物体是由大量分子组成的.doc

§7.1物体是由大量分子组成的
【学习目标】
1.知道物体是由大量分子组成的及分子的大小．
2.能够用单分子油膜法估算出油酸分子的大小．
3.知道阿伏加德罗常数，会用这个常数进行相关的计算或估算．
【学习重点】
认识理想化的分子模型，使学生掌握测量分子直径的方法．
【学习难点】
会用阿伏伽德罗常数进行相关的计算或估算,油膜法实验的操作注意事项及数据的处理．
【学习过程】
一、用油膜法估测分子的大小
〖提出问题〗请大家闻闻桌上的试剂瓶里是什么?是什么东西进入到大家的鼻子里,让大家知道里面是______呢?我们在初中就已经学习过了,物体是由分子组成的。那么这一瓶酒精里有多少个________分子呢?
有这样一个比喻:如果全世界60亿人不分男女老少都来数1cm3水中含有的分子数,每人每秒数1个,要数将近17万年的时间才能数完。可见物体是由大量分子组成的．
“大量”这个词,说明了分子的什么特性呢?我们今天就要在这里来测量一下分子的大小。不过,由于我们现在手头的实验器材精度都不是很高,所以只能是估测．
〖构建模型〗我们知道不同的分子,形状是不同的,好在我们今天是估测,所以为了便于研究,我们给分子一个统一的简化理想模型，这样的话,我们只要测量这个分子的什么就可以知道分子的大小了?
〖议论引导〗贯彻放大的思想，用聚零为整的累积方法,可以测量分子的直径．
1．油酸的分子式C17H33COOH,无色透明，羧基-COOH对水有很强的亲和力,而另一部分羟基C17H33–对水没有亲和力,要冒出水面．油酸分子会一个个的直立在水面上形成单分子油膜层，想办法测出油酸的体积与油膜的面积，就可以测出油酸分子的直径．
2．油酸无色透明,滴入水中看不见怎么办?
3.油酸分子很小,一小滴油酸滴在水面上能够展开约80m2,浅盘的面积只有约90cm2?一滴油酸展开面积太大，盛水盘面积太小，怎么办？
4．如何测量一滴油酸酒精溶液的体积？
5.单分子油膜层的面积如何测量?
可以得出实验结论：油酸分子直径约为10-9m
二、分子的大小
油酸分子属于大分子,一般分子直径数量级约在10-10m，10-10m的数量级是个什么概念?放大1000万倍后就是1mm那么大,这个数量级是我们到现在为止任何光学显微镜都观察
不到的．在刚才的实验中，用了什么方法，体现了什么思想呢?
我们说分子直径数量级是10-10,所有的光学显微镜都观察不到,那我们
人类到现在为止有没有见到分子的庐山真面目呢?一直到1982年,有两位
科学家发明了扫描隧道显微镜,这个扫描隧道显微镜不仅可以观察到分子,
还能操控分子。这两位科学家也在两年后获得了诺贝尔奖．
<练一练>利用测量的结果来解决一个小问题，教材的思考与讨论，估算得到阿伏伽德罗常数．
三、阿伏伽德罗常数
1．定义：1mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数量________________表示，值为_________________，在粗略计算中可取________________.
2．意义：把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与________、_________等微观物理量联系起来．
阿伏加德罗常数是宏观世界和微观世界之间的一座桥梁．它把摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol、物体的质量m、物体的体积V、物体的密度ρ等宏观量，跟单个分子的质量m0、单个分子的体积V0等微观量联系起来．下图将这种关系呈现得淋漓尽致．
其中密度，但要切记对单个分子是没有物理意义的．
当堂反馈

1．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水．待水面稳定后将适
量的痱子粉均匀地撒在水面上．
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定．
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油
酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小．
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积．
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．
完成下列填空：
(1)上述步骤中，正确的顺序是______________(填写步骤前面的数字)．
(2)将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；测得1cm3的油酸酒精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13m2.由此估算出油酸分子的直径为________m．(结果保留1位有效数字)
2．清晨，湖中荷叶上有一滴约为0.1cm3的水珠，已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，水的摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol，试估算：
(1)这滴水珠中约含有多少水分子？
(2)一个水分子的直径有多大？(以上计算结果保留1位有