物質是由大量分子組成的

1、物質是由大量分子組成的教案示例一、教學目標.在物理知識方面的要求：知道一般分子直徑和質量的數(shù)量級；知道阿伏伽德羅常數(shù)的含義，記住這個常數(shù)的數(shù)值和單 位；知道用單分子油膜方法估算分子的直徑。.培養(yǎng)學生在物理學中的估算能力，會通過阿伏伽德羅 常數(shù)估算固體和液體分子的質量、分子的體積、分子數(shù)等微 觀量。.滲透物理學方法的教育。運用理想化方法，建立物質 分子是球形體的模型，是為了簡化計算，突出主要因素的理 想化方法。二、重點、難點分析.重點有兩個，其一是使學生理解和學會用單分子油膜 法估算分子大小的方法；其二是運用阿伏伽德羅常數(shù)估算微 觀量的方法。.盡管今天科學技術已經達到很高的水平，但是在物理 課上

2、還不能給學生展現(xiàn)出分子的真實形狀和分子的外觀。這 給講授分子的知識帶來一定的困難，也更突出了運用估算方法和建立理想模型方法研究固體、液體分子的體積、直徑、 分子數(shù)的重要意義。三、教具.教學掛圖或幻燈投影片： 水面上單分子油膜的示意圖; 離子顯微鏡下看到鎢原子分布的圖樣。.演示實驗：演示單分子油膜：油酸酒精溶液，滴管，直徑約20c圓形水槽，燒杯，畫有方格線的透明塑料板。四、主要教學過程熱學內容簡介.熱現(xiàn)象：與溫度有關的物理現(xiàn)象。如熱脹冷縮、摩擦 生熱、水結冰、濕衣服晾干等都是熱現(xiàn)象。.熱學的主要內容：熱傳遞、熱膨脹、物態(tài)變化、固體、 液體、氣體的性質等。.熱學的基本理論：由于熱現(xiàn)象的本質是大量分

3、子的無 規(guī)則運動，因此研究熱學的基本理論是分子動理論、量守恒 規(guī)律。新課教學過程.分子的大小。分子是看不見的，怎樣能知道分子的大 小呢？單分子油膜法是最粗略地說明分子大小的一種方法。介紹并定性地演示：如果油在水面上盡可能地散開，可 認為在水面上形成單分子油膜，可以通過幻燈觀察到，并且利用已制好的方格透明膠片蓋在水面上，用于測定油膜面 積。如圖1所示。提問：已知一滴油的體積v和水面上油膜面積S那么這種油分子的直徑是多少？在學生回答的基礎上，還要指出：1介紹數(shù)量級這個數(shù)學名詞，一些數(shù)據太大，或很小，為了書寫方便，習慣上用科學記數(shù)法寫成10的乘方數(shù)，如3x10-10。我們把10的乘方數(shù)叫做數(shù)量級，那

4、么1X10-10和9X10-10，數(shù)量級都是10-10。2如果分子直徑為d,油滴體積是V,油膜面積為S,則d=V/S,根據估算得出分子直徑的數(shù)量級為10-10。利用離子顯微鏡測定分子的直徑。看物理課本上彩色插圖，鎢針的尖端原子分布的圖樣： 插圖的中心部分亮點直接反映鎢原子排列情況。經過計算得 出鎢原子之間的距離是2X10-10。如果設想鎢原子是一個挨 著一個排列的話，那么鎢原子之間的距離L就等于鎢原子的直徑d,如圖2所示。物理學中還有其他不同方法來測量分子的大小，用不同 方法測量出分子的大小并不完全相同，但是數(shù)量級是相同 的。測量結果表明，一般分子直徑的數(shù)量級是10-10。例如水分子直徑是4x

5、10-10,氫分子直徑是2.3x10-10。指出認為分子是小球形是一種近似模型，是簡化地處理 問題，實際分子結構很復雜，但通過估算分子大小的數(shù)量級，對分子的大小有了較深入的認識。.阿伏伽德羅常數(shù)向學生提問：在化學課上學過的阿伏伽德羅常數(shù)是什么意義？數(shù)值是多少？明確1ol物質中含有的微粒數(shù)都相同。此數(shù)叫阿伏伽德羅常數(shù)，可用符號NA表示此常數(shù)，NA=6.02X1023個/ol，粗略計算可用NA=6X 1023個/ol。再問學生，摩爾質量、摩爾體積的意義。如果已經知道分子的大小，不難粗略算出阿伏伽德羅常數(shù)。例如，1ol水的質量是0.018g，體積是1.8X10-53。每 個水分子的直徑是4X10-1

6、0，它的體積是3=3X10-293。如 果設想水分子是一個挨著一個排列的。提問學生：如何算出1ol水中所含的水分子數(shù)？.微觀物理量的估算若已知阿伏伽德羅常數(shù)，可對液體、固體的分子大小進行估算。事先我們假定近似地認為液體和固體的分子是一個挨一個排列的。提問學生：1ol水的質量是=18g,那么每個水分子質量如何求？提問學生：若已知鐵的相對原子質量是56,鐵的密度是7.8X103g/3,試求質量是1g的鐵塊中鐵原子的數(shù)目。又 問：是否可以計算出鐵原子的直徑是多少來？歸納總結：以 上計算分子的數(shù)量、分子的直徑，都需要借助于阿伏伽德羅 常數(shù)。因此可以說，阿伏伽德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀世界和宏觀 世界的橋梁。它

7、把摩爾質量、摩爾體積等這些宏觀量與分子 質量、分子體積等這些微觀量聯(lián)系起來。阿伏伽德羅常數(shù)是自然科學的一個重要常數(shù)。物理常數(shù) 是物理世界客觀規(guī)律的反映。一百多年來，物理學家想出各 種辦法來測量它，不斷地努力，使用一次比一次更精確的測 量方法?，F(xiàn)在測定它的精確值是NA=6.022045X1023/ol。課堂練習.體積是10-4C3的油滴滴于水中，若展開成一單分子 油膜，則油膜面積的數(shù)量級是A.102c2B.104c2c.106c2D.108c2答案：B.已知銅的密度是8.9X103g/3,銅的摩爾質量是63. 5X10-3g/ol。體積是4.5c3的銅塊中，含有多少原子？并 估算銅分子的大小。答

8、案：3.8X1023,3X10-10課堂小結.物體是由體積很小的分子組成的。這一結論有堅實的 實驗基礎。單分子油膜實驗等實驗是上述結論的有力依據。 分子直徑大約有1010的數(shù)量級。.阿伏伽德羅常數(shù)是物理學中的一個重要常數(shù)，它的意 義和常數(shù)數(shù)值應該記住。.學會計算微觀世界的物理量的一般方法。由于微觀量 是不能直接測量的，人們可以測定宏觀物理量，用阿伏伽德 羅常數(shù)作為橋梁，間接計算出微觀量來。如分子質量，可通 過物質摩爾質量和阿伏伽德羅常數(shù)NA得到=/NA。通過物質摩爾質量、密度p、阿伏伽德羅常數(shù)NA計算出分子直徑 說明.由于課堂內時間限制，單分子油膜法測定分子直徑的 實驗不可能在課堂上完成全過程。在課堂上讓學生看到油膜 散開現(xiàn)象和油