一、分子及其热运动教案设计（一等奖）

霍城县江苏中学

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第一节

物体是由大量分子组成的

教学目标：

1、知道物体是由大量分子组成的.

2、理解用单分子油膜法测定分子大小的原理，并能进行计算。

3、知道分子的球形模型，知道分子大小的数量级.

4、理解阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁，记住它的数值和单位，会用这个常数进行有关的计算和估算. 教学重点：

1、物体是由大量分子组成的；

2、分子大小的数量级及用单分子油膜法测定分子大小的原理. 教学难点：

1、理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法；

2、用阿伏加德罗常数进行有关计算或估算的方法

教学方法：讲述法、练习法

教学用具：多媒体教学课件

教学过程：

（一）引入新课

自古以来，人们在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德谟克利特说过：万物都是由极小的微粒构成的.科学技术发展到今天，这种猜想已被证实，本节课我们就来学习构成物质的微粒的特点.（二）1、分子的大小

自然界中所有物质都是由大量的分子组成的。此处所提出的“分子”是个广义概念，指组成物质的原子、离子或分子。

(1)分子模型

首先，可以把单个分子看做一个立方体，也可以看做是一个小球。通常情况下把分子看做小球，是对分子的简化模型。实际上，分子有着复杂的内部结构，并不真的都是小球。

其次，不同的物质形态其分子的排布也有区别，任何物质的分子间都有空隙。

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对固体和液体而言，分子间空隙比较小，我们通常认为分子是一个挨着一个排列的，而忽略其空隙的大小。

(2)用油膜法估测分子的大小

估测分子的大小通常采用油膜法。具体把一滴油膜滴到水面上，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膜分子的直径。最后根据1滴油酸的体积V和油膜面积S就可以算出油膜的厚度(DV)，即油酸分子的尺寸。其线度的数量级为10S10m。用油膜法测定分子的直径时，实际是一种理想化处理过程，我们做了如下理想化处理：

①把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层.②把分子看成球形.

我们可以用不同的方法估测分子的大小。用不同的方法测出的分子大小并不完全相同，但是数量级是一致的。除了一些高分子有机物之外，一般分子直径的数量级约为1010m。

2、阿伏加德罗常数

（1）回忆化学中学过的阿伏加德罗常数.

即1 mol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.（2）

已知水的摩尔体积是1.8×10-5 m3/mol.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1 mol水中所含的水分子数.1.8105m3/mol23-1学生解答：得到：N==6.0×10 mol.2933.010m

（3）23-1

23-1通常情况下：NA=6.02×10 mol. 粗略计算时：NA=6.0×10 mol.（4）阿伏加德罗常数的意义：

阿伏加德罗常数用NA表示，它是微观世界的—个重要常数，是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁，它的意义：

①已知固体和液体（气体不适用）的摩尔体积vmol和一个分子的体积v，则NA=

vmol；反之亦可估算分子的大小。

v2

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②已知物质（所有物质，无论液体、固体还是气体均适用）的摩尔质量M和一个分子的质量m，求NA＝M；反之亦可估算分子的质量。

m③已知固体和液体（气体不适用）的体积V和摩尔体积vmol，则物质的分子数n＝vvmolM/NA＝NA．其中ρ是物质的密度，M是物质的质量。

vmol④已知物质（所有物质，无论液体、固体还是气体均适用）的质量和摩尔质量，则物质的分子数

n=3、例题探究

例1、将1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液，已知1cm3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0.2m2，由此可估测油酸分子的直径为多少？

解析：1 cm3油酸酒精溶液中油酸的体积V＝液中油酸体积VV油膜S油酸MNA．

m1×10－6 m3，1滴油酸酒精溶200106＝V/50＝m3，则油酸分子的直径d＝20050106m＝5×10－10 m。 200500.2提示：本题关键是知道分子的球形模型，理解用油膜法测分子直径的原理，运用公式d=V/S进行计算，注意单位的统一。除油膜法计算分子大小外，如果在已知分子的体积V的情况下，对固体、液体还有方法：①当分子视为球体时，有V＝

4 (d/2)3＝πd3/6，d＝336V；②当分子视为立方体时，d＝3V。对气体，因分子的间距很大，不考虑气体分子的大小。

例2、水的分子量是18，水的密度1.0103kg/m3，阿伏加德罗常数NA6.021023mol1，则(1)水的摩尔质量M＝________gmol1或M＝______kgmol1；(2)水的摩尔体积V＝________m3mol1；(3)一个水分子的质量m＝_________kg；(4)一个水分子的体积V′＝__________m3；(5)将水分子

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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。

解析：(1)某种物质的摩尔质量用“gmol1”做单位时，其数值与该物质的原子量相同，所以水的摩尔质量M18gmol1。如果摩尔质量用国际单位制的单位“kgmol1”，就要换算成M18103kgmol1。

M1.81023m/mol1.8105m3mol1。

(2)水的摩尔体积VV31.010M1810326(3)一个水分子的质量mkg310kg。

NA6.021023V1.8105(4)一个水分子的体积V'm331029m3。

23NA6.0210(5)将水分子视为理想球体就有：3dV'，水分子直径为6296V'631010d33m3.910m这里的“1010”称为数量级，一般分子直3.14径的数量级就是这个值。

提示：解答此类问题时，一定要理清各物理量间的关系。

例3、已知金刚石的密度为ρ＝3.5×103 kg/m3，现有一块体积为

4.0×10－8m3的一小块金刚石，它含有多少个碳原子?假如金刚石中的碳原子是紧密地挨在一起，试估算碳原子的直径?(保留两位有效数字) 解析：先求这块金刚石的质量

m＝ρV＝3.5×103×4.0×10－8 kg＝1.4×10－4 kg 这块金刚石的物质的量

m1.4104－2n＝ mol＝1.17×10 mol 3M1210这块金刚石所含的碳原子数

n′＝nNA＝1.17×10－2×6.02×1023个＝7.0×1021个

一个碳原子的体积为

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V4.01083－303V0＝ m＝5.7×10 m。

n7.01021把金刚石中的碳原子看成球体，则由公式V0＝3d可得碳原子直径为

6d＝36V03065.710m＝2.2×10－10 m 33.14提示：(1)由宏观量去计算微观量，或由微观量去计算宏观量，都要通过阿伏加德罗常数建立联系。所以说，阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁。

(2)在计算金刚石含有的碳原子数时，也可先由Vmol＝M求出Vmol，再由V0＝VmolV求出一个碳原子的体积V0，然后由n＝求出金刚石含有的碳原子数n。

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（三）课堂教师用投影片出示小结思考题，学生自己总结：1、分子动理论的三个基本要点.2、3、4、（四）布置

问题与练习1、2、3、4

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