江蘇省南京三中（六中校區(qū)）高中物理下學(xué)期 7.1物體是由大量分子組成的學(xué)案 蘇教版選修33.doc

江蘇省南京三中（六中校區(qū)）2011-2012學(xué)年高中物理下學(xué)期學(xué)案【教學(xué)目標(biāo)】（1）知道物體是由大量分子組成的；（2）知道油膜法測分子大小的原理，并能進(jìn)行測量和計(jì)算。通過油膜法實(shí)驗(yàn)使學(xué)生知道科學(xué)研究中的一種方法：利用宏觀量求微觀量；（3）知道分子的球形模型，知道分子直徑的數(shù)量級(jí)；（4）知道阿伏伽德羅常數(shù)的物理意義、數(shù)值和單位?！咀灾黝A(yù)習(xí)】一、分子的大小1分子模型物體是由大量分子組成的，可近似把每個(gè)分子看做一個(gè)小球。2用油膜法測分子的直徑單分子油膜法是最粗略地測量分子大小的一種方法。實(shí)驗(yàn)原理：理想化：認(rèn)為油酸薄膜是由 組成的。模型化：把油酸分子簡化成 。估 算：油膜的厚度就等于油酸分子的 ，即 。實(shí)驗(yàn)器材：注射器、 、淺水盤、 、痱子粉、水、酒精、油酸、彩筆、 。實(shí)驗(yàn)步驟：1在淺盤里倒入約2cm深的水，將痱子粉均勻地撒在水面上。2用注射器往小量筒中滴入1ml油酸溶液，記下滴入的滴數(shù)n。算出一滴油酸溶液的體積。3將一滴油酸溶液滴在淺盤的液面上。4待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃放在前盤上，用彩筆畫出油酸薄膜的形狀。5將玻璃放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積s；6根據(jù)已配好的油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積v。7計(jì)算油酸薄膜的厚度d 即為油酸分子的直徑d實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1油酸體積的計(jì)算 如果知道油酸酒精溶液濃度為p，測量出n滴油酸酒精溶液的體積為v，那么1滴油酸酒精溶液中含有的油酸體積為v12數(shù)格子的方法 這是估測不規(guī)則形狀面積的一種方法：將一玻璃板放在不規(guī)則面積的上方，在玻璃板上畫出不規(guī)則圖形的輪廓，然后將其放在坐標(biāo)紙上，數(shù)出不規(guī)則圖形的輪廓包圍的方格數(shù)計(jì)算方格數(shù)時(shí)，不足半個(gè)格子的舍去，多于半個(gè)格子的算一個(gè)，方格邊長的單位越小，這種方法求出的面積越精確例、將的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液，已知的溶液有50滴，現(xiàn)取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，隨著酒精溶于水，油酸在水面上形成一單分子薄層，已測出這一薄層的面積為，由此可估測油酸分子的直徑為多少？變式訓(xùn)練1、在“用油膜法估測分子大小”實(shí)驗(yàn)中所用的油酸酒精溶液的濃度為1 000 ml溶液中有純油酸0.6 ml，用注射器測得1 ml上述溶液為80滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi)，讓油膜在水面上盡可能散開，測得油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示，圖中正方形方格的邊長為1 cm，試求：（1）油酸膜的面積是_cm2；（2）每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是 （3）實(shí)驗(yàn)測出油酸分子的直徑是_m；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）3分子的大小除了一些有機(jī)物質(zhì)的大分子外，多數(shù)分子直徑的數(shù)量級(jí)為_m，分子質(zhì)量的數(shù)量級(jí)一般為_ kg.二、阿伏伽德羅常數(shù) 阿伏伽德羅常數(shù)1 mol 的任何物質(zhì)都含有_粒子數(shù)，這個(gè)數(shù)量用_來表示，它的數(shù)值通常取na_，粗略計(jì)算可取na_，它是聯(lián)系宏觀量與微觀量的橋梁，它把摩爾質(zhì)量、摩爾體積這些宏觀物理量與_、_等微觀物理量聯(lián)系起來阿伏伽德羅常數(shù)是聯(lián)結(jié)宏觀物理量和微觀物理量的鈕帶。計(jì)算一些微觀量都要用到客觀存在。例如：設(shè)宏觀物理量：一定質(zhì)量m的固體或液體物質(zhì)的體積v，分子數(shù)n，摩爾體積vmol，摩爾質(zhì)量m，物質(zhì)的密度。結(jié)合阿伏加德羅常數(shù)na求下列微觀量：（1）一個(gè)分子的質(zhì)量：m= = （2）一個(gè)分子的體積： = （3）一摩爾物質(zhì)的體積vmol= （4）單位質(zhì)量中所含分子數(shù)：n= = （5）單位體所含分子數(shù)：n= = （6）物質(zhì)的總摩爾數(shù)：n/= = （7）物質(zhì)所含分子總數(shù)n= = （8）阿伏加德羅常數(shù)一般?。簄a=_例2：水的分子量是18，水的密度，阿伏加德羅常數(shù)，則(1)水的摩爾質(zhì)量m_或m_；(2)水的摩爾體積v_；(3)一個(gè)水分子的質(zhì)量m_kg；(4)一個(gè)水分子的體積v_；(5)將水分子看做是個(gè)球體，水分子的直徑d_m，一般分子直徑的數(shù)量級(jí)都是_m。變式訓(xùn)練2：已知金剛石的密度= 3.5 kg/ ，碳的摩爾質(zhì)量為12kg/mol?，F(xiàn)有一塊體積v = 5.7 的金剛石，它含有多少個(gè)碳原子？如果認(rèn)為碳原子是緊密地排列在一起的，試求碳原子的直徑。 【課后練習(xí)】1采用油膜法估測分子的直徑，需要測量的物理量是()a1滴油的質(zhì)量和它的密度 b1滴油的體積和它的密度c1滴油的體積和它散成油膜的最大面積 d所散成的油膜的厚度和它的密度2某種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為m，密度為，阿伏加德羅常數(shù)為n，則關(guān)于該物質(zhì)的說法中，不正確的是()a分子的質(zhì)量是m/n b單位體積內(nèi)分子的個(gè)數(shù)是n/mc分子的體積一定是m/(n) d平均每個(gè)分子占據(jù)的空間是m/(n)3用油膜法估測分子的直徑的實(shí)驗(yàn)中，下列操作有錯(cuò)誤的是()a將純油酸直接滴在水面上 b向量筒中滴100滴酒精油酸溶液，讀出其體積c用試管向水面倒油酸溶液少許d在計(jì)算油膜面積時(shí)，凡是占到方格的一部分的都計(jì)入方格的總數(shù)4用油膜法估測分子的大小時(shí)有如下步驟：a向淺盤中倒入約2cm深的水； b向淺盤中的水面均勻地撒入石膏粉(或痱子粉)；c將油酸和酒精按一定比例配制好；d把酒精油酸溶液一滴一滴滴入量筒中，當(dāng)體積達(dá)到1ml時(shí)記下滴入的滴數(shù)，算出每滴液滴的體積；e把一滴酒精油酸溶液滴在水面上，直到薄膜形狀穩(wěn)定；f將玻璃板放在淺盤上，然后將油酸膜的形狀用彩筆畫在玻璃板上；g把玻璃板放在方格紙上，計(jì)算出薄膜所占面積；h計(jì)算出油膜的厚度l若所用油酸酒精溶液的濃度為每104ml溶液中含有純油酸6ml，體積達(dá)到1ml時(shí)記下滴入的滴數(shù)為75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用筆在玻璃板上描繪出油酸膜的輪廓形狀再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標(biāo)紙中正方形方格的邊長為1cm，試求：(1)油酸膜的面積是_cm2；(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是_ml；(3)按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑_m。（(2)，(3)兩問答案保留一位有效數(shù)字）5已知汞的摩爾質(zhì)量為m200.510