高中物理第一章 分子动理论第一节 物质是由大量分子组成的教课课件ppt

这是一份高中物理第一章 分子动理论第一节 物质是由大量分子组成的教课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了课前•自主预习，物体是由分子组成的，宏观量，微观量，微思考，课堂•重难探究，对处理实验数据的考查，答案B，小练•随堂巩固等内容，欢迎下载使用。

①物理观念：通过对分子动理论中物质的组成、分子热运动、分子间相互作用力的学习，进一步促进学生的物理观念、学科核心素养的形成．
②科学思维：能对分子构建两种物理模型进行估算；能运用概率统计的方法对热现象问题进行分析，并能恰当、合理地使用证据得出物理结论．具有多视角观察和分析物理问题的能力；运用概率统计的方法对热现象问题进行分析，并能恰当、合理地使用证据得出物理结论．具有多视角观察和分析物理问题的能力．
③科学探究：会做“用油膜法估测油酸分子的大小”等实验．知道测量微观物理量的思想和方法，能通过科学、合理的操作获得实验数据，并能在实验中体现减小误差的方法．能运用恰当的方式处理数据并得出正确结论．能写出完整、规范的实验报告，正确表达科学探究的过程和结果．④科学态度与责任：知道分子动理论研究的很多问题就在身边，对自然界有好奇心，具有探索的兴趣；能用分子动理论知识解释生活中的一些现象，并能解决人们生产、生活中的一些问题．
本章作为热学的第一章，是学习下一章的基础，对热学来说在很多方面都起着奠定基础的作用．本章重点 ①分子动理论的基本观点；②会用油膜法估测油酸分子的大小；③气体分子运动的特点和气体分子速率分布规律；④分子力的概念及规律．
本章难点 ①分子间相互作用力的特点及变化规律；②根据测量得到的宏观量估算微观量的方法．
第一节　物质是由大量分子组成的
1．实验目的(1)估测油酸分子的大小．(2)学会间接测量微观量的原理和方法．
用油膜法估测油酸分子的大小
4．实验步骤(1)用酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差．(2)配制油酸酒精溶液，取油酸1 mL，注入500 mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500 mL刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中，这样就得到了500 mL含1 mL纯油酸的油酸酒精溶液．(3)用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积Vn时的滴数n．
6．注意事项(1)实验前将所有器材用具擦洗干净．(2)痱子粉用量不要太大，油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜．(3)浅盘要水平放置，其中的水面离盘口距离应较小，以便准确地画出油膜的形状．
7．误差分析(1)稀释油酸的实际浓度和理论值间存在偏差．(2)一滴稀释油酸的实际体积和理论值间存在偏差．(3)油酸在水面上的实际分布情况和理想中的“均匀”“单分子纯油酸层”间存在偏差．(4)采用“互补法”(即不足半个的舍去，多于半个的算一个)计算获得的油膜面积与实际的油膜面积间存在偏差．
阿伏伽德罗常量(1)定义：1 ml任何物质含有________的数目都_______，为常量.这个常量叫作阿伏伽德罗常量，用NA表示．(2)数值：NA＝___________________．(3)意义：阿伏伽德罗常量是一个重要的基本常量，它是联系__________与___________的桥梁．
6.02×1023 ml－1　
为什么分子的大小在扫描隧道显微镜下能看到？【答案】因为分子直径的数量级为10－10 m，很小．
　　　　　(多选)用筷子滴一滴水，体积约为0.1 cm3，这一滴水中含有水分子的个数最接近以下哪一个值(阿伏伽德罗常量NA＝6×1023 ml－1，水的摩尔体积为V ml＝18 cm3/ml)(　　)A．6×1023个　　　　B．3×1021个C．6×1019个 D．3×1017个【答案】B
对实验原理和实验操作的考查
例1　在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中．(1)(多选)该实验中的理想化假设是(　　)A．将油膜看成单分子层油膜B．不考虑各油酸分子间的间隙C．不考虑各油酸分子间的相互作用力D．将油酸分子看成球形
(2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是(　　)A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓B．对油酸溶液起到稀释作用C．有助于测量一滴油酸的体积D．有助于油酸的颜色更透明便于识别
(3)某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.22 m2的蒸发皿、滴管、量筒(50滴溶液滴入量筒体积约为1毫升)、纯油酸和无水酒精若干．已知分子直径数量级为10－10 m，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度(油酸与油酸酒精溶液的体积比)至多为______‰ (保留两位有效数字)．【答案】(1)ABD　(2)B　(3)1.1【解析】(1)计算分子直径是根据体积与面积之比，所以需将油膜看成单分子层油膜，不考虑各油酸分子间的间隙，将油酸分子看成球形，故选A、B、D．
(2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是对油酸起到稀释作用，酒精稀释油酸是为了进一步减小油酸的密度，使油酸分子尽可能的少在竖直方向上重叠，更能保证其形成单层分子油膜，也就是为了减小系统误差．
变式1　在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，有下列实验步骤：①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水．待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定；
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小；④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积；⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．
完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是_________．(填写步骤前面的数字)(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2．由此估算出油酸分子的直径为__________m．(结果保留一位有效数字)【答案】(1)④①②⑤③　(2)5×10－10
【解析】(1)依据实验顺序，先配制混合溶液(④)，然后在浅盘中放水和痱子粉(①)，将一滴溶液滴入浅盘中(②)，将玻璃板放在浅盘上获取油膜形状(⑤)，最后用已知边长的坐标纸上的油膜形状来计算油膜的总面积(③)．故正确的操作顺序为④①②⑤③．
例2　在“用油膜法估测分子大小”的实验中，具体操作如下：①取油酸0.1 mL注入250 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250 mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0 mL为止，恰好共滴了100滴；
③在边长约40 cm的浅盘内注入约2 cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0 cm的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个．
(1)这层油膜的厚度可视为油酸分子的__________．(2)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为__________m3，求得的油酸分子直径为__________m．(结果全部保留2位有效数字)【答案】(1)直径　(2)4.0×10－12　4.9×10－10
变式2　在“用油膜法估测分子大小”的实验中．(1)某同学计算出的结果明显偏大，可能是由于(　　)A．油酸未完全散开B．油酸中含有大量酒精C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL溶液的滴数多记了10滴
(2)在做实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有纯油酸1 mL，用注射器测得1 mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油膜的近似轮廓如图所示．图中正方形小方格的边长为1 cm，根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________nm．【答案】(1)AC　(2)0.4
1．实验中为什么用油酸而不用其他液体？
提示：油酸能在水面上形成单分子层油膜，油酸分子的一端对水有很强的亲和力，被水吸引在水中，另一端对水没有亲和力，便冒出水面，油酸分子都是直立在水面上的，单分子油膜的厚度等于油酸分子的长度．若把分子当成小球，油膜的厚度也就等于分子的直径(如图所示)．
2．实验中为什么用酒精对油酸进行稀释？提示：用酒精对油酸进行稀释是为了获取更小体积的纯油酸，这样更有利于油酸在水面上形成单分子油膜．同时酒精易挥发，不影响测量结果．3．实验中为什么在水面上撒痱子粉？提示：撒痱子粉后，便于观察所形成的油膜的轮廓．
1．阿伏伽德罗常量的应用(1)相关物理量：摩尔质量M ml、摩尔体积V ml、物质的质量m、物质的体积V、物质的密度ρ等宏观量，与分子的质量m0、分子的体积V0等微观量都通过阿伏伽德罗常量这个桥梁联系起来．
对物质由大量分子组成的理解
阿伏伽德罗常量的应用例3　已知某气体的摩尔体积为22.4 L/ml，摩尔质量为18 g/ml，阿伏伽德罗常量为6.02×1023 ml－1，由以上数据不可以估算出在标准状态下这种气体(　　)A．每个分子的质量B．每个分子的体积C．每个分子占据的空间D．分子之间的平均距离【答案】B
微观量的估算例4　已知在标准状况下，1 ml氢气的体积为22.4 L，氢气分子间距约为(　　)A．10－9 m B．10－10 mC．10－11 m D．10－8 m【答案】A
变式4　对于固体和液体来说，其内部分子可看作是一个挨着一个紧密排列的球体．已知汞的摩尔质量为200.5×10－3 kg/ml，密度为13.6×103 kg/m3，阿伏伽德罗常量为6.02×1023 ml－1，则汞原子的直径与以下数值中最接近的是(　　)A．1×10－9 m B．2×10－10 mC．4×10－10 m D．6×10－11 m【答案】C
1．求解与阿伏伽德罗常量有关问题的思路
1．利用油膜法估测分子的大小，需要测量的物理量是(　　)A．一滴油酸酒精溶液中纯油酸的质量和它的密度B．一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积和它的密度C．一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积和它散成油膜的最大面积D．所形成油膜的厚度和它的密度【答案】C
3．(多选)“用油膜法估测分子直径”的实验基础是(　　)A．把油酸分子视为球形，其直径即为油膜的厚度B．让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜C．油酸分子的直径等于滴到水面上的油酸酒精溶液的体积除以油膜的面积D．油酸分子直径的数量级是10－15 m【答案】AB
【解析】油酸在水面上形成单分子油膜，将油酸分子视为球形，其分子直径即为膜的厚度，它等于滴在水面上的纯油酸的体积除以油膜的面积，而酒精已溶于水和挥发，故A、B正确，C错误．油酸分子直径的数量级为10－10 m，故D错误．
4．关于分子，下列说法中正确的是(　　)A．分子是组成物质的最小粒子B．分子是保持物质化学性质的最小粒子C．分子是保持物质物理性质的最小粒子D．分子是假想的物质粒子【答案】B【解析】比分子小的粒子还有电子、中子、质子等，A、C错误；用扫描隧道显微镜已经观察到了分子，D错误；由物质的化学性质可知B正确．
5．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，在玻璃板上描出油膜的轮廓，然后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸上正方形小方格的边长为10 mm，该油膜的面积是__________m2，若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4×10－6 mL，则油酸分子的直径是__________m．【答案】8×10－3　5×10－10
6．食盐晶体由钠离子和氯离子组成，其晶体结构可以用图示表示，图中相邻离子的中心用线连起来组成一个个大小相等的正立方体．已知食盐的密度ρ，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常量为NA，晶体中正方体数目为钠离子数的2倍．求：(1)食盐晶体的摩尔体积Vm；(2)相邻的钠离子与氯离子之间的平均距离D．