物理选择性必修 第三册第一章 分子动理论1 分子动理论的基本内容示范课课件ppt

这是一份物理选择性必修 第三册第一章 分子动理论1 分子动理论的基本内容示范课课件ppt，共54页。PPT课件主要包含了本章开始我们学习热学，分子动理论的内容，本节导航，分子的大小，数格子时的注意事项，数量级，二分子模型的建立，阿伏加德罗常数，立方体模型，球模型等内容，欢迎下载使用。
研究热现象有两种不同的方法：第一种是从宏观上总结热现象的规律，引入内能的概念，并把内能跟其他形式的能量联系起来；另一种是从物质的微观结构出发，建立分子动理论，热现象是大量分子无规则运动的表现
1.物体是由大量分子组成的
2.分子永不停息地做无规则的运动
3.分子之间存在着相互作用力
道生一，一生二，二生三，三生万物 ，世界万物的都是由“道”组成。
自古以来，人们就不断地探索物质组成的秘密
中国古代的自然观，以老子为代表
西方古代的自然观，以德谟克利特为代表
万物的本原是原子与虚空。原子是一种最后的不可再分的物质微粒。世界万物都是由在虚空中运动着的原子构成。
热学中所说的分子与化学中所说的分子不同： 化学中讲的分子是：具有各种物质的化学性质的最小微粒。 实际上构成物质的微粒是多种多样的，或是原子（如金属）或是离子（盐类）或是分子（如有机物）。 在热学中，由于原子、离子、分子这些微粒做热运动时遵从相同的规律，通常统称为分子。
物理学中的分子包括原子、离子和分子。
本节课【学习目标】
1、知道物体由大量分子组成;知道油膜法测分子大小原理，能进行测量和计算。 2、知道分子的球形和立方体模型，知道分子直径的数量级。 3、知道阿伏加德罗常数的物理意义、数值和单位,并能进行相关计算。
【重点难点】
1、重点知道分子大小数量级；用阿伏伽德罗常数进行有关计算 . 2、难点是理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法.
一.分子的大小、油膜法测量分子的直径二.分子模型的建立三.阿伏加德罗常数
组成物质的分子是很小的，不但用肉眼不能直接看到它们，就是用光学显微镜也看不到它们。 那么怎样才能看到分子呢？
用扫描隧道显微镜（能有放大几亿倍）
我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的排布图，图中的每个亮斑都是一个碳原子。
扫瞄隧道显微镜下的硅片表面原子的图像
放大上亿倍的蛋白质分子结构模型
怎样才能知道分子的大小呢？
分子的体积是极其微小的,用肉眼和光学显微镜都不能看到;放大到几十亿倍的扫描隧道显微镜才能看到
分子到底有多大？用什么方法才能测出分子的大小？ 同学们先思考一个问题，如何比较准确地测出一粒小米的直径？
方法：先用量筒测出一定量小米的体积V，再将这些小米摊放在水平桌面上，不要重叠，一粒紧靠一粒。测出小米所占的面积S，则小米的直径：
用一个量筒、一把米尺、一定量的小米，若把小米看成球形的，如何测出小米的直径？
那么我们又如何测分子的直径呢？归纳方法：（以油酸分子为例）先测出油酸的体积，然后将这些油酸全部滴到水面上，油酸散开形成单分子油膜，测出油膜面积.若把分子看成球形，单分子油膜的厚度可以认为等于油酸分子的直径：
把一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上散开形成单分子油膜，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可认为等于油酸分子的直径。
分子大小的估测——单分子油膜法
如何获得一滴油酸？怎样测量它的体积？
配制一定浓度的的油酸酒精溶液，例如向1ml油酸中加无水酒精得到500ml的油酸酒精溶液。 用注射器吸取配制好的溶液，把它一滴一滴地滴入量筒中，记录100滴溶液的体积，求出一滴溶液的体积。 根据溶液的浓度求出一滴溶液中纯油酸的体积。 如果把一滴配制好的溶液滴在水面上，溶液中酒精会溶于水并很快挥发，油膜便是纯油酸形成的。
如何测量油膜的面积？怎样才能看清无色透明的油酸薄膜？
我们可以找来浅盘倒入一定量的水，然后在水面上均匀的撒上痱子粉或细石膏粉。再用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，这时痱子粉就可以显示出油酸薄膜的边界了，待油酸薄膜稳定后，将带有方格的玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描下油酸膜的形状。
实验：分子大小的估测——单分子油膜法
具体实验步骤：1、配制油酸酒精溶液，取油酸1ml，注入500ml的容量瓶中，然后向容量瓶中注入酒精，直到液面达到500ml刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸在酒精中混合均匀，这样就得到了浓度是1/500的油酸酒精溶液2、用注射器向小量筒内滴入1ml油酸酒精溶液，记下滴数，1ml约为100滴，则可求出每滴溶液中含纯油酸的体积
3、在水槽中倒入约2cm深的水，水面完全稳定后均匀的撒上痱子粉4、等痱子粉完全静止后开始滴一滴油酸酒精溶液。过几分钟后油酸薄膜的形状趋于稳定。油酸散开形成单分子油膜. 5 、把玻璃板盖在水槽上。用彩笔把油酸薄膜的形状勾勒在玻璃板上。6、把画有油酸薄膜轮廓的玻璃复在坐标纸上（边长1cm）算出油酸薄膜的面积S（用四舍五入的方法统计有多少个1cm2的面积）。7、根据每一滴油酸的体积Ｖ和薄膜的面积Ｓ即可算出油酸膜的厚度d＝Ｖ/Ｓ。即油酸分子的直径。
3.大于半个当一个，小于半个舍去
这种方法是一种估测法，测定分子直径的方法还有很多，但无论哪一种方法测出分子直径的数量级都是相同的，都为10-10m
例1：将1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液. 该油酸酒精溶液50滴的体积为1cm3，现取1滴溶液滴在水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成单分子油膜，油膜面积为0.2m2,由此估算油酸分子的直径。
1滴油酸酒精溶液的体积为：其中含油酸体积为：油酸分子直径为：
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,
除少数有机物大分子,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2.3×10-10m , 钨原子直径是2×10-10m.
实际分子的结构是复杂的，单个分子可看作小球也可看作立方体
①小球模型：在计算固、液体分子大小时，作为一个近似的物理模型，可以把分子看成是一小球.则：
②立方体模型：对于气体可以把分子当作是一个小立方体，这个小立方体的边长可以近似看成分子间的平均距离.即
1.回忆化学中学过的阿伏加德罗常数.
1ml的任何物质都含有相同的粒子数，这个数就叫阿伏加德罗常数 。
1986年X射线法 NA=6.0221367×1023/ ml(ml-1 ).
一般计算时记作6.02×1023ml-1,粗略的计算可用6×1023ml-1 .
阿伏伽德罗常数是一个非常巨大的数字。 例如：1cm3水中含有3.35×1022个水分子。设想有一个人，每秒钟移去1万个水分子，要把这1cm3的水移完，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。
（1）已知物质的摩尔质量MA，可求出分子质量m0
（2）已知物质的量（摩尔数）n，可求出物体所含分子的数目N．
（3）已知物体的摩尔体积VA ，可求出分子的体积 V0
阿伏加德罗常数是联系微观量和宏观量的桥梁
4. 阿伏加德罗常数是联系微观量和宏观量的桥梁
(3)宏观量与微观量的关系：
对于固体、液体，我们常用球模型来求单个分子的体积
对于气体：我们常用立方体模型来求单个分子占据的空间体积
注意：因为固体、液体分子间距较小,可认为是一个个的小球，且是一个紧挨一个排列的，估算时，可忽略分子间的空隙。而气体分子间距很大，分子间空隙不能忽略。所以以上第⑥式不适用于气体，因为这样计算出来的是气体分子所占的平均空间，它比分子真实的体积大得多。
估算分子直径的数量级，可以用前面讲的两种模型：球模型、立方体模型。球模型常用于估算固体和液体分子直径大小;而立方体模型计算出来的是气体分子间的平均间距。有时，也可把固体、液体分子看成一个紧挨一个的立方体来处理. 所以 从而简化计算。
例2：已知水的摩尔体积是1.8×10-5 m3/ml，每个水分子的直径是4×10-10m ，设想水分子是一个挨一个排列的，求1ml水中所含的水分子数.
1 ml水中所含的水分子数：
=6.0×1023 ml-1
例3: 水的分子量18，水的密度为103kg/m3,阿伏加德罗常数为NA=6.02×1023/ ml，则：
（1）水的摩尔质量M=__________
（2）水的摩尔体积V=__________
M/ρ=18/1=18cm3/ml
（3）一个水分子的质量m0 =_____________
M/ NA =18 / 6.02×1023g =2.99 ×10-26 kg
（4）一个水分子的体积V0 =_____________
V/ NA =2.99 ×10-23 cm3
例4. 已知铜的密度是8.9103kg/m3，相对原子质量64，阿伏加德罗常数为NA=6.02×1023/ ml，通过估算可知每个铜原子所占的体积为( )
A. 710-6m3 B. 110-29m3C. 110-26m3D. 810-24m3
解析：铜的相对原子质量是64，则铜的摩尔质量是： Mml=64g/ml=64×10-3kg/ml
注：此题若要进一步估算铜原子的直径，则可用球模型：
例5.在标准状态下，氧气分子之间的平均距离是多少？已知氧气的摩尔质量为3.2×10-2kg/ml，1ml气体处于标准状态时的体积是2.24×10-2m3，阿伏加德罗常数为NA=6.02×1023/ ml。 
1、分子很小：单分子油膜法，一般分子直径的数量级为10-10m
2、分子很轻：一般分子质量的数量级为10-26--10-27kg
一、物体是由大量分子组成的
3、构建了分子的球形和立方体模型
二、应用阿伏加德罗常数NA= 6.02×1023ml-1，可以计算微观单个分子的质量、体积（气体分子所占空间）、计算物体所包含的分子个数。
已知空气的摩尔质量是 MA=29×10-3kg/ml ，则空气中气体分子的平均质量多大？成年人做一次深呼吸，约吸入450cm3的空气，则做一次深呼吸所吸入的空气质量是多少？所吸入的气体分子数量是多少？（按标准状况估算，标况下气体的摩尔体积是22.4 L/ml）