《物体是由大量分子组成的》教案适用学科高中物理适用年级高中二年级适用区域全国人教版课时时长（分钟）60知识点分子的大小，油膜法测分子大小阿伏伽德罗常数摩尔质量与分子个数的关系教学目标1、知道一般分子直径和质量的数量级；2、知道阿伏伽德罗常数的含义，记住这个常数的数值和单位；3、知道用单分子油膜方法估算分子的直径。
教学重点学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法。
教学难点运用阿伏伽德罗常数估算微观量（分子的体积、直径、分子数等）的方法。
教学过程一、复习预习自古以来，人们就不断地探索物质组成的秘密。
两千多年以前，古希腊的著名思想家谟克得特说过，万物都是由极小的微粒构成的，并把这种微粒叫做原子。
这种古代的原子学说虽然没有实验根据，却包含着原子理论的萌芽。
科学技术发展到今天，原子的存在早已不是猜想，而被实验所证实。
从本章开始学习热学，研究与热现象有关的事物，研究热现象的规律，从宏观的内能和微观的分子运动论两个方面讨论热现象，两种方法相辅相成，使人们对热现象的研究越来越深入。
初中讲过的分子运动论的内容物质是由大量分子构成的分子永不停息的做无规则的运动分子间存在着相互作用的引力和斥力。
分子是具有各种物质的化学性质的最小微粒，在热学中，原子、离子、分子这些微粒做热运动时，遵从相同的规律，所以，统称为“分子”热学内容简介1．热现象：与温度有关的物理现象。
如热胀冷缩、摩擦生热、水结冰、湿衣服晾干等都是热现象。
2．热学的主要内容：热传递、热膨胀、物态变化、固体、液体、气体的性质等。
3．热学的基本理论：由于热现象的本质是大量分子的无规则运动，因此研究热学的基本理论是分子动理论、能量守恒定律。
二、知识讲解考点1:分子的大小。
分子是看不见的，怎样能知道分子的大小呢？一、单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。
将一滴体积已知的小油滴, 滴在水面上, 在重力作用下尽可能的散开形成一层极薄的油膜, 此时油膜可看成单分子油膜,油膜的厚度看成是油酸分子的直径, 所以只要再测定出这层油膜的面积, 就可求出油分子直径的大小.[介绍演示]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。
当然，这个实验要做些简化处理：1、把分子看成一个个小球;2、油分子一个紧挨一个整齐排列;3、认为油膜厚度等于分子直径.[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？[学生回答]d=V/S[FLASH课件模拟演示] 油膜法测分子直径[在此基础上，进一步指出]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。
二、利用扫描隧道显微镜测定分子的直径。
三、利用离子显微镜测定分子的直径。
注意：（1）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2.3×10-10m。
（2）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。
考点2阿伏伽德罗常数提问：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1mol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N A表示此常数， N A=6.02×1023个／mol，粗略计算可用N A=6×1023个／mol。
（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，1mol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（4×10－10）m3=3×10-29m3。
如果设想水分子是一个挨着一个排列的。
提问：如何算出1mol水中所含的水分子数？考点3摩尔质量与分子个数的关系――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）。
1、分子的质量 = 摩尔质量 / 阿伏加德罗常数 2 分子的体积 = 摩尔体积 / 阿伏加德罗常数 3、几个常用的等式 （1）mM v V N A ==即：分子质量摩尔质量＝分子体积摩尔体积阿佛加德罗常数＝（2）分子的个数 = 摩尔数 ×阿伏加德罗常数三、例题精析【例题1】【题干】将1摩尔的油酸溶于酒精，制成200毫升的溶液。
已知1毫升的溶液有50滴，取1滴滴在水面上，在水面上形成0.2平方米的油膜，估算油酸分子的直径【答案】5×10－10米【解析】1 cm 3的溶液中，酒精溶于水后，油酸的体积V 0 ＝1/200 cm 3 ＝1/200×10－6m 31滴溶液中，油酸的体积v ＝V o /50得到油酸分子的直径为d ＝ v / s ＝5×10－10米 注：酒精的作用 （1）、提高扩散速度 （2）、油膜面积不致于很大，易于测量【例题2】【题干】估算标准状况下，气体分子和水分子的间距 【答案】【解析】1、气体分子间距mv r v 93233103.31002.6104.22－－距体，其边长就是分子间把这个体积看成小立方＝⨯==⨯⨯= 1、同理，水的摩尔体积v ＝18×10－3，103233101.31002.61018－－＝⨯⨯⨯=r 注：（1）比较间距的大小（2）边长＝间距2、还可以看成球形模型v ＝4 π r 3/ 3rr【例题3】【题干】水的质量为m ，密度为ρ，变成蒸气后体积为V ，求：?21=v v 水分子所占空间蒸气分子所占空间【答案】mV v v ρ＝21 【解析】mVv v N V v N mv A Aρρ＝＝蒸气分子空间＝水分子空间2121⇒mVv v ρ＝21 四、课堂运用【基础】1.用“油膜法”测算分子的直径时，必须假设的前提是( )A ．将油分子看成球形分子B ．认为油分子之间不存在间隙C ．把油膜看成单分子油膜D ．考虑相邻油分子的相互作用力【答案】ABC【解析】用“油膜法”估测分子直径时不须考虑分子间的作用力，而且认为分子是紧密排列的，且把分子看成小球，在水面上形成单分子油膜2.最近发现纳米材料具有很多优越性能，有着广阔的应用前景。
已知1nm(纳米)＝10－9m ，边长为1nm 的立方体可容纳的液态氢分子(其直径约为10－10m)的个数最接近下面的哪一个数值( )A ．102B ．103C ．106D ．109【答案】B【解析】纳米是长度的单位，1nm ＝10－9m ，即1nm ＝10×10－10m ，所以排列的分子个数接近于10个，可容纳103个，B 项正确。
3．只要知道下列哪一组物理量，就可以估算气体分子间的平均距离( )A ．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量B ．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度C ．阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积D ．该气体的密度、体积和摩尔质量【答案】B【解析】对四个选项的条件逐一分析，看根据每个选项的条件能求出何种物理量，由该物理量求出分子间的距离d 。
如：A 选项的条件只能求出分子的总个数，而不能继续求得分子的体积V 0，故A 选项不正确。
同理对选项C ，D 进行分析判断，C 只能求出该气体的密度，D 能求出该气体的质量和摩尔数。
故正确答案为B 。
4.用筷子滴一滴水，体积约为0.1cm 3，这一滴水中含有水分子的个数最接近以下哪一个值(阿伏加德罗常数N A ＝6×1023mol －1，水的摩尔体积为V mol ＝18cm 3/mol)( )A ．6×1023个 B ．3×1021个 C ．6×1019个 D ．3×1017个【答案】B【解析】n ＝VN A V mol＝0.1×6×102318个≈3×1021个。
5．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 /NB ．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 )【答案】C【解析】：M /(ρN )是平均每个分子占据的空间并不一定是一个分子的体积，C 选项错。
【巩固】1.体积为V 的油滴，落在平静的水面上，扩展成面积为S 的单分子油膜，则该油滴的分子直径约为________。
已知阿伏加德罗常数为N A ，油的摩尔质量为M ，则一个油分子的质量为________。
【答案】V S MN A【解析】根据油膜法测分子大小的原理及阿伏伽德罗常数与摩尔质量的关系得出结果2.地球到月球的平均距离为384400km ，如果把铁的分子一个紧挨一个地排列起来，筑成从地球通往月球的“分子大道”，试问这条大道需要多少个分子？这些分子的总质量是多少？(已知铁分子的直径为 3.0×10－10m ，铁的摩尔质量为5.60×10－2kg/mol)【答案】1.281×1018个 1.19×10－7kg 【解析】这条大道需要的分子个数为n ＝s d ＝3.844×1083.0×10－10个≈1.281×1018个， 铁分子的质量m ＝M A N A ＝5.60×10－26.02×1023kg≈9.3×10－26kg ，m 总＝mn ＝9.3×10－26×1.281×1018kg ＝1.19×10－7kg3.为保护环境和生态平衡，在各种生产活动中都应严禁污染水源。
在某一水库中，一艘年久失修的快艇在水面上违规快速行驶，速度为8m/s ，导致油箱突然破裂，柴油迅速流入水中，从漏油开始到船员堵住漏油处共用1.5分钟。
测量时，漏出的油已在水面上形成宽约为 a ＝100m 的长方形厚油层。
已知快艇匀速运动，漏出油的体积V ＝1.44×10－3m 3。