物体是由大量分子组成的教案Word文档格式.docx

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200），滴管，直径约20cm圆形水槽，烧杯，画有方格线的透明塑料板。

　　五、教学过程

　　（－）引入新课

　　前面的课程我们研究的是力学的内容，从这节课开始我们学习热学。

这一章从微观和宏观的角度分别讲述了分子的运动情况。

从初中学习过的分子运动，我们知道“物体是由大量分子组成的”，这节课我们就来研究这个问题。

　　【板书】第一节物体是由大量分子组成的

（二）进行新课

　　【板书】1．分子的大小

　　分子是看不见的，怎样能知道分子的大小呢？

（1）单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。

　　【课件演示】水面上单分子油膜法测分子直径。

　　【实验】介绍并定性地演示：

如果油在水面上尽可能地散开，可认为在水面上形成单分子油膜，可以通过幻灯观察到，并且利用已制好的方格透明胶片盖在水面上，用于测定油膜面积。

如图1所示。

　　提问：

已知一滴油的体积V和水面上油膜面积S，那么这种油分子的直径是多少？

　　在学生回答的基础上，还要指出：

　　①介绍数量级这个数学名词，一些数据太大，或很小，为了书写方便，习惯上用科学记数法写成10的乘方数，如3×

10-10m。

我们把10的乘方数叫做数量级，那么1×

10-10m和9×

10-10m，数量级都是10-10m。

　　②如果分子直径为d，油滴体积是V，油膜面积为S，则d=V／S，根据估算得出分子直径的数量级为10-10m。

（2）利用扫瞄隧道显微镜测定分子的直径。

　　看物理课本上彩色插图，石墨表面原子分布的图样：

图中的每个亮斑都是一个碳原子。

如果设想碳原子是一个挨着一个排列的话，那么碳原子之间的距离L就等于碳原子的直径d，如图2所示。

根据显微镜放大倍数就可以计算出碳原子的直径。

　　（3）物理学中还有其他不同方法来测量分子的大小，用不同方法测量出分子的大小并不完全相同，但是数量级是相同的。

测量结果表明，一般分子直径的数量级是10-10m。

例如水分子直径是4×

10-10m，氢分子直径是3×

　　（4）指出认为分子是小球形是一种近似模型，是简化地处理问题，实际分子结构很复杂，但通过估算分子大小的数量级，对分子的大小有了较深入的认识。

　　【板书】分子直径的数量级是10-10m

　　【板书】2．阿伏伽德罗常数

　　向学生提问：

在化学课上学过的阿伏伽德罗常数是什么意义？

数值是多少？

明确lmol物质中含有的微粒数（包括原子数、分子数、离子数……）都相同。

此数叫阿伏伽德罗常数，可用符号NA表示此常数，NA=6.02×

1023个/mol。

粗略计算可用NA=6×

（阿伏伽德罗常数是一个基本常数，科学工作者不断用各种方法测量它，以期得到它更精确的数值。

）

　　再问学生，摩尔质量、摩尔体积的意义。

　　如果已经知道分子的大小，不难粗略算出阿伏伽德罗常数。

　　例如，lmol水的质量是0.018kg，体积是1.8×

10-5m3。

每个水分子的直径是4×

10-10m，它的体积是=3×

10-29m3。

如果设想水分子是一个挨着一个排列的。

　　提问学生：

如何算出lmol水中所含的水分子数？

　　回答：

　　【板书】阿伏伽德罗常数NA=6.02×

1023mol-1

　　阿伏伽德罗常数是一个非常巨大的数字。

例如：

在0℃，1标准大气压下，1cm3的气体中，含有2.7×

1019个气体分子。

1cm3水中含有3.35×

1022个水分子。

设想有一个小动物，每秒钟喝去1万个水分子，要把这1cm3的水喝完，将用1011年，即1000亿年，超过地球的年龄（45亿年）二十多倍！

所以说，物体是由大量分子组成的。

　　【板书】3．微观物理量的估算

　　若已知阿伏伽德罗常数，可对液体、固体的分子大小进行估算。

事先我们假定近似地认为液体和固体的分子是一个挨一个排列的（气体不能这样假设）。

lmol水的质量是m=18g，那么每个水分子质量如何求？

一个水分子质量m。

=m/NA=1.8×

10-2/6.02×

1023=3×

10-26（kg）。

若已知铁的原子量是56，铁的密度是7.8×

103kg／m3，试求质量是1g的铁块中铁原子的数目（取1位有效数字）。

又问：

是否可以计算出铁原子的直径是多少来？

1g铁的物质量是mol，其中铁原子的数目是n，

　　1g铁的体积

　　（m3）

　　1个铁原子的体积是==l×

10-7/l×

1022=l×

10-29（m3），

　　铁原子的直径（m）

　　归纳总结：

以上计算分子的数量、分子的直径，都需要借助于阿伏伽德罗常数。

因此可以说，阿伏伽德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁。

它把摩尔质量、摩尔体积等这些宏观量与分子质量、分子体积（直径）等这些微观量联系起来。

　　阿伏伽德罗常数是自然科学的一个重要常数（曾经学过的万有引力恒量也是一个重要常数）。

物理常数是物理世界客观规律的反映。

一百多年来，物理学家想出各种办法来测量它，不断地努力，使用一次比一次更精确的测量方法。

现在测定它的精确值是NA=6.022045×

1023个/mol

　　（三）课堂练习

　　1．体积是10-4cm3的油滴滴于水中，若展开成一单分子油膜，则油膜面积的数量级是

　　A．102cm2B．104cm2C．106cm2D．108cm2

　　答案：

B

　　2．已知铜的密度是8.9×

103kg／m3，铜的摩尔质量是63.5×

10-3kg／mol。

体积是4.5cm3的铜块中，含有多少原子？

并估算铜分子的大小。

3.8×

1023，3×

10-10米。

　　（四）课堂小结

　　1．物体是由体积很小的分子组成的。

这一结论有坚实的实验基础。

单分子油膜实验等是上述结论的有力依据。

分子直径大约有10-10米的数量级。

　　2．阿伏伽德罗常数是物理学中的一个重要常数，它的意义和常数数值应该记住。

　　3．学会计算微观世界的物理量（如分子数目、分子质量、分子直径等）的一般方法。

由于微观量是不能直接测量的，人们可以测定宏观物理量，用阿伏伽德罗常数作为桥梁，间接计算出微观量来。

如分子质量m，可通过物质摩尔质量M和阿伏伽德罗常数NA，得到m=M/NA。

通过物质摩尔质量M、密度ρ、阿伏伽德罗常数NA，计算出分子直径

　　d=（6V/π）1/3=（6M/ρNAπ）1/3

　　（五）作业:

将课本练习一（P71）第

（1）、

（2）、（4）题做在作业本上。

　　教学建议

　　由于课堂内时间限制，单分子油膜法测定分子直径的实验不可能在课堂上完成全过程。

在课堂上让学生看到油膜散开现象和油膜面积的测量方法即可。

　　要想造成单分子油膜，必须选用脂肪酸类，如油酸C17H33COOH或棕桐酸C15H31COOH，这类脂肪酸分子的形状为长链形，它的核基一端浸入水中，而烃链C17H33伸在水面上方，造成油酸长分子在水面上垂直排列，如图3所示。

物体是由大量分子组成的教案2

　　教学目标

（1）知道

（2）知道分子的大小，知道数量级的概念，记住分子大小的数量级．

　　（3）理解阿伏加德罗常数，记住它的数值和单位．

　　（4）会一些简单微观量的计算，如分子大小、直径等

　　（5）知道油膜法估测分子大小实验

　　教材分析

　　分析一：

本节简单介绍了分子动理论的第一个基本观点：

物质是由大量分子组成的．要注意这里的分子与化学中提到的分子的含义是不完全相同的，这里把构成物体的分子、原子、离子等统称为分子．

　　分析二：

油膜法估测分子大小实验是一个重要的实验，它巧妙地将微观的、不易测量的量转化为宏观的、可直接测量的量，能较好地培养学生解决问题能力，扩展学生分析问题的思路．在将解本实验时要注意实验原理的分析

　　分析三：

阿弗加德罗常量是联系宏观和微观的重要桥梁，已知物质的体积和摩尔体积，就可以求出物质的分子数，；

已知物质的质量和摩尔体积，就可以求出物质的分子数，；

已知物质的摩尔体积，就可以求出该物质的单个分子体积；

已知物质的摩尔质量，就可以求出该物质的单个分子质量．

　　教法建议

　　建议一：

本节内容在初中已有相当好的基础，因此可以结合复习初中知识来讲解本节知识．另外还可以引入相关化学知识，使学生更易理解．

　　建议二：

油膜法估测分子大小实验是一个重要的实验，有条件的学校最好能让学生自己动手做这个实验，以加深学生的分子大小的直观感觉．

　　建议三：

围绕阿伏加德罗常数的计算，教师可以举几个例题，然后让学生自己动手计算几个相关题目．

　　教学设计方案

　　教学重点：

分子大小的计算

　　教学难点：

微观量与宏观量之间的联系

　　一、物质有大量分子构成

　　结合化学提出不同物体不同的分子组成，并且物理中此时提到的分子有别于化学中的分子，它包括分子、原子、离子等．

　　展示几个漂亮的分子模型，激发学生学习兴趣．

　　二、分子的大小

　　1、分子大小的测量方法

（1）显微镜观测

（2）实验油膜法估测分子大小

　　实验原理：

将体积为的油滴到水面上，使其均匀地、尽可能地散开成很薄的一层，此时可以认为油分子一个挨一个紧密排成一单层油膜，油膜的厚度就是单个分子的直径，因此只需测出油膜的面积，就知道该油分子的近似直径

　　实验过程所用的酒精油酸溶液溶于水时，酒精溶于水，油酸形成单分子油膜．

　　例题：

将1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液．已知1cm3溶液有50滴，一滴滴到水面上，酒精溶于水，油酸形成一单分子层，其面积为0.2m2.由此可知油酸分子大约为多少？

　　解：

一滴油酸酒精溶液含油酸体积

　　油酸分子直径约为：

　　三、阿伏加德罗常数

　　阿伏加德罗常数是联系微观和宏观的一个重要桥梁，其大小为每摩尔物质含有的微粒数（或12g炭12含有的炭原子数），即6.02×

1023mol-1．

　　已知物质的体积和摩尔体积，就可以求出物质的分子数，；

已知物质的摩尔质量，就可以求出该物质的单个分子质量

已知地球到月球的距离是3.84×

105km，铁的摩尔质量为56g，密度为7.9×

103kg/m3，如果将铁原子一个一个地排列起来，从地球到月亮需要多少个铁原子？

　　Ａ、1.4×

105个B、1.4×

1010个

　　C、1.4×

1018个D、1.4×

1021个

C

　　分析：

本题可以先求出单个铁原子的直径：

　　所以需要的铁原子个数为：

　　另外，本题还可以从数量级上迅速判断出答案，由于地球到月亮的距离数量级为108m，而分子直径的数量级在10-10m左右，所以需要的铁原子个数在1018的数量级上，应选C选项．

　　四、作业

　　探究活动

　　题目：

怎样测量阿伏加德罗常数

　　组织：

分组

　　方案：

查阅资料，设计原理，实际操作

　　评价：

方案的可行性、科学性、可操作性