超级资源（共15套144页）人教版高中物理选修3-3教学案
汇总
第1节
组成的
物体是由大量分子
1.分子可简化为球形或立方体模型, 用油膜法估测分子
的大小, 一般分子直径的数量级为10
－10
m。
2．1 mol的任何物质含有的微粒数都相同, 这个数量用阿伏加德罗常数表示, 其值通常取6.02×1023 mol1。 3．阿伏加德罗常数是联系宏观物理量与微观物理量的“桥梁”。
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一、用油膜法估测分子的大小 1．实验目的
用油膜法估测分子的大小。 2．实验原理
把一定体积的油酸酒精溶液滴在水面上使其形成单分子油膜, 如图7-1-1所示。不考虑分子间的间隙, 把油酸分子看成球形模型, 计算出1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积VV
并测出油膜面积S, 求出油膜的厚度d, 即d＝S就是油酸分子的直径。
图7-1-1
3．实验器材
油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、浅盘、玻璃板、坐标纸、彩笔、痱子粉或细石膏粉。
4．实验步骤
(1)在浅盘中倒入约2 cm深的水, 将痱子粉或细石膏粉均匀撒在水面上。 (2)取1毫升(1 cm3)的油酸溶于酒精中, 制成200毫升的油酸酒精溶液。
(3)用注射器往量筒中滴入1 mL配制好的油酸酒精溶液(浓度已知), 记下滴入的滴数n, 算出一滴油酸酒精溶液的体积V′。
(4)将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上。
(5)待油酸薄膜形状稳定后, 将玻璃板放在浅盘上, 用彩笔画出油酸薄膜的形状。如图7-1-2所示。
图7-1-2
(6)将玻璃板放在坐标纸上, 算出油酸薄膜的面积S：坐标纸上有边长为1 cm的方格, 通过数玻璃板上薄膜包围的方格个数, 算出油酸薄膜的面积S。计算方格数时, 不足半个的舍去, 多于半个的算一个。
(7)根据已配制好的油酸酒精溶液的浓度, 算出一滴溶液中纯油酸的体积V。 V
(8)计算油酸薄膜的厚度d＝, 即为油酸分子直径的大小。
S5．误差分析
(1)油酸酒精溶液配制后长时间放置, 由于酒精的挥发会导致溶液的浓度改变, 从而给实验带来较大的误差。
(2)利用量筒测量油酸酒精溶液的体积时, 没有使用正确的观察方法而产生误差。 (3)油滴的体积过大, 同时水面面积过小, 不能形成单分子油膜。 (4)描绘油膜形状的画线误差。
(5)利用小正方形数计算轮廓的面积时, 轮廓的不规则性容易带来计算误差。 (6)不考虑油酸分子的空隙, 计算分子直径时的误差。 二、分子的大小 阿伏加德罗常数 1．分子的大小
除了一些有机物质的大分子外, 多数分子大小的数量级为102．阿伏加德罗常数
－10
m。
(1)定义：1 mol的任何物质都含有相同的粒子数, 用NA表示。
(2)数值：通常取NA＝6.02×1023_mol1, 在粗略计算中可取NA＝6.0×1023 mol1。 (3)意义：阿伏加德罗常数是一个重要的常数。它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子大小等微观物理量联系起来。
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1．自主思考——判一判
(1)分子间距等于分子的直径。(×)
(2)密度等于分子质量与分子体积的比值。(×) (3)我们看到阳光下飞舞的微粒就是分子。(×)
(4)为了便于研究, 我们通常把固体和液体分子看作球形。(√) (5)油酸分子直径的数量级为10
－10
m。(√)
(6)在做用油膜法估测分子大小的实验时, 可以直接使用纯油酸。(×) 2．合作探究——议一议
(1)油酸分子的形状真的是球形的吗？排列时会一个紧挨一个吗？
提示：实际分子的结构复杂, 分子间有间隙, 认为分子是球形且一个紧挨一个排列, 是一种理想化模型, 是对问题的简化处理。
(2)若已知油酸的摩尔体积, 用油膜法测出分子直径后, 怎样进一步估算阿伏加德罗常数？
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提示：测出油酸分子的直径d后, 可求出一个分子的体积V0＝πd3, 若油酸的摩尔体积
6为V, 则阿伏加德罗常数为NA＝
V。 V0
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