2019-2020年高中物理《物體是由大量分子組成的》教案3 新人教版選修3-3.doc

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2019-2020年高中物理《物體是由大量分子組成的》教案3 新人教版選修3-3 　　一、教學目標 1．知道物體是由大量的分子組成的． 2．知道用油膜法測定分子大小的原理． 3．知道分子的球形模型，知道分子的大小、質量的數(shù)量級． 4．理解阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁，記住它的數(shù)值及單位，會用這個常數(shù)進行有關的計算或估算． 　　二、重點難點 重點：阿伏加德常數(shù)及其應用． 難點：摩爾質量、摩爾體積跟分子質量、分子體積的聯(lián)系． 　　三、教與學 教學過程： 從初中學過的有關分子運動的內(nèi)容中，我們已知道物體是由大量分子組成的．尋找微觀量與宏觀量之間的關系是我們從本節(jié)起所涉及的一個重要問題，它可以幫助我們從宏觀與微觀兩個不同的角度去觀察和了解事物，加深對問題本質的理解． （一）分子的大小 【演示】幻燈片：掃描隧道顯微鏡拍攝的石墨表面原子結構照片． 由于碳原子被放大了幾億倍后才被觀察到，表明分子是很小的．（在熱學中由于原子、離子、或分子做熱運動時遵從相同的規(guī)律，所以統(tǒng)稱為分子） 1．分子大小的估測——單分子油膜法 （1）單分子油膜法粗測分子直徑的原理，類似于取一定量的小米，測出它的體積V，然后把它平攤在桌面上，上下不重疊，一粒緊挨一粒，量出這些米粒占據(jù)桌面的面積S，從而計算出米粒的直徑 ．這只是一個物理模型，事實上，分子的形狀非常復雜，并不真是個小球，而且分子間存在空隙。所以僅是一種粗略的測定． （2）用單分子油膜法測得分子直徑的數(shù)量級為 2．分子直徑的數(shù)量級為 物理學中測定分子大小的方法有許多種，用不同的方法測出的分子大小并不完全相同，但數(shù)量級是一樣的，均為 【注意】除一些有機物質的大分子外，一般分子的直徑數(shù)量級為 ，以后無特別說明，我們就以 作為分子直徑的數(shù)量級． 例1 將 的油酸溶于酒精，制成 的油酸酒精溶液．已知 溶液有50滴，現(xiàn)取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，隨著酒精溶于水，油酸在水面上形成一單分子薄層，已測出這一薄層的面積為0.2m2，由此可估測油酸分子的直徑為_____________m． 【解析】設 溶液的滴數(shù)為N（50），則1滴油酸酒精溶液的體積為 。 由于取用的油酸酒精溶液的濃度為 ，故1滴溶液中油酸的體積為 。 已知油酸薄層的面積為S＝0.2m2，所以油酸分子的直徑為 （二）阿伏加德羅常數(shù) 1．阿伏加德羅常數(shù) 摩爾（mol）任何物質所含的微粒數(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù) ． 2．阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁． （1）已知物質的摩爾質量 ，可求出分子質量 ．（ 為摩爾體積 為物質的密度）分子質量數(shù)量級為 。 （2）已知物質的量（摩爾數(shù)）n，可求出物體所含分子的數(shù)目 ． （3）已知物質的摩爾體積 ，可求出分子的體積 ．分子體積的數(shù)量級為 ． 【注意】①分子的大小計算有兩種模型：一是球形模型，其直徑 ，二是立方體模型，其邊長 ．作為分子直徑數(shù)量級的估算，利用兩種模型均可，但我們一般取第一種模型． ②對于固體和液體，可以認為它們的分子是一個個緊挨著的，可用上式直接估算出分子體積；對于氣體，由于分子間空隙很大，用上式估算出的是一個分子所占據(jù)的體積（活動的空間）． ③在利用上述關系式進行計算時，有些數(shù)據(jù)的數(shù)字太大（如阿伏加德羅常數(shù)），有些數(shù)據(jù)的數(shù)字又太?。ㄈ绶肿拥闹睆胶唾|量等），為了書寫方便，習慣上用科學計數(shù)法寫作10的乘方，如 等，我們稱10的乘方（ 等）為“數(shù)量級”．對于分子的大小和質量，只要粗略地了解它的數(shù)量級就可以了． 例2 已知空氣的摩爾質量是 ，則空氣中氣體分子的平均質量多大？成年人做一次深呼吸，約吸入450cm3的空氣，則做一次深呼吸所吸入的空氣質量是多少？所吸入的氣體分子數(shù)量是多少？（按標準狀況估算） 【解析】 空氣分子的平均質量為： 成年人做一次深呼吸所吸入的空氣質量為： 所吸入的分子數(shù)為： （個）． 例3 已知金剛石的密度 ．現(xiàn)有一塊體積 的金剛石，它含有多少個碳原子？假如金剛石中碳原子是緊密地堆在一起的，試估算碳原子的直徑． 【解析】金剛石的質量 碳的摩爾數(shù) 金剛石所含碳原子數(shù)為 個 個． 一個碳原子的體積為 。 把金剛石中的碳原子看成球體，則由公式 可得碳原子直徑約為 。 例4 的水中和標準狀態(tài)下 的水蒸氣中各有多少個水分子？在上述兩種狀態(tài)下，相鄰兩個水分子之間的距離各是多少？ 解析 水中水的分子個數(shù)為 個． 設相鄰兩水分子間距離為d，視水分子為球形，則 ， ． 的水蒸氣分子間的距離為 ，視水蒸氣分子所占據(jù)的空間為正方體，則 。 估算分子間距時，既可以把分子占據(jù)的空間看做是立方體，也可以看做是球體，對于氣體分子，一般視為立方體． 【小結】物體是由大量分子組成的，分子直徑的數(shù)量級為 ，阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁． 　　教案點評： 　　本節(jié)重點阿伏加德常數(shù)理解及其應用．教案圍繞這些重點，對阿伏加德常數(shù)與摩爾質量、摩爾體積跟分子質量、分子體積的聯(lián)系等知識點進行講解，同時結合例題分析，由淺入深，思路明確，合理使用此教案可以達到較好的教學效果．