高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册1 分子动理论的基本内容教课ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册1 分子动理论的基本内容教课ppt课件，共46页。PPT课件主要包含了分子动理论，分子的大小，看一看，②把分子看成球形，互补法，思考与讨论，如何计量呢，小球模型，立方体模型，阿伏加德罗常数等内容，欢迎下载使用。

1、物质是由大量分子组成的。
2、分子永不停息地做无规则运动。
3、分子之间有相互作用力。
初中学过的有关分子运动的内容中，我们已知道物体是由大量分子组成的。 在热学中由于原子、离子、或分子做热运动时遵从相同的规律，所以统称为分子。
热学中所说的分子与化学中所说的分子不同：化学中讲的分子是：具有各种物质的化学性质的最小微粒。实际上构成物质的单元是多种多样的，或是原子（如金属）或是离子（盐类）或是分子（如有机物）。 在热学中，由于原子、离子、分子这些微粒做热运动时遵从相同的规律，通常统称为分子。
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？
扫描隧道显微镜（能放大几亿倍！）
扫描隧道显微镜，1982年用此人类才观测到物质表面原子的排列
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.
扫描隧道显微镜下的硅片表面原子的图像
放大上亿倍的蛋白质分子结构模型
利用纳米技术把铁原子排成“师”字
怎样才能知道分子的大小呢？
2.具体做法是： 把一滴油酸滴到水面上，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.
1.有一种粗略测定分子大小的方法叫油膜法.
单分子油膜法粗测分子直径的原理，类似于取一定量的小米，测出它的体积V，然后把它平摊在桌面上，上下不重叠，一粒紧挨一粒，量出这些米粒占据桌面的面积S，从而计算出米粒的直径。
在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了理想化处理：
①把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层
③油分子一个紧挨一个整齐排列
d-----单分子油酸的直径
V-----一滴油酸分子的体积=
S-----一滴油酸分子的面积
如何才能求出单分子油膜层的厚度(即分子直径)呢？
例：已知体积V=1mm3的一滴油，在水面上形成面积S=3.5m2的油膜，那么这种油分子的直径d为多少m？
分子直径的数量级10-10m
问题1：为什么不直接用纯油酸实验，而要配置成 油酸酒精溶液？
答：如果直接用纯油酸，一方面油分子间作用力较大，不容易被分散，不易实现单分子油膜状态。另一方面一滴纯油酸在水面展开的面积比我们所用容器的面积大的太多了。用酒精稀释后,使得一滴溶液中油酸含量很少有利于油酸在水面上形成单分子油膜状态且展开的面积小。另外酒精也易溶于水、易挥发，不会影响实验结果。
答： 把油酸分子看作球形与实际分子形体有区别，所以只能得到分子直径的数量级。
问题2：为什么此实验只能估测油酸分子大小？有哪些 方面导致误差的存在？如何减小误差？
问题3：撒痱子粉的作用是什么？ 撒痱子粉如何使其均匀？
答：一方面液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败。另一方面撒痱子粉便于观察所形成的油膜的轮廓。
答：从盘的中央加痱子粉，粉自动扩散至均匀，这样做比将粉撒在水面上的效果好。
问题4：往浅盘滴溶液时为什么注射器不能太高？
答：往浅盘滴溶液时，待测油酸液面会扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓。扩散后又收缩有两个原因：第一，水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；第二，酒精挥发后液面收缩。 注射器针头高出水面的高度应在1cm之内，太高油膜就散开不聚在一起了。
思考与讨论------如何测量油膜的面积？ 问题1:实验中油酸薄膜是无色透明的，怎样才能看清它？ 问题2:怎样得到油酸薄膜的形状呢？ 问题3:怎样计算油酸薄膜的面积？
将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上。用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面上散开，形成一块薄膜，薄膜上有痱子粉，可以清楚地看出它的轮廓。
待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下油酸膜的形状。
将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个舍去，多余半个的算一个。把正方形的个数乘以单个正方形的面积就得到油膜的面积。
利用方格纸用数格子方法估算面积
用单分子油膜法测得分子直径的数量级为
利用现代技术，使用不同的方法测出的分子大小并不完全相同，但数量级是一样的，均为
注意：除一些有机物质的大分子外，一般分子的直径数量级为上面数值，以后无特别说明，我们就以上面数值作为分子直径的数量级。
一般分子质量的数量级为10-27kg到10-26kg
注意：除一些有机物质的大分子外，一般分子的质量数量级为上面数值，以后无特别说明，我们就以上面数值作为分子质量的数量级。
实际分子的结构是复杂的，单个分子可看作小球也可看作立方体
①小球模型：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：
②立方体模型：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：
1 ml的任何物质都含有相同的粒子数
以水分子为例，知道了分子的大小就可以估算阿伏加德罗常数。 1、已知每个水分子的直径是 ，每个分子的体积约为多少？ 2、我们还知道水的摩尔体积是 ， 如果水分子是一个挨一个地排列的，那么1ml水所含的水分子数是多少？
课本P4页【思考与讨论】
微观量：（分子的质量、分子的体积、分子的直径）
宏观量：（物体的体积、物体的质量、物质的密度、摩尔质量、摩尔体积）
NA=6.02×1023/ml这个数特别巨大： 1ml水的的质量是18×10-3Kg，也就相当我们喝一口水的质量，如果全世界60亿人同时来数这些水分子，每人1秒钟数一个，300万年也数不完。
阿伏加德罗常数是联系微观量和宏观量的桥梁
1．阿伏加德罗常数NA：1摩尔（ml）任何物质所含的微粒数叫做阿伏加德罗常数。
2．阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁．
（1）已知物质的摩尔质量MA，可求出分子质量m0
（其中，VA为摩尔体积,为物质的密度）
（2）已知物质的量（摩尔数）n，可求出物体所含分子的数目N．
（3）已知物质的摩尔体积VA ，可求出分子的体积V0
（4）物质分子所含分子数的估算： 关键为求出分子的摩尔数，便可以利用阿伏加德罗常数求出含有的分子数
设 NA为阿伏加德罗常数，VA为物质的摩尔体积
把分子视为紧密排列的球形分子，可估算分子直径为
把分子所占有空间视为立方体，可估算分子间平均距离为
例1：已知空气的摩尔质量是，则空气中气体分子的平均质量多大？成年人做一次深呼吸，约吸入450cm3的空气，则做一次深呼吸所吸入的空气质量是多少？所吸入的气体分子数量是多少？（按标准状况估算）
１．空气分子的平均质量为：
2.成年人做一次深呼吸所吸入的空气质量为：
３．所吸入的分子数为：
例2：已知铜的密度是8.9103kg/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( )
A. 710-6m3 B. 110-29m3C. 110-26m 3 D. 810-24m3
解析：铜的相对原子质量是64，意思是 铜的摩尔质量是：M=64g/ml=6.4×10-2kg/ml
此题若要进一步估算铜原子的直径，则可用球模型：
例3：在标准状态下，氧气分子之间的平均距离是多少？已知氧气的摩尔质量为3.210-2kg/ml，1ml气体处于标准状态时的体积是2.2410-2m3。
解析：设在标准状态下，1ml氧气所占的空间为V,所以一个氧气分子所占的空间
例4. 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? ( )
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
例5：若以M表示水的摩尔质量,V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积,ρ为在标准状态下水蒸气的密度,NA为阿伏加德罗常数,m、ΔV分别表示每个水分子的质量和体积,下面四个关系式:其中正确的是( )A.①和②　　 B.①和③ C.③和④ D.①和④
例6. 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，下列做法属于科学的近似的有( )A. 把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜B. 把形成油膜的分子看做紧密排列的球形分子C. 将油膜视为单分子油膜，但需要考虑分子间隙D. 将油酸分子视为立方体模型
在“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的实验依据是：①油膜是呈单分子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间没有空隙，由此可知C错误，ABD正确． 题目要求选不是的，故选：C．
例7：下面4个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤,将它们按操作的先后顺序排列应是　　　　(用符号表示).
 解：“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）→测定一滴酒精油酸溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径．实验顺序可简略记为配→撒→滴→描→数→算。很显然，在实验的步骤中，是“将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定”，因此操作先后顺序排列应是dacb．
例7： 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,下列实验步骤:①在边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴1滴在水面上,待薄膜形状稳定。③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出1滴油酸酒精溶液的体积。⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜形状用彩笔描绘在玻璃板上。完成下列填空:(1)上述步骤中,正确的顺序是　　　　。(填写步骤前面的序号) (2)将1 cm3的油酸溶于酒精,制成300 cm3的油酸酒精溶液;测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取1滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是0.13 m2。由此估算出油酸分子的直径为 m。(结果保留一位有效数字) 
解析：(1)实验操作开始之前要先配制油酸酒精溶液，确定每一滴溶液中含有纯油酸的体积，所以步骤④放在首位．实验操作时要在浅盘放水、痱子粉，为油膜形成创造条件，然后是滴入油酸、测量油膜面积，计算油膜厚度(即油酸分子直径)，油膜法估测油酸分子大小”的实验顺序可简略记为配→撒→滴→描→数→算。所以接下来的步骤是①②⑤③.(2)根据实验原理可知油酸分子直径为：
物体是由大量分子构成的：1、分子很小，直径数量级10－10m （单分子油膜法测直径）2、阿伏加德罗常数：