高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第一节 物质是由大量分子组成的评课课件ppt

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知识点一　分子的大小1．物体是由大量分子组成的，在热学中，组成物质的微观粒子统称为分子．2．用油膜法估测分子的大小．(1)原理：把1滴油酸酒精溶液滴在水面上，使油酸在水面上形成单分子油膜，如把油酸分子简化成球形，则油膜的厚度即为油酸分子的直径，如图所示．
知识点二　阿伏伽德罗常数1．定义：1 ml的任何物质都含有相同的粒子数，用NA表示．2．数值：通常取NA＝6.02×1023 ml－1，在粗略计算中可取NA＝6.0×1023 ml－1.3．意义：阿伏伽德罗常数是一个重要的常数．它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子大小等微观物理量联系起来．
小试身手1．(多选)下列说法正确的是(　　)A．分子看作球形是分子的简化模型，实际上分子的形状并不真的都是球形B．所有分子的直径都相同C．不同分子的直径一般不同，但一般分子的数量级相同D．测定分子大小的方法有多种，油膜法只是其中的一种
ACD　解析：分子的实际结构和形状比较复杂，球状模型只是它的一种简化模型，分子的直径并不都相同，但直径的数量级一般都相同，油膜法是估测分子直径常用的一种方法，应选A、C、D.
探究一　分子的大小及估算方法1．分子的大小．(1)分子直径的数量级通常为10－10 m.(2)分子体积的数量级一般为10－29 m3.(3)分子质量的数量级一般为10－26 kg.(4)分子如此微小，用高倍光学显微镜也看不到，直到1982年人们研制了能放大几亿倍的扫描隧道显微镜，才观察到物质表面原子的排列．
2．分子的简化模型．实际分子的结构是很复杂的，且形状各异．但如果我们只关心分子的大小，而不涉及分子内部的结构和运动时，既可以把分子看成球形，也可以看成立方体．具体分析如下：(1)对于固体和液体，可认为分子紧密排列，分子间没有空隙，则VA＝NAV0(V0为一个分子的体积，VA为摩尔体积)．①球形分子模型：
3．阿伏伽德罗常数的应用．(1)微观量：分子质量m0，分子体积V0，分子直径d.(2)宏观量：物质的质量M、体积V、密度ρ、摩尔质量MA、摩尔体积VA、物质的量n.
【典例1】　在标准状态下，有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气，已知水的密度为ρ，阿伏伽德罗常数为NA，水的摩尔质量为M，标准状态下水蒸气的摩尔体积为Vm.(1)它们中各有多少个水分子？(2)水蒸气中相邻两个水分子之间的平均距离是多大？(用立方体模型解题)
估算分子大小时，不要求精确求解，只要求合理近似，数量级正确．方法为先建立模型(将分子看成球体或者立方体)，再列出估算式，如需计算出数值，可对数值进行合理近似，比如π≈3.
1．下列说法中正确的是 (　　)A．物体是由大量分子组成的B．无论是无机物质的分子，还是有机物质的大分子，其分子大小的数量级都是10－10 mC．本节中所说的“分子”，只包含化学中的分子，不包括原子和离子D．分子的质量是很小的，其数量级为10－10 kg
A　解析：根据分子动理论的内容可知，物体是由大量分子组成的，故A正确；除了一些有机物质的大分子，多数分子大小的数量级为10－10 m，故B错误；本节中所说的“分子”，包含化学中的分子，也包括原子和离子，故C错误；分子的质量很小，一般情况下其数量级是10－26 kg，故D错误．
3．科学家运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子．资料显示，某种蛋白的摩尔质量为66 kg/ml，其分子可视为半径为3×10－9 m的球．已知阿伏伽德罗常数为6.0×1023 ml－1，请估算该蛋白的密度．(计算结果保留一位有效数字)
探究二　实验：用油膜法估测油酸分子的大小实验目的1．用油膜法估测油酸分子的大小．2．初步学会用统计的方法求物理量．实验原理当把1滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水中并很快挥发，在水面上形成一层纯油酸的单分子层薄膜，如图所示．如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可以认为等于油酸分子的直径．
实验器材清水、酒精、油酸、量筒、浅盘(边长为30～40 cm)、滴管、玻璃板、彩笔、痱子粉、坐标纸、容量瓶(500 mL)．实验步骤1．用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以减少实验误差．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，使油酸分子充分与酒精分子结合，这样就得到了浓度为0.2%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.
4．向浅盘里倒入约2 cm深的水，并将痱子粉均匀地撒在水面上．5．用注射器或滴管将1滴油酸酒精溶液滴在水面上．6．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸薄膜的形状用彩笔画在玻璃板上．7．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内小正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个，估算出油膜的面积S.
注意事项1．油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免浓度改变，产生误差．2．实验之前应练习好滴定方法，注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内．
3．待测油酸液面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓．扩散后又收缩有两个原因：第一，水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；第二，酒精挥发后液面收缩．4．当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出后，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦拭，再用清水冲洗，这样做可保持盘的清洁．
【典例2】　某小组同学在实验室做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验时，实验的方法及步骤如下：①向体积V油＝1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500 mL；②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝100滴时，测得其体积恰好是V0＝1 mL；③往边长为30～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上；④用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内的小方格的个数，小方格的边长l＝20 mm.
根据以上信息，回答下列问题：(1)该同学有遗漏的实验步骤是__________，其正确做法是___________________________________________________________________.(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是______mL.(3)油酸分子的直径d＝____________m(保留一位有效数字)．(4)若痱子粉撒得过厚，则会使分子直径的测量结果偏________(填“大”或“小”)．
答案：(1)④　用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，待油酸膜形状稳定后，再将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状　(2)2×10－5　(3)5×10－10　(4)大
B　解析：测1滴油酸酒精溶液的体积时，如果保证滴数是准确的，误差主要是从量筒中读出n＝100滴溶液的体积，如果不是整体积数，那么估读的体积误差就大了，因此应数出量筒里每增加一个整体积数(量筒的最小分度)所滴入的滴数，故A项错误；使浅盘里的水面离盘口距离小一些，便于描油膜的轮廓，B正确；多滴几滴能够使测量形成油膜的油酸体积更精确些，但多滴几滴以后会使油膜面积增大，可能使油膜这个不规则形状的一部分与浅盘壁相接触，这样油膜就不是单分子油膜了，故C项错误；D项中的做法没有必要，并且牙签上沾有油酸，会使油酸面积测量误差增大，故D项错误．
4．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，以下给出的是可能的操作步骤，把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上________，并请补充实验步骤D中的计算式．A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长1 cm的正方形为单位，计算出轮廓内正方形的个数n；B．将1滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定；C．用浅盘装入约2 cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上；D．用测量的物理量估算出油酸分子的直径d＝________；E．用滴管将事先配好的体积浓度为0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，记下滴入的溶液体积V0与滴数N；F．将玻璃板放在浅盘上，用笔将薄膜的外围形状描画在玻璃板上．
5.某同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验，实验中所用油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有纯油酸0.6 mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1 mL，若把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示．(1)若每一小方格的边长为20 mm，则油酸薄膜的面积约为______m2；(2)1滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为_____________m3；(3)由以上数据，估算出油酸分子的直径d＝__________________m.