遼寧省大連市高中物理-第7章-分子動理論-7.1課件(PPT 39頁)

1、導(dǎo)入新課 鮮花爛漫的季節(jié)，我們?yōu)槭裁茨苈劦角呷诵钠⒌南銡饽兀克伎嫉?頁，共39頁。 為什么我們在很遠(yuǎn)的地方就能聞到食物的香氣？想一想第2頁，共39頁。 古希臘學(xué)者德謨克利特早就對此作了解釋，他認(rèn)為這是由于物質(zhì)原子飄到了人們的鼻子里。德謨克利特 他認(rèn)為，只有原子和虛空是真實(shí)的。第3頁，共39頁。第七章 分子動理論 第一節(jié)物體是由大量分子組成的第4頁，共39頁。教學(xué)目標(biāo)1.知識與能力知道物體是由大量分子組成的。知道油膜法測分子大小的原理，并能估測出分子的大小。知道分子的球型結(jié)構(gòu)和分子尺度的數(shù)量級。知道阿伏加德羅常數(shù)的物理意義、數(shù)值和單位，并掌握與之有關(guān)的計(jì)算或估算方法。第5頁，共39頁。掌握油膜法

2、測分子的大小的方法。理解阿伏加德羅常數(shù)在微觀與宏觀量中的橋梁作用。注意觀察與欣賞身邊的各種事物，領(lǐng)略其美好的一面。通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)規(guī)律，以便更好的解決生活中存在的問題。2.過程與方法3.情感態(tài)度與價(jià)值觀第6頁，共39頁。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)理解和學(xué)會用單分子油膜法估測分子大?。ㄖ睆剑┑姆椒?。分子大小的數(shù)量級。用阿伏加德羅常數(shù)進(jìn)行有關(guān)計(jì)算或估測的方法。難點(diǎn)理解和學(xué)會用單分子油膜法估測分子大?。ㄖ睆剑┑姆椒ā５?頁，共39頁。本節(jié)導(dǎo)航1. 油膜法測分子直徑2. 分子的大小3. 阿伏加德羅常數(shù)第8頁，共39頁。討論 之前我們已經(jīng)接觸過分子，就平時的知識也知道分子是很微小的，那么如何測出分子直徑呢？1. 油膜法

3、測分子直徑 請同學(xué)們展開豐富的想象力，我們可以聯(lián)想一下古代曹沖稱象的故事，也可以聯(lián)系一下身邊的事物，想一想，如何間接地測出分子直徑？曹沖稱象第9頁，共39頁。怎樣估算油酸分子的大小？ 分子并不是球形的，但為了方便估算，我們把它看做球形處理。注意油酸分子d水面上單分子油膜的示意圖 把1滴油酸滴在水面上，水面上形成一塊單層油酸分子薄膜，我們把它看做球形，測出油膜厚度d，即油酸分子的直徑。實(shí)驗(yàn) 油膜的厚度等于這一滴油酸的體積與它形成的面積的比。第10頁，共39頁。如何獲得一滴油酸？怎樣測量它的體積？ 配制一定濃度的的油酸酒精溶液，向1ml油酸中加無水酒精得到500ml的油酸酒精溶液。 用注射器吸取配

4、制好的溶液，把它一滴一滴地滴入量筒中，記錄100滴溶液的體積，求出一滴溶液的體積。 這樣就可以根據(jù)溶液的濃度求出一滴溶液中純油酸的體積。 如果把一滴配制好的溶液滴在水面上，溶液中酒精會溶于水并很快揮發(fā)，油膜便是純油酸形成的。第11頁，共39頁。如何測量油膜的面積？浮在水面上的痱子粉油酸膜水面上形成一塊油膜 怎樣才能看清無色透明的油酸薄膜？ 先往淺盤中倒入水，然后將痱子粉或細(xì)石膏粉均勻的撒在水面上。 用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液。 待油酸薄膜穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描下油酸膜的形狀。第12頁，共39頁。第13頁，共39頁。 將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算輪廓范圍內(nèi)

5、的正方形個數(shù)，不足半個的舍去，多余半個的按一個計(jì)算從而計(jì)算出油膜的面積。注意 油酸酒精溶液配比要合理；滴數(shù)時每滴大小相同；撒痱子粉或石灰粉時要均勻；等溶液穩(wěn)定后畫輪廓；計(jì)算方格時要細(xì)心。 因此，根據(jù)1滴油酸的體積V和油膜面積S就可以算出油膜厚度d= ，即油膜分子的大小。第14頁，共39頁。實(shí)驗(yàn)誤差： 油酸酒精溶液的實(shí)際濃度和計(jì)算值有差別。 1滴油酸酒精溶液的實(shí)際濃度和計(jì)算值有差別。 油酸分子在水面上不一定是均勻單層分布。 在數(shù)方格計(jì)算油膜面積的時候出現(xiàn)誤差。 油膜法測分子大小是早期測定分子大小的一種方法，本實(shí)驗(yàn)是利用宏觀量的測定求出微觀量的大小。第15頁，共39頁。2. 分子的大小 熱學(xué)中提到

6、的“分子”是指組成物質(zhì)的原子，分子或離子等，因?yàn)樗鼈兌甲裱嗤臒徇\(yùn)動規(guī)律。自然界中所有物質(zhì)都是由大量的、不連續(xù)的分子組成的。名詞解釋第16頁，共39頁。 和細(xì)菌差不多1m大小的水珠中含有地球人口的好幾倍那么多的分子，這么小的一滴水中就有如此龐大的分子，可以想象分子是多么小。 可見我們接下來需要研究的是極小的分子。 我們身邊到處都存在著各種各樣無窮多的分子，但是我們用肉眼是看不到的，需要借助顯微鏡。第17頁，共39頁。 組成物質(zhì)的分子那么小，不但用肉眼無法直接看到，就使用高倍的光學(xué)顯微鏡也看不到，只有放大幾億倍的掃面隧道顯微鏡才能觀察到物質(zhì)表面原子的排列。掃描隧道顯微鏡下的原子第18頁，共39

7、頁。DNA分子蛋白質(zhì)分子水分子微生物分子第19頁，共39頁。 上面幾幅圖片便是顯微鏡下觀察到的分子，我們可以看出分子并不是一個小球，但是我們習(xí)慣把它看做小球，目的是對分子建立一種簡化模型，以方便我們理解和計(jì)算。 用不同方法測出的分子大小有差異，但是數(shù)量級是相同的，除了一些有機(jī)物質(zhì)大分子外，分子直徑的數(shù)量級為10-10m。第20頁，共39頁。 液體、固體的分子排列比較緊密，我們一般把它們看做小球，即認(rèn)為固體、液體分子是緊密挨在一起的小球，因此，小球的直徑就是該物體的分子直徑，下圖即為實(shí)例。第21頁，共39頁。 氣體分子的分子間距很大，因此我們就不能認(rèn)為它們是緊密挨在一起的了，但可以把每個分子所占

8、的空間體積看做一個正方形，那么正方體棱長也就等于分子間的平均距離。氣體分子固體、液體分子dd第22頁，共39頁。3. 阿伏加德羅常數(shù) 在化學(xué)課中我們已經(jīng)學(xué)過，1mol任何物質(zhì)都含有相同的分子數(shù)，用阿伏加德羅常數(shù)NA表示，正式的定義是0.012千克碳12中包含的碳12的原子的數(shù)量。 直到19世紀(jì)中葉，“阿伏伽德羅常量”的概念才正式由法國科學(xué)家讓貝漢提出，而在1865年，NA的值才首次通過科學(xué)的方法由德國人約翰洛施米特測定出，NA=6.02213671023mol-1 。 通常取NA=6.021023mol-1，粗略計(jì)算時取NA=6.01023mol-1 。第23頁，共39頁。 阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)

9、系微觀物理量與宏觀物理量的橋梁，所以涉及分子動理論中有關(guān)分子大小的計(jì)算時，常常用到該常量及相關(guān)公式。1.2.3.4.5.6.公式集錦第24頁，共39頁。各符號所代表的物理量m物質(zhì)質(zhì)量 M摩爾質(zhì)量m0分子質(zhì)量 V物質(zhì)體積VM摩爾體積 NA阿伏加德羅常數(shù)V0分子體積或氣體分子所占據(jù)的平均空間n物質(zhì)的量 N分子總個數(shù) d分子直徑或氣體分子之間的平均距離物質(zhì)的密度 第25頁，共39頁。 通過以上公式不難看出，不論是估算分子的質(zhì)量、估算分子的數(shù)目、估算分子的體積、估算分子的直徑還是估算分子的平均距離，都離不開阿伏加德羅常數(shù)，足以見得阿伏加德羅常數(shù)對宏觀量和微觀量的重要作用。第26頁，共39頁。 我們都知

10、道分子的體積和質(zhì)量都非常的小，而 NA=6.021023mol-1阿伏加德羅常數(shù)這個非常重要的數(shù)字又是聯(lián)系宏觀與微觀的橋梁，從而說明了物質(zhì)是由大量分子組成的。 既然阿伏加德羅常數(shù)如此重要，那么關(guān)于它的計(jì)算我們應(yīng)該重點(diǎn)來掌握。第27頁，共39頁。記憶思路NA是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁。是聯(lián)系質(zhì)量和體積的關(guān)鍵。 在記憶中起樞紐作用。第28頁，共39頁。課堂小結(jié) 1. 單分子油膜法測定分子大小是把分子想象成小球，利用球體的球直徑方法測得的，實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)注意減小不必要的誤差的產(chǎn)生。 2. 分子大小的數(shù)量級是10-10m，分子其實(shí)很小但結(jié)構(gòu)卻相當(dāng)復(fù)雜，我們要學(xué)會建立分子結(jié)構(gòu)模型。 3.阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)

11、系微觀和宏觀的橋梁，我們知道怎么運(yùn)用其做相應(yīng)計(jì)算。第29頁，共39頁。高考鏈接 1.（2005-江蘇）某氣體的摩爾質(zhì)量為M，摩爾體積為V，密度為，每個分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0，則阿伏加德羅常數(shù)NA可表示為（ ） A. B. C. D. BC解析 A中，用物質(zhì)的體積除以分子占據(jù)的平均空間得到的是分子的總個數(shù)，故A錯。 D中，用分子的摩爾質(zhì)量除以物質(zhì)質(zhì)量，是物質(zhì)的量的倒數(shù)，故D錯。第30頁，共39頁。 2.（2004-鄭州）將1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液，已知1cm3的溶液有50滴，現(xiàn)取1滴油酸酒精溶液到水面上，隨著酒精溶于水，油酸在水面上形成一層單分子薄膜，已測出

12、這一薄層的面積是0.2m2，由此可估測油酸分子的直徑為 m。 510-10解析每滴油酸酒精溶液中油酸體積 油酸分子直徑第31頁，共39頁。課堂練習(xí) 1. 某學(xué)生在用油膜法測分子直徑試驗(yàn)中，計(jì)算結(jié)果明顯偏大，可能是由于（ ） A. 油酸未完全散開 B. 油酸中含有大量酒精 C. 計(jì)算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格 D. 求每滴體積時，1ml的溶液的滴數(shù)誤多記了10滴AC第32頁，共39頁。解析 如果油酸未完全散開，則不能形成單分子油膜，油膜厚度大于分子直徑，測量結(jié)果偏大，A正確。 油膜酒精溶液中酒精易溶解揮發(fā)，故不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，B錯誤。 計(jì)算油膜面積時，方格數(shù)不足半個的舍去，多余半個按一個計(jì)

13、算，現(xiàn)舍去所有不足一個的，則油膜面積偏小，由 計(jì)算出分子直徑偏大，C正確。 求每滴體積，誤多記了10滴，則每滴體積測量結(jié)果偏小，分子直徑計(jì)算結(jié)果偏小，D錯誤。第33頁，共39頁。 2. 若已知阿伏加德羅常數(shù)，物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，摩爾體積，則可以計(jì)算出（ ） A. 固體物質(zhì)分子的大小和質(zhì)量 B. 液體分子的大小和質(zhì)量 C. 氣體分子的大小和質(zhì)量 D. 氣體分子的質(zhì)量和分子間的平均距離ABD解析根據(jù)之前羅列的六個基本公式即可解出。第34頁，共39頁。 3. 房間地面表面積15m2，高3m，空氣平均密度=1.29kg/m3,空氣平均摩爾質(zhì)量M=2.910-2kg/mol，則該房間內(nèi)空氣的質(zhì)量為_kg，空

14、氣分子間的平均距離為_ m。解析房間內(nèi)體積房間內(nèi)空氣質(zhì)量房間內(nèi)空氣分子分?jǐn)?shù)每個空氣分子占空間體積空氣分子間平均距離583.310-9第35頁，共39頁。 4. 已知銅的摩爾質(zhì)量是6.410-2kg/mol,密度為8.9103kg/m3,阿伏加德羅常數(shù)為6.01023mol-1，估算銅原子的直徑為_m（要求一位有效數(shù)字）。解析銅原子的直徑310-10第36頁，共39頁。 5. 已知水的密度=1.0103kg/m3，水的摩爾質(zhì)量M=1.810-2kg/mol。 求1g水中含多少水分子？水分子的質(zhì)量是多少？估算水分子的直徑（取二位有效數(shù)字）解析 個分子的質(zhì)量 kg一個水分子的體積 ，將水分子視為球型，則 ，所以得到 ，于是第37頁，共39頁。 6. 已知金剛石的密度是3500kg/m3,有一小塊金剛石，體積是5.710-8m3，此小塊金剛石中含有多少個碳原子？設(shè)想金剛石中碳原子是緊密