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第七章分子動(dòng)理論
7.1物質(zhì)是由大量分子組成的
三維教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
(1)曉得通常分子半徑和質(zhì)量的數(shù)目級(jí);
(2)曉得阿伏伽德羅常數(shù)的含意,記住這個(gè)常數(shù)的數(shù)值和單位;
(3)曉得用單分子油膜方式計(jì)算分子的外徑。
2、過程與方式:通過單分子油膜法計(jì)算檢測(cè)分子大小,讓中學(xué)生感受到物質(zhì)是由大量分子組成的。產(chǎn)生正確的唯心主義價(jià)值觀。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
教學(xué)重難點(diǎn)
(1)使中學(xué)生理解和學(xué)會(huì)用單分子油膜法計(jì)算分子大小(半徑)的方式;
(2)運(yùn)用阿伏伽德羅常數(shù)計(jì)算微觀量(分子的容積、直徑、分子數(shù)等)的方式。
教學(xué)教具
(1)教學(xué)掛圖或幻燈投影片:海面中單分子油膜的示意圖;離子顯微鏡下看見鎢原子分布的圖樣;
(2)演示實(shí)驗(yàn):演示單分子油膜:硬脂酸酒精氨水(1:20O),滴管,半徑約20cm方形水槽,燒瓶,畫有方格線的透明塑膠板。
教學(xué)過程:
第一節(jié)物質(zhì)是由大量分子組成的
(一)力學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)介
(1)熱現(xiàn)象:與氣溫有關(guān)的化學(xué)現(xiàn)象。如熱脹冷縮、摩擦生熱、水結(jié)冰、濕褲子曬干等都是熱現(xiàn)象。
(2)力學(xué)的主要內(nèi)容:熱傳遞、熱膨脹、物態(tài)變化、固體、液體、氣體的性質(zhì)等。
(3)力學(xué)的基本理論:因?yàn)闊岈F(xiàn)象的本質(zhì)是大量分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng),因而研究力學(xué)的基本理論是分子動(dòng)理論、量守恒規(guī)律。
(二)新課教學(xué)
1、分子的大小:分子是看不見的,怎么能曉得分子的大小呢?
(1)單分子油膜法是最簡(jiǎn)略地說明分子大小的一種技巧。
演示:假如油在海面上盡可能地飄動(dòng),可覺得在海面上產(chǎn)生單分子油膜,可以通過幻燈觀察到,而且借助已制好的方格透明膠卷蓋在海面上,用于測(cè)定油膜面積。如圖1所示。
提問:已知一滴油的容積V和海面上油膜面積S,這么這些油分子的半徑是多少?(假如分子半徑為d,油滴容積是V,油膜面積為S,則d=V/S,依據(jù)計(jì)算得出分子半徑的數(shù)目級(jí)為10-10m)
(2)借助離子顯微鏡測(cè)定分子的半徑。
看化學(xué)課本上彩色插圖,鎢針的尖端原子分布的圖樣:插圖的中心部份亮點(diǎn)直接反映鎢原子排列情況。經(jīng)過估算得出鎢原子之間的距離是2×10-10m。假如構(gòu)想鎢原子是一個(gè)挨到一個(gè)排列的話,這么鎢原子之間的距離L就等于鎢原子的半徑d,如圖2所示。
(3)用不同方式檢測(cè)出分子的大小并不完全相同,并且數(shù)目級(jí)是相同的。
檢測(cè)結(jié)果表明,通常分子半徑的數(shù)目級(jí)是10-10m。諸如水份子半徑是4×10-10m,氫分子半徑是2.3×10-10m。
(4)分子是小球狀是一種近似模型,是簡(jiǎn)化地處理問題,實(shí)際分子結(jié)構(gòu)很復(fù)雜,但通過計(jì)算分子大小的數(shù)目級(jí),對(duì)分子的大小有了較深入的認(rèn)識(shí)。
2、阿伏伽德羅常數(shù)
提問:在物理課念書過的阿伏伽德羅常數(shù)是哪些意義?數(shù)值是多少?明晰1mol物質(zhì)中富含的微粒數(shù)(包括原子數(shù)、分子數(shù)、離子數(shù)……)都相同。此數(shù)叫阿伏伽德羅常數(shù),可用符號(hào)NA表示此常數(shù),NA=6.02×1023個(gè)/mol,簡(jiǎn)略估算可用NA=6×1023個(gè)/mol。(阿伏伽德羅常數(shù)是一個(gè)基本常數(shù)分子動(dòng)理論分子動(dòng)理論,科學(xué)工作者不斷用各類方式檢測(cè)它,以期得到它精確的數(shù)值。)
提問:摩爾質(zhì)量、摩爾容積的意義?
假如早已曉得分子的大小,不難簡(jiǎn)略算出阿伏伽德羅常數(shù)。諸如,1mol水的質(zhì)量是0.018kg,容積是1.8×10-5m3。每位水份子的半徑是4×10-10m,它的容積是(4×10-10)m3=3×10-29m3。假如構(gòu)想水份子是一個(gè)挨到一個(gè)排列的。
怎樣算出1mol水底所含的水份子數(shù)?
3、微觀化學(xué)量的計(jì)算
若已知阿伏伽德羅常數(shù),可對(duì)液體、固體的分子大小進(jìn)行計(jì)算。事先我們假設(shè)近似地覺得液體和固體的分子是一個(gè)挨一個(gè)排列的(二氧化碳不能這樣假定)。
提問:1mol水的質(zhì)量是M=18g,這么每位水份子質(zhì)量怎么求?
提問:若已知鐵的相對(duì)原子質(zhì)量是56,鐵的密度是7.8×103kg/m3,試求質(zhì)量是1g的石塊中