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(cè)分子大小的原理，并能進(jìn)行測(cè)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。【自主預(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(cè)分子的直徑單分子油膜法是最粗略地測(cè)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(jiǎn)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(cè)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(cè)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(zhǎng)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(cè)出這一薄層的面積為，由此可估測(cè)油酸分子的直徑為多少？變式訓(xùn)練1、在“用油膜法估測(cè)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(cè)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(cè)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(zhǎng)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(cè)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(lái)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(lái)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(cè)分子的直徑，需要測(cè)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(shuō)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(cè)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(cè)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(zhǎng)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(cè)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