第一篇：蘇州市藍纓學校高二物理《物質是由大量分子組成的》教案

第七章

7.1、物質是由大量分子組成的

教學目標：（1）知道一般分子直徑和質量的數量級；

（2）知道阿伏伽德羅常數的含義，記住這個常數的數值和單位；

（3）知道用單分子油膜方法估算分子的直徑。重點、難點分析

1．使學生理解和學會用單分子油膜法估算分子大小（直徑）的方法；

2．運用阿伏伽德羅常數估算微觀量（分子的體積、直徑、分子數等）的方法。

教學過程

自古以來，人們就不斷的研究物質的組成1、2500年前，古希臘德謨克利特認為，物質是由不可再分的“原子”構成。

2、我國古代學者認為，“語小，天下莫能破焉”

從本章開始學習熱學，研究與熱現象有關的事物，研究熱現象的規律，從宏觀的內能和微觀的分子運動論兩個方面討論熱現象，兩種方法相輔相成，使人們對熱現象的研究越來越深入。

初中講過的分子運動論的內容

1、物質是由大量分子構成的――大小、質量、動能？？？

2、分子永不停息的做無規則的運動――根據什么？？？

3、分子間存在著相互作用的引力和斥力。――怎樣變化？？？

分子是具有各種物質的化學性質的最小微粒，在熱學中，原子、離子、分子這些微粒做熱運動時，遵從相同的規律，所以，統稱為“分子” 熱學內容簡介

1．熱現象：與溫度有關的物理現象。如熱脹冷縮、摩擦生熱、水結冰、濕衣服晾干等都是熱現象。

2．熱學的主要內容：熱傳遞、熱膨脹、物態變化、固體、液體、氣體的性質等。3．熱學的基本理論：由于熱現象的本質是大量分子的無規則運動，因此研究熱學的基本理論是分子動理論、量守恒規律。

新課教學過程

一．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。

（單層、球形、空隙 1+1≠2根據估算得出分子直徑的數量級為10-10m。）粗測：（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。經過計算得出鎢原子之間的距離是2×10-10m。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。

（3）掃描隧道顯微鏡（幾億倍）注意：（1）用不同方法測量出分子的大小并不完全相同，但是數量級是相同的。測量結果表明，一般分子直徑的數量級是10-10m。例如水分子直徑是4×10-10m，氫分子直徑是2.3×10-10

m。

1（2）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量級，對分子的大小有了較深入的認識。

二．阿伏伽德羅常數

提問：在化學課上學過的阿伏伽德羅常數是什么意義？數值是多少？明確1mol物質中含有的微粒數（包括原子數、分子數、離子數??）都相同。此數叫阿伏伽德

23羅常數，可用符號NA表示此常數，NA=6.02×10個／mol，粗略計算可用NA=6×1023個／mol。（阿伏伽德羅常數是一個基本常數，科學工作者不斷用各種方法測量它，以期得到它精確的數值。）

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。例如，1mol水的質量是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－103-293（4×10）m=3×10m。如果設想水分子是一個挨著一個排列的。

提問：如何算出1mol水中所含的水分子數？

三．微觀物理量的估算

1、分子的質量 = 摩爾質量 / 阿伏加德羅常數

練習：估測水分子的質量估測水分子的質量

解：練習：估測氫氣分子的質量 分子的體積 = 摩爾體積 / 阿伏加德羅常數

練習：估算水分子的體積

3、幾個常用的等式

（1）

（2）分子的個數 = 摩爾數 ×阿伏加德羅常數

練習：若已知阿伏伽德羅常數，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）。

提問學生：1mol水的質量是M=18g，那么每個水分子質量如何求？

問：若已知鐵的相對原子質量是56，鐵的密度是7.8×103kg／m3，試求質量是1g的鐵塊中鐵原子的數目（取1位有效數字）。又問：是否可以計算出鐵原子的直徑是多少來？

例題

一、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：1 cm的溶液中，酒精溶于水后，油酸的體積 V0 ＝1/200 cm3 ＝1/200×10－6m3 1滴溶液中，油酸的體積v＝Vo/50 得到油酸分子的直徑為d ＝ v / s＝5×10－10米

注：酒精的作用（1）、提高擴散速度（2）、油膜面積不致于很大，易于測量

例題

二、10克的氧氣，在標準狀況下（0 ℃，1 atm）（1）、含有多少個氧氣分子？

（2）、占有多大體積？

例題

三、估算標準狀況下，氣體分子和水分子的間距

1、氣體分子間距

1、同理，水的摩爾體積v＝18×10，注：

1、比較間距的大小

2、邊長＝間距

－

31、還可以看成球形模型v＝4 π r / 3

例題

四、空氣的摩爾質量m＝29×10 －3 kg / mol，當V＝45 m3時，求：氣體的質量M＝？

3解：

例題

五、水的質量為m，密度為ρ，變成蒸氣后體積為V，求：

解：

課堂練習

-431．體積是10cm的油滴滴于水中，若展開成一單分子油膜，則油膜面積的數量級是（B）

22426282A.10cm B.10cm C.10cm D.10cm

2．已知銅的密度是8.9×103kg／m3，銅的摩爾質量是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。

23-10答案：3．8×10，3×10m

閱讀材料

納米時代科技

互聯網的來臨，帶給人類的是溝通的無限；基因工程研究的突破，使人類看到了再造自身的希望；現在人類的腳步邁進了納米時代，各領域、行業、行為都充滿了太多的未知和希望。

納米技術是繼互聯網、基因之后人們關注的又一大熱點。納米是一個什么樣的概念呢？納米是一個幾何尺寸的量度單位，同我們常用“米”一樣，只不過它僅為一米的十億分之一，略等于45個原子排列起來的長度，而納米技術則是指制造體積不超過數百個納米的物體，其寬度只有幾十個原子聚集在一起的寬度。

在納米的世界里，物質的我發生了神奇的變化。如導電性能良好的銅在納米級就不導電了，而絕緣的二氧化硅在納米級就開始導電了；二氧化硅陶瓷在通常情況下是很脆的，但當二氧化硅陶瓷顆粒縮小到納米級時，脆性的陶瓷竟然具有了韌性。

新的制高點

可以說，互聯網是美國人發明的，所以美國人靠著互聯網不斷地掠奪著世界上的大部分資源和財富，因為它是互聯網的統治者。在納米時代還未達到全盛之際，一切規則還沒有確定，誰占有了制高點誰就有了一切。因此在過去的五年中，集中于納米方面的研究項目幾乎在所有的工業化國家就已經開始了。目前的現狀是，美國在全成、化學、生物方面領先，但在納米設備的研究、納米器械的生產和超精機械、陶瓷等材料上是落后的；日本在納米器械的加固結構上領先；歐洲則在分散和涂層新型的儀器方面實力非常強大。

我國對納米技術也并不落后，在某些方面還居領先地位。

90年代初起，中國科技部、國家自然科學基金委員會、中國科學院等部門設立了攀登計劃項目和相關的重大、重點項目。去年，科技部又啟動了有關納米材料的國家重點基礎研究項目，投入數千萬元人民幣資金支持基礎研究。目前，中國已經建成了幾個納米研究基地。中科院、清華大學、北京大學等單位已經形成了一支從事納米研究的隊伍，在國際上取得了一系列令人矚目的成果。

中國重大基礎研究納米材料科學專家組首席專家張立德日前在接受采訪時說，中國納米基礎研究實力總體上已經躋身世界前列，“超級纖維”、碳納米管等個別工作甚至走在了世界最前沿。

改變生活

與基因技術不同，納米技術對人體本身的改造是后天的。對于那些有先天不足的人們來說，高精密和超微型技術已經成功地提高了殘疾人的生活質量和老年人的壽命。幫助不能用雙手打字的人用眼睛就可以完成工作，幫助失明者探索前途，納米技術因為其“微小”而在聽覺移植、骨髓移植等醫學領域獲得了極大的成功。

在全球日益關注的環保問題上，納米技術同樣可以一展身手。大規模的納米技術生產，使得產品越來越小，每件產品所消耗的原材料也越來越少，這樣就減少了能源和其他資源的消耗。另外，在對太陽能的利用和新能源的開發方面，納米技術同樣會功不可沒。

當納米機器人出現以后，我們的生活會更加精彩。在一本1986年出版的《有創造力的發動機》一書中，作者對未來納米技術的潛在用途作了一番引人入勝的描述：當成群的肉眼看不見的微型機器人在地毯上或書架上爬行時，大量的灰塵被分解成為原子，使這些原子復原成餐巾、肥皂或是納米計算機等等諸如此類的東西。

第二篇：《物質是由大量分子組成的》教案

《物質是由大量分子組成的》教案

三維教學目標

1、知識與技能

（1）知道一般分子直徑和質量的數量級；

（2）知道阿伏伽德羅常數的含義，記住這個常數的數值和單位；（3）知道用單分子油膜方法估算分子的直徑。

2、過程與方法：通過單分子油膜法估算測量分子大小，讓學生體會到物質是由大量分子組成的。形成正確的唯物主義價值觀。

3、情感、態度與價值觀 教學重難點

（1）使學生理解和學會用單分子油膜法估算分子大小（直徑）的方法；

（2）運用阿伏伽德羅常數估算微觀量（分子的體積、直徑、分子數等）的方法。教學教具

（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。教學過程：

第一節 物質是由大量分子組成的

（一）熱學內容簡介

（1）熱現象：與溫度有關的物理現象。如熱脹冷縮、摩擦生熱、水結冰、濕衣服晾干等都是熱現象。

（2）熱學的主要內容：熱傳遞、熱膨脹、物態變化、固體、液體、氣體的性質等。（3）熱學的基本理論：由于熱現象的本質是大量分子的無規則運動，因此研究熱學的基本理論是分子動理論、量守恒規律。

（二）新課教學

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。

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？（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。經過計算得出鎢原子之間的距離是2×10-10m。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。

（3）用不同方法測量出分子的大小并不完全相同，但是數量級是相同的。

測量結果表明，一般分子直徑的數量級是10-10m。例如水分子直徑是4×10-10m，氫分子直徑是2.3×10-10m。

（4）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量級，對分子的大小有了較深入的認識。

2、阿伏伽德羅常數

提問：在化學課上學過的阿伏伽德羅常數是什么意義？數值是多少？明確1mol物質中含有的微粒數（包括原子數、分子數、離子數……）都相同。此數叫阿伏伽德羅常數，可用符號NA表示此常數，NA=6.02×1023個／mol，粗略計算可用NA=6×1023個／mol。（阿伏伽德羅常數是一個基本常數，科學工作者不斷用各種方法測量它，以期得到它精確的數值。）

提問：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。例如，1mol水的質量是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。如果設想水分子是一個挨著一個排列的。

如何算出1mol水中所含的水分子數？

3、微觀物理量的估算

若已知阿伏伽德羅常數，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）。

提問：1mol水的質量是M=18g，那么每個水分子質量如何求？

提問：若已知鐵的相對原子質量是56，鐵的密度是7.8×103kg／m3，試求質量是1g的鐵塊中鐵原子的數目（取1位有效數字）。又問：是否可以計算出鐵原子的直徑是多少來？

總結：以上計算分子的數量、分子的直徑，都需要借助于阿伏伽德羅常數。因此可以說，阿伏伽德羅常數是聯系微觀世界和宏觀世界的橋梁。它把摩爾質量、摩爾體積等這些宏觀量與分子質量、分子體積（直徑）等這些微觀量聯系起來。

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，則油膜面積的數量級是（B）A.102cm2 B.104cm2

C.106cm2 D.108cm2

（2）已知銅的密度是8.9×103kg／m3，銅的摩爾質量是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。（3.8×1023，3×10-10m）

課堂小結

（1）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10－10m的數量級。

（2）阿伏伽德羅常數是物理學中的一個重要常數，它的意義和常數數值應該記住。（3）學會計算微觀世界的物理量（如分子數目、分子質量、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，用阿伏伽德羅常數作為橋梁，間接計算出微觀量來。如分子質量m，可通過物質摩爾質量M和阿伏伽德羅常數NA，得到m=M／

NA。通過物質摩爾質量 M、密度 ρ、阿伏伽德羅常數NA，計算出分子直徑：

第三篇：高二物理教案11.1.物質是由大量分子組成的.doc

學習資 料

物質是由分子組成的

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量的數量級；

（2）知道阿伏伽德羅常數的含義，記住這個常數的數值和單位；（3）知道用單分子油膜方法估算分子的直徑。

2．培養學生在物理學中的估算能力，會通過阿伏伽德羅常數估算固體和液體分子的質量、分子的體積（或直徑）、分子數等微觀量。

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小（直徑）的方法；其二是運用阿伏伽德羅常數估算微觀量（分子的體積、直徑、分子數等）的方法。

2．盡管今天科學技術已經達到很高的水平，但是在物理課上還不能給學生展現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∶200），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）熱學內容簡介

1．熱現象：與溫度有關的物理現象。如熱脹冷縮、摩擦生熱、水結冰、濕衣服晾干等都是熱現象。

2．熱學的主要內容：熱傳遞、熱膨脹、物態變化、固體、液體、氣體的性質等。

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學習資 料

3．熱學的基本理論：由于熱現象的本質是大量分子的無規則運動，因此研究熱學的基本理論是分子動理論、能的轉化和守恒規律。

（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？ 在學生回答的基礎上，還要指出：

①介紹數量級這個數學名詞，一些數據太大，或很小，為了書寫方便，習慣上用科學記數法寫成10的乘方數，如3×10-10m。我們把10的乘方數叫做數量級，那么1×10-10m和9×10-10m，數量級都是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，根據估算得出分子直徑的數量級為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。經過計算得出鎢原子之間的距離是2×10-10m。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。

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學習資 料

（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，但是數量級是相同的。測量結果表明，一般分子直徑的數量級是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，實際分子結構很復雜，但通過估算分子大小的數量級，對分子的大小有了較深入的認識。

2．阿伏伽德羅常數

向學生提問：在化學課上學過的阿伏伽德羅常數是什么意義？數值是多少？明確1mol物質中含有的微粒數（包括原子數、分子數、離子數……）都相同。此數叫阿伏伽德羅常數，可用符號NA表示此常數，NA=6.02×1023個/mol，粗略計算可用NA=6×1023個/mol。（阿伏伽德羅常數是一個基本常數，科學工作者不斷用各種方法測量它，以期得到它精確的數值。）

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。例如，1mol水的質量是0.018kg，體積是1.8×10-5m3。每個水分子的直徑是4 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？

3．微觀物理量的估算

若已知阿伏伽德羅常數，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）。

提問學生：1mol水的質量是M=18g，那么每個水分子質量如何求？

提問學生：若已知鐵的原子量是56，鐵的密度是7.8×103kg/m3，試求質量是1g的鐵塊中鐵原子的數目（取1位有效數字）。又問：是否可以計算出鐵原子的直徑是多少來？

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歸納總結：以上計算分子的數量、分子的直徑，都需要借助于阿伏伽德羅常數。因此可以說，阿伏伽德羅常數是聯系微觀世界和宏觀世界的橋梁。它把摩爾質量、摩爾體積等這些宏觀量與分子質量、分子體積（直徑）等這些微觀量聯系起來。

阿伏伽德羅常數是自然科學的一個重要常數（曾經學過的萬有引力恒量也是一個重要常數）。物理常數是物理世界客觀規律的反映。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，則油膜面積的數量級是 [ ] A．102cm2 B．104cm2 C．106cm2 D．108cm2 答案：B 2．已知銅的密度是8.9×103kg/m3，銅的摩爾質量是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：3.8×1023，3×10-10米。

五、課堂小結

1．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10-10米的數量級。

2．阿伏伽德羅常數是物理學中的一個重要常數，它的意義和常數數值應該記住。3．學會計算微觀世界的物理量（如分子數目、分子質量、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，用阿伏伽德羅常數作為橋梁，間

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學習資 料

接計算出微觀量來。如分子質量m，可通過物質摩爾質量M和阿伏伽德羅常數NA，得到m=M/NA。通過物質摩爾質量M、密度ρ、阿伏伽德羅常數NA，計算出分子直徑

六、說明

1．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，造成油酸長分子在水面上垂直排列，如圖3所示。

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第四篇：物質是由大量分子組成的教案示例(之一)

物質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量的數量級；

（2）知道阿伏伽德羅常數的含義，記住這個常數的數值和單位；（3）知道用單分子油膜方法估算分子的直徑。

2．培養學生在物理學中的估算能力，會通過阿伏伽德羅常數估算固體和液體分子的質量、分子的體積（或直徑）、分子數等微觀量。

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小（直徑）的方法；其二是運用阿伏伽德羅常數估算微觀量（分子的體積、直徑、分子數等）的方法。

2．盡管今天科學技術已經達到很高的水平，但是在物理課上還不能給學生展現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）熱學內容簡介

1．熱現象：與溫度有關的物理現象。如熱脹冷縮、摩擦生熱、水結冰、濕衣服晾干等都是熱現象。

2．熱學的主要內容：熱傳遞、熱膨脹、物態變化、固體、液體、氣體的性質等。

3．熱學的基本理論：由于熱現象的本質是大量分子的無規則運動，因此研究熱學的基本理論是分子動理論、量守恒規律。

（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？

在學生回答的基礎上，還要指出：

①介紹數量級這個數學名詞，一些數據太大，或很小，為了書寫方便，習慣上用科學記數法寫成10的乘方數，如3×10-10m。我們把10的乘方數叫做數量級，那么1×10-10m和9×10-10m，數量級都是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，根據估算得出分子直徑的數量級為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。經過計算得出鎢原子之間的距離是2×10-10m。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。

（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，但是數量級是相同的。測量結果表明，一般分子直徑的數量級是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，實際分子結構很復雜，但通過估算分子大小的數量級，對分子的大小有了較深入的認識。

2．阿伏伽德羅常數 向學生提問：在化學課上學過的阿伏伽德羅常數是什么意義？數值是多少？明確1mol物質中含有的微粒數（包括原子數、分子數、離子數……）都相同。此數叫阿伏伽德羅常數，可用符號NA表示此常數，NA=6.02×1023個／mol，粗略計算可用NA=6×1023個／mol。（阿伏伽德羅常數是一個基本常數，科學工作者不斷用各種方法測量它，以期得到它精確的數值。）

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。例如，1mol水的質量是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？ 3．微觀物理量的估算

若已知阿伏伽德羅常數，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）。

提問學生：1mol水的質量是M=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7.8×10kg／m3，試求質量是1g的鐵塊中鐵原子的數目（取1位有效數字）。又問：是否可以計算出鐵原子的直徑是多少來？

3歸納總結：以上計算分子的數量、分子的直徑，都需要借助于阿伏伽德羅常數。因此可以說，阿伏伽德羅常數是聯系微觀世界和宏觀世界的橋梁。它把摩爾質量、摩爾體積等這些宏觀量與分子質量、分子體積（直徑）等這些微觀量聯系起來。

阿伏伽德羅常數是自然科學的一個重要常數（曾經學過的萬有引力常量也是一個重要常數）。物理常數是物理世界客觀規律的反映。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，則油膜面積的數量級是

A.102cm2 B.104cm2 C.106cm2 D.108cm2 答案：B

2．已知銅的密度是8.9×103kg／m3，銅的摩爾質量是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 1．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10－10m的數量級。

2．阿伏伽德羅常數是物理學中的一個重要常數，它的意義和常數數值應該記住。

3．學會計算微觀世界的物理量（如分子數目、分子質量、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，用阿伏伽德羅常數作為橋梁，間接計算出微觀量來。如分子質量m，可通過物質摩爾質量M和阿伏伽德羅常數NA，得到m=M／NA。通過物質摩爾質量 M、密度 ρ、阿伏伽德羅常數NA，計算出分子直徑

（五）說明

1．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。

第五篇：7.1 物體是由大量分子組成的 (教案)

房山高級中學教案

高二物理學科

編號：001

第七章

7.1、物質是由大量分子組成的

教學目標：（1）知道一般分子直徑和質量的數量級；（2）知道阿伏伽德羅常數的含義，記住這個常數的數值和單位；（3）知道用單分子油膜方法估算分子的直徑。重點、難點分析

1．使學生理解和學會用單分子油膜法估算分子大小（直徑）的方法；

2．運用阿伏伽德羅常數估算微觀量（分子的體積、直徑、分子數等）的方法。

分子是具有各種物質的化學性質的最小微粒，在熱學中，原子、離子、分子這些微粒做熱運動時，遵從相同的規律，所以，統稱為“分子” 熱學內容簡介

1．熱現象：與溫度有關的物理現象。如熱脹冷縮、摩擦生熱、水結冰、濕衣服晾干等都是熱現象。

2．熱學的主要內容：熱傳遞、熱膨脹、物態變化、固體、液體、氣體的性質等。3．熱學的基本理論：由于熱現象的本質是大量分子的無規則運動，因此研究熱學的基本理論是分子動理論、量守恒規律。

新課教學過程

一．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。粗測：d?v（單層、球形、空隙 1+1≠2根據估算得s出分子直徑的數量級為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。經過計算得出鎢原子之間的距離是2×10-10m。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。

（3）掃描隧道顯微鏡

（幾億倍）

注意：（1）用不同方法測量出分子的大小并不完全相同，但是數量級是相同的。測量結果表明，一般分子直徑的數量級是10-10m。例如水分子直徑是4×10-10m，氫分子直徑是2.3×10-10m。

（2）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量級，對分子的大小有了較深入的認識。

二．阿伏伽德羅常數

提問：在化學課上學過的阿伏伽德羅常數是什么意義？數值是多少？明確1mol物

房山高級中學教案

高二物理學科

編號：001

例題

一、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：1 cm3的溶液中，酒精溶于水后，油酸的體積

－

V0 ＝1/200 cm3 ＝1/200×106m

31滴溶液中，油酸的體積v＝Vo/50

－

得到油酸分子的直徑為d ＝ v / s＝5×1010米

注：酒精的作用

（1）、提高擴散速度

（2）、油膜面積不致于很大，易于測量

例題

二、10克的氧氣，在標準狀況下（0 ℃，1 atm）

3210＝?n??

6.02?1023n3210

（2）、占有多大體積？

＝?v??

－3v22.4?10

（1）、含有多少個氧氣分子？

來源:.]例題

三、估算標準狀況下，氣體分子和水分子的間距

1、氣體分子間距

22.4?10－3v?＝?6.02?102把這個體積看成小立方體，其邊長就是分子間距

r?3v?3.3?10－9m1、同理，水的摩爾體積v＝18×10，r?－

3318?10－3－10＝3.1?10 236.02?10r 注：

1、比較間距的大小

2、邊長＝間距

1、還可以看成球形模型v＝4 π.3

－例題

四、空氣的摩爾質量m＝29×10 3 kg / mol，當V＝45 m3時，求：氣體的質量M＝？

來源:.]

r 22.4?10－345＝?M?58.3kg 解：

M29?10－3房山高級中學教案

高二物理學科

編號：001

例題

五、水的質量為m，密度為ρ，變成蒸氣后體積為V，求：

解：

蒸氣分子所占空v1間??

水分子所占空v間2水分子空間v1＝

m?NAVv1?V＝NAv2m ?

蒸氣分子空間v2＝

課堂練習

v1?V＝ v2m1．體積是10-4cm3的油滴滴于水中，若展開成一單分子油膜，則油膜面積的數量級是（B）

A.102cm2

B.104cm2

C.106cm2

D.108cm2

2．已知銅的密度是8.9×103kg／m3，銅的摩爾質量是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 教后感：