高中物理第七章分子動理論第1節(jié)物體是由大量分子組成的課件新人教版選修3-

第七章分子動理論〔情景切入〕我們生活的世界絢麗多彩，構(gòu)成這個世界的是千差萬別的物質(zhì)。各種物質(zhì)都是由分子組成的，分子是用肉眼看不到、用手摸不著的，但現(xiàn)實生活與分子運動相關(guān)的現(xiàn)象到處可見：我們可以聞到花的香味，這是分子運動的結(jié)果；物質(zhì)能夠聚在一起而不散開，這是分子間作用力的表現(xiàn)。這一章我們就來學(xué)習(xí)涉及微觀世界的運動理論——分子動理論。〔知識導(dǎo)航〕本章介紹分子動理論的基本觀點，它的主要內(nèi)容是：物體是由大量分子組成的，分子在做永不停息的無規(guī)則運動，分子之間存在著引力和斥力。本章知識共五節(jié)，整體分為兩部分：第一部分包括第一節(jié)至第三節(jié)，是從微觀上用分子動理論的觀點認(rèn)識熱現(xiàn)象，闡述分子動理論的內(nèi)容。第二部分包括第四節(jié)和第五節(jié)，是從宏觀上用能量的觀點認(rèn)識熱現(xiàn)象。本章重點：分子動理論的基本內(nèi)容。本章難點：分子模型的建立和對分子力的理解?！矊W(xué)法指導(dǎo)〕由于分子是看不見的，因此在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時要特別注意通過一些客觀過程去理解微觀狀態(tài)，這對我們思維能力和想象力的發(fā)展是有好處的。從能量的觀點來研究問題是物理學(xué)中最重要的方法之一，本章將在初中的基礎(chǔ)上進一步學(xué)習(xí)內(nèi)能，內(nèi)能和我們常見的機械能是不一樣的，它是由物體內(nèi)分子的熱運動和分子間相對位置而決定的能量，學(xué)習(xí)時要抓住內(nèi)能的含義加以理解。學(xué)習(xí)本章知識要應(yīng)用類比方法。例如：將分子力做功與分子勢能的變化，類比為彈力做功與彈性勢能的變化，這樣就可以把微觀的研究對象宏觀化。第一節(jié)物體是由大量分子組成的【素養(yǎng)目標(biāo)定位】※知道分子的大小，知道分子直徑的數(shù)量級※知道阿伏加德羅常數(shù)，知道物體是由大量分子組成的※※掌握“油膜法估測分子大小”的實驗原理，操作及實驗數(shù)據(jù)的處理方法【素養(yǎng)思維脈絡(luò)】1課前預(yù)習(xí)反饋2課內(nèi)互動探究3核心素養(yǎng)提升4課堂鞏固達標(biāo)5課時強化作業(yè)課前預(yù)習(xí)反饋知識點11．分子物體是由____________組成的，在熱學(xué)中，組成物質(zhì)的微觀粒子統(tǒng)稱為________。2．油膜法估測分子直徑(1)原理：把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，在水面上形成油酸薄膜，認(rèn)為薄膜是由__________油酸分子組成的，并把油酸分子簡化成________，油膜的________認(rèn)為是油酸分子的直徑。分子的大小大量分子

分子

單層的

球形

厚度

(2)計算：如果純油酸的體積為V，油膜的面積為S，則分子的直徑d＝______。(忽略分子間的空隙)3．分子的大小除了一些有機物質(zhì)的大分子外，多數(shù)分子大小的數(shù)量級為__________m。10－10

知識點21．概念1mol的任何物質(zhì)都含有__________粒子數(shù)，這個數(shù)量用______________常數(shù)表示。2．?dāng)?shù)值阿伏加德羅常數(shù)通?？扇A＝_______________________，在粗略計算中可取NA＝______________________。3．意義阿伏加德羅常數(shù)是一個重要的常數(shù)，是聯(lián)系宏觀量與微觀量的橋梁，它把____________、摩爾體積這些宏觀物理量與分子質(zhì)量，____________等微觀物理量聯(lián)系起來。阿伏加德羅常數(shù)相同的

阿伏加德羅

6.02×1023mol－1

6.0×1023mol－1

摩爾質(zhì)量

分子大小

『判一判』(1)物體是由大量分子組成的。 (

)(2)無論是無機物的分子，還是有機物的分子，其分子直徑的數(shù)量級都是10－10m。 (

)(3)本節(jié)中所說的“分子”，包含了分子、原子、離子等多種含義。 (

)(4)油膜法測定分子大小的方法是利用宏觀量測定微觀量的方法。 (

)(5)1mol氧氣和1mol水所含的粒子數(shù)相等。 (

)(6)若已知阿伏加德羅常數(shù)和銅的摩爾體積和密度，就可以估算出銅分子質(zhì)量。 (

)√×√√√√辨析思考『選一選』(2020·黑龍江大慶實驗中學(xué)高二下學(xué)期檢測)(多選)下列說法中正確的是(

)A．某氣體的摩爾體積為V，每個分子的體積為V0，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA＝V/V0B．已知阿伏加德羅常數(shù)、氣體摩爾質(zhì)量和密度，可以求出分子間的平均距離C．在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，把油膜視為單分子層油膜時，需要考慮分子間隙D．在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進行計算，會使分子直徑計算結(jié)果偏大BD

『想一想』用筷子滴一滴水，體積約為0.1cm3，這一滴水中含有水分子的個數(shù)大約是多少？(阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023mol－1，水的摩爾體積為Vmol＝18cm3/mol)答案：3×1021個課內(nèi)互動探究用油膜法估測分子的直徑探究一

思考討論1我們喝一口水大約喝下6.0×1023個水分子，如果動用全世界60億人來數(shù)這些分子，每人每秒數(shù)一個，300萬年也數(shù)不完，可見，分子是極小的，這么小的分子我們可以通過什么途徑估測它的大小呢？提示：油膜法。歸納總結(jié)1．實驗?zāi)康?1)估測油酸分子的大小。(2)學(xué)習(xí)間接測量微觀量的原理和方法。2．實驗原理實驗采用使油酸在水面上形成一層單分子油膜的方法估測分子的大小。當(dāng)把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時，油酸就在水面上散開，其中的酒精溶于水，并很快揮發(fā)，在水面上形成如圖所示形狀的一層純油酸薄膜。如果算出一定體積的油酸在水面上形成的單分子油膜的面積，即可算出油酸分子的大小。3．實驗器材油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、淺盤、玻璃板、坐標(biāo)紙、彩筆、痱子粉或細石膏粉。4．實驗步驟(1)在淺盤中倒入約2cm深的水，將痱子粉或細石膏粉均勻撒在水面上。(2)取1mL(1cm3)的油酸溶于酒精中，制成200mL的油酸酒精溶液。(3)用注射器往量筒中滴入1mL配制好的油酸酒精溶液(濃度已知)，記下滴入的滴數(shù)N，算出一滴油酸酒精溶液的體積V′。(4)將一滴油酸酒精溶液滴在淺盤的液面上。(5)待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆畫出油酸薄膜的形狀。(6)將玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積S或者玻璃板上邊長為1cm的方格的個數(shù)，通過數(shù)方格個數(shù)，算出油酸薄膜的面積S。計算方格數(shù)時，不足半個的舍去，多于半個的算一個。(3)淺盤中的水應(yīng)保持平衡，痱子粉應(yīng)均勻撒在水面上。(4)向水面滴油酸酒精溶液時，應(yīng)靠近水面，不能離水面太高，否則油膜難以形成。(5)待測油酸液面擴散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓。(6)本實驗只要求估算分子大小，實驗結(jié)果數(shù)量級符合要求即可。特別提醒簡化處理是在一定場合、一定條件下突出客觀事物的某種主要因素，忽略次要因素而建立的。將分子簡化成球形，并且緊密排列，有利于主要問題的解決。典例1典例剖析 (2020·河北省張家口市一中高二上學(xué)期期中)(1)用油膜法估測分子的大小時有如下步驟：A．將玻璃板放在淺盤上，然后將油酸膜的形態(tài)用彩筆畫在玻璃板上；B．將油酸和酒精按一定比例配制好；C．向淺盤中倒入約2cm深的水；D．把酒精油酸溶液一滴一滴滴入量筒中，當(dāng)體積達到1mL時記下滴入的滴數(shù)，算出每滴液滴的體積；CEBDFAGH

(2)若油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL，用注射器測得1mL上述溶液有液滴75滴。把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，最后油酸膜的形狀和尺寸如圖所示，坐標(biāo)中正方形小方格的邊長為1cm,則①油酸膜的面積是________________m2；②每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是________________m3；③按以上數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑是________________m。1.05×10－2

8.0×10－12

7.6×10－10

解析：(1)將配制好的油酸酒精溶液，通過量筒測出1滴此溶液的體積。然后將1滴此溶液滴在有痱子粉的淺盤里的水面上，等待形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆描繪出油酸膜的形狀，將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，按不足半個舍去，多于半個的算一個，統(tǒng)計出油酸薄膜的面積。則用1滴此溶液的體積除以1滴此溶液中油酸的面積，就是油酸分子的直徑。因此合理順序排列CEBDFAGH。對點訓(xùn)練1．在粗測油酸分子大小的實驗中，具體操作如下：①取油酸1.00mL注入250mL的容量瓶內(nèi)，然后向瓶中加入酒精，直到液面達到250mL的刻度為止，搖動瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液。②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，記錄滴入的滴數(shù)直到量筒達到1.00mL為止，恰好共滴了100滴。③在水盤內(nèi)注入蒸餾水，靜置后用滴管吸取油酸酒精溶液，輕輕地向水面滴一滴溶液，酒精揮發(fā)后，油酸在水面上盡可能地散開，形成一層油膜。④測得此油膜面積為3.60×103cm2。(1)這種粗測方法是將每個分子視為________，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜面積可視為______________，這層油膜的厚度可視為油分子的________。(2)利用數(shù)據(jù)可求得油酸分子的直徑為________________m。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)球形

單分子油膜

直徑

1.1×10－10

阿伏加德羅常數(shù)的理解及應(yīng)用探究二

思考討論2阿伏加德羅常數(shù)是一個重要的常數(shù)，通常可取NA＝6.02×1023mol－1，粗略計算時可取NA＝6.0×1023mol－1。為什么說阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀物理量和微觀物理量的橋梁？提示：阿伏加德羅常數(shù)把摩爾質(zhì)量和摩爾體積這些宏觀量與分子質(zhì)量和分子體積這些微觀量聯(lián)系起來了，所以說阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀和微觀的橋梁。歸納總結(jié)1．分子的簡化模型固體、液體分子可視為球形，分子間緊密排列可忽略間隙。對于氣體來說，由于氣體分子間的距離遠大于氣體分子的直徑，故通過立方體分子模型，可以估算得到每個氣體分子平均占有的空間。典例剖析

已知氧氣分子的質(zhì)量m＝5.3×10－26kg，標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的密度ρ＝1.43kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1，求：(1)氧氣的摩爾質(zhì)量；(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣分子間的平均距離；(3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下1cm3的氧氣中含有的氧分子數(shù)。(保留兩位有效數(shù)字)典例2解題指導(dǎo)：對點訓(xùn)練D

核心素養(yǎng)提升阿伏加德羅常數(shù)NA是一個重要常數(shù)，是聯(lián)系微觀物理量和宏觀物理量的橋梁，常用于微觀量的計算。估算法是解答物理問題的一種常用方法，不要求精確求解，但要求合理的近似。其特點是：(1)建立必要的理想模型(如把分子看成球體或立方體)；(2)尋找估算依據(jù)，建立估算式；(3)對數(shù)值進行合理近似(如π≈3，重力加速度g取10m/s2等)有關(guān)分子微觀量的估算

一個房間的地面面積是15m2，高3m。已知空氣的平均摩爾質(zhì)量是M0＝2.9×10－2kg/mol。