人教版 (新课标)选修3选修3-3第七章 分子动理论1 物体是由大量分子组成的学案及答案

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江苏省南京三中（六中校区）2011-2012学年高中物理下学期学案【教学目标】（1）知道物体是由大量分子组成的；（2）知道油膜法测分子大小的原理，并能进行测量和计算。通过油膜法实验使学生知道科学研究中的一种方法：利用宏观量求微观量；（3）知道分子的球形模型，知道分子直径的数量级；（4）知道阿伏伽德罗常数的物理意义、数值和单位。【自主预习】一、分子的大小1．分子模型物体是由大量分子组成的，可近似把每个分子看做一个小球。2．用油膜法测分子的直径——单分子油膜法是最粗略地测量分子大小的一种方法。⑴实验原理：理想化：认为油酸薄膜是由 组成的。模型化：把油酸分子简化成 。估 算：油膜的厚度就等于油酸分子的 ，即 。⑵实验器材：注射器、 、浅水盘、 、痱子粉、水、酒精、油酸、彩笔、 。⑶实验步骤：1．在浅盘里倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上。2．用注射器往小量筒中滴入1ml油酸溶液，记下滴入的滴数n。算出一滴油酸溶液的体积。3．将一滴油酸溶液滴在浅盘的液面上。4．待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃放在前盘上，用彩笔画出油酸薄膜的形状。5．将玻璃放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S；6．根据已配好的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。7．计算油酸薄膜的厚度d＝ 即为油酸分子的直径d．⑷实验数据处理1．油酸体积的计算 如果知道油酸酒精溶液浓度为P，测量出N滴油酸酒精溶液的体积为V，那么1滴油酸酒精溶液中含有的油酸体积为V1．2．数格子的方法 这是估测不规则形状面积的一种方法：将一玻璃板放在不规则面积的上方，在玻璃板上画出不规则图形的轮廓，然后将其放在坐标纸上，数出不规则图形的轮廓包围的方格数．计算方格数时，不足半个格子的舍去，多于半个格子的算一个，方格边长的单位越小，这种方法求出的面积越精确．例１、将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液，已知的溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为，由此可估测油酸分子的直径为多少？变式训练1、在“用油膜法估测分子大小”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为1 000 mL溶液中有纯油酸0.6 mL，用注射器测得1 mL上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形方格的边长为1 cm，试求：（1）油酸膜的面积是___________cm2；（2）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 （3）实验测出油酸分子的直径是___________m；（结果保留两位有效数字）3．分子的大小除了一些有机物质的大分子外，多数分子直径的数量级为________m，分子质量的数量级一般为________ kg.二、阿伏伽德罗常数⒈ 阿伏伽德罗常数1 mol 的任何物质都含有____________粒子数，这个数量用_____来表示，它的数值通常取NA＝______________，粗略计算可取NA＝________________，它是联系宏观量与微观量的桥梁，它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与____________、____________等微观物理量联系起来．阿伏伽德罗常数是联结宏观物理量和微观物理量的钮带。计算一些微观量都要用到客观存在。例如：设宏观物理量：一定质量m的固体或液体物质的体积V，分子数N，摩尔体积VmoL，，摩尔质量M，物质的密度ρ。结合阿伏加德罗常数NA求下列微观量：（1）一个分子的质量：m= = （2）一个分子的体积： = （3）一摩尔物质的体积VmoL= （4）单位质量中所含分子数：n= = （5）单位体所含分子数：n= = （6）物质的总摩尔数：N/= = （7）物质所含分子总数N= = （8）阿伏加德罗常数一般取：NA=_______________例2：水的分子量是18，水的密度，阿伏加德罗常数，则(1)水的摩尔质量M＝________或M＝______；(2)水的摩尔体积V＝________；(3)一个水分子的质量m＝_________kg；(4)一个水分子的体积V′＝__________；(5)将水分子看做是个球体，水分子的直径d＝________m，一般分子直径的数量级都是___________m。变式训练2：已知金刚石的密度ρ= 3.5× kg/ ，碳的摩尔质量为12×kg/mol。现有一块体积V = 5.7× 的金刚石，它含有多少个碳原子？如果认为碳原子是紧密地排列在一起的，试求碳原子的直径。 【课后练习】1．采用油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是(　　)A．1滴油的质量和它的密度 B．1滴油的体积和它的密度C．1滴油的体积和它散成油膜的最大面积 D．所散成的油膜的厚度和它的密度2．某种物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N，则关于该物质的说法中，不正确的是(　　)A．分子的质量是M/N B．单位体积内分子的个数是ρN/MC．分子的体积一定是M/(ρN) D．平均每个分子占据的空间是M/(ρN)3．用油膜法估测分子的直径的实验中，下列操作有错误的是 (　　)A．将纯油酸直接滴在水面上 B．向量筒中滴100滴酒精油酸溶液，读出其体积C．用试管向水面倒油酸溶液少许D．在计算油膜面积时，凡是占到方格的一部分的都计入方格的总数4．用油膜法估测分子的大小时有如下步骤：A．向浅盘中倒入约2cm深的水； B．向浅盘中的水面均匀地撒入石膏粉(或痱子粉)；C．将油酸和酒精按一定比例配制好；D．把酒精油酸溶液一滴一滴滴入量筒中，当体积达到1mL时记下滴入的滴数，算出每滴液滴的体积；E．把一滴酒精油酸溶液滴在水面上，直到薄膜形状稳定；F．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上；G．把玻璃板放在方格纸上，计算出薄膜所占面积；H．计算出油膜的厚度L＝eq \f(V,S)若所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中含有纯油酸6mL，体积达到1mL时记下滴入的滴数为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描绘出油酸膜的轮廓形状再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，试求：(1)油酸膜的面积是________cm2；(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______mL；(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径________m。（(2)，(3)两问答案保留一位有效数字）5．已知汞的摩尔质量为M＝200.5×10－3kg/mol，密度为ρ＝13.6×103kg/m3，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1.求：(1)一个汞原子的质量(用相应的字母表示即可)；(2)一个汞原子的体积(结果保留一位有效数字)；(3)体积为1cm3的汞中汞原子的个数(结果保留一位有效数字)．