酸体积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：问题2：本实验，对油酸分子采取了哪些近似化的处理？把分子看成一个个小球； 油酸分子一个紧挨一个整齐排列。学习活动二：实验设计问题1：如何测量一滴油酸的体积？用注射器取适量的油酸，将其逐滴滴入小量筒内，记录滴入量筒的油酸的体积V和滴数n，便知一滴油酸的体积为V/n。问题2
4、：利用注射器针头轻轻地滴一滴纯油酸在水面上，它的体积为0.02cm3，将它，使散开形成单分子油膜，设分子的直径大约为810-10m，若水面足够大，请问油酸散开的面积为多大？参考答案：25m2问题3：通过问题2，可知在进行本实验时，应该注意什么？如何解决这个问题？可知，纯油酸滴在水面上，如果形成单分子油膜，面积过大，实验室不具备这样的容器。而在容器大小有限的情况下，如果将纯油酸滴在水面上，形成的油膜必然不是单分子油膜。可以根据油酸的特性，将油酸和酒精混合，取一滴油酸酒精溶液，其所含纯油酸的体积就大大减小，从而达到实验要求。附中 演示：将一滴油酸溶液在水面上，让它尽可能地散开，观察现象。可以看到，
5、油酸在水面散开，但最后无法分清油酸薄膜的位置。这是由于油酸无色，我们无法找到油酸与水的分界面，从而无法测出它散开的面积。为了能看出油酸薄膜，在滴入油酸酒精溶液之前，通常先在水面轻轻洒上一层薄薄的滑石粉（可用痱子粉代替）。再次演示问题1：可以发现，油酸散开后，其薄膜的形状是不规则的。那么，如何测量其面积呢？用一刻有小方格的玻璃板盖住浅盘，用水笔在玻璃板上画出薄膜的轮廓，就可以粗略计算其面积，如图所示。学习活动三：实验测量实验步骤：（1）用注射器吸入一定体积的油酸酒精溶液，均匀地滴出，记下滴出的滴数，算出每滴油酸酒精溶液的体积V0；利用已知的浓度算出这滴溶液中纯油酸的体积V。（2）在浅盘中倒入约2
6、cm深的水，在水面上均匀地撒一层薄薄的痱子粉，用注射器轻轻地滴一滴油酸溶液在水面上。（3）待油酸溶液全部散开，形状稳定后，用一玻璃板轻轻盖在浅盘上，然后用水笔把油膜的轮廓画在玻璃板上，并估算出油酸溶液在水面上散开后的面积S。（4）用公式d=V/S，算出油酸的厚度，此即油酸分子的直径。实验结果：每组同学测出的分子大小并不完全相同，但数量级是一样的，均为10-10m。除一些有机物质的大分子外，一般分子的直径数量级为10-10m，以后无特别说明，我们就以10-10m作为分子直径的数量级注意事项：1浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，不能晃动。2痱子粉的用量不要太大，并从盘中央加入，使粉自动扩散至均匀3针尖靠近水面滴溶液，缓缓滴下一滴【想一想】 本实验用了哪些物理思想方法？理想模型、放大法、转换法、估算法【板书设计】第二节分子及其热运动（第一课时）一、油膜法估测分子大小的原理 体积为V的油酸在水面形成单分子油膜，面积为S，油膜的厚度就是分子直径：二、实验的设计 三、测量及结果一般分子的直径数量级为10-10m
