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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(xué)目標(biāo) 1．知道物體是由大量的分子組成的． 2．知道用油膜法測(cè)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(zhì)量的數(shù)量級(jí)． 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(huì)用這個(gè)常數(shù)進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算或估算． 　　二、重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：阿伏加德常數(shù)及其應(yīng)用． 難點(diǎn)：摩爾質(zhì)量、摩爾體積跟分子質(zhì)量、分子體積的聯(lián)系． 　　三、教與學(xué) 教學(xué)過(guò)程： 從初中學(xué)過(guò)的有關(guān)分子運(yùn)動(dòng)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(guān)系是我們從本節(jié)起所涉及的一個(gè)重要問(wèn)題，它可以幫助我們從宏觀與微觀兩個(gè)不同的角度去觀察和了解事物，加深對(duì)問(wèn)題本質(zhì)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(jié)構(gòu)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(xué)中由于原子、離子、或分子做熱運(yùn)動(dòng)時(shí)遵從相同的規(guī)律，所以統(tǒng)稱(chēng)為分子） 1．分子大小的估測(cè)——單分子油膜法 （1）單分子油膜法粗測(cè)分子直徑的原理，類(lèi)似于取一定量的小米，測(cè)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(jì)算出米粒的直徑 ．這只是一個(gè)物理模型，事實(shí)上，分子的形狀非常復(fù)雜，并不真是個(gè)小球，而且分子間存在空隙。所以?xún)H是一種粗略的測(cè)定． （2）用單分子油膜法測(cè)得分子直徑的數(shù)量級(jí)為 2．分子直徑的數(shù)量級(jí)為 物理學(xué)中測(cè)定分子大小的方法有許多種，用不同的方法測(cè)出的分子大小并不完全相同，但數(shù)量級(jí)是一樣的，均為 【注意】除一些有機(jī)物質(zhì)的大分子外，一般分子的直徑數(shù)量級(jí)為 ，以后無(wú)特別說(shuō)明，我們就以 作為分子直徑的數(shù)量級(jí)． 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(cè)出這一薄層的面積為0.2m2，由此可估測(cè)油酸分子的直徑為_(kāi)____________m． 【解析】設(shè) 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(zhì)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(zhì)的摩爾質(zhì)量 ，可求出分子質(zhì)量 ．（ 為摩爾體積 為物質(zhì)的密度）分子質(zhì)量數(shù)量級(jí)為 。 （2）已知物質(zhì)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(zhì)的摩爾體積 ，可求出分子的體積 ．分子體積的數(shù)量級(jí)為 ． 【注意】①分子的大小計(jì)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(zhǎng) ．作為分子直徑數(shù)量級(jí)的估算，利用兩種模型均可，但我們一般取第一種模型． ②對(duì)于固體和液體，可以認(rèn)為它們的分子是一個(gè)個(gè)緊挨著的，可用上式直接估算出分子體積；對(duì)于氣體，由于分子間空隙很大，用上式估算出的是一個(gè)分子所占據(jù)的體積（活動(dòng)的空間）． ③在利用上述關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，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)字又太小（如分子的直徑和質(zhì)量等），為了書(shū)寫(xiě)方便，習(xí)慣上用科學(xué)計(jì)數(shù)法寫(xiě)作10的乘方，如 等，我們稱(chēng)10的乘方（ 等）為“數(shù)量級(jí)”．對(duì)于分子的大小和質(zhì)量，只要粗略地了解它的數(shù)量級(jí)就可以了． 例2 已知空氣的摩爾質(zhì)量是 ，則空氣中氣體分子的平均質(zhì)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(zhì)量是多少？所吸入的氣體分子數(shù)量是多少？（按標(biāo)準(zhǔn)狀況估算） 【解析】 空氣分子的平均質(zhì)量為： 成年人做一次深呼吸所吸入的空氣質(zhì)量為： 所吸入的分子數(shù)為： （個(gè)）． 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(gè)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(zhì)量 碳的摩爾數(shù) 金剛石所含碳原子數(shù)為 個(gè) 個(gè)． 一個(gè)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(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 的水蒸氣中各有多少個(gè)水分子？在上述兩種狀態(tài)下，相鄰兩個(gè)水分子之間的距離各是多少？ 解析 水中水的分子個(gè)數(shù)為 個(gè)． 設(shè)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(shí)，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(duì)于氣體分子，一般視為立方體． 【小結(jié)】物體是由大量分子組成的，分子直徑的數(shù)量級(jí)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(diǎn)評(píng)： 　　本節(jié)重點(diǎn)阿伏加德常數(shù)理解及其應(yīng)用．教案圍繞這些重點(diǎn)，對(duì)阿伏加德常數(shù)與摩爾質(zhì)量、摩爾體積跟分子質(zhì)量、分子體積的聯(lián)系等知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解，同時(shí)結(jié)合例題分析，由淺入深，思路明確，合理使用此教案可以達(dá)到較好的教學(xué)效果．