高中物理教案
發(fā)表時間:2020-11-25物理教案物體是由大量分子組成的。
教學目標
(1)知道物體是由大量分子組成的
(2)知道分子的大小,知道數(shù)量級的概念,記住分子大小的數(shù)量級.
(3)理解阿伏加德羅常數(shù),記住它的數(shù)值和單位.
(4)會一些簡單微觀量的計算,如分子大小、直徑等
(5)知道油膜法估測分子大小實驗
教學建議
教材分析
分析一:本節(jié)簡單介紹了分子動理論的第一個基本觀點:物質(zhì)是由大量分子組成的.要注意這里的分子與化學中提到的分子的含義是不完全相同的,這里把構(gòu)成物體的分子、原子、離子等統(tǒng)稱為分子.
分析二:油膜法估測分子大小實驗是一個重要的實驗,它巧妙地將微觀的、不易測量的量轉(zhuǎn)化為宏觀的、可直接測量的量,能較好地培養(yǎng)學生解決問題能力,擴展學生分析問題的思路.在將解本實驗時要注意實驗原理的分析
分析三:阿弗加德羅常量是聯(lián)系宏觀和微觀的重要橋梁,已知物質(zhì)的體積和摩爾體積,就可以求出物質(zhì)的分子數(shù),;已知物質(zhì)的質(zhì)量和摩爾體積,就可以求出物質(zhì)的分子數(shù),;已知物質(zhì)的摩爾體積,就可以求出該物質(zhì)的單個分子體積;已知物質(zhì)的摩爾質(zhì)量,就可以求出該物質(zhì)的單個分子質(zhì)量.
教法建議
建議一:本節(jié)內(nèi)容在初中已有相當好的基礎(chǔ),因此可以結(jié)合復習初中知識來講解本節(jié)知識.另外還可以引入相關(guān)化學知識,使學生更易理解.
建議二:油膜法估測分子大小實驗是一個重要的實驗,有條件的學校最好能讓學生自己動手做這個實驗,以加深學生的分子大小的直觀感覺.
建議三:圍繞阿伏加德羅常數(shù)的計算,教師可以舉幾個例題,然后讓學生自己動手計算幾個相關(guān)題目.
教學設(shè)計方案
教學重點:分子大小的計算
教學難點:微觀量與宏觀量之間的聯(lián)系
一、物質(zhì)有大量分子構(gòu)成
結(jié)合化學提出不同物體不同的分子組成,并且物理中此時提到的分子有別于化學中的分子,它包括分子、原子、離子等.
展示幾個漂亮的分子模型,激發(fā)學生學習興趣.
二、分子的大小
1、分子大小的測量方法
(1)顯微鏡觀測
(2)實驗油膜法估測分子大小
實驗原理:將體積為的油滴到水面上,使其均勻地、盡可能地散開成很薄的一層,此時可以認為油分子一個挨一個緊密排成一單層油膜,油膜的厚度就是單個分子的直徑,因此只需測出油膜的面積,就知道該油分子的近似直徑
實驗過程所用的酒精油酸溶液溶于水時,酒精溶于水,油酸形成單分子油膜.
例題:將1cm3的油酸溶于酒精,制成200cm3的油酸酒精溶液.已知1cm3溶液有50滴,一滴滴到水面上,酒精溶于水,油酸形成一單分子層,其面積為0.2m2.由此可知油酸分子大約為多少?
解:一滴油酸酒精溶液含油酸體積
油酸分子直徑約為:
三、阿伏加德羅常數(shù)
阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀和宏觀的一個重要橋梁,其大小為每摩爾物質(zhì)含有的微粒數(shù)(或12g炭12含有的炭原子數(shù)),即6.02×1023mol-1.
已知物質(zhì)的體積和摩爾體積,就可以求出物質(zhì)的分子數(shù),;已知物質(zhì)的質(zhì)量和摩爾體積,就可以求出物質(zhì)的分子數(shù),;已知物質(zhì)的摩爾體積,就可以求出該物質(zhì)的單個分子體積;已知物質(zhì)的摩爾質(zhì)量,就可以求出該物質(zhì)的單個分子質(zhì)量
例題:已知地球到月球的距離是3.84×105km,鐵的摩爾質(zhì)量為56g,密度為7.9×103kg/m3,如果將鐵原子一個一個地排列起來,從地球到月亮需要多少個鐵原子?
A、1.4×105個B、1.4×1010個
C、1.4×1018個D、1.4×1021個
答案:C
分析:本題可以先求出單個鐵原子的直徑:
所以需要的鐵原子個數(shù)為:
另外,本題還可以從數(shù)量級上迅速判斷出答案,由于地球到月亮的距離數(shù)量級為108m,而分子直徑的數(shù)量級在10-10m左右,所以需要的鐵原子個數(shù)在1018的數(shù)量級上,應(yīng)選C選項.
四、作業(yè)
探究活動
題目:怎樣測量阿伏加德羅常數(shù)
組織:分組
方案:查閱資料,設(shè)計原理,實際操作
評價:方案的可行性、科學性、可操作性
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物質(zhì)是由大量分子組成的
物質(zhì)是由大量分子組成的教案示例(之一)
一、教學目標
1.在物理知識方面的要求:
(1)知道一般分子直徑和質(zhì)量的數(shù)量級;
(2)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;
(3)知道用單分子油膜方法估算分子的直徑。
2.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(zhì)量、分子的體積(或直徑)、分子數(shù)等微觀量。
3.滲透物理學方法的教育。運用理想化方法,建立物質(zhì)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
1.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?。ㄖ睆剑┑姆椒?;其二是運用阿伏伽德羅常數(shù)估算微觀量(分子的體積、直徑、分子數(shù)等)的方法。
2.盡管今天科學技術(shù)已經(jīng)達到很高的水平,但是在物理課上還不能給學生展現(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
1.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。
2.演示實驗:演示單分子油膜:油酸酒精溶液(1:20O),滴管,直徑約20cm圓形水槽,燒杯,畫有方格線的透明塑料板。
四、主要教學過程
(一)熱學內(nèi)容簡介
1.熱現(xiàn)象:與溫度有關(guān)的物理現(xiàn)象。如熱脹冷縮、摩擦生熱、水結(jié)冰、濕衣服晾干等都是熱現(xiàn)象。
2.熱學的主要內(nèi)容:熱傳遞、熱膨脹、物態(tài)變化、固體、液體、氣體的性質(zhì)等。
3.熱學的基本理論:由于熱現(xiàn)象的本質(zhì)是大量分子的無規(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。
(二)新課教學過程
1.分子的大小。分子是看不見的,怎樣能知道分子的大小呢?
(1)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(chǔ)上,還要指出:
①介紹數(shù)量級這個數(shù)學名詞,一些數(shù)據(jù)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3×10-10m。我們把10的乘方數(shù)叫做數(shù)量級,那么1×10-10m和9×10-10m,數(shù)量級都是10-10m。
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(jù)估算得出分子直徑的數(shù)量級為10-10m。
(2)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(jīng)過計算得出鎢原子之間的距離是2×10-10m。如果設(shè)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。
(3)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(jié)果表明,一般分子直徑的數(shù)量級是10-10m。例如水分子直徑是4×10-10m,氫分子直徑是2.3×10-10m。
(4)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(jié)構(gòu)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。
2.阿伏伽德羅常數(shù)
向?qū)W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1mol物質(zhì)中含有的微粒數(shù)(包括原子數(shù)、分子數(shù)、離子數(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=6.02×1023個/mol,粗略計算可用NA=6×1023個/mol。(阿伏伽德羅常數(shù)是一個基本常數(shù),科學工作者不斷用各種方法測量它,以期得到它精確的數(shù)值。)
再問學生,摩爾質(zhì)量、摩爾體積的意義。
如果已經(jīng)知道分子的大小,不難粗略算出阿伏伽德羅常數(shù)。例如,1mol水的質(zhì)量是0.018kg,體積是1.8×10-5m3。每個水分子的直徑是4×10-10m,它的體積是(4×10-10)m3=3×10-29m3。如果設(shè)想水分子是一個挨著一個排列的。
提問學生:如何算出1mol水中所含的水分子數(shù)?
3.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(氣體不能這樣假設(shè))。
提問學生:1mol水的質(zhì)量是M=18g,那么每個水分子質(zhì)量如何求?
提問學生:若已知鐵的相對原子質(zhì)量是56,鐵的密度是7.8×103kg/m3,試求質(zhì)量是1g的鐵塊中鐵原子的數(shù)目(取1位有效數(shù)字)。又問:是否可以計算出鐵原子的直徑是多少來?
歸納總結(jié):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。它把摩爾質(zhì)量、摩爾體積等這些宏觀量與分子質(zhì)量、分子體積(直徑)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)(曾經(jīng)學過的萬有引力常量也是一個重要常數(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。現(xiàn)在測定它的精確值是NA=6.022045×1023/mol。
(三)課堂練習
1.體積是10-4cm3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.102cm2B.104cm2C.106cm2D.108cm2
答案:B
2.已知銅的密度是8.9×103kg/m3,銅的摩爾質(zhì)量是63.5×10-3kg/mol。體積是4.5cm3的銅塊中,含有多少原子?并估算銅分子的大小。
答案:3.8×1023,3×10-10m
(四)課堂小結(jié)
1.物體是由體積很小的分子組成的。這一結(jié)論有堅實的實驗基礎(chǔ)。單分子油膜實驗等實驗是上述結(jié)論的有力依據(jù)。分子直徑大約有10-10m的數(shù)量級。
2.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(yīng)該記住。
3.學會計算微觀世界的物理量(如分子數(shù)目、分子質(zhì)量、分子直徑等)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(zhì)量m,可通過物質(zhì)摩爾質(zhì)量M和阿伏伽德羅常數(shù)NA,得到m=M/NA。通過物質(zhì)摩爾質(zhì)量M、密度ρ、阿伏伽德羅常數(shù)NA,計算出分子直徑
(五)說明
1.由于課堂內(nèi)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)象和油膜面積的測量方法即可。
要想造成單分子油膜,必須選用脂肪酸類,如油酸C17H33COOH或棕櫚酸C15H31COOH,這類脂肪酸分子的形狀為長鏈形,它的羧基一端浸入水中,而烴鏈C17H33伸在水面上方,造成油73酸長分子在水面上垂直排列,如圖3所示。
高三物理上冊《物體是由大量分子組成的》知識點總結(jié)人教版
作為優(yōu)秀的教學工作者,在教學時能夠胸有成竹,高中教師要準備好教案,這是高中教師需要精心準備的。教案可以讓學生能夠在教學期間跟著互動起來,幫助高中教師更好的完成實現(xiàn)教學目標。所以你在寫高中教案時要注意些什么呢?下面是小編精心為您整理的“高三物理上冊《物體是由大量分子組成的》知識點總結(jié)人教版”,相信您能找到對自己有用的內(nèi)容。
高三物理上冊《物體是由大量分子組成的》知識點總結(jié)人教版
1、分子的大小
自然界中所有物質(zhì)都是由大量的分子組成的。此處所提出的“分子”是個廣義概念,指組成物質(zhì)的原子、離子或分子。
(1)分子模型
首先,可以把單個分子看做一個立方體,也可以看做是一個小球。通常情況下把分子看做小球,是對分子的簡化模型。實際上,分子有著復雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu),并不真的都是小球。
其次,不同的物質(zhì)形態(tài)其分子的排布也有區(qū)別,任何物質(zhì)的分子間都有空隙。對固體和液體而言,分子間空隙比較小,我們通常認為分子是一個挨著一個排列的,而忽略其空隙的大小。
(2)用油膜法估測分子的大小
估測分子的大小通常采用油膜法。具體把一滴油膜滴到水面上,油酸在水面上散開形成單分子油膜,如果把分子看成球形,單分子油膜的厚度就可認為等于油膜分子的直徑。最后根據(jù)1滴油酸的體積V和油膜面積S就可以算出油膜的厚度(),即油酸分子的尺寸。其線度的數(shù)量級為。用油膜法測定分子的直徑時,實際是一種理想化處理過程,我們做了如下理想化處理:
①把滴在水面上的油酸層當作單分子油膜層.
②把分子看成球形.
我們可以用不同的方法估測分子的大小。用不同的方法測出的分子大小并不完全相同,但是數(shù)量級是一致的。除了一些高分子有機物之外,一般分子直徑的數(shù)量級約為。
2、阿伏加德羅常數(shù)
(1)阿伏加德羅常數(shù).
即1mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù),這個數(shù)就叫阿伏加德羅常數(shù).
(2)阿伏加德羅常數(shù)的取值:
(3)阿伏加德羅常數(shù)的意義:
阿伏加德羅常數(shù)用表示,它是微觀世界的—個重要常數(shù),是聯(lián)系微觀物理量和宏觀物理量的橋梁,它的意義:
①已知固體和液體(氣體不適用)的摩爾體積vmol和一個分子的體積v,則;反之亦可估算分子的大小。
②已知物質(zhì)(所有物質(zhì),無論液體、固體還是氣體均適用)的摩爾質(zhì)量M和一個分子的質(zhì)量m,求;反之亦可估算分子的質(zhì)量。
③已知固體和液體(氣體不適用)的體積V和摩爾體積vmol,則物質(zhì)的分子數(shù).其中ρ是物質(zhì)的密度,M是物質(zhì)的質(zhì)量。
④已知物質(zhì)(所有物質(zhì),無論液體、固體還是氣體均適用)的質(zhì)量和摩爾質(zhì)量,則物質(zhì)的分子數(shù).
高中是人生中的關(guān)鍵階段,大家一定要好好把握高中,編輯老師為大家整理的高三物理上冊第七章知識點,希望大家喜歡。
高考物理第一輪物質(zhì)是由大量分子組成的專項復習
第1課時物質(zhì)是由大量分子組成的
【知識梳理】
1.分子動理論
與溫度有關(guān)的現(xiàn)象都叫做熱現(xiàn)象。分子動理論的基本內(nèi)容是:物體是由大量分子組成的;分子永不停息地做無規(guī)則運動;分子間存在著相互作用力。
2.物體是由大量分子組成的:這里的分子是指構(gòu)成物質(zhì)的單元,可以是原子、離子,也可以是分子。在熱運動中它們遵從相同的規(guī)律,所以統(tǒng)稱為分子。
3.阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1,是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁。
4.分子大小、質(zhì)量和數(shù)量的估算.
設(shè)微觀量為.分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m;宏觀量為.物質(zhì)體積V、摩爾體積V1、物質(zhì)質(zhì)量M、摩爾質(zhì)量μ、物質(zhì)密度ρ.
(1)分子質(zhì)量.
(2)分子體積.(對氣體,V0應(yīng)為氣體分子占據(jù)的空間大?。?br>
(3)分子直徑.
球體模型.(固體、液體一般用此模型)
立方體模型.(氣體一般用此模型)(對氣體,d理解為相鄰分子間的平均距離)
(4)分子的數(shù)量.
5.單分子油膜實驗
(1)用油膜法估測分子的大小時,若滴入油酸的總體積為V,散開的單分子油膜的面積為S,則分子的直徑為__________.若酒精油酸溶液的濃度為1/200,用滴管向量筒中滴n滴溶液恰為1mL,則每滴酒精油酸溶液所含有的油酸的體積為_____mL.
(2)在淺盤內(nèi)的水面上滴入一滴酒精油酸溶液,待油酸充分散開后,將事先準備好的_________的玻璃板蓋在淺盤上,然后將用彩筆將______________畫在玻璃板上,算出油酸的面積S.求面積時,以cm2為單位,計算_________的個數(shù),_______的舍去,______的算一格.
【方法提示】
1.微觀量的估算,一般要以阿伏加德羅常數(shù)為聯(lián)系橋梁對分子、原子或原子核進行有關(guān)量的計算。
2.這里建立了一個理想化模型:把分子看作是小球,所以求出的數(shù)據(jù)只在數(shù)量級上是有意義的。固體、液體被理想化地認為各分子是一個挨一個緊密排列的,每個分子的體積就是每個分子平均占有的空間。氣體分子仍視為小球,但分子間距離較大,所以氣體分子的體積遠小于每個分子平均占有的空間。每個氣體分子平均占有的空間看作以相鄰分子間距離為邊長的正立方體。
3.數(shù)格數(shù)求面積是求不規(guī)則形狀的面積的常用方法。
【典型例題】
例1.已知銅的摩爾質(zhì)量為M(kg/mol),銅的密度為ρ(kg/m3),阿伏加德羅常數(shù)為NA(mol-1).下列說法不正確的是()
A.1kg銅所含的原子數(shù)為B.1m3銅所含的原子數(shù)為
C.1個銅原子的質(zhì)量為kgD.1個銅原子所占的體積為m3
例1.B
1kg銅所含原子數(shù)為NA/M,1m3銅所含原子數(shù)為=,1個銅原子的質(zhì)量為M/NA,一個銅原子所占的體積為=,B選項符合題意.
例2.某氣體的摩爾質(zhì)量為M,摩爾體積為V,密度為ρ,每個分子的質(zhì)量和體積分別為m和Vo,則阿伏加德羅常數(shù)NA可表示為()
A.B.C.D.
答案:BC
例3.在標準狀總值下,有體積為V的水和體積為V的可認為是理想氣體的水蒸氣,已知水的密度為,求阿伏加德羅常數(shù)為NA,水的摩爾質(zhì)量為MA,在標準狀況下水蒸氣的摩爾體積為VA,求:
(1)它們中各有多少水分子?
(2)它們中相鄰兩個水分子之間的平均距離?
(3)分析可否求出每個分子的體積,如可以求出,寫出表達式。
例3.(1)(2)
例4.已知氣泡內(nèi)氣體的密度為1.29kg/,平均摩爾質(zhì)量為0.29kg/mol。阿伏加德羅常數(shù),取氣體分子的平均直徑為,若氣泡內(nèi)的氣體能完全變?yōu)橐后w,請估算液體體積與原來氣體體積的比值。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
例5.將1摩爾的油酸溶于酒精,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,估算油酸分子的直徑。
解:1cm3的溶液中,酒精溶于水后,油酸體積V0=1/200cm3=1/200×10-6m3
1滴溶液中,油酸體積v=Vo/50,得油酸分子直徑為d=v/s=5×10-10米
例6.在做“用油膜法估測分在大小”的實驗中,有以下器材,油酸的酒精溶液、滴管、痱子粉、淺盤及水、玻璃板、彩色筆,還缺少的器材有_________________________________.實驗的簡要步驟如下:
A.將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上,數(shù)出輪廓內(nèi)的方格數(shù)(不足半個的舍去,多余半個的算一個),再根據(jù)方格的邊長丘出油膜的面積S。
B.將一滴酒精油酸溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤上,用彩筆將薄膜的形狀描畫在玻璃板上.
C.用淺盤裝入約2cm深的水,然后用痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上.
D.用公式求出薄膜厚度,即油酸分子的直徑.
E.根據(jù)酒精油酸溶液的濃度,算出一滴溶液中純油酸的體積V.
F.用注射器或滴管將事先配置好的酒精油酸溶液一滴滴地滴入量筒,記下量筒內(nèi)增加一定體積時的滴數(shù).
上述實驗步驟的合理順序為______________.
例6.CFBAED
例7.在做“用油膜法估測分在大小”的實驗中,所用的油酸酒精溶液的濃度為每104ml溶液中有純油酸6ml,用注射器測得1ml上述溶液為50滴,把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里,待水面穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤上,用筆在玻璃板上描出油酸膜的輪廓形狀,再把玻璃板放在坐標紙上,其形狀如圖所示,坐標紙中正方形方格的邊長為2cm,則:
①油酸膜的面積是____________________cm2.
②每滴油酸酒精溶液中純油酸的體積是_______________ml.(答案取兩位有效數(shù)字)
③按以上實驗數(shù)據(jù)估算出油酸分子的直徑約為_______________m(答案取兩位有效數(shù)字)
例7.216,10-5,5.6×10-10
【同步訓練】
1.只要知道下列哪一組物理量,就可以估算出氣體分子間的平均距離()
A.阿伏加德羅常數(shù),該氣體的摩爾質(zhì)量和質(zhì)量
B.阿伏加德羅常數(shù),該氣體的摩爾質(zhì)量和密度
C.阿伏加德羅常數(shù),該氣體的質(zhì)量和體積
D.該氣體的密度、體積和摩爾質(zhì)量
1.B
2.假如全世界60億人同時數(shù)1g水的分子個數(shù),每人每小時可以數(shù)5000個,不間斷地數(shù),則完成任務(wù)所需時間最接近(阿伏加德羅常數(shù)NA取6×1023mol-1)()
A.10年B.1千年C.10萬年D.1千萬年
2.C
3.在標準狀況下,任何氣體的摩爾體積均為22.4L/mol,水的摩爾體積為18mL/mol,則水蒸汽分子間的距離約是水分子直徑的()
A.1倍B.10倍C.100倍D.1000倍
3.B
4.已知某種物質(zhì)的密度為ρ、摩爾質(zhì)量為μ、阿伏加德羅常數(shù)為NA,求該物質(zhì)分子的質(zhì)量?分子的直徑(將分子看成球形)?質(zhì)量為M的該物質(zhì)所含的分子數(shù)目?
4.(1)(2)(3)
5.在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗時,已經(jīng)準備的器材有:油酸酒精溶液、滴管、淺盤、水、玻璃板、彩筆和坐標紙,要完成本實驗,還缺少的器材有.
已知油酸酒精溶液中,油酸的體積比濃度為0.05%,1mL這樣的溶液含80滴,現(xiàn)將1滴溶液滴在水面上,這滴溶液中純油酸的體積是m3.用彩筆描繪出油膜的輪廓線后,印在坐標紙上,如圖1所示.已知坐標紙每一小格的邊長為1cm,則油膜的面積為m2.根據(jù)上面的數(shù)據(jù),估算油酸分子的直徑是m(結(jié)果取一位有效數(shù)字).
5.量筒、痱子粉,6.25×10-12,1.25×10-2
6.利用單分子油膜法可以粗測分子的大小和阿伏加德羅常數(shù).如果已知體積為V的一滴油在水面上散開形成單分子油膜的面積為S,這種油的密度為ρ、摩爾質(zhì)量為μ,阿伏加德羅常數(shù)應(yīng)如何求出?
6.分子體積V0=πd3=π()3=分子質(zhì)量m0=ρV0=
所以阿伏加德羅常數(shù)NA==.
7.已知金剛石的密度是3.5×103kg/m3,在一塊體積為6.4×10-8m3的純金剛石里含有多少碳原子?一個碳原子的質(zhì)量是多少?一個碳原子的直徑大約是多少?(碳的摩爾質(zhì)量M=12×10-3kg/mol,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
7.(1)N==1.1×1022個
(2)m==2.0×10-26kg
(3)=
8.一個房間的地面面積是15m2,高3m.已知空氣平均摩爾質(zhì)量是2.9×10-2kg/mol.通常用空氣濕度表示空氣中含有的水蒸氣的情況.若房間內(nèi)所有水蒸氣凝結(jié)成水后的體積為10cm3,已知水的密度為ρ=1.0×103kg/m3,水的摩爾質(zhì)量Mmol=1.8×10-2kg/mol.(標準狀況)求:
(1)房間內(nèi)空氣的質(zhì)量;
(2)房間內(nèi)有多少個水分子?
(3)估算一個水分子的線度是多大?(保留兩位有效數(shù)字)
8.(1)58kg;(2)3.3×1025;(3)3.1×10-10m
9.用放大600倍的顯微鏡觀察布朗運動,在顯微鏡下測得小碳粒的體積為V=0.1×10-9m3,碳的密度為ρ=2.25×103kg/m3,摩爾質(zhì)量為μ=1.2×10-2kg/mol.求該小碳粒含有的碳原子的數(shù)目.(阿伏加德羅常數(shù)取6.0×1023mol-1)
9.測得的小碳粒的體積為放大后的體積,其實際體積為
碳的摩爾體積為
則小碳粒內(nèi)的碳原子數(shù)目為
10.銅的摩爾質(zhì)量為6.4×10–2kg/mol,密度為8.9×103kg/m3,阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023mol-1若每個銅原子提供一個自由電子,求銅導體中自由電子的密度?(保留兩位有效數(shù)字)
10.8.3×1028個
11.(1)某同學在用油膜法估測分子直徑實驗中,計算結(jié)果明顯偏大,可能是由于()
A.油酸未完全散開
B.油酸中含有大量的酒精
C.計算膜面積時舍去了所有不足一格的方格
D.求每滴體積時,lmL的溶液的滴數(shù)誤多記了10滴
(2)在做”用油膜法估測分子大小”的實驗時,油酸酒精溶液的濃度為每1000ml.溶液中有純油酸1ml,用注射器測得1mL上述溶液有200滴,把一滴該溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的淺盤里,待水面穩(wěn)定后,測得油酸膜的近似輪廓如圖所示,圖中正方形小方格的邊長為1cm,則每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是___________mL,油酸膜的面積是______cm2.根據(jù)上述數(shù)據(jù),估測出油酸分子的直徑是_____________nm.
11.(1)AC(2)5×10-6,40,0.125
12.在做“用油膜法估測分子大小”的實驗中,所用油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL,用注射器測得1mL上述溶液有75滴,把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里,待水面穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤上,用筆在玻璃板上描出油酸的輪廓,再把玻璃板放在坐標紙上,其形狀和尺寸如圖所示,坐標中正方形方格的邊長為2cm,試求
(1)油酸膜的面積是多少cm2?
(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積?
(3)按以上實驗數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑?
12.(1)288cm2(2)8×10-6mL(3)3×10-10m
物理教案物體的內(nèi)能
教學目標
(1)知道什么是物體的內(nèi)能
(2)知道物體內(nèi)能的組成
(3)知道分子動能和分子勢能與哪些因素有關(guān)
教學建議
教材分析
分析一:教材先由所學知識推出分子動能的存在,并說明分子動能與溫度的關(guān)系,再又分子力說明分子勢能的存在,最后總結(jié)出內(nèi)能的概念
分析二:分子勢能在微觀上與分子間距離有關(guān)(宏觀上表現(xiàn)為體積),當分子間距離大于平衡距離時,分子力表現(xiàn)為引力,此時增大分子間距離,分子力作負功,分子勢能增加;當分子間距離小于平衡距離時,分子力為斥力,此時減小距離,分子力還是做負功,分子勢能增加;由此可見分子間距離等于平衡距離時分子勢能最小,但不一定為零,因為分子勢能是相對的.分子勢能與分子間距離的關(guān)系如上圖所示.分子勢能可與彈性勢能對比學習,分子相距平衡距離時相當于彈簧的平衡位置,但對比學習時,也要注意兩者的區(qū)別.
分析三:比較兩物體內(nèi)能大小,需要考慮到分子平均動能、分子勢能和分子總個數(shù).分子平均動能與溫度有關(guān),溫度越高,分子平均動能越大,溫度越低,分子平均動能越小.分子勢能與分子間距離(宏觀上表現(xiàn)為體積)有關(guān),分子間距離改變(宏觀上表現(xiàn)為體積改變),分子勢能改變,但分子勢能與分子間距離(體積)的關(guān)系比較復雜:分子間距離增大,分子勢能可能增大,也可能減小,即體積增大,分子勢能可能增大,也可能減?。虼宋覀儾荒軉螐捏w積的改變上判斷分子勢能如何改變,而是往往要視具體情況而定.
分析四:機械能與內(nèi)能有著本質(zhì)的區(qū)別,對于同一物體,機械能是由其宏觀運動速度和相對高度決定的,而內(nèi)能是由物體內(nèi)部分子無規(guī)則運動和聚集狀態(tài)決定.例如放在桌面上靜止的木塊溫度升高,其機械能不變,而內(nèi)能發(fā)生了改變.
教法建議
建議一:在分析物體內(nèi)能時要充分利用前三節(jié)所學分子動理論的基本觀點,由舊有知識推導出新知識.
建議二:在講分子勢能時,最好能與彈簧的彈性勢能進行類比學習.
建議三:在區(qū)分機械能與內(nèi)能時,最好能舉例說明.
--方案
教學重點:內(nèi)能的組成,分子動能和分子勢能分別與哪些因素有關(guān).
教學難點:分子勢能
一、分子動能
溫度是分子平均動能的標志,溫度越高,分子運動越劇烈,分子平均動能越大.分子平均速度和平均動能是一個宏觀統(tǒng)計概念,溫度越高,分子平均動能越大,但并不是所有分子動能都增大,個別分子動能還有可能減?。?br>
二、分子勢能
由分子間作用力決定的一種能量,與分子間距離有關(guān),宏觀上表現(xiàn)出與物體體積有關(guān).
當分子間距離大于平衡距離時,分子力表現(xiàn)為引力,此時增大分子間距離,分子力作負功,分子勢能增加;當分子間距離小于平衡距離時,分子力為斥力,此時減小距離,分子力還是做負功,分子勢能增加;由此可見分子間距離等于平衡距離時分子勢能最小,但不一定為零,因為分子勢能是相對的.分子勢能與分子間距離的關(guān)系如圖所示.
三、物體的內(nèi)能
物體內(nèi)所有分子的動能和分子勢能的總和叫內(nèi)能.
例1:相同質(zhì)量的0℃水與0℃的冰相比較
A、它們的分子平均動能相等
B、水的分子勢能比冰的分子勢能大
C、水的分子勢能比冰的分子勢能小
D、水的內(nèi)能比冰的內(nèi)能多
答案:ABD
評析:質(zhì)量相同的水和冰,它們的分子個數(shù)相等;溫度相等,所以分子平均動能相等,因此它們總的分子動能相等.由水結(jié)成冰,需要釋放能量,所以相同質(zhì)量、溫度的水比冰內(nèi)能多,由于它們總的分子動能相等,所以水比冰的分子勢能大.本題很容易誤認為水結(jié)成冰,體積增大,所以內(nèi)能增大.
機械能與內(nèi)能有著本質(zhì)的區(qū)別,對于同一物體,機械能是由其宏觀運動速度和相對高度決定的,而內(nèi)能是由物體內(nèi)部分子無規(guī)則運動和聚集狀態(tài)決定.例如放在桌面上靜止的木塊溫度升高,其機械能不變,而內(nèi)能發(fā)生了改變.
例2:下面有關(guān)機械能和內(nèi)能的說法中正確的是
A、機械能大的物體,內(nèi)能一定也大
B、物體做加速運動時,其運動速度越來越大,物體內(nèi)分子平均動能必增大
C、物體降溫時,其機械能必減少
D、摩擦生熱是機械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化
答案:D
評析:對于機械能和內(nèi)能,它們是兩種完全不同的形式的能,需要從概念上對它們進行區(qū)分.
四、作業(yè)
探究活動
題目:怎樣測量阿伏加德羅常數(shù)
組織:分組
方案:查閱資料,設(shè)計原理,實際操作
評價:方案的可行性、科學性、可操作性