江蘇省漣水縣第一中學(xué)高中物理 1.1物體是由大量分子組成的導(dǎo)學(xué)案（無答案）新人教版選修3-3

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1、漣水一中高二物理選修3-3 §1-1 物體是由大量分子組成的 ［自主學(xué)習(xí)］ 1.試寫出用單分子油膜法粗測(cè)油分子直徑的步驟。 （1）測(cè)出一滴油的體積V；（2）將油滴滴在水面上形成單分子油膜；（3）測(cè)出油膜的面積S；（4）算出油膜的厚度，即為油分子的直徑d= . 2.阿伏加德羅常數(shù)的測(cè)量值 NA= .阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀物理量和宏觀物理量的橋梁。在此所指微觀物理量為：分子體積υ、分子的直徑d、分子的質(zhì)量m。宏觀物理量為：物體的體積V、摩爾體積Vm、物質(zhì)的質(zhì)量M、摩爾質(zhì)量Mm 、物質(zhì)的密度ρ。 （1）計(jì)算分子的質(zhì)量:m=

2、 （2）計(jì)算(固體、液體)分子的體積（或氣體分子所占的空間）:v= （3）計(jì)算物質(zhì)所含的分子數(shù): n= 3.分子大小的計(jì)算 （1）對(duì)于固體和液體，分子的球體模型d＝ . (2) 對(duì)于氣體，分子間的平均距離d＝ . 4．如何測(cè)量油膜的面積？ 新課教學(xué)過程 一．分子的大小。分子是看不見的，怎樣能知道分子的大小呢？ （一）單分子油膜法是最粗略地說明分子大小的一種方法。 【問題導(dǎo)思】 1．什么是單分子油膜？它是怎樣形成的？ 2．怎樣確定一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積？

3、3．怎樣確定油膜的面積？ 實(shí)驗(yàn)步驟 (1)在淺盤中倒入約2 cm深的水，將痱子粉均勻撒在水面上． (2)用注射器往小量筒中滴入1 mL配制好的油酸酒精溶液(濃度已知)，記下滴入的滴數(shù)n，算出一滴油酸酒精溶液的體積 . (3)將一滴油酸酒精溶液滴在淺盤的液面上． (4)待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用水彩筆(或鋼筆)畫出油酸薄膜的形狀． (5)將玻璃板放在坐標(biāo)紙上，通過數(shù)方格數(shù)，算出油酸薄膜的面積S.計(jì)算方格數(shù)時(shí)，不足半個(gè)的舍去，多于半個(gè)的算一個(gè)． (6)根據(jù)已配制好的油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V. (7)計(jì)算油酸薄膜的厚度d＝，即為油酸分子的大小

4、． 數(shù)據(jù)處理 計(jì)算方法： (1)一滴油酸溶液的平均體積 ＝. (2)一滴油酸溶液中含純油酸的體積V V＝×油酸溶液的體積比(體積比＝)． (3)油膜的面積S＝n×1 cm2(n為有效格數(shù)，小方格的邊長為1 cm)． (4)分子直徑d＝(代入數(shù)據(jù)時(shí)注意單位的統(tǒng)一)． （二）掃描隧道顯微鏡 （幾億倍） 注意：（1）用不同方法測(cè)量出分子的大小并不完全相同，但是數(shù)量級(jí)是相同的。測(cè)量結(jié)果表明，一般分子直徑的數(shù)量級(jí)是10-10m。例如水分子直徑是4×10-10m，氫分子直徑是2.3×10-10m。 （2）指出認(rèn)為分子是小球形是一種近似模型，是簡(jiǎn)化地處理問題，實(shí)際分子結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，

5、但通過估算分子大小的數(shù)量級(jí)，對(duì)分子的大小有了較深入的認(rèn)識(shí)。 二．阿伏伽德羅常數(shù) 提問：在化學(xué)課上學(xué)過的阿伏伽德羅常數(shù)是什么意義？數(shù)值是多少？ 再問學(xué)生:摩爾質(zhì)量、摩爾體積的意義。 提問：如何算出1mol水中所含的水分子數(shù)？ 三．微觀物理量的估算 1．分子的質(zhì)量 = 摩爾質(zhì)量 / 阿伏加德羅常數(shù) 練習(xí)：估測(cè)水分子的質(zhì)量 練習(xí)：估測(cè)氫氣分子的質(zhì)量 2．分子的體積 = 摩爾體積 / 阿伏加德羅常數(shù) 練習(xí)：估算水分子的體積 3、幾個(gè)常用的等式 （1） （2）分子的個(gè)數(shù) = 摩爾數(shù) ×阿伏加德羅常數(shù) 練習(xí)：若

6、已知阿伏伽德羅常數(shù)，可對(duì)液體、固體的分子大小進(jìn)行估算。事先我們假定近似地認(rèn)為液體和固體的分子是一個(gè)挨一個(gè)排列的（氣體不能這樣假設(shè)）。 提問學(xué)生：1mol水的質(zhì)量是M=18g，那么每個(gè)水分子質(zhì)量如何求？ 問：若已知鐵的相對(duì)原子質(zhì)量是56，鐵的密度是7.8×103kg／m3，試求質(zhì)量是1g的鐵塊中鐵原子的數(shù)目（取1位有效數(shù)字）。又問：是否可以計(jì)算出鐵原子的直徑是多少來？ 例題一.在“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，所用油酸酒精溶液的濃度為每104 mL溶液中有純油酸6 mL，用注射器測(cè)得1 mL上述溶液為75滴．把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放

7、在淺盤上，用彩筆在玻璃板上描出油膜的輪廊，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標(biāo)中正方形方格的邊長為1 cm.則 (1)油酸薄膜的面積是________cm2； (2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是______mL；(取一位有效數(shù)字) (3)按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子的直徑約為________m．(取一位有效數(shù)字) 例題二.估算標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體分子和水分子的間距 1、氣體分子間距 2. 水分子的間距 課后練習(xí) 1．(2020·煙臺(tái)高二檢測(cè))為了盡可能準(zhǔn)確地估測(cè)出油膜分子的大小，下列哪些措施是可行的(　　) A．油酸濃度適

8、當(dāng)大一些 B．油酸濃度適當(dāng)小一些 C．油酸擴(kuò)散后立即繪出輪廓圖 D．油酸擴(kuò)散并待其收縮穩(wěn)定后再繪出輪廓圖 2．下列數(shù)值等于阿伏加德羅常數(shù)的是(　　) A．1 m3的任何物質(zhì)所含的分子數(shù) B．1 kg的任何物質(zhì)所含的分子數(shù) C．標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1 mol氣體所含的分子數(shù) D．任何狀態(tài)下1 mol任何物質(zhì)所含的分子數(shù) 3．關(guān)于物體中的分子數(shù)目，下列說法中正確的是(　　) A．質(zhì)量相等的物體含有相同的分子數(shù) B．體積相同的物體含有相同的分子數(shù) C．物質(zhì)的量相同的物體含有相同的分子數(shù) D．體積相同的氣體含有相同的分子數(shù) 4．已知某氣體的摩爾體積為22.4 L/mol，摩爾質(zhì)量為

9、18 g/mol，阿伏加德羅常量為6.02×1023 mol－1，由以上數(shù)據(jù)可以估算出這種氣體(　　) A．每個(gè)分子的質(zhì)量 B．每個(gè)分子的體積 C．每個(gè)分子占據(jù)的空間 D．分子之間的平均距離 5．某氣體的摩爾質(zhì)量為M，摩爾體積為V，密度為ρ，每個(gè)分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0，則阿伏加德羅常量NA可表示為(　　) A．NA＝　　　　　　　 B．NA＝ C．NA＝ 　　 D．NA＝ 6．(2020·上海育才中學(xué))納米材料具有很多優(yōu)越性，有著廣闊的應(yīng)用前景．已知1 nm(納米)＝10－9 m，棱長為1 nm的立方體內(nèi)可容納的液態(tài)氫分子的個(gè)數(shù)最接近下面的哪個(gè)數(shù)值(　　) A．10

10、0 　　 B．102 C．104 　　 D．106 7．(2020·聊城高二檢測(cè))在用油膜法估測(cè)分子直徑大小的實(shí)驗(yàn)中，若已知油的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，油滴質(zhì)量為m，油滴在水面上擴(kuò)散后的最大面積為S，阿伏加德羅常數(shù)為NA，以上各量均采用國際單位，那么(　　) A．油滴分子直徑d＝ B．油滴分子直徑d＝ C．油滴所含分子數(shù)N＝NA D．油滴所含分子數(shù)N＝NA 8．銅的摩爾質(zhì)量為MA(kg/mol)，密度為ρ(kg/m3)，若阿伏加德羅常數(shù)為NA，則下列說法中哪個(gè)是錯(cuò)誤的(　　) A．1 m3銅所含的原子數(shù)目是ρNA/MA B．1 kg銅所含的原子數(shù)目是ρNA C．一個(gè)銅原子的質(zhì)量為(MA/NA) kg D．一個(gè)銅原子占有的體積是(MA/ρNA)m3 9．用油膜法測(cè)得分子的直徑為D，已知油酸的摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常量為NA，則油酸的密度為ρ＝________.