理化生物体是由大量分子组成

理化生物体是由大量分子组成第1页/共40页7.1《物体是由大量

分子组成的》第七章《分子动理论》第2页/共40页教学目标

1．在物理知识方面的要求：（1）知道一般分子直径和质量的数量级；（2）知道阿伏伽德罗常数的含义，记住这个常数的数值和单位；（3）知道用单分子油膜方法估算分子的直径。2．培养学生在物理学中的估算能力，会通过阿伏伽德罗常数估算固体和液体分子的质量、分子的体积（或直径）、分子数等微观量。1,3,53．渗透物理学方法的教育。运用理想化方法，建立物质分子是球形体的模型，是为了简化计算，突出主要因素的理想化方法。第3页/共40页二、重点、难点分析1．重点有两个，其一是使学生理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法；其二是运用阿伏伽德罗常数估算微观量（分子的体积、直径、分子数等）的方法。2．尽管今天科学技术已经达到很高的水平，但是在物理课上还不能给学生展现出分子的真实形状和分子的外观。这给讲授分子的知识带来一定的困难，也更突出了运用估算方法和建立理想模型方法研究固体、液体分子的体积、直径、分子数的重要意义。三、教具1．幻灯投影片或课件：水面上单分子油膜的示意图；离子显微镜下看到钨原子分布的图样。2．演示实验：演示单分子油膜：油酸酒精溶液（1∶200），滴管，直径约20cm圆形水槽，烧杯，画有方格线的透明塑料板。第4页/共40页1、这里所说的分子与化学中所说的分子有何不同?2、怎样才能观察到分子的排布?3、怎样才能知道分子的大小呢?4、如何求解单分子油膜层的厚度(即分子直径)呢？

阅读课文,回答以下问题:第5页/共40页问题：1.这里所说的分子与化学中所说的分子有何不同?[答]化学中讲的分子是：具有物质的化学性质的最小微粒物理中所说的分子指的是：做热运动时遵从相同规律的微粒，包括组成物质的原子、离子或分子。

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组成物质的分子是很小的，不但用肉眼不能直接看到它们，就是用扫描隧道显微镜也看不到它们（能有放大几亿倍）

。

我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的排布图，图中的每个亮斑都是一个碳原子.

2、怎样才能观察到分子的排布?问题:第7页/共40页放大上亿倍的蛋白质分子结构模型第8页/共40页问题：3.怎样才能知道分子的大小呢？2.具体做法是：把一滴油酸滴到水面上，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.1.有一种粗略测定分子大小的方法叫油膜法.第9页/共40页问题：4.如何求解单分子油膜层的厚度(即分子直径)呢？

1.先测出一滴油酸的体积V：

2.测出水面上漂浮的油膜的表面积S；3.单分子油膜的厚度等于油滴体积V与油膜面积S的比值：方法小结：通过测量较大量来研究较小量。第10页/共40页思考：在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了理想化处理，请问：有哪些地方做了理想化处理？

②把分子看成球形.

①把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层.③油分子一个紧挨一个整齐排列;第11页/共40页请详细叙述用油膜法估测分子的大小操作步骤1.配制溶液（稀释）2.精测一滴液体体积3.水盘取水，撒痱子粉4.滴一滴溶液形成单层表面薄膜5.描油膜形状6.数格数，计算油膜面积7.求分子直径第12页/共40页数格子时的注意事项：1.确定大面积2.在数小面积第13页/共40页一些数据太大或很小,为了书写方便,习惯上用科学记数法写成10的乘方数,如3×10-10m。我们把10的乘方数叫做数量级,1×10-10m和9×10-10m，数量级都是10-10m。一般分子直径的数量级为10-10m（除少数有机物大分子以外）分子直径的数量级第14页/共40页练习、体积是10-4cm3的油滴滴于水中，若展开成一单分子油膜，则油膜面积的数量级是

（）A．102cm2

B．104cm2

C．106cm2

D．108cm2B第15页/共40页两种模型1.如何求解固体和液体单个分子的体积？2.如何求解气体单个分子的体积？固体、液体dddd小球模型：在计算固体和液体分子大小时，可把分子看成是一小球，小球紧密排列在一起（忽略小球间的空隙）则：

思考：第16页/共40页气体ddd立方体模型：在计算气体分子大小时，把每个分子和其占有的空间当作一个小立方体，气体分子位于每个立方体的中心，这个小立方体的边长等于分子间的平均距离.（d为立方体的边长）第17页/共40页二、阿伏加德罗常数

1.回忆化学中学过的阿伏加德罗常数.1mol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。例：已知水的摩尔体积是1.8×10-5m3/mol，每个水分子的直径是4×10-10m，设想水分子是一个挨一个排列的，求1mol水中所含的水分子数.2.根据分子的大小，可以计算出阿伏加德罗常数

第18页/共40页一个分子的体积：1mol水中所含的水分子数：.=6.0×1023mol-1N=第19页/共40页判断下列说法是否正确，如果正确请求解要求量。1.已知固体和液体的摩尔体积为Vmol和一个分子的体积Vo，可以求解阿伏伽德罗常数NA3.已知物质的摩尔质量为M和一个分子的质量mo，可以求解阿伏伽德罗常数NA2.已知气体的摩尔体积为Vmol和一个分子的体积Vo，可以求解阿伏伽德罗常数NA4.已知某物质的体积V和摩尔体积Vmol，可以求解物质的分子数n5.已知某物质的质量m和摩尔质量M，可以求解物质的分子数n第20页/共40页结论：(1)已知物质的摩尔质量M，物体的密度p，阿伏加德罗常数NA，物质的质量m

则：分子的质量m分子=M/NA

分子的体积v分子=V摩尔/NA=(M/p)/NA②

所含分子的个数n=摩尔数×NA

=(m/M)×NA（2）标准状态下，1mol气体的体积为22.4升。

气体分子占有的空间体积

V0=V摩尔/NA（该式对气体适用）第21页/共40页3.阿伏加德罗常数意义微观宏观NA桥梁第22页/共40页再见第23页/共40页例1、将1cm3油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液，已知1cm3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直径是多少？1滴油酸酒精的体积为1/50cm3其中含油酸体积为10-10m3油酸膜的厚度为5×10-10m第24页/共40页练习2.由油滴实验测得油酸分子的直径为1.12×10-9m，已知油酸的密度为6.37×102kg/m3，已知油酸的摩尔质量为282g/mol，试求阿伏加德罗常数.第25页/共40页

解：设想油酸分子一个挨一个排列，1mol油酸分子的质量为M，密度为ρ，油酸分子的直径为d，把每个油酸分子当作小球.则其体积为:

1mol油酸的体积:1mol油酸所含的微粒数，即阿伏加德罗常数为NA.∴NA=6×1023mol-1第26页/共40页B、计算分子的质量分子质量的数量级:10-26--10-27kg例4.已知:水和氢气的摩尔质量分别是1.8×10-2kg/mol和2×10-3kg/mol，求水分子和氢分子的质量（已知NA=6.0×1023mol-1)第27页/共40页C、计算分子的体积不适用于求气体分子的体积但能计算气体分子所占的空间体积第28页/共40页例5.已知水的摩尔质量是18×10-3kg/mol，水的密度是1×103kg/m3，求水分子的体积（已知NA=6.0×1023mol-1）第29页/共40页例6.若已知铁的原子量是56，铁的密度是7.8×103kg/m3，求：1）质量是1g的铁块中铁原子的数目（取1位有效数字）2）计算出铁原子的直径是多少米？个0第30页/共40页例题：已知空气的摩尔质量是，则空气中气体分子的平均质量多大？成年人做一次深呼吸，约吸入450cm3的空气，则做一次深呼吸所吸入的空气质量是多少？所吸入的气体分子数量是多少？（按标准状况估算）第31页/共40页解析:１．空气分子的平均质量为：2．成年人做一次深呼吸所吸入的空气质量为：

３．所吸入的分子数为：第32页/共40页随堂练习1、下列哪一组已知数据中能求出阿伏加德罗常数。（）

A物质分子的质量和体积

B物体的质量和它的摩尔质量

C物体的质量、密度和它的分子体积

D物体的摩尔体积、密度及其分子质量

DD2、1克水中含有的水分子个数为（）

A6.02×1023B3.01×1023

C6.02×1022D3.34×1022第33页/共40页3.(2004年浙江高考)若以μ表示水的摩尔质量，υ表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为表示在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式①NA=υρ/m②ρ=μ/NAΔ

③m=μ/NA④Δ=υ/NA

其中A．①和②都是正确的；B．①和③都是正确的；C．②和④都是正确的；D．①和④都是正确的。答案：B第34页/共40页4.已知阿伏加德罗常数为NA，铜的摩尔质量为M，密度为ρ（均为国际单位），则（）

A．1m3铜原子含原子数目为ρNA/MB．1个铜原子质量是M/NAC．1个铜原子的体积是M/ρNAD．1kg铜所含原子的数目是ρNAABC

第35页/共40页5.只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子的平均距离 （）

A．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量

B．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度

C．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和体积

D．该气体的密度、体积和摩尔质量B第36页/共40页6.下列数据能求出阿伏加德罗常数的是（）

A.水的密度和水的摩尔质量

B.水的摩尔质量和水分子的体积

C.水分子的体积和水分子的质量

D.水分子的质量和水的摩尔质量D第37页/共40页7.水的分子量18，水的密度为103kg/m3,阿伏加德罗常数为NA=6.02×1023个/mol，则：（1）水的摩尔质量M=__________18g/mol（2）水的摩尔体积V=__________M/ρ=18/1=18g/cm3

（3）一个水分子的质量m0=_____________M/NA=18/6.02×1023=2.99

×10-26kg（4）一个水分子的体积V0=_____________V/NA=2.99×10-23

cm3（5）10g水中含有的分子数目N=______