物体是由大量分子组成的.ppt

导入新课 鲜花烂漫的季节，我们为什 么能闻到沁人心脾的香气呢？ 思考 为什么我们在很远的地 方就能闻到食物的香气？ 想一想 古希腊学者德谟克利 特早就对此作了解释，他 认为这是由于物质原子飘 到了人们的鼻子里。 德谟克利特 他认为，只有原子和 虚空是真实的。 第七章 分子动理论 第一节 物体是由大量分子组成的 教学目标 1.知识与能力 知道物体是由大量分子组成的。 知道油膜法测分子大小的原理，并能估测出 分子的大小。 知道分子的球型结构和分子尺度的数量级。 知道阿伏加德罗常数的物理意义、数值和单 位，并掌握与之有关的计算或估算方法。 掌握油膜法测分子的大小的方法。 理解阿伏加德罗常数在微观与宏观量中的桥 梁作用。 注意观察与欣赏身边的各种事物，领略其美 好的一面。 通过实验总结规律，以便更好的解决生活中 存在的问题。 2.过程与方法 3.情感态度与价值观 教学重难点 重点 理解和学会用单分子油膜法估测分子大小（ 直径）的方法。 分子大小的数量级。 用阿伏加德罗常数进行有关计算或估测的方 法。 难点 理解和学会用单分子油膜法估测分子大小 （直径）的方法。 本节导航 1. 油膜法测分子直径 2. 分子的大小 3. 阿伏加德罗常数 讨论 之前我们已经接触过分子，就平时的知 识也知道分子是很微小的，那么如何测出分 子直径呢？ 1. 油膜法测分子直径 请同学们展开丰富的想 象力，我们可以联想一下 古代曹冲称象的故事，也 可以联系一下身边的事物 ，想一想，如何间接地测 出分子直径？ 曹冲称象 怎样估算油酸分子的大小？ 分子并不是球 形的，但为了方便 估算，我们把它看 做球形处理。 注意 油酸分子 d 水面上单分子油膜的 示意图 把1滴油酸滴在水面 上，水面上形成一块单层 油酸分子薄膜，我们把它 看做球形，测出油膜厚度 d，即油酸分子的直径。 实验 油膜的厚度等于这 一滴油酸的体积与它形 成的面积的比。 如何获得一滴油酸？怎样测量它的体积？ 配制一定浓度的的油酸酒精溶液，向1ml油 酸中加无水酒精得到500ml的油酸酒精溶液。 用注射器吸取配制好的溶液，把它一滴一滴 地滴入量筒中，记录100滴溶液的体积，求出一 滴溶液的体积。 这样就可以根据溶液的浓度求出一滴溶液中 纯油酸的体积。 如果把一滴配制好的溶液滴在水面上，溶液 中酒精会溶于水并很快挥发，油膜便是纯油酸形 成的。 如何测量油膜的面积？ 浮在水面上的 痱子粉 油酸膜 水面上形成一块 油膜 怎样才能看清无色透 明的油酸薄膜？ 先往浅盘中倒入水，然后 将痱子粉或细石膏粉均匀的撒 在水面上。 用注射器往水面上滴1滴 油酸酒精溶液。 待油酸薄膜稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在 玻璃板上描下油酸膜的形状。 将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸 上，计算轮廓范围内的正方形个数，不足半 个的舍去，多余半个的按一个计算从而计算 出油膜的面积。 注意 油酸酒精溶液配比要合理；滴数时每滴 大小相同；撒痱子粉或石灰粉时要均匀；等 溶液稳定后画轮廓；计算方格时要细心。 因此，根据1滴油酸的体积V和油膜面积 S就可以算出油膜厚度d= ，即油膜分子 的大小。 实验误差： 油酸酒精溶液的实际浓度和计算值有差别。 1滴油酸酒精溶液的实际浓度和计算值有差别。 油酸分子在水面上不一定是均匀单层分布。 在数方格计算油膜面积的时候出现误差。 油膜法测分子大小是早期测定分子大 小的一种方法，本实验是利用宏观量的测 定求出微观量的大小。 2. 分子的大小 热学中提到的“分子”是指组成物质组成物质 的原子，分子或离子等的原子，分子或离子等，因为它们都遵 循相同的热运动规律。自然界中所有物 质都是由大量的、不连续的分子组成的 。 名词解释 和细菌差不多1m大小的水珠中含 有地球人口的好几倍那么多的分子，这 么小的一滴水中就有如此庞大的分子， 可以想象分子是多么小。 可见我们接下来需要研究的是极小 的分子。 我们身边到处都存 在着各种各样无穷多的 分子，但是我们用肉眼 是看不到的，需要借助 显微镜。 组成物质的分子那么小，不但用肉眼无 法直接看到，就使用高倍的光学显微镜也看 不到，只有放大几亿倍的扫面隧道显微镜才 能观察到物质表面原子的排列。 扫描隧道显微镜下的原子 DNA分子 蛋白质分子 水分子 微生物分子 上面几幅图片便是显微镜下观察到的分 子，我们可以看出分子并不是一个小球，但 是我们习惯把它看做小球，目的是对分子建 立一种简化模型，以方便我们理解和计算。 用不同方法测出的分子大小有差异，但 是数量级是相同的，除了一些有机物质大分 子外，分子直径的数量级为10-10m。 液体、固体的分子排列比较紧密，我们 一般把它们看做小球，即认为固体、液体分 子是紧密挨在一起的小球，因此，小球的直 径就是该物体的分子直径，下图即为实例。 气体分子的分子间距很大，因此我们就 不能认为它们是紧密挨在一起的了，但可以 把每个分子所占的空间体积看做一个正方形 ，那么正方体棱长也就等于分子间的平均距 离。 气体分子 固体、液体 分子 d d 3. 阿伏加德罗常数 在化学课中我们已经学过，1mol任何物质 都含有相同的分子数，用阿伏加德罗常数NA表 示，正式的定义是0.012千克碳12中包含的碳12 的原子的数量。 直到19世纪中叶，“阿伏伽德罗常量”的概 念才正式由法国科学家让贝汉提出，而在1865 年，NA的值才首次通过科学的方法由德国人约 翰洛施米特测定出，NA=6.02213671023mol-1 。 通常取NA=6.021023mol-1，粗略计算时取 NA=6.01023mol-1 。 阿伏加德罗常数是联系微观物理量与宏观物 理量的桥梁，所以涉及分子动理论中有关分子大 小的计算时，常常用到该常量及相关公式。 1. 2. 3. 4. 5. 6. 公式集锦 各符号所代表的物理量 m物质质量 M摩尔质量 m0分子质量 V物质体积 VM摩尔体积 NA阿伏加德罗常数 V0分子体积或气体分子所占据的平均空间 n物质的量 N分子总个数 d分子直径或气体分子之间的平均距离 物质的密度 通过以上公式不难看出，不论是估算 分子的质量、估算分子的数目、估算分子 的体积、估算分子的直径还是估算分子的 平均距离，都离不开阿伏加德罗常数，足 以见得阿伏加德罗常数对宏观量和微观量 的重要作用。 我们都知道分子的体积和质量都非 常的小，而 NA=6.021023mol-1阿伏 加德罗常数这个非常重要的数字又是联 系宏观与微观的桥梁，从而说明了物质 是由大量分子组成的。 既然阿伏加德罗常数如此重要，那 么关于它的计算我们应该重点来掌握。 记忆思路 NA是联系宏观量和微观量的桥梁 。 是联系质量和体积的关键。 在记忆中起枢纽作用。 课堂小结 1. 单分子油膜法测定分子大小是把分子想象成 小球，利用球体的球直径方法测得的，实验过程中 应注意减小不必要的误差的产生。 2. 分子大小的数量级是10-10m，分子其实很小 但结构却相当复杂，我们要学会建立分子结构模型 。 3.阿伏加德罗常数是联系微观和宏观的桥梁， 我们知道怎么运用其做相应计算。 高考链接 1.（2005-江苏）某气体的摩尔质量为M，摩尔 体积为V，密度为，每个分子的质量和体积分别为 m和V0，则阿伏加德罗常数NA可表示为（ ） A. B. C. D. BC 解析 A中，用物质的体积除以分子占据的平均 空间得到的是分子的总个数，故A错。 D中，用分子的摩尔质量除以物质质量， 是物质的量的倒数，故D错。 2.（2004-郑州）将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，现取1滴油酸酒精溶液到水面上，随着 酒精溶于水，油酸在水面上形成一层单分子薄 膜，已测出这一薄层的面积是0.2m2，由此可估 测油酸分子的直径为 m。 510-10 解析 每滴油酸酒精溶液中油酸体积 油酸分子直径 课堂练习 1. 某学生在用油膜法测分子直径试验中，计算结果 明显偏大，可能是由于（ ） A. 油酸未完全散开 B. 油酸中含有大量酒精 C. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D. 求每滴体积时，1ml的溶液的滴数误多记了10滴 AC 解析 如果油酸未完全散开，则不能形成单分子油膜， 油膜厚度大于分子直径，测量结果偏大，A正确。 油膜酒精溶液中酒精易溶解挥发，故不影响实验 结果，B错误。 计算油膜面积时，方格数不足半个的舍去，多余 半个按一个计算，现舍去所有不足一个的，则油膜面 积偏小，由 计算出分子直径偏大，C正确。 求每滴体积，误多记了10滴，则每滴体积测量结 果偏小，分子直径计算结果偏小，D错误。 2. 若已知阿伏加德罗常数，物质的摩尔质量， 摩尔体积，则可以计算出（ ） A. 固体物质分子的大小和质量 B. 液体分子的大小和质量 C. 气体分子的大小和质量 D. 气体分子的质量和分子间的平均距离 ABD 解析 根据之前罗列的六个基本公式即可解出。 3. 房间地面表面积15m2，高3m，空气 平均密度=1.29kg/m3,空气平均摩尔质量 M=2.910-2kg/mol，则该房间内空气的质量 为_kg，空气分子间的平均距离为 _ m。 解析 房间内体积 房间内空气质量 房间内空气分子分数 每个空气分子占空间体积 空气分子间平均距离 58 3.310-9 4. 已知铜的摩尔质量是6.410-2kg/mol,密度为 8.9103kg/m3,阿伏加德罗常数为6.01023mol-1，估算铜 原子的直径为_m（要求一位有效数字）。 解析 铜原子的直径 310-10 5. 已知水的密度=1.0103kg/m3，水的摩尔质 量M=1.810-2kg/mol。 求1g水中含多少水分子？水分子的质量是 多少？估算水分子的直径（取二位有效数字） 解析 个 分子的质量 kg 一个水分子的体积 ，将水分子视为球 型，则 ，所以得到 ，于是 6. 已知金刚石的密度是3500kg/m3,有一小 块金刚石，体积是5.710-8m3，此小块金刚石 中含有多少个碳原子？设想金刚石中碳原子是 紧密堆在一起的，估算碳原子的直径。 解析 碳原子个数: 碳原子直径： 问题与练习 1.设薄膜的质量为m,密度为1，面积为S，厚 度为d,盐水的密度为2，薄膜在盐水中悬浮，表 明薄膜和盐水的密度相等，1=2。又因为1= = ，所以d= = =1.510-3m 2.(1)设一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体 积为V，则V= =810-6mL (2)由题可知，油酸