高中物理《物體是由大量分子組成的》教學方案

時間：2022-10-08 08:05:54 方案

　　學習內容 7.1物體是由大量分子組成的

高中物理《物體是由大量分子組成的》教學方案

　　學習目標

　　1、知道物體是由大量分子組成的

　　2、知道油膜法測分子大小的原理，并能進行測量和計算。通過油膜法實驗知道科學研究中的一種方法：利用宏觀量求微觀量

　　3、知道分子的球形模型，知道分子直徑的數量級。初步認識到微觀世界是可以認知的。人類探究微觀世界經歷了漫長的過程，而且意識到這種探索還將持續下去。

　　4、知道阿伏加德羅常數的物理意義、數值和單位。

　　學習重、難點

　　重點是知道分子大小的數量級;用阿伏伽德羅常數進行有關計算或估算的方法;

　　難點是理解和學會用單分子油膜法估算分子大小(直徑)的方法

　　學法指導 自主學習，合作完成

　　學習過程 用案人自我創新

　　【自主學習】

　　閱讀教材P2-4，體會①組成物體的分子數目之巨大，和分子本身的線度之微小②利用對宏觀量的測定求出微觀量的方法。并請同學們完成下列任務：

　　【導思】

　　1、在研究物質的化學組成時，我們認為物質是如何組成的?而本書又是如何認定的呢?

　　2、教材中講到估測分子的大小的方法是。

　　(1)單分子油膜法是最粗略地說明分子大小的一種方法。

　　[基本原理是]：

　　將一滴體積已知的小油滴, 滴在水面上, 在重力作用下盡可能的散開形成一層極薄的油膜, 此時油膜可看成單分子油膜,油膜的厚度看成是油酸分子的直徑, 所以只要再測定出這層油膜的面積, 就可求出油分子直徑的大小.

　　[介紹演示]如果油在水面上盡可能地散開，可認為在水面上形成單分子油膜，可以通過幻燈觀察到，并且利用已制好的方格透明膠片蓋在水面上，用于測定油膜面積。如圖1所示。

　　當然，這個實驗要做些簡化處理：

　　(1)把分子看成一個個小球;

　　(2)油分子一個緊挨一個整齊排列;

　　(3)認為油膜厚度等于分子直徑.

　　[思考]已知一滴油的體積V和水面上油膜面積S，那么這種油分子的直徑是多少?

　　[FLASH課件模擬演示] 油膜法測分子直徑

　　[在此基礎上，進一步指出]

　　①介紹數量級這個物理名詞，一些數據太大，或很小，為了書寫方便，習慣上用科學記數法寫成10的乘方數，如310-10m。我們把10的乘方數叫做數量級，那么110-10m和910-10m，數量級都是10-10m。

　　②如果分子直徑為d，油滴體積是V，油膜面積為S，則d=V/S，根據估算得出分子直徑的數量級為10-10m。[高考資源網]

　　(2)利用掃描隧道顯微鏡測定分子的直徑。

　　(3)物理學中還有其他不同方法來測量分子的大小，用不同方法測量出分子的大小并不完全相同，但是數量級是相同的。測量結果表明，一般分子直徑的數量級是10-10m。例如水分子直徑是410-10m，氫分子直徑是2.310-10m。

　　3.阿伏伽德羅常數

　　[問題1]在化學課上學過的阿伏伽德羅常數是什么意義?數值是多少?

　　NA= ，粗略計算可用NA= 個/mol。(阿伏伽德羅常數是一個基本常數，科學工作者不斷用各種方法測量它，以期得到它精確的數值。)

　　[問題2]摩爾質量、摩爾體積的意義。

　　3.微觀物理量的估算

　　若已知阿伏伽德羅常數，可對液體、固體的分子大小進行估算。事先我們假定近似地認為液體和固體的分子是一個挨一個排列的(氣體不能這樣假設)。

　　[例題1] 水的分子量18，水的密度為103kg/m3,阿伏加德羅常數為NA=6.021023個/ mol，則：

　　(1)水的摩爾質量M=__________

　　(2)水的摩爾體積V=__________

　　(3)一個水分子的質量m0 =_____________

　　(4)一個水分子的體積V0 =_____________

　　(5)將水分子看作球體，分子直徑d=_______________

　　(6)10g水中含有的分子數目N=___________________

　　【典例2】已知金剛石的密度為=3.5103kg/m3，現有一小塊體積為4.010-8m3的金剛石，它含有多少個碳原子?假如金剛石中的碳原子是緊密地挨在一起的，試估算碳原子的直徑。(保留兩位有效數字)

　　【解析】 1.810-10m

　　【點撥】由宏觀量去計算微觀量，或由微觀量計算宏觀量，都要通過阿伏加德羅常數建立聯系，所以說，阿伏加德羅常數是聯系宏觀量與微觀量的橋梁。由物體體積計算分子的大小，可視分子為立方體。這是估算分子大小的通用方法。

　　【導練】水的分子量是18，水的密度=1.0103kg/m3，阿伏加德羅常數NA=6.021023mol-1。在標準狀況下，水蒸氣的摩爾體積是22.410-3m3、mol，則水蒸氣分子的平均間距大約是水分子直徑的( )

　　A、1倍 B、10倍. C、100倍 D、1000倍

　　【點撥】固體和液體分子是緊密排列的，分子間距可看成分子直徑;而氣體分子間的距離遠大于分子直徑，在標準狀況下，用摩爾體積除以阿伏加德羅常數，得到的是一個分子占有周圍空間的體積，而不是一個分子的體積。分割氣體空間時必須分割成緊密相連的立方體，而不應該是球體。

　　達標檢測 1、只要知道下列哪一組物理量，就可以估算出氣體分子間的平均距離( )

　　A.阿伏加德羅常數、該氣體的摩爾質量和質量

　　B.阿伏加德羅常數、該氣體的質量和體積

　　C.阿伏加德羅常數、該氣體的摩爾質量和密度

　　D.該氣體的密度、體積和摩爾質量

　　2、已知氫氣的摩爾質量是210-3kg/mol,水的摩爾質量是1.810-2kg/mol,計算1個氫分子和水分子的質量。

　　3、若已知鐵的原子量是56,鐵的密度是7.8103kg/m3,試求質量是1g的鐵塊中鐵原子的數目(取1位有效數字)及一個鐵原子的體積.

　　學習反思。

　　布置作業。

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