第一节-物体是由大量分子组成的(上课)
高中物理物体是由大量分子组成的+新授课+课件
在实验室中怎样测 量分子的大小呢
一、用油膜法估测分子的大小
原理：
d
油酸分子 水
问题1、如何获得很小的1滴油酸？ 问题2、如何获得1滴油酸的体积？
d V
S
问题3、如何测得油酸膜的面积？
一、用油膜法估测分子的大小
原理：
d
油酸分子 水
d V 3.6610-9 m S
器材：
、注射器等。
步骤：
1．配制油酸酒精溶液。取1 mL的油酸溶入酒精中 ，配制成500 mL的油酸酒精溶液。
（1）油酸膜的面积是多少cm2? （2）每一滴油酸酒精溶中含有纯 油酸的体积是多少?
（3）估测出油酸分子的直径是多少?
8×9=72 =26 =9 =9
格数：115
（1）油膜的面积S＝ １×１１5＝１１5cm2
例1：在做“用油膜法测分子的大小”实验时， 每104ml油酸酒精溶液中有纯油酸6mL，用注 射器测得75滴这样的溶液为1mL。把1滴该溶
液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃
板放在浅盘上，在玻璃板上描出油酸膜的轮廓，
（如2）图一，坐滴标油中酸正酒方精形溶小液方中格纯的油边酸长为的1体cm积，：问：
（ 少2?）每一滴V油酸1m酒L精 溶715中 1含064有纯8.油0酸1的06 m体L积是多
（3）估测出油酸分子的直径是多少?
（（13））油膜油的面膜积的S＝１厚×１度１５即＝认１１为５c是m2 油酸分子的直径d，
V V液 浓度 n
结论：
油酸薄膜面积： s 一个方格面积方格数
分子直径数量级为10-10m
二、分子的大小
1、分子直径数量级: 除少数有机物大分子,一般分子直径的数量级是
10-10m。
高一物理教案第一节物体是由大量分子组成的
第一节物体是由大量分子组成的第一节物体是由大量分子组成的[教学目的]：1.知道物体是由大量分子组成的.2.知道用油膜法测定分子大小的原理.3.知道分子的球形模型，知道分子大小，质量的数量级.4.知道阿伏加德罗常数，理解它是联系微观世界和宏观世界的桥梁，记住它的数值及单位,会用这个常数进行有关的计算或估算.[教学重点]：阿伏加德罗常数及其应用[教学难点]：摩尔质量、摩尔体积跟分子质量、分子体积的联系[教具]：课件1电子显微镜和隧道显微镜下分子照片，课件2水面上的单分子油膜的示意图。
[教学过程]：一、引入新课：前面的课程我们研究的是力学内容，从这节课开始我们学习热学，对热学进行简介。
从而说明这一章从微观和宏观的角度分别讲述了分子的运动情况，从初中学习过的分子运动，我们知道"物体是由大量分子组成的"，这节课咱们就来研究这个问题。
二、进行新课：给大家五分钟时间看书，然后利用十分钟时间对下列问题进行讨论：（投影显示）1、分子动理论的基本内容是什么?2、对“物体是由大量分子组成的”中的分子怎样理解？3、分子直径的测量方法是什么?4、什么叫数量级？5、分子直径的数量级是多少？6、阿伏加德罗常数的数值及单位分别是什么?7、阿伏加德罗常数的物理意义是什么?8、标准状况下，气体的摩尔体积是多少升?9、已知某物体质量m，摩尔质量M，阿伏加德罗常数NA，求此物体中所含分子数.10、已知某物体摩尔质量M，密度p及分子体积V，求阿伏加德罗常数NA.11、分子质量的确定方法是什么？分子质量的数量级是多少?讨论完毕，提问学生再对上述问题共同讨论和解答（师生互动）.问题1：物体是由大量分子组成的，分子永不停息地做无规则运动，分子间存在着相互作用力。
问题2：物体是由大量分子组成的，所谓分子就是保持原物质化学性质的最小粒子，根据不同的物质组成，它包括分子、原子、离子等粒子. 问题3：(演示课件1)，说明分子直径可根据显微镜的放大倍数计算。
第一节 物体是由大量分子组成的优秀课件
例2 已知1个水分子的直径为4×10－10 m, 1 mol水
的质量是0.018 kg，求1 mol水中所含的水分子数(即阿
伏加德罗常数)．
栏
解析：根据已知条件可知 1 mol 水的体积
目 链
Vm＝ρM ＝1.8×10－5 (m3)
接
每个分子的体积
V0＝π6 d3＝π6 (4×10－10)3≈3×10－29 (m3) 则 NA＝VVm0＝13.×8×101－02－9 5＝6×1023 (mol－1)
栏
(2)质量大小：一般分子质量的数量级为10－26 kg.
目 链
接
(3)分子如此微小，用肉眼根本无法直接看到它们，
就是用高倍的光学显微镜也看不到．直到1982年人们研制
了能放大几亿倍的扫描隧道显微镜，才观察到物质表面原
子的排列．
2．分子大小的估算方法
对于固体或液体，分子间距很小，可以认为分子
是紧密排列的．
为VNmA＝ρMNA，A 正确；每个铜原子的体积为VNmA＝ρMNA，D 不
正确；铜的摩尔质量为 M，则单位质量内的原子数为NMA，
栏 目 链
每个原子质量为NMA，B、C 选项不正确．
接
答案：A
分子直径只是一个粗略的数量级，两种模型算出的数量级 栏
目
是相同的．
链
接
例1 (双选)关于分子，下列说法正确的是( )
A．物质由大量分子组成
B．把分子看成球是对分子的简化模型，实际上分子 的形状并不真的是小球
C．所有分子的直径都相同 D．所有分子直径数量级都相同
解析：物质是由大量分子组成的；分子的结构很复 栏
第一节 物体是由大量分子组成的
栏 目 链 接
高中物理 第一节物体是由大量分子组成的教学设计示例(三)
第一节物体是由大量分子组成的教学设计（二）教学目标：知识目标1．说出物体是由大量的分子组成的。
2．说出用油膜法测定分子大小的原理。
油膜分子直立在水面上，形成一个单分子层油膜。
实验时如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积，即可估计出油酸分子的大小。
3．说出分子大小、质量的数量级。
分子直径的数量级:1010-。
分子的质量的数量级:27261010----。
4．说出阿伏加德罗常数的数值和单位。
阿伏加德罗常数的数值:236.0210⨯单位:mol 。
能力目标1．油膜法测分子大小原理、方法的掌握。
2．理想化模型解释实际问题的思想方法。
情感目标通过油膜法测分子大小的实验，培养用测定宏观量的方法去求出微观量大小的思维方法。
教学重点：分子大小的计算教学难点：微观量与宏观量之间的联系教学媒体：幻灯片，分子模型教学过程：一、物质有大量分子构成结合化学提出不同物体不同的分子组成，并且物理中此时提到的分子有别于化学中的分子，它包括分子、原子、离子等．展示几个漂亮的分子模型，激发学生学习兴趣．二、分子的大小分子大小的测量方法（1）显微镜观测（2）实验油膜法估测分子大小实验原理：将体积为的油滴到水面上，使其均匀地、尽可能地散开成很薄的一层，此时可以认为油分子一个挨一个紧密排成一单层油膜，油膜的厚度就是单个分子的直径，因此只需测出油膜的面积，就知道该油分子的近似直径实验过程所用的酒精油酸溶液溶于水时，酒精溶于水，油酸形成单分子油膜．例题：将1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3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，油酸形成一单分子层，其面积为0.2 m2. 由此可知油酸分子大约为多少？解：一滴油酸酒精溶液含油酸体积油酸分子直径约为：二、阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数是联系微观和宏观的一个重要桥梁，其大小为每摩尔物质含有的微粒数（或12g炭12含有的炭原子数），即6.02×1023mol-1．已知物质的体积和摩尔体积，就可以求出物质的分子数，；已知物质的质量和摩尔体积，就可以求出物质的分子数，；已知物质的摩尔体积，就可以求出该物质的单个分子体积；已知物质的摩尔质量，就可以求出该物质的单个分子质量例题：已知地球到月球的距离是3.84×105km，铁的摩尔质量为56g，密度为7.9×103kg/m3，如果将铁原子一个一个地排列起来，从地球到月亮需要多少个铁原子？Ａ.1.4×105个. B.1.4×1010个C.1.4×1018个.D.1.4×1021个答案：C分析：本题可以先求出单个铁原子的直径：所以需要的铁原子个数为：另外，本题还可以从数量级上迅速判断出答案，由于地球到月亮的距离数量级为108m，而分子直径的数量级在10-10m 左右，所以需要的铁原子个数在1018的数量级上，应选C选项．四、作业。
教学：第一节 物体是由大量分子组成的
第一节物体是由大量分子组成的教学目标：1、知道物体是由大量分子组成的.2、理解用单分子油膜法测定分子大小的原理，并能进行计算。
3、知道分子的球形模型，知道分子大小的数量级.4、理解阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁，记住它的数值和单位，会用这个常数进行有关的计算和估算.教学重点：1、物体是由大量分子组成的；2、分子大小的数量级及用单分子油膜法测定分子大小的原理.教学难点：1、理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法；2、用阿伏加德罗常数进行有关计算或估算的方法教学方法：讲述法、练习法教学用具：多媒体教学课件教学过程：（一）引入新课自古以来，人们在不断地探索物质组成的秘密，两千多年以前，古希腊的著名思想家德谟克利特说过：万物都是由极小的微粒构成的.科学技术发展到今天，这种猜想已被证实，本节课我们就来学习构成物质的微粒的特点.（二）新课教学1、分子的大小自然界中所有物质都是由大量的分子组成的。
此处所提出的“分子”是个广义概念，指组成物质的原子、离子或分子。
(1)分子模型首先，可以把单个分子看做一个立方体，也可以看做是一个小球。
通常情况下把分子看做小球，是对分子的简化模型。
实际上，分子有着复杂的内部结构，并不真的都是小球。
其次，不同的物质形态其分子的排布也有区别，任何物质的分子间都有空隙。
对固体和液体而言，分子间空隙比较小，我们通常认为分子是一个挨着一个排列的，而忽略其空隙的大小。
(2)用油膜法估测分子的大小估测分子的大小通常采用油膜法。
具体把一滴油膜滴到水面上，油酸在水面上散开形成单分子油膜，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可认为等于油膜分子的直径。
最后根据1滴油酸的体积V 和油膜面积S 就可以算出油膜的厚度(S V D =)，即油酸分子的尺寸。
其线度的数量级为m 1010-。
用油膜法测定分子的直径时，实际是一种理想化处理过程，我们做了如下理想化处理：①把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层.②把分子看成球形. 我们可以用不同的方法估测分子的大小。
1.1 分子动理论的基本内容 课件(共26页PPT)
⑴分子间引力和斥力随分子间距的变化曲线
F 纵轴表示分子间的作用力
①分子间的引力和斥力都随
正值表示F斥 横轴表示分
分子间的距离增大而减小， 但斥力比引力变化更 快 。
F斥
子间的距离
②分子间的引力和斥力同时
r0 0
存在
r
实际表现出来的分子力是分子
负值表示F引
引力和斥力的合力（分子力）。
2、分子间引力和斥力的变化规律
改变悬浊液的温度。重复上述操作， 观察悬浊液中小炭粒的运动情况。
问题： （1）观察到的碳粒的运动有规律吗？ （2）运动快慢与炭粒的大小有关吗？
观察到的现象：微粒在做无规则运动； 微粒越小,运动越明显
布朗运动：悬浮微粒的无规则运动
布朗运动——布朗轰动世界的发现
1827年，英国的一位植物学家布朗用 显微镜观察植物的花粉微粒悬浮在静止水 面上的形态时，却惊奇地发现这些花粉微 粒都在不停地的运动中，布朗发现了花粉 微粒在水中的这种运动后，人们对运动的产生原因进行了种种猜测。一颗小小的花粉颗粒， 顿时掀起了一场轩然大波，面对植物学家的发现，当时的所有物理学家们显得束手无策， 无法解释这一奇怪现象.整整过了半个世纪，直到1905年爱因斯坦和波兰物理学家佩兰发 表了他们对布朗运动的理论研究结果，对布朗运动做出了理论上解释。
1）分子间存在相互作用力
分子间引力表现：
物体很难被拉伸
大量分子能聚在一起形成液体或固体而 不离散成一群独立的单个分子.
分子间斥力表现：
物体很难被压缩 分子间有引力，分子却没有紧紧吸在一起而还有空隙.
2）分子间作用力的产生原因 原子内部带正、负电的粒子间的相互作用引起的。
2、分子间引力和斥力的变化规律
高中物理第一章分子动理论第一节物体是由大量分子组成的
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第九页，共三十页。
[解析] (1)氧气的摩尔质量为 M＝NA·m＝6.02×1023×5.3 ×10－26 kg/mol＝3.2×10－2 kg/mol.
(2)标准状况下氧气的摩尔体积 V＝Mρ ，所以每个氧分子所占
空间 V0＝NVA＝ρMNA.而每个氧分子占有的体积可以看成是棱
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2．据统计“酒驾”是造成交通事故的主要原因之一，交警可 以通过手持式酒精测试仪很方便地检测出驾驶员呼出的气体 中的酒精含量，以此判断司机是否饮用了含酒精的饮料．当 司机呼出的气体中酒精含量达 2.4×10－4 g/L 时，酒精测试 仪开始报警．假设某司机呼出的气体刚好使酒精测试仪报警， 并假设成人一次呼出的气体体积约为 300 mL，试求该司机一 次呼出的气体中含有酒精分子的个数(已知酒精分子的摩尔 质量为 46 g·mol－1，NA＝6.02×1023mol－1)．
长为
a
的立方体，即
V0＝a3，则
a3＝ρMNA，a＝
3
M＝ ρNA
3
3.2×10－2 1.43×6.02×1023
m＝3.3×10－9 m.
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(3)1 cm3 氧气的质量 m′＝ρV′＝1.43×1×10－6 kg＝1.43× 10－6 kg，则 1 cm3 氧气中含有的氧分子个数 n＝mm′＝15..433××1100－－266 个＝2.7×1019 个． [答案] (1)3.2×10－2 kg/mol (2)3.3×10－9 m (3)2.7×1019 个
由冰的密度 ρ＝9×102 kg/m3 可估算冰分子直径的数量级是
() A．10－8 m C．10－12 m
物体是由大量分子组成的公开课PPT课件
斥力
分子之间也存在斥力，即相互排 斥的力。斥力的大小也取决于分
子之间的距离和相互作用。
范德华力
范德华力是分子间弱的、非定向 的相互作用力，包括诱导力、色 散力和取向力。范德华力主要影 响物质的物理性质，如熔点、沸
点、粘度等。
分子运动论
布朗运动
布朗运动是指微观粒子在液体或气体中由于受到分子的无规则热运动的碰撞而 发生的微小位置变化的现象。布朗运动是分子热运动的反映，也是分子无规则 运动的证据之一。
研究意义
了解分子的结构和组成是研究物质 性质的基础，有助于我们更好地理 解和利用物质。
04
分子之间的相互作用
分子间作用力
分子间作用力定义
分子间作用力是分子之间的相互作用，包括引力 和斥力。
引力和斥力
引力使分子之间相互靠近，而斥力则使分子之间 相互远离。
影响因素
分子间作用力受到分子间的距离、分子极性以及 温度等因素的影响。
扩散现象
扩散现象是指物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移的现象。扩散现象是由 于分子热运动而引起的物质迁移现象，是分子无规则运动的体现之一。
03
分子的基本类型与组成
单质分子
01
02
03
定义
由同一种元素组成的分子。
例子
氢气（H₂）、氧气（O₂）、 铁（Fe）。
特性
性质较为单一，如氢气易 燃易爆，氧气助燃，铁则 具有金属光泽。
质状态的影响。
学生通过实验和互动讨论，提 高了对物质世界的认识和探究
能力。
下一步行动计划
组织学生进行小组讨论，探讨分子和 物质状态在实际生活中的应用。
引导学生进行课外阅读，了解分子和 物质状态的最新研究进展。
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. 而Vmol
mmol
.
所以B正确.
［小结］
1.一般物体中的分子数目是很大的. 一般分子直径的数量级为10-10 m
2.一般分子的质量也是很小的. 一般分子质 量数量级是10-26Kg 分子的模型：把分子看成球形或正方体模型。
3.阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世 界的桥梁，通过该常数把摩尔质量、摩尔 体积跟分子质量、分子大小等微观物理量 联系起来了.
扫瞄隧道显微镜下的硅片表面原子的图像
⇓
物体是由大量分子组成的
分子的大小 放大上亿倍的蛋白质分子结构模型
1．分子是构成物质并保持物质化学性质的 __最_小__微粒，有些物质的分子只包含一个 __原_子__，有些物质的分子包含多个__原__子_。
2．分子的质量和体积都非常小，一般分子的 直径数量级为_1_0_－_10_m。分子质量的数量级 为 。 10-26kg---10-27kg
第十一章 分子热运动 能 量守恒
分子动理论
一、物体是由大量分子组成 的
§1.物体是由大量分子组成的
这里所说的分子与化学中所说的分子有何 不同?
[答]化学中讲的分子是：具有物质的化 学性质的最小微粒 物理中所说的分子指的是：做热运动时遵 从相同规律的微粒，包括组成物质的原子、 离子或分子。
一、分子的大小
A. 710-6m3 C. 110-26m3
B. 110-29m3 D. 810-24m3
解析：铜的相对原子质量是64，意思是
铜的摩尔质量是：
mmol=64g/mol=64×10-3kg/mol
铜 的 摩 尔 体 积vmol
mmol
64 103 8.9 103
m3/mol
7 106m3/mol
d 3 6V0
②对气体可以把分子当作是一个小立方体，这个 小立方体的边长可以看作相当于分子间的平均距 离.即
d 3 V0
（以上两式中d表示分子的直径，V0表示固液体分子
的体积或气体分子所占的空间体积.）
例1. 已知铜的密度是8.9103kg/m3， 相对原子质量64，通过估算可知每个铜
原子所占的体积为( ) B
一 个 铜 原 子 所 占 体 积v0
v NA
7 106 6 1023
m3
B
11029 m3
注：此题若要进一步估算铜原子的直
径，则可用球模型：
v0
4
3
d 2
3
d 3
6
d 3 6v0 进行估算.
例2. 只要知道下列哪一组物理量，就可 以估算出气体中分子间的平均距离? ( B )
A. 阿伏加德罗常数，该气体的摩尔 质量和质量
B. 阿伏加德罗常数，该气体的摩尔 质量和密度
C. 阿伏加德罗常数，该气体的质量 和体积
D. 该气体的密度、体积和摩尔质量
解析：要估算分子间平均距离，先要计
算出单个气体分Leabharlann 所占平均空间v0，再利用立方体模型：d 3 v0 , 求d. 若能求
出摩尔体积Vmol，又知道阿伏加德罗常
数NA，则v0
Vmol NA
体积
M Vm＝__ρ___；每个水分子的体积
V0＝VNmA＝_ρ_MN_A__；每个水
3 分子的直径 d＝
6πV0＝_3__π_6ρ_MN__A_。
二、阿伏加德罗常数
1．阿伏加德罗常数NA：1摩尔（mol）任何物质所含的微粒数
叫做阿伏加德罗常数.
N A 6.021023mol 1
2．阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁．
组成物质的分子是很小的，不但用肉眼不能 直接看到它们，就是用光学显微镜也看不到 它们。 那怎么才能看到分子呢？
用扫描隧道显微镜（能有放大几亿倍）
我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨 表面原子的排布图，图中的每个亮斑都是一 个碳原子.
（一）、扫描隧道显微镜
扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子排布图
分子的大小
M N A Vm
m mmol
v
vmol
1.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=_1_8_g_/_m__o_l __ （2）水的摩尔体积V=_M__/_ρ_=_1_8_/1_=_18g/cm3
（3）一个水分子的质量m0 =M__/_N_A__=_1_8_/_6_._0_2×1023 =2.99 ×10-26 kg （4）一个水分子的体积V0 =__V_/_N_A__=_2_.9_9__×_ 10-23 cm3 （5）10g水中含有的分子数目N=_m_N__A_/M__=_3_._3_4_4_×__1_0_2_1_
微观 NA
桥梁
宏观
体会分子“数量”之大
(2) 宏观量与微观量
宏观量：
物质的质量m 物质的摩尔质量mmol 物质的体积V 物质的摩尔体积Vmol
物质的密度ρ
物质的摩尔数N
微观量：
单分子质量m0 单分子体积V0 分子的直径d 分子数n
(3)宏观量与微观量的关系：
m0
Mm NA
V0
Vm NA
mNV n
3．1 mol的任何物质都含有_相__同__的粒子数， 这个数量可用____阿__伏_加__德_罗__常_数_______来表示， 在通常的计算中NA＝______6._02_×__10_2_3 _m_o。l－1
4．若用 M 表示水的摩尔质量，NA 表示阿伏加德罗常数，
M ρ 表示水的密度，则每个水分子的质量 m0＝__N_A__；水的摩尔
怎样才能知道分子的大小呢？
思考1.分子形状
把分子看成球形.
思考2.构成物质分子排列情况
分子一个紧挨一个整齐排列;
思考3. 确定分子大小的方法
单分子油膜法测直径
固体、液体
ddd d
气体
d
小球模型
立方体模型
d
d
对于固体、液体 对于气体
①分子模型：在计算固液体分子大小时，作为一 个近似的物理模型，可把分子看成是一小球.则：