第一节 物体是由大量分子组成的
一、教学目标
（一）知识与技能
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。
（二）过程与方法
培养学生在物理学中的估算能力，会通过阿伏伽德罗常数估算固体和液体分子的质量、分子的体积（或直径）、分子数等微观量。
（三）情感态度与价值观
渗透物理学方法的教育。运用理想化方法，建立物质分子是球形体的模型，教给学生为了简化计算，突出主要因素的理想化方法。
二、教学重点与难点
重点有两个，其一是使学生理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法；其二是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。
分子直径大小的计算是难点，运用阿伏伽德罗常数进行计算也是难点。
三、教学方法
PPT课件、讲授法、实验法。
四、学情分析：
对于分子动理论的知识，学生记得比较牢固，所以相关知识讲授时还是比较顺利的。通过一些图片的介绍，学生很容易接受。这一节的难点在两个地方：一是用单分子油膜法测分子直径，其中一些方法是学生以前没有接触过的；另一个是运用阿伏伽德罗常数进行有关计算时，部分学生会犯难。好在两个班的学生都是学习化学的，应该难度不大。
五、教学过程
（一）新课引入
古代人类对物质的组成的思考：①公元前5世纪，古希腊哲学家留基波和他的学生的争论：把一块金子切成两半，接着把其中一块金子再切成两半，这样继续下去，能分割到什么程度。要么这种分割能够永远继续下去；要么有一个限度，不能进一步分割了。也就是说，物质要么是连续的，可以无限分割下去；要么物质是由不可分的粒子构成的。在他们看来，第一种说法是荒谬的，因此，他们的结论是：物质是由小得不被察觉的“a-tomos”粒子（即原子）构成。②我国古代的一种说法：“一尺之椎，日取其半，万世不竭”——古代，人们对物质组成的认识更多的是体现了一种哲学思想。而在今天，我们则更多的建立在严密的实验基础上。
[利用多媒体，逐张播放一片树叶被不断放大的图片]放大6倍时，可以看到清晰的叶脉；放大20000倍时，可以看到它是由细胞所组成的；放大到50000000倍时，就可以看到他的分子结构了
[提议学生想象] 一张光盘、一片陶瓷或一块布片不断放大的情景
[展示图片] 扫瞄隧道显微镜下的硅片表面原子的图像
[总结][板书] 物体是由大量分子所组成的
（二）进行新课
上面分析知道：分子的体积是极其微小的,用肉眼和光学显微镜都不能看到;放大到几十亿倍的扫描隧道显微镜才能看到。既然分子小得看不见，那怎样能知道分子的大小呢？怎样测量呢？
1、分子的大小
（1）单分子油膜法是最粗略地测量分子大小的一种方法。
[原理]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.
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
用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。
（2）利用扫描隧道显微镜测定分子的直径。
（3）物理学中还有其他不同方法来测量分子的大小，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。
（4）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。
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？
根据学生的回答明确：
1mol任何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NA表示此常数，NA=6.02×1023个/mol，粗略计算可用NA=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。）
同时，向学生提出摩尔质量、摩尔体积的意义。
[例1] 下列叙述中正确的是：
（1）1cm3的氧气中所含有的氧分子数为6.02×1023个
（2）1克氧气中所含有的氧分子数为6×1023个；
（3）1升氧气中含氧分子数是6×1023个；
（4）1摩氧气中所含有的氧分子数是6×1023个。
3、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）。
[例题分析] 水的分子量18，水的密度为103kg/m3,阿伏加德罗常数为NA=6.02×1023个/ mol，则：
（1）水的摩尔质量M=__________
（2）水的摩尔体积V=__________
（3）一个水分子的质量m0 =_____________
（4）一个水分子的体积V0 =_____________
（5）将水分子看作球体，分子直径d=_______________
（6）10g水中含有的分子数目N=___________________
[归纳总结] 以上计算分子的数量、分子的直径，都需要借助于阿伏伽德罗常数。因此可以说，阿伏伽德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁。它把摩尔质量、摩尔体积等这些宏观量与分子质量、分子体积（直径）等这些微观量联系起来。
阿伏伽德罗常数是自然科学的一个重要常数。现在测定它的精确值是NA=6.022045×1023/mol。
（三）课堂练习
1、已知氢气的摩尔质量是2×10-3kg/mol,水的摩尔质量是1.8×10-2kg/mol,计算1个氢分子和水分子的质量。
2、若已知铁的原子量是56,铁的密度是7.8×103kg／m3,试求质量是1g的铁块中铁原子的数目(取1位有效数字)及一个铁原子的体积.
（四）课堂小结
1、物体是由体积很小的分子组成的。这一结论有坚实的实验基础。单分子油膜实验等实验是上述结论的有力依据。分子直径大约有10-10米的数量级。
2、阿伏伽德罗常数是物理学中的一个重要常数，它的意义和常数数值应该记住。
3、学会计算微观世界的物理量（如分子数目、分子质量、分子直径等）的一般方法。由于微观量是不能直接测量的，人们可以测定宏观物理量，用阿伏伽德罗常数作为桥梁，间接计算出微观量来。如分子质量m，可通过物质摩尔质量M和阿伏伽德罗常数NA，得到m=M/NA。通过物质摩尔质量M、密度ρ、阿伏伽德罗常数NA，计算出分子直径
（五）课后作业
课本P4“问题与练习”第2、3题，第1、4题课后思考。
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