理化生物體是由大量分子組成第1頁/共40頁7.1《物體是由大量

分子組成的》第七章《分子動(dòng)理論》第2頁/共40頁教學(xué)目標(biāo)

1．在物理知識(shí)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(gè)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(xué)生在物理學(xué)中的估算能力，會(huì)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。1,3,53．滲透物理學(xué)方法的教育。運(yùn)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(jì)算，突出主要因素的理想化方法。第3頁/共40頁二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1．重點(diǎn)有兩個(gè)，其一是使學(xué)生理解和學(xué)會(huì)用單分子油膜法估算分子大小（直徑）的方法；其二是運(yùn)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(xué)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到很高的水平，但是在物理課上還不能給學(xué)生展現(xiàn)出分子的真實(shí)形狀和分子的外觀。這給講授分子的知識(shí)帶來一定的困難，也更突出了運(yùn)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．幻燈投影片或課件：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(shí)驗(yàn)：演示單分子油膜：油酸酒精溶液（1∶200），滴管，直徑約20cm圓形水槽，燒杯，畫有方格線的透明塑料板。第4頁/共40頁1、這里所說的分子與化學(xué)中所說的分子有何不同?2、怎樣才能觀察到分子的排布?3、怎樣才能知道分子的大小呢?4、如何求解單分子油膜層的厚度(即分子直徑)呢？

閱讀課文,回答以下問題:第5頁/共40頁問題：1.這里所說的分子與化學(xué)中所說的分子有何不同?[答]化學(xué)中講的分子是：具有物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的最小微粒物理中所說的分子指的是：做熱運(yùn)動(dòng)時(shí)遵從相同規(guī)律的微粒，包括組成物質(zhì)的原子、離子或分子。

第6頁/共40頁

組成物質(zhì)的分子是很小的，不但用肉眼不能直接看到它們，就是用掃描隧道顯微鏡也看不到它們（能有放大幾億倍）

。

我國科學(xué)家用掃描隧道顯微鏡拍攝的石墨表面原子的排布圖，圖中的每個(gè)亮斑都是一個(gè)碳原子.

2、怎樣才能觀察到分子的排布?問題:第7頁/共40頁放大上億倍的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)模型第8頁/共40頁問題：3.怎樣才能知道分子的大小呢？2.具體做法是：把一滴油酸滴到水面上，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(rèn)為等于油膜分子的直徑.1.有一種粗略測定分子大小的方法叫油膜法.第9頁/共40頁問題：4.如何求解單分子油膜層的厚度(即分子直徑)呢？

1.先測出一滴油酸的體積V：

2.測出水面上漂浮的油膜的表面積S；3.單分子油膜的厚度等于油滴體積V與油膜面積S的比值：方法小結(jié)：通過測量較大量來研究較小量。第10頁/共40頁思考：在用油膜法測定分子的直徑時(shí)，實(shí)際上做了理想化處理，請問：有哪些地方做了理想化處理？

②把分子看成球形.

①把滴在水面上的油酸層當(dāng)作單分子油膜層.③油分子一個(gè)緊挨一個(gè)整齊排列;第11頁/共40頁請?jiān)敿?xì)敘述用油膜法估測分子的大小操作步驟1.配制溶液（稀釋）2.精測一滴液體體積3.水盤取水，撒痱子粉4.滴一滴溶液形成單層表面薄膜5.描油膜形狀6.數(shù)格數(shù)，計(jì)算油膜面積7.求分子直徑第12頁/共40頁數(shù)格子時(shí)的注意事項(xiàng)：1.確定大面積2.在數(shù)小面積第13頁/共40頁一些數(shù)據(jù)太大或很小,為了書寫方便,習(xí)慣上用科學(xué)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,1×10-10m和9×10-10m，數(shù)量級都是10-10m。一般分子直徑的數(shù)量級為10-10m（除少數(shù)有機(jī)物大分子以外）分子直徑的數(shù)量級第14頁/共40頁練習(xí)、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．102cm2

B．104cm2

C．106cm2

D．108cm2B第15頁/共40頁兩種模型1.如何求解固體和液體單個(gè)分子的體積？2.如何求解氣體單個(gè)分子的體積？固體、液體dddd小球模型：在計(jì)算固體和液體分子大小時(shí)，可把分子看成是一小球，小球緊密排列在一起（忽略小球間的空隙）則：

思考：第16頁/共40頁氣體ddd立方體模型：在計(jì)算氣體分子大小時(shí)，把每個(gè)分子和其占有的空間當(dāng)作一個(gè)小立方體，氣體分子位于每個(gè)立方體的中心，這個(gè)小立方體的邊長等于分子間的平均距離.（d為立方體的邊長）第17頁/共40頁二、阿伏加德羅常數(shù)

1.回憶化學(xué)中學(xué)過的阿伏加德羅常數(shù).1mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)，這個(gè)數(shù)就叫阿伏加德羅常數(shù)。例：已知水的摩爾體積是1.8×10-5m3/mol，每個(gè)水分子的直徑是4×10-10m，設(shè)想水分子是一個(gè)挨一個(gè)排列的，求1mol水中所含的水分子數(shù).2.根據(jù)分子的大小，可以計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù)

第18頁/共40頁一個(gè)分子的體積：1mol水中所含的水分子數(shù)：.=6.0×1023mol-1N=第19頁/共40頁判斷下列說法是否正確，如果正確請求解要求量。1.已知固體和液體的摩爾體積為Vmol和一個(gè)分子的體積Vo，可以求解阿伏伽德羅常數(shù)NA3.已知物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M和一個(gè)分子的質(zhì)量mo，可以求解阿伏伽德羅常數(shù)NA2.已知?dú)怏w的摩爾體積為Vmol和一個(gè)分子的體積Vo，可以求解阿伏伽德羅常數(shù)NA4.已知某物質(zhì)的體積V和摩爾體積Vmol，可以求解物質(zhì)的分子數(shù)n5.已知某物質(zhì)的質(zhì)量m和摩爾質(zhì)量M，可以求解物質(zhì)的分子數(shù)n第20頁/共40頁結(jié)論：(1)已知物質(zhì)的摩爾質(zhì)量M，物體的密度p，阿伏加德羅常數(shù)NA，物質(zhì)的質(zhì)量m

則：分子的質(zhì)量m分子=M/NA

分子的體積v分子=V摩爾/NA=(M/p)/NA②

所含分子的個(gè)數(shù)n=摩爾數(shù)×NA

=(m/M)×NA（2）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1mol氣體的體積為22.4升。

氣體分子占有的空間體積

V0=V摩爾/NA（該式對氣體適用）第21頁/共40頁3.阿伏加德羅常數(shù)意義微觀宏觀NA橋梁第22頁/共40頁再見第23頁/共40頁例1、將1cm3油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液，已知1cm3溶液有50滴，現(xiàn)取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，隨著酒精溶于水，油酸在水面上形成一單分子薄層，已測出這一薄層的面積為0.2m2，由此可估測油酸分子直徑是多少？1滴油酸酒精的體積為1/50cm3其中含油酸體積為10-10m3油酸膜的厚度為5×10-10m第24頁/共40頁練習(xí)2.由油滴實(shí)驗(yàn)測得油酸分子的直徑為1.12×10-9m，已知油酸的密度為6.37×102kg/m3，已知油酸的摩爾質(zhì)量為282g/mol，試求阿伏加德羅常數(shù).第25頁/共40頁

解：設(shè)想油酸分子一個(gè)挨一個(gè)排列，1mol油酸分子的質(zhì)量為M，密度為ρ，油酸分子的直徑為d，把每個(gè)油酸分子當(dāng)作小球.則其體積為:

1mol油酸的體積:1mol油酸所含的微粒數(shù)，即阿伏加德羅常數(shù)為NA.∴NA=6×1023mol-1第26頁/共40頁B、計(jì)算分子的質(zhì)量分子質(zhì)量的數(shù)量級:10-26--10-27kg例4.已知:水和氫氣的摩爾質(zhì)量分別是1.8×10-2kg/mol和2×10-3kg/mol，求水分子和氫分子的質(zhì)量（已知NA=6.0×1023mol-1)第27頁/共40頁C、計(jì)算分子的體積不適用于求氣體分子的體積但能計(jì)算氣體分子所占的空間體積第28頁/共40頁例5.已知水的摩爾質(zhì)量是18×10-3kg/mol，水的密度是1×103kg/m3，求水分子的體積（已知NA=6.0×1023mol-1）第29頁/共40頁例6.若已知鐵的原子量是56，鐵的密度是7.8×103kg/m3，求：1）質(zhì)量是1g的鐵塊中鐵原子的數(shù)目（取1位有效數(shù)字）2）計(jì)算出鐵原子的直徑是多少米？個(gè)0第30頁/共40頁例題：已知空氣的摩爾質(zhì)量是，則空氣中氣體分子的平均質(zhì)量多大？成年人做一次深呼吸，約吸入450cm3的空氣，則做一次深呼吸所吸入的空氣質(zhì)量是多少？所吸入的氣體分子數(shù)量是多少？（按標(biāo)準(zhǔn)狀況估算）第31頁/共40頁解析:１．空氣分子的平均質(zhì)量為：2．成年人做一次深呼吸所吸入的空氣質(zhì)量為：

３．所吸入的分子數(shù)為：第32頁/共40頁隨堂練習(xí)1、下列哪一組已知數(shù)據(jù)中能求出阿伏加德羅常數(shù)。（）

A物質(zhì)分子的質(zhì)量和體積

B物體的質(zhì)量和它的摩爾質(zhì)量

C物體的質(zhì)量、密度和它的分子體積

D物體的摩爾體積、密度及其分子質(zhì)量

DD2、1克水中含有的水分子個(gè)數(shù)為（）

A6.02×1023B3.01×1023

C6.02×1022D3.34×1022第33頁/共40頁3.(2004年浙江高考)若以μ表示水的摩爾質(zhì)量，υ表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，ρ為表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，NA為阿伏加德羅常數(shù)，m、Δ分別表示每個(gè)水分子的質(zhì)量和體積，下面是四個(gè)關(guān)系式①NA=υρ/m②ρ=μ/NAΔ

③m=μ/NA④Δ=υ/NA

其中A．①和②都是正確的；B．①和③都是正確的；C．②和④都是正確的；D．①和④都是正確的。答案：B第34頁/共40頁4.已知阿伏加德羅常數(shù)為NA，銅的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ（均為國際單位），則（）

A．1m3銅原子含原子數(shù)目為ρNA/MB．1個(gè)銅原子質(zhì)量是M/NAC．1個(gè)銅原子的體積是M/ρNAD．1kg銅所含原子的數(shù)目是ρNAABC

第35頁/共40頁5.只要知道下列哪一組物理量，就可以估算出氣體中分子的平均距離 （）

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)、該氣體的摩爾質(zhì)量和體積

D．該氣體的密度、體積和摩爾質(zhì)量B第36頁/共40頁6.下列數(shù)據(jù)能求出阿伏加德羅常數(shù)的是（）

A.水的密度和水的摩爾質(zhì)量

B.水的摩爾質(zhì)量和水分子的體積

C.水分子的體積和水分子的質(zhì)量

D.水分子的質(zhì)量和水的摩爾質(zhì)量D第37頁/共40頁7.水的分子量18，水的密度為103kg/m3,阿伏加德羅常數(shù)為NA=6.02×1023個(gè)/mol，則：（1）水的摩爾質(zhì)量M=__________18g/mol（2）水的摩爾體積V=__________M/ρ=18/1=18g/cm3

（3）一個(gè)水分子的質(zhì)量m0=_____________M/NA=18/6.02×1023=2.99

×10-26kg（4）一個(gè)水分子的體積V0=_____________V/NA=2.99×10-23

cm3（5）10g水中含有的分子數(shù)目N=______