§7.1 物质是由大量分子组成的

课程标准：认识分子动理论的基本观点，知道其实验依据。知道阿伏加德罗常数的意义。“认识分子动理论的基本观点”要求学生能用分子动理论的基本观点解释一些实验现象。这部分内容的教学注意渗透物理学研究方法的教育，如估测油酸分子的大小，体会建立模型和估测方法在研究物理问题中的应用。该标准第二要求知道阿伏加德罗常数的意义。阿伏加德罗常数是一个重要常数，它是联系微观世界和宏观世界的桥梁，如阿伏加德罗常数把摩尔质量、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。

教材分析：学生在初中已学过有关分子运动的基本知识和化学中学到了有关分子和阿伏伽德罗常数的知识建立起本节所学内容的联系，课堂教学针对学生认为不可能（用简单方法测到分子直径）的实验引起学生的兴趣，体会怎样通过宏观量来间接测量微观量，通过对分子的具体计算和比较、抽象思维和理想化模型的处理，对看不见摸不着很微小的分子（直径数量级、质量数量级）有个初步的了解。利用阿伏加德罗常数进行数量计算后，理解阿伏伽德罗常数是联系宏观世界和和微观世界的桥梁，

教学目标：知识与技能：1．了解物质是由大量分子组成；2.知道用单分子油膜法估算分子的直径； 3.知道分子的模型，并知道一般分子的直径和质量的数量级；3.知道阿伏伽德罗常数的含义，记住他的数值及单位。

过程与方法：培养学生在物理学中的估算能力，理解阿伏伽德罗常数是联系宏观世界和和微观世界的桥梁，并通过阿伏伽德罗常数估算固体和液体分子的质量、分子的体积（或直径）、分子数等微观量，在此过程中，初步认识到微观世界是可以认知的，人类探索微观世界经历了漫长的过程，而且意识到这种探索还将持续下去。

情感态度与价值观：运用理想化方法，建立物质分子是球形体的模型，是为了简化计算，突出主要因素的理想化方法。渗透物理学方法的教育。

教学重点：

1.分子大小的数量级。

2.用单分子油膜法测定分子大小的原理，理解和学会用单分子油膜法估算分子大小的方法。（课时1）

3.用阿伏伽德罗常数进行有关计算或估算的方法（课时2）

教 具：一定量的小米、米尺一把、量筒一个。（每组一套）

教学过程（课时1）

一、知识回顾

1.1ml等于多少cm3?1l等于多少dm3?1ml等于多少l?

2.初中学过的分子动理论基本内容有哪几点？

物质是由大量分子组成的、分子不停地做无规则运动、分子之间有相互作用力。

二、引入新课

初中也学过一些热现象，对其本质也用分子动理论去认识，但很不够。这一章要进一步学习分子动理论的知识，并讨论热现象的本质及包括热能在内的能量转化和守恒定律。

首先，让我们来学习第一节——物质是由大量分子组成的。

三、新课教学

在两千多年前，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，并把这种微粒叫原子。这种古代的原子学说虽然没有实验根据，却包含了原子理论的萌芽。科学发展到今天原子早已被实验证实，而且原子能构成分子。

问题：在化学课上同学们都学过有关分子的相关性质，化学中的分子含义是什么呢？

分子是具有各种物质化学性质的最小粒子

由于原子、分子、离子等做热运动时遵从相同的规律，在热学中，我们研究的是它们运动的规律，所以

物理学中把组成物质的原子、离子或分子统称为分子。

大家都知道我们用眼睛是直接看不到分子到底有多大的，现在我们来探究分子的大小。

（一）分子的大小

组成物质的分子是很小的，现在能用放大几亿倍的扫描隧道显微镜和离子显微镜来观察到物质表面的分子，彩图2是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。展示课件图片

1.分子的理想模型

实际分子的结构很复杂，为了便于研究，在不涉及分子内部结构和运动时，我们做以下简化：

固体、液体分子：看作是紧密排列的弹性小球。

气体分子：因为分子间距很大，可认为每个气体分子在一个正立方体空间范围内活动。（这个立方体并不是气体分子的体积，而是气体分子运动的范围或所占的空间体积）

说明：实际的分子并不是球形或立方体，这样处理只是一种估算方法，估算方法在物理学习和应用中很有用。

板书：分子模型

2.用油膜法估测分子的大小

问题：分子到底有多大？用什么方法才能测出分子的大小（直径）？

{启发性实验}：用一个量筒、一把米尺、一定量的小米，如何能测出小米的直径？

做法：应先用量筒测出一定量小米的体积V，再将这些米平摊在水平面上，不要重叠，测出小米所占的面积S，测小米的直径。

问题：以上实验对我们测分子的（直径）有说明启示？

如果能找出一定量的分子，测出体积，让其平铺，测出面积，就可得到其大小

油酸分子的一部分羧基，对对水有很强的亲和力；另一部分对水没有亲和力。将一滴油酸滴在水面上，水面上会形成一块油酸薄膜，薄膜是由单层的油膜分子组成的。

问题：油滴太大不容易平铺开，如何得到很小的一滴油酸

用酒精稀释（酒精溶于水，且易挥发）。

问题：何得到很小的一滴油酸的体积？

再用注射器吸取油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，记下液滴的总滴数和它们的总体积，就知道1滴溶液的体积。

练习：向1ml油酸中加酒精，直至总量达到500ml，取这样的油酸酒精溶液1ml,能够滴100滴，试求1滴油酸酒精溶液所含的纯油酸的体积？

问题：怎样测量一滴油酸的单分子油膜面积？

自学课本P3“3.如何测量油膜的面积”。

典型例题：将1ml的油酸溶于酒精，制成200ml的油酸酒精溶液，已知1ml的溶液有50滴。现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为0.2 m2，由此估测油酸分子的大小。

用上述方法测得结果知道分子直径的数量级是10－10m。

实际上，分子有着复杂的内部结构，我们通常说分子的直径有多大，只是对分子的一种粗略描述，知道了分子尺度的数量级，就能使我们了解分子式多么微小。

板书：分子的大小：1.测量方法——单分子油膜法。2.直径的数量级为10－10m

四、课堂检测

课本P4“问题与练习”第2题（提前让学生数格数108个）

五、课后作业

课本P4“问题与练习”第1题

教学过程（课时2）

一、知识回顾

1.分子模型

2.单分子油膜法测分子大小（直径）的步骤

3.分子大小（直径）的数量级

二、引入新课

通过上节课的学习，我们知道组成物体的分子非常非常小，因此，宏观物体都是由大量分子组成的，那么，一定质量或一定体积的宏观物体究竟由多少分子组成呢？

这就需要了解一个重要的常数——阿伏伽德罗常数。

三、新课学习

1.阿伏伽德罗常数的定义

问题：化学中是如何定义阿伏伽德罗常数的？

1mol的任何物质所含有的微粒数都与0.012kg碳所含的碳原子数相等，我们把这个数叫做阿伏伽德罗常数。

定义：1mol物质所含有的微粒数。

学过1mol的任何物质所含有的微粒数都相同，这个数有多大？

2.阿伏伽德罗常数的大小

阿伏伽德罗常数是一个基本常数，科学工作者不断地用各种方法测定它，以期得到更精确的值，接下来我们来估算阿伏伽德罗常数的大小：

{思考与讨论}课本P4“思考与讨论”

1986年利用X射线测得的阿伏伽德罗常数是，通常可取以下数值：

大小：

粗略计算可取

练习1：已知1mol氢气的质量是2．016g，在标准状况下氢的密度是9.0×10－5g/cm3，求每个氢分子的质量是多少？

学生一般可讨论出两种方法：

解法1：1mol氢气的质量合2.016×10-3kg，里面含有6.02×1023个分子，则1个氢分子质量为

解法2：在标准状况下1mol气体体积是22.4L，则1个氢分子质量为

分子的大小：分子质量的数量级为10－26kg

通过上面的练习可以看出：阿伏伽德罗常数把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子大小等微观量联系了起来，因此，阿伏伽德罗常数是联系宏观世界和微观世界的桥梁。

3.阿伏伽德罗常数的应用

练习2：设物体的体积为V物体,摩尔体积Vmol，物体的质量为M物体,摩尔体积Mmol，物体的密度为，阿伏伽德罗常数为NA。试求分子的质量m分子，分子的体积V分子。

四、课堂检测

1. 从下列哪一组数据中可以估算出气体分子间的平均距离（ BC ）

A该气体的密度，体积和摩尔质量

B阿伏伽德罗常数，气体摩尔体积

C阿伏伽德罗常数，该气体的摩尔质量和该气体的密度

D阿伏伽德罗常数，该气体的摩尔质量和该气体的质量

2.课本P4“问题与练习”第4题

五、课后作业

课本P4“问题与练习”第3题

板书设计

课后反思