第一节物体是由大量分子组成的

1、第一节 物体是由大量分子组成的教学目标:1、知道物体是由大量分子组成的.2、理解用单分子油膜法测定分子大小的原理，并能进行计算。3、知道分子的球形模型，知道分子大小的数量级 .4、理解阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁，记住它的数值和单位，会用这个常数进行有关的计算和估算.教学重点：1、物体是由大量分子组成的；2、分子大小的数量级及用单分子油膜法测定分子大小的原理 . 教学难点：1、理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法；2、用阿伏加德罗常数进行有关计算或估算的方法教学方法：讲述法、练习法教学用具：多媒体教学课件教学过程：（一）引入新课自古以来，人们在不断地探索物质组成的

2、秘密， 两千多年以前，古希腊的著 名思想家德谟克利特说过：万物都是由极小的微粒构成的.科学技术发展到今天， 这种猜想已被证实，本节课我们就来学习构成物质的微粒的特点 .（二）新课教学1、分子的大小自然界中所有物质都是由大量的分子组成的。此处所提出的“分子”是个广义概念，指组成物质的原子、离子或分子。（1）分子模型首先，可以把单个分子看做一个立方体， 也可以看做是一个小球。通常情况 下把分子看做小球，是对分子的简化模型。实际上，分子有着复杂的内部结构， 并不真的都是小球。其次，不同的物质形态其分子的排布也有区别，任何物质的分子间都有空隙对固体和液体而言，分子间空隙比较小，我们通常认为分子是一个挨

3、着一个排列 的，而忽略其空隙的大小。(2)用油膜法估测分子的大小估测分子的大小通常采用油膜法。具体把一滴油膜滴到水面上，油酸在水面 上散开形成单分子油膜，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可认为等于 油膜分子的直径。最后根据1滴油酸的体积V和油膜面积S就可以算出油膜的 厚度(D V),即油酸分子的尺寸。其线度的数量级为 1010mo用油膜法测定分S子的直径时，实际是一种理想化处理过程，我们做了如下理想化处理：把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层.把分子看成球形.我们可以用不同的方法估测分子的大小。用不同的方法测出的分子大小并不 完全相同，但是数量级是一致的。除了一些高分子有机物之外，一般分

4、子直径的10数量级约为10 m。2、阿伏加德罗常数(1)回忆化学中学过的阿伏加德罗常数.即1 mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数就叫阿伏加德罗常数.(2)投影已知水的摩尔体积是1.8 X 10-5 m3/mol.每个水分子的直径是4X 10-10m ,设 想水分子是一个挨一个排列的，求 1 mol水中所含的水分子数.53,学生解答：得到：N=1.8 10 m29/n3°l =6.0 X 1023 mol-1.3.0 10 m(3)阿伏加德罗常数的取值：通常情况下：N=6.02 X 1023 mol-1. 粗略计算时：N=6.0 X 1023 mol-1.(4)阿伏加德罗常数的

5、意义：阿伏加德罗常数用Na表示，它是微观世界的一个重要常数，是联系微观物 理量和宏观物理量的桥梁，它的意义：已知固体和液体(气体不适用)的摩尔体积Vmol和一个分子的体积V,则 2=况；反之亦可估算分子的大小。已知物质(所有物质，无论液体、固体还是气体均适用)的摩尔质量 和一个分子的质量m求N= M ;反之亦可估算分子的质量。m已知固体和液体(气体不适用)的体积V和摩尔体积Vmol,则物质的分子vM /数n=NX -N.其中p是物质的密度，M是物质的质量。 vmolVmo1已知物质(所有物质，无论液体、固体还是气体均适用)的质量和摩尔质口 ，八一M 2量，则物质的分子数n二»M3、例

6、题探究例1、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滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面 上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为 0.2m2,由此可估测油酸分子的直径为多少?解析：1 cm3油酸酒精溶液中油酸的体积 V= X10 6 m3, 1滴油酸酒精溶200液中油酸体积V油酸=V/50 =上m3, 200 50则油酸分子的直径d =V油膜""S-6rni= 5X10m。200 50 0.2提示：本题关键是知道分子的球形模型，理解用油膜法测分子直径的原理, 运用公式d=V/S进行计算，注意单位的统一。

7、除油膜法计算分子大小外，如果在 已知分子的体积V的情况下，对固体、液体还有方法：当分子视为球体时，有V= (d/2) 3= d d3/6 , d= 3 6V ;当分子视为立方体时，d= W。对气体,因分子的间距很大，不考虑气体分子的大小。例2、水的分子量是18,水的密度1.0 103kg/m3,阿伏加德罗常数NA 6. 02 1023mol 1 ,则（1）水的摩尔质量 M= g mol 1 或 M =kg mol 1; (2)水的摩尔体积 V=m3 mol 1 ; (3) 一个水分子的质量rni=kg; (4) 一个水分子的体积 V' =m3； (5)将水分子看做是个球体,水分子的直径

8、 d =m 一般分子直径的数量级都是m解析：(1)某种物质的摩尔质量用“ g mol 1”做单位时，其数值与该物质的原子量相同，所以水的摩尔质量M 18g mol 1。如果摩尔质量用国际单位制的单位“ kg mol 1 "，就要换算成M 18 10 3kg mol 1。水的摩尔体积W M1.8 10 235 31-m3 /mol 1.8 10 5mmol 1 o1. 0 103(3) 一个水分子的质量MN718 10 32623 kg 3 10 kg。6.02 1023(4) 一个水分子的体积V'VN751.8 10 5329 3-m 3 10 m o6.02 1023(5)

9、将水分子视为理想球体就有：- d3 V,水分子直径为6d 3：" 3：6 3 10 29 m 3.9 1010 m这里的“ 10 10 ”称为数量级，一般分子直3. 14径的数量级就是这个值。提示：解答此类问题时，一定要理清各物理量间的关系。例3、已知金刚石的密度为p =3.5X103 kg/m3,现有一块体积为4.0X 10-8m3的一小块金刚石，它含有多少个碳原子 ？假如金刚石中的碳原子 是紧密地挨在一起，试估算碳原子的直径 ？(保留两位有效数字)解析：先求这块金刚石的质量p V= 3. 5X 103x 4. 0X 10 8 kg =1.4X 10 4 kg这块金刚石的物质的量n

10、= m 1.4 103 mol =1. 17X 10 2 molM 12 10 3这块金刚石所含的碳原子数n' =nM= 1. 17X 10 2X 6. 02x 1023个=7. 0X 1021 个一个碳原子的体积为4.0 10217.0 1021m3= 5. 7X 10 30 m3。把金刚石中的碳原子看成球体，则由公式V0= d3可得碳原子直径为67 。瓦6 5.7 10 30- ad=：i- 3fm 2.2X10 m3.14提示：（1）由宏观量去计算微观量，或由微观量去计算宏观量，都要通过阿 伏加德罗常数建立联系。所以说，阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁。（2）在计算金刚石含有的碳原子数时，也可先由V