高中物理 物体是由大量分子组成的教案 新人教版选修3.doc

第七章
7.1、物质是由大量分子组成的
教学目标：（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。
重点、难点分析
1．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；
2．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。
主要教学过程
自古以来，人们就不断的研究物质的组成
2500年前，古希腊德谟克利特认为，物质是由不可再分的“原子”构成。
我国古代学者认为，“语小，天下莫能破焉”
从本章开始学习热学，研究与热现象有关的事物，研究热现象的规律，从宏观的内能和微观的分子运动论两个方面讨论热现象，两种方法相辅相成，使人们对热现象的研究越来越深入。
初中讲过的分子运动论的内容
物质是由大量分子构成的――大小、质量、动能？？？
分子永不停息的做无规则的运动――根据什么？？？
分子间存在着相互作用的引力和斥力。――怎样变化？？？
分子是具有各种物质的化学性质的最小微粒，在热学中，原子、离子、分子这些微粒做热运动时，遵从相同的规律，所以，统称为“分子”
热学内容简介
1．热现象：与温度有关的物理现象。如热胀冷缩、摩擦生热、水结冰、湿衣服晾干等都是热现象。
2．热学的主要内容：热传递、热膨胀、物态变化、固体、液体、气体的性质等。
3．热学的基本理论：由于热现象的本质是大量分子的无规则运动，因此研究热学的基本理论是分子动理论、量守恒规律。

新课教学过程
一．分子的大小。分子是看不见的，怎样能知道分子的大小呢？
（1）单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。
介绍并定性地演示：如果油在水面上尽可能地散开，可认为在水面上形成单分子油膜，可以通过幻灯观察到，并且利用已制好的方格透明胶片盖在水面上，用于测定油膜面积。如图1所示。
粗测：（单层、球形、空隙1+1≠2根据估算得出分子直径的数量级为10-10m。）
（2）利用离子显微镜测定分子的直径看物理课本上彩色插图，钨针的尖端原子分布的图样：插图的中心部分亮点直接反映钨原子排列情况。经过计算得出钨原子之间的距离是2×10-10m。如果设想钨原子是一个挨着一个排列的话，那么钨原子之间的距离L就等于钨原子的直径d，如图2所示。
（3）扫描隧道显微镜（几亿倍）
注意：（1）用不同方法测量出分子的大小并不完全相同，但是数量级是相同的。测量结果表明，一般分子直径的数量级是10-10m。例如水分子直径是4×10-10m，氢分子直径是2.3×10-10m。
（2）指出认为分子是小球形是一种近似模型，是简化地处理问题，实际分子结构很复杂，但通过估算分子大小的数量级，对分子的大小有了较深入的认识。

二．阿伏伽德罗常数
提问：在化学课上学过的阿伏伽德罗常数是什么意义？数值是多少？明确1mol物质中含有的微粒数（包括原子数、分子数、离子数……）都相同。此数叫阿伏伽德罗常数，可用符号NA表示此常数，NA=6.02×1023个／mol，粗略计算可用NA=6×1023个／mol。（阿伏伽德罗常数是一个基本常数，科学工作者不断用各种方法测量它，以期得到它精确的数值。）
再问学生，摩尔质量、摩尔体积的意义。
如果已经知道分子的大小，不难粗略算出阿伏伽德罗常数。例如，1mol水的质量是0.018kg，体积是1.8×10-5m3。每个水分子的直径是4×10-10m，它的体积是（4×10－10）m3=3×10-29m3。如果设想水分子是一个挨着一个排列的。
提问：如何算出1mol水中所含的水分子数？

三．微观物理量的估算
1、分子的质量=摩尔质量/阿伏加德罗常数
练习：估测水分子的质量估测水分子的质量
解：
练习：估测氢气分子的质量
2分子的体积=摩尔体积/阿伏加德罗常数
练习：估算水分子的体积
3、几个常用的等式
（1）
（2）分子的个数=摩尔数×阿伏加德罗常数
练习：若已知阿伏伽德罗常数，可对液体、固体的分子大小进行估算。事先我们假定近似地认为液体和固体的分子是一个挨一个排列的（气体不能这样假设）。
提问学生：1mol水的质量是M=18g，那么每个水分子质量如何求？

问：若已知铁的相对原子质量是56，铁的密度是7.8×103kg／m3，试求质量是1g的铁块中铁原子的数目（取1位有效数字）。又问：是否可以计算出铁原子的直径是多少来？

例题一、将1摩尔的油酸溶于酒精，制成200毫升的溶液。已知1毫升的溶液有50滴，取1滴滴在水面上，在水面上形成0.2平方米的油膜，估算油酸分子的直径
解：1cm3的溶液中，酒精溶于水后，油酸的体积
V0＝1/200cm3＝1/200×10－6m3
1滴溶液中，油酸的体积v＝Vo/50
得到油酸分子的直径为d＝v/s＝5×10－10米
注：酒精的作用（1）、提高扩